Bài viết "Mạch ứng dụng Op-Amp có kết quả tăng dần tăng từ 1 đến vô cùng" nghiên cứu dạng mạch điện tử ứng dụng của Op-Amp, trong đó, với 1 tầng (1 Op-Amp), sẽ cho ra kết quả là số tăng dần từ 1 đến vô cùng.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Mạch ứng dụng Op-Amp có kết quả tăng dần tăng từ 1 đến vô cùng
- MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP CÓ KẾT QUẢ TĂNG DẦN
TĂNG TỪ 1 ĐẾN VÔ CÙNG
Vũ Thị Ngọc Thu1
Tóm tắt: Bài báo này nghiên cứu dạng mạch điện tử ứng dụng của Op-Amp, trong
đó, với 1 tầng (1 Op-Amp), sẽ cho ra kết quả là số tăng dần từ 1 đến vô cùng. Bảng 1 sẽ
thống kê, trình bày ra quy luật để các mạch Op-Amp cho ra kết quả tăng dần. Trong bảng
2 trích dẫn ra kết quả cụ thể, chọn cho tương ứng với các năm 2020 tăng dần lên 2035.
Phương pháp nghiên cứu chính là tính toán, thống kê với máy tính tay, phần mềm Excel,
phần mềm vẽ mạch điện Proteus. Bài báo góp phần làm đa dạng thêm, tăng sự thú vị của
các dạng mạch điện tử của Op-Amp.
Từ khóa: linh kiện điện tử, Op-Amp, kết quả tăng dần, kết quả số nguyên,....
1. Giới thiệu
Với các mạch ứng dụng của O-Amp, việc tính toán dòng điện, điện áp với các định
luật Kirchhoff, định luật Ohm hay định luật thế nút hay định lý mắt lưới. Sự chú trọng
tính toán nghiêng về mặt nguyên lý hoạt động, tính chất điện của mạch Op-Amp. Với
các giá trị điện trở (thường gặp nhất) ráp ở vòng bên ngoài của Op-Amp thì có các giá trị
được sản xuất như bắt đầu với 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 51, 56, 68, 75, 82, 91.
Áp dụng toán học vào mạch Op-Amp hầu như không thu hút nhiều nhà nghiên cứu viết
báo. Tuy thế, với sự phối hợp của 3 thông số (Vin, Rf, Rin) trong mạch khuếch đại đảo
sử dụng Op-Amp, nhằm đưa ra kết quả con số nguyên tăng dần, là điểm mới cho sự đa
năng của Op-Amp. Đặc biệt, tuy giữ nguyên giá trị Rf, Rin và tăng Vin theo từng khoảng
có giá trị 0,02 thì Vout sẽ tăng dần liên tục.
2. Nội dung
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Bài báo có sử dụng phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm như sau:
- Phương pháp lý thuyết: nghiên cứu lý thuyết về mạch khuếch đại đảo của Op-
Amp, các biểu thức Vin, Vout có liên hệ với nhau như thế nào thông qua các Rf, R ráp ở
vòng ngoài.
- Phương pháp thực nghiệm: dùng máy tính tay Casio, phần mềm Excel để tìm ra
bảng số ứng với bài khuếch đại đảo của Op-Amp với các bộ số nguyên dương, có 2 số
thập phân.
2.2. Kết quả nghiên cứu
2.2.1. Những kiến thức về Op-Amp
Op-Amp là viết tắt từ Operational Amplifier (khuếch đại thuật toán). Thường biết
1. Thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật TP HCM
76
- VŨ THỊ NGỌC THU
đến với mạch khuếch đại thuật toán dưới dạng IC (Integrated Circuit – Mạch tích hợp)
với mã hiệu 741. IC 741 có tất cả 8 chân được đánh số từ 1 đến 8, bên trong chứa một
mạch Op-Amp. Gọi là khuếch đại thuật toán vì 741 vừa có thể khuếch đại cả điện áp một
chiều DC lẫn điện áp xoay chiều AC, vừa có thể thực hiện các phép toán như cộng, trừ,
tích phân, vi phân (1)...
Ký hiệu của Op-Amp và hình dạng bên ngoài của IC 741 được trình bày ở bảng 1
Bảng 1. Ký hiệu và hình dạng Op-Amp
Ký hiệu của Op-Amp IC Op-Amp (IC 741)
tham khảo từ (2)
Tham khảo từ (3), ta có hình Tham khảo từ (3), ta có sơ
dạng bên ngoài của IC 741: đồ chân IC 741:
Kết quả nghiên cứu chính của bài báo này là mạch khuếch đại đảo của Op-Amp
với kết quả là những số nguyên tăng dần đến vô cùng.
Gọi là mạch khuếch đại đảo vì các lý do như sau:
- Điện áp ngõ vào được cấp tới chân Vin- (chân 2 của IC 741).
- Điện áp ngõ vào và điện áp ngõ ra có dấu trái ngược nhau. Hay nói cách khác điện
áp ngõ vào và điện áp ngõ ra sẽ ngược pha với nhau. Khi Vin là bán kỳ dương thì Vout là
bán kỳ âm và ngược lại. Nói cách khác, Vin và Vout lệch pha 180 độ (4).
Hệ số khuếch đại
điện áp của mạch khuếch
Vout
đại đảo dùng Op-Amp thì Bão hòa dương
+ Vcc
phụ thuộc vào các điện trở
ráp thêm bên ngoài Op- Khuếch đại, hệ
Amp (đó tạo ra sự hồi tiếp số khuếch đại
âm theo vòng điện kín).
Có 3 chế độ (3 vùng Vd=Vin+ - Vin-
làm việc) của Op-Amp là:
Bão hòa âm
bão hòa dương, bão hòa Khuếch đại với vòng hồi tiếp
âm và khuếch đại. Hệ số âm, hệ số khuếch đại
khuếch đại vòng hở (open + Vcc
loop) sẽ cao hơn rất nhiều
so với hệ số khuếch đại có Vout
vòng hồi tiếp âm. Hình 1. Ba vùng làm việc của Op-Amp
+ Vcc Bão hòa dương
77
Khuếch đại, hệ
số khuếch đại
- MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP CÓ KẾT QUẢ TĂNG DẦN TĂNG TỪ 1 ĐẾN VÔ CÙNG
2.2.2. Bảng số với bài khuếch đại đảo dùng Op-Amp cho kết quả tăng dần (liên tục)
Đây là mạch khuếch đại đảo của
Op-Amp, với Rf là điện trở hồi tiếp âm
được ráp bên ngoài Op-Amp. R gọi là
điện trở ngõ vào cũng được ráp ở bên
ngoài Op-Amp. Sự hồi tiếp âm làm
hệ số khuếch đại điện áp bị suy giảm,
nhưng giúp giữ ổn định hoạt động của
mạch. Vin, Vout lần lượt là điện áp ngõ
vào, ngõ ra của mạch Op-Amp đảo (4).
Gọi IR, IRF lần lượt là dòng điện đi
qua R, RF ở bên ngoài Op-Amp. RF là Hình 2. Mạch Op-Amp khuếch đại đảo
điện trở hồi tiếp âm (negative feedback)
do được ráp từ Vout, rồi hồi tiếp trở về Vin- (ngõ vào đảo, chân số 2). Do dòng điện đi
vào chân Vin- ở Op-Amp lý tưởng sẽ bằng 0, nên ta có biểu thức IR = IRF. Kết quả thể
hiện ở các bảng sau:
Bảng 2. Kết quả tăng dần từ 1 của mạch Op-Amp đảo với nhảy bậc 0.02
Vin Rf Rin Vout
-0.02 75 1.5 1
-0.04 75 1.5 2
-0.06 75 1.5 3
-0.08 75 1.5 4
-0.1 75 1.5 5
-0.12 75 1.5 6
-0.14 75 1.5 7
-0.16 75 1.5 8
-0.18 75 1.5 9
. . . .
. . . n
Bảng 3. Kết quả tăng dần của mạch Op-Amp đảo từ 2020 đến 2035 (năm thực),
với nhảy bậc 0.02
Vin Rf Rin Vout
-40.4 75 1.5 2020
-40.42 75 1.5 2021
78
- VŨ THỊ NGỌC THU
-40.44 75 1.5 2022
-40.46 75 1.5 2023
-40.48 75 1.5 2024
-40.5 75 1.5 2025
-40.52 75 1.5 2026
-40.54 75 1.5 2027
-40.56 75 1.5 2028
-40.58 75 1.5 2029
-40.6 75 1.5 2030
-40.62 75 1.5 2031
-40.64 75 1.5 2032
-40.66 75 1.5 2033
-40.68 75 1.5 2034
-40.7 75 1.5 2035
- - - -
Bảng 4. Kết quả tăng dần từ 1 của mạch Op-Amp đảo với nhảy bậc 1.25
Vin Rf Rin Vout
-1.25 12 15 1
-2.5 12 15 2
-3.75 12 15 3
-5 12 15 4
-6.25 12 15 5
-7.5 12 15 6
-8.75 12 15 7
-10 12 15 8
. . . n
Bảng 5. Kết quả tăng dần của mạch Op-Amp đảo từ 2020 đến 2035 (năm thực),
với nhảy bậc 1.25
Vin Rf Rin Vout
-2525 12 15 2020
79
- MẠCH ỨNG DỤNG OP-AMP CÓ KẾT QUẢ TĂNG DẦN TĂNG TỪ 1 ĐẾN VÔ CÙNG
-2526.25 12 15 2021
-2527.5 12 15 2022
-2528.25 12 15 2023
-2529.5 12 15 2024
-2530.75 12 15 2025
-2532 12 15 2026
-2533.25 12 15 2027
-2534.5 12 15 2028
-2535.75 12 15 2029
- - - -
3. Kết luận
Op-Amp đã xuất hiện từ lâu, khoảng 1962. Theo thời gian, các nhà nghiên cứu đã
đưa ra đa dạng các mạch ứng dụng của Op-Amp. Hay nữa, thường các mạch ứng dụng
này có thể đi theo dạng “combo” vì tính linh hoạt của Op-Amp. Mạch ứng dụng mới mẻ
của Op-Amp thường là do lắp ghép với linh kiện điện tử như điện trở, tụ điện,...với những
cách khác nhau nhưng có sự tương đồng. Bài báo này không đi theo hướng sáng tạo đó,
mà đang thống kê, lọc ra những kết quả của mạch khuếch đảo Op-Amp sao cho tăng dần
1, 2, 3,...đến vô cùng. Trong vài năm gần đây, Facebook hay World Cup 2022, các thương
hiệu đều chọn vô cùng (∞) là logo, biểu tượng, ý nghĩa. Vô cùng mang ý nghĩa là không
có giới hạn, là rộng lớn mênh mang. Điều đó cho thấy phép toán tính ra được điện áp ngõ
ra có giá trị vô cùng của mạch khuếch đại đảo Op-Amp là được hoan nghênh. Điều này
cũng đúng với thực tế là Op-Amp được đánh giá là một trong những linh kiện linh hoạt
nhất vì có rất nhiều tính năng biến hóa khác nhau. Kết quả bài báo lần nữa khẳng định sự
vô cùng của Op-Amp thông qua mạch Op-Amp đảo.
Đề xuất ứng dụng của mạch điện Op-Amp với các kết quả 2022mV, 2023mV,....
chính là đồng hồ hiện thị năm 2022, 2023,...khi kết hợp Op-Amp với bộ vi xử lý. Trong
bộ vi xử lý có mạch ADC (chuyển đổi từ Analog sang Digital) giúp chuyển số năm ở
dạng tương tự sang dạng số, rồi cho hiện thị ở LED 7 đoạn hay LED ma trận.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Ravi Teja (9/4/2021). IC741 Op-Amp Basics characteristic, pin configuration
applications. Internet: https://www.electronicshub.org/ic-741-op-amp-basics/,
ngày truy cập 5/5/2023
[2] Trần Thu Hà (Chủ biên), Trương Thị Bích Ngà, Nguyễn Thị Lưỡng, Bùi Thị Tuyết
80
- VŨ THỊ NGỌC THU
Đan, Phù Thị Ngọc Hiếu, Dương Thị Cẩm Tú (2012). Giáo trình Điện tử cơ bản.
NXB ĐHQG TP.HCM. Trang 340, 358
[3] IC 741 Op Amp Basics, Characteristics, Pin Configuration, Applications. Internet:
https://www.electricalvolt.com/2022/12/ic-741-op-amp-basics/, ngày truy cập
5/5/2023
[4] Nguyễn Viết Nguyên (2004). Giáo trình Linh kiện điện tử và Ứng dụng. NXB Giáo
dục. Trang 189
OP-AMP CIRCUITS CONTINUOUS RESULTS IN 1 TO INFINITY
VU THI NGOC THU
Ho Chi Minh City University of Technical Education
Abstract: This paper studies the applied electronic circuits of Op-Amp, in which,
with only 1 stage (1 Op-Amp), the results will be an increasing number from 1 to infinity.
Table 1 will give statistics and present the rules for the Op-Amp circuits to give increasing
results. In Table 2, specific results are cited, select subjects corresponding to the years of
2020 and 2035. The main research method is calculation and statistics with calculators,
Excel software, Proteus circuit drawing software. The article contributes to diversifying
and increasing the interest of electronic circuits of Op-Amp.
Keywords: electronic components, Op-Amp, increasing results, integer results.
81
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
