Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự

Tên đề tài: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
Nhóm thực hiện: 01
Lớp K44DVT01
Ngành điện đử viễn thông
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Hải Ninh
1. Dương Mạnh Cầm
2. Nguyễn Tiến Tuyển
3. Nguyễn Văn Minh
4. Mai Khoa Tuấn
5. Nguyễn Văn Thăng
6. Trần Thế Toán
7. Trần Thị Trang
8. Đinh Thị Huế
9. Nguyễn Thị Thà
10. Ninh Thị Hậu
DTK0851030005
DTK0851030218
DTK0851030041
DTK0851030069
DTK0851030050
DTK0851030062
DTK0851030064
DTK0851030026
DTK0851030051
DTK0851030168
1
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
A. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:
…………………………………………………………………………………

II) CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN MẠCH NHÂN VÀ SƠ ĐỒ 6
1. Mạch nhân được thực hiện bởi các mạch khuếch đại loga và đối loga 7
2. Mạch nhân làm việc theo nguyên tắc biến đổi hỗ dẫn trong của tranzitor 8
III). MẠCH LŨY THỪA BẬC 2 15
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 17
3
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
C. NỘI DUNG
I) ĐỊNH NGHĨA, QUY ƯỚC
1. Định nghĩa:
Mạch nhân tương tự là mạng 4 cực có 2 đầu vào và 1đầu ra, tín hiệu đầu ra của
nó tỉ lệ với tích các tín hiệu đầu vào :
Z=K.X.Y
Trong đó:
X, Y là các tín hiệu đầu vào
Z là tín hiệu ra
K là hệ số tỉ lệ hay còn gọi là hệ số truyền đạt của mạch nhân, K được
xác định ứng với 1điện áp chuẩn nào đó
2. Sơ đồ quy ước

Hình 1: Sơ đồ của mạch nhân
4
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
3.Bộ nhân lý tưởng
Hình 2: Mạch nhân điện áp (a) và sơ đồ tương đương của nó (b)
Bộ nhân lý tưởng có trở kháng vào 2 cửa Z
vy
,Z
vx
= ∞ và trở kháng ra Zr =0. Hệ

hiệu ra tương thích với dấu của tín hiệu vào.
II) CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN MẠCH NHÂN VÀ SƠ ĐỒ
Thường các mạch nhân được thực hiện theo phương pháp phân chia thời gian
hoặc dùng các mạch khuếch đại loga và đối loga hoặc bằng cách thay đổi hỗ dẫn
trong của tranzitor . Ở đây ta chỉ lưu ý xét 2 phương pháp sau mà chủ ý là
phương pháp thứ 3 vì loại này dễ thực hiện dưới dạng vi mạch.
6
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
1. Mạch nhân được thực hiện bởi các mạch khuếch đại loga và đối loga.
Sơ đồ khối của nó được biểu diễn như sau :

(Hình 3: Sơ đồ khối mạch nhân dùng mạch KĐ loga và đối lôga)
Gọi X=k
x
U
x

Y= k
y
U
y

Z = k
z
U
z

Trong đó k
x
, k

⇒ =
7
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
Cách mạch khuếch đại loga và đối loga đã được xét đến ở bài trước , còn mạch
tổng có thể thực hiện được nhờ một mạch khuếch đại thuật toán .
Mạch nhân loại này có sai số khoảng 0.25% đến 1% so với giá trị cực đại của tín
hiệu vào . Mạch chỉ làm việc được với các tín hiệu vào U
x
, U
y
>0 .
2. Mạch nhân làm việc theo nguyên tắc biến đổi hỗ dẫn trong của tranzitor.
Biết rằng hỗ dẫn của đặc tuyến tranzitor lưỡng cực tỉ lệ với dòng colecto của nó
theo biểu thức sau :
C C
BE T
dI I
S
dU I
= =
Quan hệ này là tuyến tính , nếu dòng colecto không quá lớn ( I
C
<0.1 mA) .
Có thể lợi dụng quan hệ đó để thực hiện mạch nhân . Nguyên tắc làm việc của
mạch nhân đó như sau : một trong hai tín hiệu vào (VD : X ) được đưa đến đầu
vào của mạch khuếch đại vi sai , đầu ra khuếch đại vi sai nhận được tín hiệu :
Z = K
k
X
Với K

– I
C2
, tương ứng
với tín hiệu ra Z .
Mạch này khuếch đại tín hiệu ∆I
x
với hệ số khuếch đại K
k
mà K lại được điều
khiển bởi tín hiệu vào I
Y
sao cho tín hiệu ra :
∆I
C
= K
k
∆I
x
= KI
y
∆I
x
Trong mạch điện , điốt D
1
và D
2
có tác dụng bù nhiệt nếu giả thiết D
1
, D
2

O
I
U U
I
=
(1)

2
2
ln( )
D
D T
O
I
U U
I
=
(2)
Lấy
1 1
2 2
(1) (2) ln( ) ln( )
D X
T T
D X
I I
U U
I I
− = =
(*)

(3) (4) ln( )
C
T
C
I
U
I
− =
(**)
Ngoài ra : U
D1
+U
BE1
= U
D2
+U
BE2

 U
D1
-U
D2
= U
BE2
-U
BE1

(***)
10
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự

>0 hoặc ∆I
x
<0 và có thể
dao động trong khu vực :
-I
x
<∆I
x
/2<I
x
Nói cách khác , theo tính chất của bộ khuếch đại vi sai khi dòng điện vào 1 cửa
tăng thì dòng vào cửa còn lại giảm 1 lượng tương ứng , sao cho :
|∆I
x
| ≤ 2I
x
11
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
Tương ứng dòng điện ra biến thiên trong phạm vi :
-I
y
/2<∆I
c
/2<I
y
/2 ( xem hình 5b)
Nghĩa là dòng điện trên 2 colecto biến thiên ngược pha .
Khi không có tín hiệu vào thì : I
C1
=I

/2
I
x1
= I
x
+ ∆I
x
/2
Thay các quan hệ này vào biểu thức (5) ta có :
(I
y
+∆I
C
)/ (I
y
-∆I
C
) = (2I
x
- ∆I
x
)/(2I
x
+ ∆I
x
)
 ∆I
C
= -I
y

I
= + −
Hoặc
(7)
Quan hệ (7) được biễu diễn trên hình 8. Độ méo phi tuyến càng nhỏ khi R
E
càng
lớn. Với R
E
lớn và ΔI
X
< I
0
có thể coi bộ biến đổi này là tuyến tính. Lúc đó biểu
thức (7) được chuyển thành biểu thức gần đúng (8)
13
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
Hình 7: Mạch điện bộ biến đổi điện áp - dòng điện

X X
O E O
I U
I R I
∆
≈
(8)
Mạch biến đổi dòng điện – điện áp ở đầu ra sơ đồ 6 có phương trình biến đổi:
2 2
2 1
1 1

ω
= +
;
(9)
15
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
Theo (9) có thể dùng mạch lũy thừa bậc 2 để nhân tần số
Hình 9: sơ đồ quy ước mạch lũy thừa bậc 2

16
Tiểu luận: Tìm hiểu về mạch nhân tương tự
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kỹ thuật mach điện tử (Phạm Minh Hà)
2. Bài giảng Kỹ thuật mạch điện tử (Trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái
Nguyên)
17