Ứng dụng của Op-Am

Một số ứng dụng của Op-Amp

1. Mạch cộng

Tín hiệu ngõ ra bằng tổng các tín hiệu ngõ vào nhưng ngược pha.

Ta chú ý là vi là một điện thế bất kỳ có thể là một chiều hoặc xoay chiều.

2. Mạch trừ

a. Mạch trừ đổi dấu:

Ðể trừ một số, ta cộng với số đối của số đó.

Như vậy tín hiệu ở ngõ ra là hiệu của 2 tín hiệu ngõ vào nhưng đổi dấu.

b. Mạch trừ vi sai:

Dạng cơ bản

3. Mạch tích phân:

Dạng mạch:

Dòng điện ngõ vào:

*Hai vấn đề thực tế:

- Ðiều kiện ban đầu hay hằng số tích phân:

Dạng mạch căn bản

số thấp. Như vậy khi có Rf, mạch chỉ có tính tích phân khi tần số của tín hiệu f thỏa:

trong đó Rf không được quá lớn vì sự hồI tiếp âm sẽ yếu.

4. Mạch vi phân:

Dạng mạch

Vấn đề thực tế: giảm tạp âm.

Mạch đơn giản như trên ít được dùng trong thực tế vì có đặc tính khuếch đại tạp âm ở tần số cao, đây là do độ lợi của toàn mạchĠtăng theo tần số. Ðể khắc phục một phần nào, người ta mắc thêm một điện trở nối tiếp với tụ C ở ngõ vào như hình sau:

5. Mạch so sánh:

a/ Ðiện thế ngõ ra bảo hòa:

Trong đó A là độ lợi vòng hở của op-amp. Vì A rất lớn nên theo công thức trên v0 rất lớn.

Khi Ed nhỏ, v0 được xác định. Khi Ed vượt quá một trị số nào đó thì v0 đạt đến trị số bảo hòa và được gọi là VSat.. Trị số của Ed tùy thuộc vào mỗi op-amp và có trị số vào khoảng vài chục μV.

• - Khi Ed âm, mạch đảo pha nên v0=-VSat
• - Khi Ed dương, tức v1>v2 thì v0=+VSat.

Ðiện thế ngõ ra bảo hòa thường nhỏ hơn điện thế nguồn từ 1 volt đến 2 volt. Ðể ý là |+VSat| có thể khác |-VSat|. Như vậy ta thấy điện thế Ed tối đa là:

Mạch so sánh mức 0: (tách mức zéro)

• So sánh mức zéro không đảo

• Mạch so sánh mức zéro đảo:

Mạch so sánh với 2 ngõ vào có điện thế bất kỳ:

* So sánh mức dương đảo và không đảo:

- So sánh mức dương không đảo

So sánh mức dương đảo:

So sánh mức âm đảo và không đảo:

So sánh mức âm đảo:

Mạch so sánh với hồi tiếp dương:

• • Mạch đảo:
• • Dạng mạch

tiếp dương nên v0 luôn luôn ở trạng thái bảo hòa. Tùy theo mức tín hiệu vào mà v0 giao

hoán ở một trong hai trạng thái +VSat và -VSat.

Nếu ta tăng Ei từ từ, ta nhận thấy:

Khi Ei<Vref thì v0=+VSat

Khi Ei>Vref thì v0=-VSat

Trị số của Ei=Vref =β.(+VSat) làm cho mạch bắt đầu đổi trạng thái được gọi là điểm nảy trên (upper trigger point) hay điểm thềm trên (upper threshold point).

VUTP=β.(+VSat)

Bây giờ nếu ta giảm Ei từ từ, chú ý là lúc này v0=-VSat và Vref=β(-VSat), ta thấy khi Ei<β(-VSat) thì v0 chuyển sang trạng thái +VSat. Trị số của Ei lúc này: Ei= Vref = β(-VSat) được gọi là điểm nảy dưới hay điểm thềm dưới (lower trigger point-lower threshold point-

VLTP). Như vậy chu trình trạng thái của mạch như hình vẽ. Người ta định nghĩa:

VH=(Hysteresis)=VUTP-VLTP

VH=β{(+VSat)-(-VSat)]

Nếu |+VSat|=|-VSat|⇒VH=|2β.VSat|

Mạch không đảo:

Dạng mạch

Bây giờ nếu ta giảm Ei (v0 đang là +VSat), khi VA bắt đầu nhỏ hơn Vref=0v thì v0 đổi trạng thái và bằng -VSat. Trị số của Ei lúc này gọi là điểm nảy dưới VLTP.

Tính VUTP và VLTP

Khi giảm Ei từ trị số dương dần xuống, lúc này v0=+VSat nên:

Mạch so sánh trong trường hợp 2 ngõ vào có điện thế bất kỳ với hồi tiếp dương:

*Dùng mạch không đảo:

Dạng mạch

Khi VA=Vref thì mạch đổi trạng thái (v0 đổi thành +VSat), trị số của Ei lúc này gọi là điểm nảy trên VUTP. Từ hình trên ta tìm được:

bằng Vref thì mạch sẽ đổi trạng thái, trị số của Ei lúc này gọi là điểm nảy dưới VLTP.

Tương tự như trên ta tìm được:

Dùng mạch đảo:

Dạng mạch căn bản như hình

đó, cũng là trị số của VA, gọi là điểm nảy trên VUTP.

Nếu ta giảm Ei từ từ, đến khi Ei=VA mạch sẽ đổi trạng thái (v0= -VSat) và Ei=VA lúc đó có trị số là VLTP (điểm nảy dưới).