Trong các mạch điện tử người ta thường sử dụng các khuếch đại thuật toán. Trình bày những hiểu biết của em về khuếch đại thuật toán.
Bài 19. Khuếch đại thuật toán
Mở đầu (SGK Cánh Diều - Trang 94)
Thảo luận (1)
Câu hỏi mục I (SGK Cánh Diều - Trang 94)
1. Khuếch đại thuật toán có kí hiệu như thế nào?
2. Trình bày nguyên lí làm việc của khuếch đại thuật toán.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1.
2. Khuếch đại thuật toán thực hiện khuếch đại sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu vào đảo và không đảo, sau đó đưa kết quả tới đầu ra (U). Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra cùng dấu với tín hiệu vào. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào đảo thì tín hiệu ra đào dấu với tín hiệu vào. Hệ số khuếch đại của khuếch đại thuật toán có thể lên tới 106.
Kí hiệu khuếch đại thuật toán
(Trả lời bởi datcoder)
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 datcoder)
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
Câu hỏi mục II.2 (SGK Cánh Diều - Trang 96)
1. Trình bày ứng dụng của mạch cộng.
2. Phân biệt mạch cộng đảo và mạch cộng không đảo.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Mạch cộng tín hiệu sử dụng khuếch đại thuật toán để thực hiện phép cộng đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.
2.
Đặc điểm
Mạch cộng đảo
Mạch cộng không đảo
Cấu tạo Đầu vào đảo Đầu vào không đảo Độ lợi Av = -Rf / Rin
Av = 1 + Rf / Rin
Pha đầu ra Đảo ngược 180 độ Giữ nguyên pha Ứng dụng Ít phổ biến Rộng rãi (Trả lời bởi datcoder)
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 datcoder)
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 datcoder)
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
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 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
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 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
