Kĩ thuật điện tử - Chương 5: Opamp

1Chương 5 OPAMP Khuếch đại thuật toán Op-amp 5.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU - Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lượng (dòng điện hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm thay đổi dạng của nó. - Khuếch đại thuật toán (OP-AMP) cũng có những tính chất của một mạch khuếch đại. OP-AMP có 2 ngõ vào – đảo và không đảo – và một ngõ ra, một OP-AMP lý tưởng sẽ có những tính chất sau: + Hệ sôP khuếch đại (vòng hở) là vô cùng. + Trở kháng ngõ vào là vô cùng. + Trở kháng ngõ ra là 0. 2Ký hiệu + iv : Ngõ vào không đảo − iv : Ngõ vào đảo ov : Ngõ ra vo - + − iv + iv 5.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (NGƯỢC PHA) vo0= + iv − iv vi R1 Rf I Xét mạch OPAMP lý tưởng: Ri = ∞, Ii = 0 nên: 0≈= +− ii vv Dòng qua R1: f oi R v R v I −== 1 Hê` sôP khuếch đại vòng kín: 1 R R v v A f i o v −== i f o vR R v 1 −=⇒ Tổng trơb vào: 1 R i v Z i i i == 35.3 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (ĐỒNG PHA) Xét mạch OPAMP lyP tưởng: Ri = ∞, Ii = 0 nên: 0≈= +− ii vv Dòng qua R1: f oi RR v R v I + == − 11 Ta có hê` sôP khuếch đại vòng kín: Mặt khác: iii vvv == +− i f o vR R v       +=⇒ 1 1 vo − iv vi R1 Rf + iv 11 1 1 R R R RR v v A ff i o v += + == I * MẠCH ĐỆM Đây là trường hợp đặc biệt của mạch khuếch đại không đảo, với: Rf = 0 vai R1 = ∞ vi vo11 1 1 R R R RR v v A ff i o v += + == Áp dụng công thức: 1=⇒ vA 45.4 MẠCH CỘNG * Mạch cộng đảo dấu vo vi1 vi2 vi3 Rf R1 R2 R3 Điện áp ở ngõ ra:       ++−= 3 3 2 2 1 1 i f i f i f o v R R v R R v R R v Nếu chọn R1 = R2 = R3 = R, ta có: ( ) 321 iii f o vvvR R v ++−= Nếu Rf = R, ta có: ( ) 321 iiio vvvv ++−= 5* Mạch cộng không đảo dấu + iv R1 R2 V0 Rg Rf vi2 vi1
Dùng phương pháp xếp chồng Điện áp ở ngõ ra:       + + +        += 2 21 1 1 21 2 1 ii g f o v RR R v RR R R R v Nếu chọn R1 = R2 = R, ta có:       +       += 2 1 21 iif o vv R R v Nếu Rf = R, ta có: ( ) 21 iio vvv += 6vi2 vo R1 R4 R2 R3 vi1 + iv − iv 5.5 MẠCH TRỪ (MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI) 1 21 2 ii vRR R v + =+ * Khi vi2 = 0 1 21 2 3 4 1 1 io vRR R R R v       +       +=⇒ 2 3 4 2 io vR R v −= * Khi vi1 = 0 Dùng phương pháp xếp chồng Điện áp ở ngõ ra: 0201 vvvo += 2 3 4 1 21 2 3 4 1 iio vR R v RR R R R v −      +       +=⇒ Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có: 21 iio vvv −= Vo có dạng: Vo = a1 vi1 – a2 vi2 , với: 3 4 2 21 2 3 4 1 1 R R a; RR R R R a =      +       += ( ) 3 4 2 21 2 21 1 R R a; RR R aa:Hay =      + += Điều kiện đêb thực hiện được mạch này: (1 + a2)> a1 75.6 MẠCH TÍCH PHÂN vi vo R C + iv − iv i Dòng đi qua tu` được tính: dt dv CiC = dt dV Ci o−=⇒ Mặt khác: R V i i= idt C dv o 1 −=⇒ ∫−=⇒ dtiCvo 1 ∫−=⇒ dtvCRv io 1 5.7 MẠCH VI PHÂN + iv vovi R C i Dòng đi qua tụ: dt dV Ci i= Mặt khác: R V dt dV C oi −=⇒ dt dV RCv io −=⇒ R V i o−= 8Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ. Tính Vo Bài tập ĐS: Vo= −5V Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ 1. Tìm Vop1 2. Tìm Vo Bài tập 9Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ. Viết biểu thức tính vo theo R1, R2, vs1, vs2 ĐS: vo=(1+R2/R1)(vs2-vs1) Bài tập