Những vẫn đề chung về khuếch đại

Chia sẻ: Minh Le Tuan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:171

Thêm vào BST

Báo xấu

222
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch khuếch đại được cấu tạo từ các phân tử tích cực và các phân tử thị động...Thông thường một mạch khuếch đại là một thiết bị hoặc linh kiện bất kỳ nào, sử dụng một lượng công suất rất nhỏ ở đầu vào để điều khiển một luồng công suất lớn ở đầu ra. Trong các ứng dụng thông dụng, thuật ngữ này hiện nay được dùng chủ yếu cho các bộ khuếch đại điện tử và thông thường là các ứng dụng thu và tái tạo âm thanh. Mối liên quan giữa đầu vào và đầu ra của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Những vẫn đề chung về khuếch đại

Những vẫn đề chung về khuếch đại
Ch−¬ng I: nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ khuÕch ®¹i 1. M« h×nh m¹ch khuÕch ®¹i M¹ch khuÕch ®¹i ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c ph©n tö tÝch cùc v c¸c phÇn tö thô ®éng. Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn dßng, ¸p trong m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc thùc hiÖn nhê c¸c phÇn tö tÝch cùc. §Ó nghiªn cøu m¹ch khuÕch ®¹i, ng−êi ta m« t¶ nã b»ng m« h×nh m¹ng hai cöa tuyÕn tÝnh, tÝn hiÖu nhá, h×nh 1: 2. C¸c tham sè c¬ b¶n cña khuÕch ®¹i C¸c tham sè c¬ b¶n cña m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc xÐt dùa trªn c¸c ®Þnh nghÜa vª tham sè m¹ng hai cöa ®èi víi tÝn hiÖu, nh− h×nh 2, víi c¸c ®Þnh nghÜa sau: a. Quan hÖ dßng _ ¸p trªn lèi v o Uv = ivRv U Rv = v iv Khi nguån tÝn hiÖu Ux cã néi trë l Rx ®Æt ë lèi v o th× cã quan hÖ Rv Uv = Ux Rv + Rx b. Quan hÖ dßng _ ¸p trªn lèi ra U ra ( ho) Khi ch−a cã t¶i: Rra = i ra ( ngan )
Khi cã t¶i Rt: Ura = iraRt = itRt c. HÖ sè khuÕch ®¹i • HÖ sè khuÕch ®¹i ¸p dông (Ký hiÖu l Ku hoÆc Av) U Ku = ra U vao • HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn (Ký hiÖu l Ki hoÆc Ai) i Ki = ra i vao • Quan hÖ gi÷a Ki, Ku,Rt v Rv: Tõ c¸c biÓu thøc ®Þnh nghÜa trªn suy ra: R Ku = Ki t Rv • Tr−êng hîp néi trë cña nguån tÝn hiÖu Rx ≠ 0 v trë ra cña m¹ch khuÕch ®¹i kh¸c víi trë t¶i tøc Rra ≠ Rt th× hÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc tÝnh l tû sè cña ®iÖn ¸p ra t¶i trªn ®iÖn ¸p v o Ux. Khi ®ã cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®èi víi tÝn hiÖu v o l : U Kux = t = kv . KO . kr Ux Trong ®ã: Rv kv = Rv + Rx U ra ( ho ) K0 = Uv Rt kr = R ra + R t d. HÖ sè khuÕch ®¹i decibel dB D¹ng decibel cña hÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc sö dông thuËn tiÖn. Khi ph©n tÝch v tÝnh to¸n ®Æc tÝnh tÇn khuÕch ®¹i. HÖ sè khuÕch ®¹i ¸p decibel ®−îc ®Þnh nghÜa: Ku(dB) = 20 log10Ku VÝ dô, mét m¹ch khuÕch ®¹i cã hÖ sè khuÕch ®¹i ¸p Ku = 100 th× hÖ sè khuÕch ®¹i ¸p decibel l dB = 20lg100 = 40dB • B¶ng 1: Cho mét sè trÞ sè Ku v KudB. 3. §Æc tÝnh tÇn cña khuÕch ®¹i • HÖ sè khuÕch ®¹i nãi chung l h m tÇn sè, ®−îc biÓu thÞ b»ng biÓu thøc U (t) = Ku(ω).ejϕ(ω) Ku(jω) = ra U v (t) Trong ®ã Ku(ω) l Modul
ϕ(ω) l arfument • §Æc tÝnh tÇn 1 tÇng khuÕch ®¹i ®−îc m« t¶ nh− ®Æc tÝnh tÇn cña läc th«ng thÊp RC víi tö sè l hÖ sè l hÖ sè khuÕch ®¹i trong d¶i th«ng Ku0, cã d¹ng: K uO K uO Ku(jω) = = ω f 1+ j 1+ j ωc fc K uO K uO Do ®ã: Ku(ω) = = 2 2 ω f  1+   1+   ω  f   c  c ω f ϕ(ω) = - arctg = - arctg ωc fc ωc (hay fc) l tÇn sè c¾t, ë tÇn sè c¾t th× cã K Ku (ωc) = uO 2 hay Ku(ωc) dB = 20 log10=Ku0= - 3,01) dB ωc (hay fc) cßn gäi l tÇn sè g y gãc hay tÇn sè 3dB. Ku 2 3,16 10 31,6 100 1000 10000 ... KudB 6 10 20 30 40 60 80 ... B¶ng 1: Mét v i trÞ sè Ku v KudB. • Trong tr−êng hîp chung (khuÕch ®¹i xoay chiÒu) ®Æt tÝnh biªn tÇn v pha tÇn cã d¹ng H×nh 3a, b
NÕu khuÕch ®¹i lý t−ëng th× ®Æc tÝnh biªn tÇn Ku(ω) l ®−êng (1) cã hÖ sè khuÕch ®¹i lu«n b»ng KuO ®èi víi mäi tÇn sè, v gãc lÖch pha ϕ tû lÖ víi tÇn sè hoÆc kh«ng ®æi víi mäi tÇn sè. Thùc tÕ th× ®Æc tÝnh biªn tÇn v pha tÇn l ®−êng (2). Trong d¶i th«ng B = fH - f1 th× Ku ®−îc coi l kh«ng ®æi b»ng KuO v gãc lÖch pha trong d¶i th«ng rÊt nhá. KhuÕch ®¹i tÇn sè thÊp cã gi¶i th«ng tõ (5÷150) Hz ®Õn 5 ÷ 10) KHz. KhuÕch ®¹i d¶i réng v khuÕch ®¹i xung th× gi¶i th«ng lín h¬n MHz. K uO K uO Tû sè gäi l hÖ sè mÐo cña tÇn thÊp v l mÐo tÇn sè cao. K uL K uH • §Æc tÝnh v o ra cña khuÕch ®¹i Ura = f(Uvao) cña khuÕch ®¹i cã d¹ng tæng qu¸t nh− h×nh 4.
Khi tÝn hiÖu v o nhá th× ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh. Trong miÒn tuyÕn tÝnh viÖc ph©n viÖc ph©n tÝch m¹ch khuÕch ®¹i dïng Transistor v FET ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng. Khi tÝn hiÖu lín th× ®Æc tÝnh cã phi tuyÕn v b o ho . Trong miÒn phi tuyÕn th× trong khuÕch ®¹i ph¸t sinh mÐo phi tuyÕn. • §å thÞ Bode §Ó ®¸nh gi¸ ®Æc tÝnh tÇn cña h m khuÕch ®¹i Ku(jω), ng−êi ta th−êng dïng ®å thÞ Bode. §ã l ®å thÞ cã trôc tung biªn ®é tÝnh b¨ng dB, trôc ho nh tÇn sè tÝnh theo thang logarith. §å thÞ Bode cña m¹ch khuÕch ®¹i mét chiÒu ®¬n gi¶n gåm mét ®o¹n th¼ng song song víi trôc ho nh ë ®é cao 20lgKuo v mét ®o¹n th¼ng cã ®é dèc l -20dB/dccade, ®iÓm tiÕp nèi (®iÓm g y) cña 2 ®o¹n th¼ng øng víi tÇn sè c¾t fc nh− h×nh 5. Theo ®Þnh nghÜa hÖ sè khuÕch ®¹i decibel ta cã
2 f  2logKu(ω) = 20lgKuO - 20lg 1 +   f   c BiÓu thøc n y cho thÊy: • Khi f = fC th×: 2 f  -20lg 1 +   = -20lg 2 = - 3,01 dB ≈ 3dB f   c f • Khi ≤ 1 th×: fc 2 f  -20lg 1 +   = 0 f   c f * Khi ≥ 1 th× fc 2 f  f -20lg 1 +   = -20lg , biÓu thøc biÓu thÞ ®é dèc -20dB/decad. f  fc  c • T¹i tÇn sè f = fT th× hÖ sè khuÕch ®¹i b»ng 1 (hay 0dB), fT gäi l tÊn sè d¬n vÞ. K uO Ku(ω) ≅ =1 2  fT   f   C Do ®ã t¹i fT cã quan hÖ: KuO.0fC = fT NghÜa l tÇn sè ®¬n vÞ fT b»ng tÝch sè cña tÇn sè 3dB (fC) víi hÖ sè khuÕch ®¹i trong d¶i th«ng KuO 4. Ph¶n håi trong khuÕch ®¹i 4.1 Kh¸i niÖm:
Ph¶n håi trong m¹ch khuÕch ®¹i l qu¸ tr×nh lÊy mét phÇn tÝn hiÖu ra cña m¹ch khuÕch ®¹i ®−a trë vÒ ®Çu v o ®Ó céng víi tÝn hiÖu v o l m cho tÝn hiÖu v o trªn cöa sæ v o cña khuÕch ®¹i t¨ng lªn, hoÆc trõ ®i tÝn hiÖu v o ®Ó l m cho tÝn hiÖu v o trªn cöa sæ v o cña khuÕch ®¹i gi¶m ®i. NÕu qua tr×nh ph¶n håi l m cho tÝn hiÖu v o t¨ng th× ta nãi m¹ch cã ph¶n håi d−¬ng, ng−îc l¹i l ph¶n håi ©m. Trong khuÕch ®¹i ®o l−êng v ®iÒu khiÓn, ®Ó ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu chÊt l−îng c©n ph¶i dïng ph¶n håi ©m. Trong viÖc t¹o dao ®éng th× ph¶i dïng ph¶n håi d−¬ng. 4.2 . S¬ ®å khèi khuÕch ®¹i cã ph¶n håi ©m (H×nh 6) K0: HÖ sè khuÕch ®¹i vßng hë γ: HÖ sè ph¶n håi KF: HÖ sè khuÕch ®¹i cã ph¶n håi (HÖ sè khuÕch ®¹i vßng ®ãng) BiÓu thøc: Tõ s¬ ®å ta cã: Ura = K0Uvao - γ.K0Ura U ra K0 = KF (1) = U vao 1 + K 0 γ Ta gäi KF l hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i cã ph¶n håi ©m. 1 Tr−êng hîp cã K0γ ≥ 1 th× ta thÊy KF ≅ nghÜa l hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch γ khuÕch ®¹i cã ph¶n håi ©m KF lóc n y chØ phô thuéc hÖ sè ph¶n håi γ. VÝ dô: K0 = 3000, γ = 0,01 tøc l K0γ ≥ 1 ta cã
1 1 KF ≈ = 100 = γ 0,01 4.3 T¸c dông cña ph¶n håi ©m + Trong thùc tÕ cã nhiÒu nguyªn nh©n l m cho hÖ sè khuÕch ®¹i cña mét m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc thiÕt kÕ ra l K0 kh«ng ®ñ chÝnh x¸c v th−êng hay biÕn ®éng. Do ®ã nÕu ta thiÕt kÕ sao cho K0 v tÝch K0 víi hÖ sè ph¶n håi γ ®ñ 1 lín v γ cã ®é chÝnh x¸c cao th× m¹ch khuÕch ®¹i víi KF ≈ sÏ Ýt chÞu ¶nh γ h−ëng cña biÕn ®éng cña K0. + Khi cã ph¶n håi ©m th× hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m nh−ng ®é chÝnh x¸c t¨ng. Vi ph©n KF theo K0 cña biÓu thøc (1) ta cã: ∆K 0 ∆K F 1 = . KF 1 + K0γ K0 Víi c¸c ®Þnh nghÜa sau:  ∆K F  K = ∆K F % F  ∆K 0  = ∆K 0 %  K0  K0 (1 + K 0 γ ) = KF  K F .∆K 0 % Ta nhËn ®−îc ∆KF% = (2) K0 + VÝ dô: Mét m¹ch khuÕch ®¹i cã K0 = 100, γ = 0,05. Khi K0 thay ®æi ± 30% th× KF thay ®æi. ± 30% ∆KF% = = ± 5% 1 + 100.0,05 K0 100 100 HoÆc viÕt: KF = = = 1 + K 0 γ 1 + 100.0,05 6
100 (±30%) 6 ∆KF% = = ± 5% 100 + Khi cã ph¶n håi ©m th× hÖ sè khuÕch ®¹i gi¶m nh−ng më réng ®−îc d¶i th«ng. NÕu m¹ch khuÕch ®¹i cã K0(ω) cã tÇn sè c¾t l f0C th× khi cã ph¶n håi ©m hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch l KF(ω) víi K F < K 0 nh−ng tÇn sè c¾t cña KF(ω) l K f0F ®−îc t¨ng lªn 0 lÇn. KF Chó ý: ë ®©y ta gi¶ thiÕt d¶i th«ng B = f0th¸p - f0 cao ≈ f0 cao Ký hiÖu f0 cao = f0 C VÝ dô: Mét m¹ch khuÕch ®¹i cã: K0 = 4000, f0C = 2000 Hz. K0 4000 Gi¶ sö khi KF = 100 th× ta cã f0C = .2000Hz. Tøc l gi¶i th«ng f0 = KF 100 ® t¨ng tõ 2000 Hz ®Õn 80000 Hz. (H×nh 7) Ng−êi ta chøng minh ®−îc r»ng KFBF = K0B0 = h»n sè (sÏ trë l¹i vÊn ®Ò n y trong khuÕch ®¹i thuËt to¸n). + §é s©u ph¶n håi ©m. §Ó ®¸nh gi¸ ph¶n håi ng−êi ta ®−a ra mét chØ tiªu quan träng l ®é s©u ph¶n håi ®−îc ®Þnh nghÜa nh− sau:
KF 1 §é s©u ph¶n håi = = K0 1 + K0γ Trong thùc tÕ kü thuËt ng−êi ta th−êng ®o ®é s©u ph¶n håi theo ®¬n vÞ Decibel (dB). NghÜa l : KF 1 §é s©u ph¶n håi (dB) = 20log = 20log 1 + K0γ K0 1 hay 20log KF = 20log K0 = 20log 1 + K0γ • VÝ dô mét m¹ch khuÕch ®¹i cã K0 = 10000 ®−îc ph¶n håi ©m víi γ = 1% K0 th× sÏ cã hÖ sè khuÕch ®¹i víi ph¶n håi ©m l KF = = 99 (1 + K 0 γ ) Khi ®ã ta cã ®é s©u håi tiÕp l : §é s©u = 20log99 = 20log104 = - 40dB + ¶nh h−ëng cña ph¶n håi ©m ®Õn trë v o. Khi cã ph¶n håi ta cã: K0 U vao − γ U vao U vao − γU ra 1 + βK 0 iv o = = R vao R vao  K0γ  U vao 1 −  1 + γK    0 iv o = R vao U vao 1 iv o = . 1 + γK 0 R vao Hay iv o(1+γK0)Rv o = Uv o U vao Theo ®Þnh nghÜa vÒ ®iÖn trë v o th× tû sè l ®iÖn trë v o cña m¹ch i vao khuyÕch ®¹i khi cã ph¶n håi ©m, ta ký hiÖu l RVF.
U vao RVF = = Rv o(1 + γK0) i vao Rv o l ®iÖn trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i khi ch−a cã ph¶n håi. Ta thÊy RVF > Rv o. Tuy nhiªn trong tr−êng hîp tÝn hiÖu ph¶n håi vÒ ®iÖn nèi song song víi tÝn hiÖu v o th× ng−êi ta chøng minh ®−îc r»ng trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i bÞ gi¶m ®i. + ¶nh h−ëng cña ph¶n håi ©m ®iÖn trë ra - Khi ch−a cã ph¶n håi ©m th× cöa ra cña m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc m« t¶ b»ng m¹ch ®iÖn t−¬ng ®−¬ng nh− sau: - Khi cã ph¶n håi ©m th× m¹ch ra t−¬ng ®−¬ng: Theo ®Þnh nghÜa vÒ c¸ch tÝnh trë ra th× trë ra ®−îc tÝnh khi cã t¶i nèi v o m¹ch v khi cho UV = 0. Tõ ®ã ta cã m¹ch ra ®Ó tÝnh trë ra nh− sau: Tõ s¬ ®å cã: - γK0Ura = (Rra0 + Rt)it = Ura + Rra0.it
Hay Rra0it = - Ura(1+ γK0) ⇒ theo ®Þnh nghÜa th× ta cã ®iÖn trë ra cña m¹ch khi cã ph¶n håi ©m l : U R ra 0 ⇒ RraF < Rra0 RraF = ra = − (1 + γK 0 ) it DÊu trõ (-) trong biÓu thøc trªn nãi r»ng khi cã Rt th× Ura gi¶m so víi khi ch−a cã t¶i.
ch−¬ng III: KhuÕch ®¹i thuËt to¸n opam KhuÕch ®¹i thuËt to¸n l khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p mét chiÒu. CÊu tróc c¬ b¶n cña c¸c tÇng khuÕch ®¹i v o v khuÕch ®¹i trung gian l tÇng vi sai. Tr−íc ®©y lo¹i khuÕch ®¹i n y ®−îc dïng ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n gi¶i tÝch trong m¸y tÝnh t−¬ng tù, do ®ã ng−êi ta gäi l khuÕch ®¹i thuËt to¸n (Operational Amphfrer). Ng y nay khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®−îc øng dông nhiÒu trong kü thuËt ®iÖn tö, ®Æc biÖt l trong kü thuËt §o v §iÒu khiÓn tù ®éng. Sù ph¸t triÓn cña kü thuËt vi ®iÖn tö ® s¶n xuÊt ra c¸c vi m¹ch khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã c¸c tham sè gÇn lý t−ëng. C¸c øng dông cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n trong tr−êng hîp ®¬n gi¶n th−êng ®−îc coi l lý t−ëng. Tuy nhiªn c¸c tham sè thùc cña vi m¹ch thuËt to¸n l h÷u h¹n. Trong ch−¬ng n y ta sÏ xÐt khuÕch ®¹i thuËt to¸n trong tr−êng hîp lý t−ëng lý t−ëng v kh«ng lý t−ëng. 3.1. KhuÕch ®¹i thuËt to¸n lý t−ëng 3.1.1 Ký hiÖu v c¸c ®Þnh nghÜa KhuÕch ®¹i thuËt to¸n viÕt t¾t l OPAM cã ký hiÖu nh− h×nh 3.3.1a. OPAM gåm cã hai lèi v o so ®Êt l lèi v o ®¶o v lèi v o kh«ng ®¶o. Hai lèi v o n y ®−îc ®¸nh dÊu ph©n biÖt nh− trªn h×nh vÏ. Mét lèi ra so ®Êt víi ký hiÖu ¸p ra l V0. (Ký hiÖu V- hoÆc VN hoÆc UN V+ hoÆc VP hoÆc UP V0 hoÆc Uout hoÆc Ura) M¹ch ®iÖn t−¬ng ®−¬ng cña OPAM ®−îc m« t¶ nh− h×nh 3.11b
Trong ®ã hiÖu ®iÖn ¸p trªn hai lèi v o l Vd = V+ - V- gäi l ®iÖn ¸p v o vi sai. m¹ch v o ®−îc gi¶ ®Þnh l cã mét ®iÖn trë v o Rin. M¹ch ra gåm cã mét nguån ¸p lÖ thuéc l GVd v ®iÖn trë v o R0. Quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p ra trªn hai lèi v o V+, V- cho bëi biÓu thøc (3.0) OPAM cã c¸c th«ng sè lý t−ëng sau: 1. Rin → ∞ 2 . R0 → 0 3. G → ∞ 4. B → ∞ 5. V0 = 0 Khi U+ = U- G gäi l hÖ sè khuÕch ®¹i vßng hë, tõ (3.0) cã: V (V+ - V-) = 0 G Khi G → ∞ th× V+ - V- = 0 NghÜa l hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a ®Çu v o (+) v ®Çu ra (-) b»ng 0 hay V+ = V-. (HoÆc viÕt VP = VN) Rin = ∞ cho nªn dßng v o c¶ hai phÝa (+) v (-) ®Òu b»ng 0 3.1.2. C¸c m¹ch khuÕch ®¹i c¬ b¶n dïng OPAM lý t−ëng 3.1.2.1. M¹ch khuÕch ®¹i ®¶o: H×nh 31.2a l m¹ch khuÕch ®¹i ®¶o, gåm mét ®iÖn trë RF nèi tõ ®Çu ra vÒ ®Çu v o ®¶o v mét ®iÖn trë v o ra. §iÖn ¸p v o l Vi. §Çu v o kh«ng ®¶o nèi ®Êt qua ®iÖn trë ra. M¹ch khuÕch ®¹i ®¶o cã s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng h×nh 31.2b.
§Ó ph©n tÝch m¹ch, ta viÕt c¸c biÓu thøc sau V+ 1. =0 R Vi − V − V0 − V − 2. =0 + Ra RF 3. V+ = V- ; m¹ch trªn cã V+ = 0 4. HÖ sè khuÕch ®¹i vßng ®ãng (cña m¹ch) Tõ c¸c quan hÖ trªn suy ra: V0 − R F (3.1) = Vi Ra BiÓu thøc (3.1) l hÖ sè khuÕch ®¹i vßng ®ãng, chØ phô thuéc RF v Ra cña m¹ch ngo i m kh«ng phô thuéc hÖ sè khuÕch ®¹i vßng hë G cña OPAM. 5. Do cã V+ = V- = 0, Hay VN VP = 0, nªn ®iÓm N ®−îc gäi l ®iÓm ®Êt ¶o. Chó ý : Ký hiÖu hÖ sè khuÕch ®¹i vßng ®ãng l AV hoÆc KU,vÝ dô c«ng thøc (3.1): V0 R R = − F hoÆc viÕt KU = - F AV = Vi Ra Ra
3.1.2.2. M¹ch khuÕch ®¹i ®¶o víi nhiÒu tÝn hiÖu v o Cã thÓ cã nhiÒu tÝn hiÖu ®−a tíi lèi v o ®¶o. Khi ®ã m¹ch khuÕch ®¹i nh− h×nh 31.3. Gi¶ sö cã 3 tÝn hiÖu v o l Va, VC th× ®iÖn ¸p ra V0 ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: V− − Va V− − Vb V− − VC V− − V0 =0 + + + Ra Rb RC RF V+ = V- m V+ = 0 nªn: C Vj Va Vb Vc ∑R V0 = - RF ( ) - RF (3.2) + + Ra Rb Rc j=a j V+ = VP Chó ý ký hiÖu:  V− = VN 3.1.2.3. M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o h×nh 31.4, kh¸c víi m¹ch khuÕch ®¹i ®¶o l ®iÖn trë ra nèi ®Êt, cßn ®iÖn ¸p v o Vi ®Æt trªn lèi v o kh«ng ®¶o qua ®iÖn trë R1. §iÖn trë R1 kh«ng tham gia v o qu¸ tr×nh xö lý tÝn hiÖu, trong nhiÒu tr−êng hîp R1 = 0.
§Ó t×m biÓu thøc hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch ta viÕt c¸c biÓu thøc sau: 1. V+ = V- V− V− − V0 2. =0 + Ra RF 3. V+ = Vi = V- Vi Vi − V0 V R = 0 suy ra AV = 0 = (1+ F ) Do ®ã : (3.3) + Ra RF Vi Ra BiÓu thøc (3.3) l hÖ sè khuÕch ®¹i vßng ®ãng cña m¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o. V0 − − V− 0 − V− 1. =0 15V- = V0 + 9,8.10 4 7000 Vi − V+ 0 − V+ 2 2. = 0 Vi = V+ + 10 4 2.10 4 3 3 . V+ = V- VÝ dô t×m ®iÖn ¸p ra v dßng ra cña m¹ch h×nh 3.1.5 2 Tõ c¸c biÓu thøc trªn suy ra: 15( Vi ) = V0 3 V0 = 10Vi Víi Vi = 0,5Sinωt th× V0 = 5Sinωt (V)
V0 5 sin ωt v i0 = = 2,5 sinωt (mA) = 2.103 RL 3.1.2.4 M¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o nhiÒu tÝn hiÖu v o VÒ nguyªn t¾c m¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o cã thÓ cã nhiÒu tÝn hiÖu v o nh− h×nh 3.1.6 C¸c ®iÖn trë R1, R2, R3, ... ®Þnh chän sao cho phï hîp víi yªu cÇu trë v o cña c¸c tÝn hiÖu v o V1, V2, V3,... §Ó ®¬n gi¶n ta xÐt m¹ch víi hai tÝn hiÖu v o l V1 v V2. Khi ®ã ta cã c¸c biÓu thøc. V1 − V+ V2 − V+ =0 + R1 R2 V V Suy ra: V+ = (R1// R2)  1 + 2  R   1 R2  §iÖn ¸p trªn ®Çu v o ®¶o V- l : R a V0 V- = Ra + RF Víi gi¶ thiÕt V+ = V- ta nhËn ®−îc ®iÖn ¸p ra V0 cña m¹ch V  V V V0 = (R1 // R2)  1 + 2  1 + F  (3.4) R  R  R2   1 a Nh− vËy khi khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o cã nhiÒu ®iÖn ¸p v o tr−íc khi hÕt ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm P tøc V+, sau ®ã tÝnh ¸p ra b»ng biÓu thøc sau: R V0 = V+(1 + F ) Ra
RF (HoÆc viÕt V0 = VP(1+ ) Ra 3.1.3. §iÖn trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i 3.1.3.1. §iÖn trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i ®¶o S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña m¹ch khuÕch ®¹i ®¶o h×nh 31.7 Tõ s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng ta cã c¸c biÓu thøc sau: (Ra + RF) ii = Vi - GVd Vd = -(Vi - ii.Ra) (Ra + RF) ii = (1 + G) Vi - Gii.Ra §iÖn trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i ký hiÖu l Rin, theo ®Þnh nghÜa th× ta cã V Rin = i ii R a + R F GR 1 Do ®ã Rin = (3.5) + 1+ G 1+ G R + RF Khi G → ∞ th× a →0 1+ G GR a v → Ra hay Rin → Ra. 1+ G 3.1.3.2. §iÖn trë v o cña m¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o. S¬ ®å t−¬ng ®−¬ng cña m¹ch khuÕch ®¹i kh«ng ®¶o vÏ ë h×nh 31.8 §èi víi OPAM lý t−ëng th× kh«ng cã dßng qua R1