1. Trình bày ứng dụng của mạch cộng.
2. Phân biệt mạch cộng đảo và mạch cộng không đảo.
Bài 19. Khuếch đại thuật toán
Câu hỏi mục II.2 (SGK Cánh Diều - Trang 96)
Thảo luận (1)
Câu hỏi mục II (SGK Cánh Diều - Trang 95)
1. Trình bày ứng dụng của mạch khuếch đại đào và không đảo.
2. Phân biệt mạch khuếch đại đảo và không đảo.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1.
Ứng dụng mạch khuếch đại đảo
- Khuếch đại tín hiệu điện áp DC hoặc AC
- Mạch lọc tích cực (active filters)
- Mạch tạo dao động (oscillators)
- Mạch so sánh (comparators)
- Mạch tích hợp (integrators)
- Mạch vi phân (differentiators)
Ứng dụng mạch khuếch đại không đảo
- Khuếch đại tín hiệu điện áp DC hoặc AC (buffer)
- Mạch lọc thụ động (passive filters)
- Mạch theo dõi điện áp (voltage followers)
- Mạch đệm (buffers)
2.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Đặc điểm
Mạch khuếch đại đảo
Mạch khuếch đại không đảo
Cấu tạo Rf kết nối với đầu vào đảo, Vin kết nối với đầu vào đảo Rf kết nối với đầu vào không đảo, Vin kết nối với đầu vào không đảo Độ lợi A = -Rf/Rin A = 1 + Rf/Rin Pha đầu ra Đảo ngược 180 độ Giữ nguyên pha Ứng dụng Khuếch đại, lọc, tạo dao động, so sánh, tích hợp, vi phân Khuếch đại (buffer), lọc, theo dõi điện áp, đệm
Luyện tập 2 (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Trong một mạch khuếch đại không đảo, tín hiệu Uvào là sóng hình sin có biên độ 4 V, R2 = 500 Ω và R1 = 200 Ω. Hãy vẽ dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra trên cùng một đồ thị.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Câu hỏi mục II.3 (SGK Cánh Diều - Trang 97)
1. Trình bày ứng dụng của mạch trừ tín hiệu.
2. Viết biểu thức điện áp ra của mạch trừ ở Hình 19.7.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Mạch trừ tín hiệu sử dụng khuếch đại thuật toàn để thực hiện phép trừ đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.
2. \(U_{ra}=U_2\left(\dfrac{R_4}{R_2+R_4}\right)\left(1+\dfrac{R_3}{R_1}\right)-\dfrac{R_3}{R_1}U_1\)
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Luyện tập 1 (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Trong một mạch khuếch đại đảo, tín hiệu Uvào là sóng hình sin có biên độ 4 V, R2 = 1 kΩ và R1 = 200 Ω. Hãy vẽ dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra trên cùng một đồ thị.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Luyện tập 3 (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Mạch cộng không đảo 3 đầu vào có các điện áp vào U1 = 3 V, U2 = 6 V, U3 = 2 V. Các điện trở R1 = R2 = R3 = 100 Ω và R = Rht = 200 Ω. Hãy xác định điện áp ở đầu ra.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Luyện tập 5 (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Một mạch so sánh đảo dùng khuếch đại thuật toán có nguồn cấp là +9 V và –9 V, nếu đặt điện áp ngưỡng ở đầu không đảo là 2 V, điện áp vào ở đầu vào đảo có giá trị là 1 V. Hỏi giá trị điện áp ra là bao nhiêu?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Vận dụng (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Tìm hiểu các ứng dụng của mạch khuếch đại thuật toán trong thực tế và chia sẻ hiểu biết của em với các bạn trong lớp.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Ứng dụng cơ bản:
- Khuếch đại âm thanh: Op-amp được sử dụng rộng rãi trong các bộ khuếch đại âm thanh, giúp tăng cường tín hiệu âm thanh từ micro, guitar, hay các nguồn âm khác để phát ra loa với âm lượng lớn.
- Bộ lọc tín hiệu: Nhờ khả năng xử lý tín hiệu hiệu quả, Op-amp được dùng để chế tạo các bộ lọc, loại bỏ tạp âm và nhiễu, giúp tín hiệu trở nên rõ ràng hơn.
- Mạch dao động: Op-amp đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các tín hiệu dao động với tần số mong muốn, ứng dụng trong các bộ tạo xung, đồng hồ, và các thiết bị điện tử khác.
- So sánh điện áp: Op-amp được sử dụng để so sánh hai điện áp, đưa ra tín hiệu báo hiệu khi có sự chênh lệch, ứng dụng trong các mạch điều khiển, bảo vệ thiết bị.
2. Ứng dụng nâng cao:
- Máy trợ thính: Op-amp khuếch đại âm thanh phù hợp với mức độ thính lực của người khiếm thính, giúp họ nghe rõ hơn.
- Máy đo điện tim (ECG): Op-amp thu nhận và khuếch đại tín hiệu điện tim yếu ớt từ cơ thể, giúp chẩn đoán các bệnh tim mạch.
- Bộ chuyển đổi tín hiệu: Op-amp có thể chuyển đổi tín hiệu analog sang tín hiệu số và ngược lại, đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thu thập dữ liệu, điều khiển tự động.
- Hệ thống xử lý ảnh: Op-amp được sử dụng để tăng cường độ sáng, độ tương phản, và xử lý các chi tiết hình ảnh trong các thiết bị chụp ảnh, camera.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Luyện tập 4 (SGK Cánh Diều - Trang 99)
Với một mạch trừ dùng khuếch đại thuật toán, nếu R1 =R2 = 100 Ω và R3 = R4 = 200 Ω, tín hiệu vào U1 = 3 V và U2 = 5 V thì điện áp ra có giá trị bao nhiêu?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Câu hỏi mục II.4 (SGK Cánh Diều - Trang 97)
1. Trình bày ứng dụng của mạch so sánh.
2. Phân biệt mạch so sánh đảo và mạch so sánh không đảo.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Mạch so sánh là một khối IC đa năng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau do tính linh hoạt, hiệu suất cao và giá thành rẻ. Với khả năng so sánh hai điện áp hoặc dòng điện và tạo ra tín hiệu đầu ra cho biết điện áp hoặc dòng điện nào cao hơn, mạch so sánh đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong các mạch điện tử, thiết bị điện tử, và các hệ thống tự động hóa.
2.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Đặc điểm
Mạch so sánh đảo
Mạch so sánh không đảo
Cấu tạo Rf kết nối với đầu vào đảo, V1 kết nối với đầu vào đảo, Vref kết nối với đầu vào không đảo Rf kết nối với đầu vào không đảo, V1 kết nối với đầu vào không đảo, Vref kết nối với đầu vào đảo Cách thức hoạt động So sánh V1 với Vref qua đầu vào đảo So sánh V1 với Vref qua đầu vào không đảo Ứng dụng Tín hiệu biên độ nhỏ, tạo dao động, lọc, so sánh điện áp - dòng điện Tín hiệu biên độ lớn, theo dõi điện áp, đệm, so sánh điện áp - tần số