Bài giảng Lý thuyết mạch 1 - Bài: Khuyếch đại thuật toán - Nguyễn Công Phương
Khuyếch đại thuật toán
Cơ sở lý thuyết mạch điện
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
2
Khuyếch đại thuật toán (1)
• 1947, operational amplifier, opamp
• Linh động, rẻ, dễ dùng
• Thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân, chia, vi phân, &
tích phân
• Xây dựng từ điện trở, transistor, tụ điện, điốt
Khuyếch đại thuật toán
3
Khuyếch đại thuật toán (2)
Không nối
V +
Cân bằng
Đầu vào đảo
Đầu vào không đảo
V –
1
2
3
4
8
7
6
5
Đầu ra
Cân bằng
V + 7
–
Đầu vào đảo 2
6 Đầu ra
Đầu vào không đảo 3
+
V –
4 1 5
Khuyếch đại thuật toán
4
Khuyếch đại thuật toán (3)
V + 7
–
Đầu vào đảo 2
6 Đầu ra
Đầu vào không đảo 3
+
V –
4 1 5
Vcc
7
2
3
6
4
Vcc
Khuyếch đại thuật toán
5
Khuyếch đại thuật toán (4)
Vcc
I+
I1
7
4
2
3
Ira
Ira = I1 + I2 + I+ + I–
6
ura = Auvào = A(φ2 – φ1)
I2
I–
Vcc
Giá trị thực Giá trị lý tưởng
φ1
Rra
Auvào
Rvào
φra
A
105 – 108
∞
uvào
Rvào 106 – 1013 Ω
∞ Ω
0 Ω
Rra 10 – 100 Ω
φ2
Vcc
5 – 24 V
Khuyếch đại thuật toán
6
Khuyếch đại thuật toán (5)
Vcc
I+
I1
7
4
2
3
Ira
6
I2
I–
Vcc
ura
Bão hòa dương
Vcc
0
uvào
–Vcc
Bão hòa âm
Khuyếch đại thuật toán
7
Khuyếch đại thuật toán (6)
VD
20k
20k
i
r
10k
Kđtt 741 có A = 2.105, Rvào = 2MΩ, Rra = 50Ω.
Cho E = 2V, tính hệ số khuyếch đại ura/E & i.
v
E
ura
1
1
1
1
E
10.103
Auvμo
50
⎛
⎞
⎠
1
+
+
ϕv −
+
ϕr =
ϕr =
⎜
⎝
⎟
10.103 20.103 2.106
20.103
1
1
⎛
⎞
−
ϕv +
⎜
⎝
⎟
⎠
20.103
50 20.103
i
Rra
10k
r
v
uvμo = −ϕv
Rvào
E
ura
uvào
→ϕr = −1,9999699E
Auvào
ura
→ = −1,9999699
E
ϕv −ϕr
i =
= 0,1999 mA
20.103
Khuyếch đại thuật toán
8
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
9
Khuyếch đại thuật toán lý tưởng (1)
φ1
1. A ≈ ∞
Rra
Rvào
φra
uvào
2. Rvào ≈ ∞
3. Rra ≈ 0
Auvào
φ2
i1
uvào
1. i1 = 0, i2 = 0
i2
u1
ura
u2
2. uvào = u1 – u2 ≈ 0
Khuyếch đại thuật toán
10
Khuyếch đại thuật toán lý tưởng (2)
VD
1
Tính hệ số khuyếch đại ur/uv & ir.
r
2
ir
u1 = u2
uv
1V
5 k
→ u2 = uv
u1 = uv =1V
40 k
20 k
→ i5k = i40k
i1 = i2 = 0
uv
u2
uv
ur
i5k =
=
5.103 5.103
→
=
5.103 + 40.103 5.103
ur
i40k =
5.103 + 40.103
ur 45
→ = = 9
uv 5
ur
ur
ir = i40k + i20k =
+
= 0,65 mA
5.103 + 40.103 20.103
Khuyếch đại thuật toán
11
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
12
Khuyếch đại thuật toán đảo
i1 = if
Rf
uv −u1
u1 −ur
→
=
R
Rf
1
R1
u1
u2
u1 = u2 = 0
uv
ur
uv
→ = −
ur
R
Rf
1
Rf
→ ur = − uv
R
1
Khuyếch đại thuật toán
13
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
14
Khuyếch đại thuật toán không đảo (1)
i1 = if
Rf
0 −u1 u1 −ur
→
=
R
Rf
1
R1
u1
u2
u1 = u2 = uv
−uv
uv −ur
ur
→
= −
uv
R
Rf
1
Rf
⎛
⎞
⎟
⎠
→ u = 1+
u
v
⎜
r
R
1
⎝
Khuyếch đại thuật toán
15
Khuyếch đại thuật toán không đảo (2)
Rf
R1
u1
Rf
⎛
⎞
⎟
⎠
u = 1+
u
v
⎜
r
u2
R
1
⎝
ur
uv
ur
uv
Khuyếch đại thuật toán
16
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
17
Khuyếch đại thuật toán cộng
i = i1 + i2 + i3
Rf
R1
R2
R3
u1
u2
u3
u1 −ua
i
i1 =
i2 =
i3 =
i =
R
1
a
u2 −ua
ur
R2
u3 −ua
R3
R
Rf
Rf
R3
⎛
⎞
⎟
⎠
f
u = − u + u + u
ua −ur
⎜
r
1
2
3
R
R2
1
⎝
Rf
va = 0
Khuyếch đại thuật toán
18
Nội dung
• Khuyếch đại thuật toán
• Khuyếch đại thuật toán lý tưởng
• Khuyếch đại thuật toán đảo
• Khuyếch đại thuật toán không đảo
• Khuyếch đại thuật toán cộng
• Khuyếch đại thuật toán trừ
• Mạch nối tầng
Khuyếch đại thuật toán
19
Khuyếch đại thuật toán trừ
R2
u1 −ua ua −ur
R1
→
=
i1 = i2
ua
ub
R
R2
1
u1
u2 −ub ub − 0
i3 = i4 →
=
ur
R3
R3
R4
ua = ub
R4
u2
⎛
⎜
⎞
⎟
R2
R4
R + R4
R2
u2 − u1
→ u =
+1
r
R
R
1
⎝ 1 ⎠ 3
R3
R
R2
1
NÕu =
R2 R4
→ ur = (u2 −u1)
R
1
NÕu R2 = R & R3 = R4
→ ur = u2 −u1
1
Khuyếch đại thuật toán
20
Tải về để xem bản đầy đủ
23 trang
15780
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lý thuyết mạch 1 - Bài: Khuyếch đại thuật toán - Nguyễn Công Phương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_ly_thuyet_mach_1_bai_khuyech_dai_thuat_toan.pdf
