ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Tiểu luận
IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN MC3476
NGUYÊN LÝ VÀ ỨNG DỤNGNhóm 9 lớp K17D ĐTVT
Nhóm 9 lớp K17D ĐTVT
PHẠM QUỐC THỊNH
PHẠM QUỐC THỊNH
VŨ THỊ PHƯƠNG
VŨ THỊ PHƯƠNG
NGUYỄN TRỌNG GIÁP
NGUYỄN TRỌNG GIÁPHÀ NỘI, THÁNG 3 NĂM 2011
3
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Tiểu luận
IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN MC3476
NGUYÊN LÝ VÀ ỨNG DỤNGNhóm 9 lớp K17D ĐTVT
Nhóm 9 lớp K17D ĐTVT
PHẠM QUỐC THỊNH
PHẠM QUỐC THỊNH
VŨ THỊ PHƯƠNG

MC3476 là một khuếch đại thuật toán giá rẻ theo chuẩn công nghiệp
MC1776. Đặc trưng nổi bật của khuếch đại thuật toán MC3476 là tiết kiệm
năng lượng, trở kháng lối vào cao. Hơn nữa, dòng tĩnh bên trong thiết bị có thể
điều chỉnh được thông qua việc thay đổi giá trị của điện trở ngoài hoặc nguồn
dòng đưa vào chân Iset. Điều này cho phép khuếch đại thuật toán MC3476 có
thể tối ưu dòng vào và năng lượng tiêu thụ thay đổi tuỳ theo nguồn cung cấp.
Một số thông số kỹ thuật đặc trưng:
• ± 6.0V đến ± 18V
• Khuếch đại dải rộng
• Offset Null
• Không đòi hỏi phải bù tần số
• Bảo vệ đoản mạch
1.2 Sơ đồ chân
5
Vi mạch khuếch đại thuật toán MC3476 đóng gói theo chuẩn DIP8 xuyên
lỗ. Gồm 8 chân: 2 lối vào đảo và không đảo, một chân lối ra, 2 đường offset
null, nguồn VCC, VEE, và một chân Iset.
1.3 Thông số kỹ thuật
Các tham số cực đại (tại nhiệt độ T
A
=25
0
C)
Giá trị danh định Ký hiệu Giá trị Đơn vị
Điện áp cung cấp V
CC,
V
EE
±18 Vdc
Điện áp vi phân lối vào V

Khoảng nhiệt độ lưu trữ T
stg
-55 đến +125
0
C
Nhiệt độ lớp tiếp giáp T
j
150
0
C
Các đặc trưng điện của MC3476 (V
cc
=+15V, V
EE
=-15V, Iset=15
µ
A, T
A
=+25
0
C)
Đặc trưng Ký hiệu Min Điển hình Max Đơn vị
Điện áp chênh lệch lối vào VIO - 2.0 6.0 mV
Dòng offset lối vào IIO - 20 200 nA
Dòng phân cực lối vào IIB - 80 500 nA
Trở kháng vào ri 0.3 2.0 -
MΩ
Điện dung lối vào Ci - 1.4 - pF
Khoảng hiệu chỉnh thế offset VIOR - ±15 - mV
Dải điện áp lối vào đồng pha VICR ±12 ±13 - V

- (V1=20mV, RL≥2kΩ,
CL≤100pF) thời gian tăng
tTLH - 0.3 -
µs
6
- (V1=20mV, RL≥2kΩ,
CL≤100pF) vượt ngưỡng
- (V1=10V, RL≥2kΩ,
CL≤100pF) tốc độ chuyển
OS
SR
-
-
15
0.5
-
-
%
V/µs
1.4 Đặc tuyến của vi mạch
Hình 1 - Đặt điện trở-Dòng đặt Hình 2 - Nguồn dòng cung cấp- Dòng đặt
Hình 3 - Độ khếch đại vòng mở-Dòng đặt Hình 4 - Dòng phân cực-Dòng đặt
Hình 5- Tốc độ chuyển mạch - Dòng đặt Hình 6 - Tỷ số khuếch đại giải thông-Dòng đặt
7
Hình 7- Dao động biên độ đỉnh đỉnh Hình 8 - Dao động điện áp lối ra
2. Phân tích cấu tạo vi mạch
2.1 Sơ đồ nguyên lý của vi mạch MC3476
Hình 2.1a - Sơ đồ nguyên lý của vi mạch MC3476
MC3476 sử dụng hai loại tranzito n-p-n và p-n-p, được chia thành các tầng:
• Mạch nguồn dòng phân cực

, tạo thành sơ đồ
gương dòng điện với dòng được thiết lập từ bên ngoài thông qua chân I
set
. Dòng
I
set
sẽ tạo ra các dòng gương không đổi và bằng nhau I
11
= I
13
= I
14
. Cũng dễ
dàng nhận thấy rằng các cặp tranzitor Q
7
- Q
8
, Q
9
- Q
10
tạo thành các gương dòng
tương ứng, với dòng đặt cho Q
9
- Q
10
là I
11
được thiết lập bởi Q
11

8
=I
1
. Dòng ổn định I
17
cũng được sử dụng là tải cho tầng
khếch đại trung gian.
Tầng khuyếch đại vi sai lối vào
Hình 2.3 - Sơ đồ tầng khuếch đại lối vào
Đây là tầng khuếch đại vi sai cải tiến, được nuôi bởi dòng không đổi Q1 và
Q2. Ta thấy I
1
=I
2
( dòng gương), chúng có trở nội vô cùng lớn nên có khả năng
triệt nhiễu đồng pha, do đó có khả năng triệt tín hiệu đồng pha rất cao.
Các cặp transistor Q3-Q5 và Q4-Q6 được đấu theo kiểu khuếch đại chồng
tầng Kascốt. Cách mắc như vậy nhằm phối hợp trở kháng, ngăn cách ảnh
hưởng của mạch ra đến mạch vào của tầng khuếch đại, đặc biệt ở tần số cao.
Tải của Q3 là Q5, Q7; tải của Q4 là Q6, Q8. Tải của Q5 là Q7; tải của Q6 là
Q8.
Mặt khác, vì I
7
=I
8
và I
7
+I
8
=I

được phân cực hoạt
động trong chế độ AB. Q
19
mắc theo cấu hình tạo thành các diot dịch mức điện
12
áp. Nguồn dòng Q
14
có hai chức năng là: tạo dòng phân cực thuận cho các diot
Q
19
, đóng vai trò tải collecter của Q
20
.
Q
22
kết hợp với R
4
bảo vệ ngắn mạch lối ra cho Q
21
khi lối ra bị nối tắt
xuống đất. Một cách tương ứng Q
23
và R
8
bảo vệ ngắn mạch lối ra cho Q
24
khi
lối ra bị nối tắt lên nguồn. Hãy xét cơ chế hoạt động của các mạch bảo vệ này.
Xét mạch Q
22

(<0.6V), V
BE22
≤ 0.6V, Q
22
cấm, mạch hoạt động bình thường. Bây giờ khi tải
giảm xuống đủ nhỏ hoặc bị nối tắt xuống đất, dòng I
C21
và do đó là dòng I
L
tăng
dần tới sụt áp trên R
4
đủ lớn để phân cực mở cho Q
22
. Dòng tải khi đó sẽ được
ghim ở mức: I
L
= V
BE22
/ R4, do đó bảo vệ cho Q
21
Hình 2.6 - Mạch bảo vệ ngắn mạch
Mạch Q
23
và R
8
hoạt động tương tự nhưng với trường hợp tải bị chập
nguồn V
CC
. Tụ điện C được sử dụng để cho phù hợp đáp ứng tần số của vi

pha bằng 0, do đó kết hợp với bộ khuếch đại thuận để tạo hồi tiếp dương làm
nhiệm vụ tạo dao động. Hai điện trở 12k và 50k tạo thành một mạch hồi tiếp
âm có hệ số khuếch đại là 3. Mạch hồi tiếp âm cùng với mạch lọc thông dải tạo
thành mạch cầu Wien.
Hệ số hồi tiếp của mạch cầu Wien trong trường hợp này là: =
2
.
1
9
1






+
α
với α=
RC
ω
1
, khi ω=
RC
1
thì K=K
max
=1/3.
Tần số phát của hệ được xác định theo:f
0

cho
đến khi V
+
< V
-
mạch lật trạng thái: U
ra
= U
ra_min
, kéo V
+
xuống thấp vì V
+
< V
-
nên mạch giữ nguyên trạng thái. Tụ phóng điện dần cho tới khi V
+
> V
-
lối ra
lại ở mức cao. Quá trình lặp lại tiếp tục cho ta xung vuông như hình vẽ.
Cụm thứ hai: máy phát xung tam giác, thực chất là bộ tích phân.
Cụm thứ ba: máy phát hình sin, thực chất là bộ tích phân và bộ khuếch đại
có phản hồi âm.
Với cách chọn như trên sơ đồ cho ta các xung vuông, tam giác và hình sin
có tần số khoảng 1kHz:
Hình 3.3b - Dạng xung mạch dao động
3.4 Mạch lọc thông thấp tích cực
Ở tần số cao thường dùng các mạch lọc thụ động RLC. Ở tần số thấp các
mạch lọc đó có điện cảm quá lớn làm cho kết cấu nặng nề và tốn kém cũng như

mô phỏng vì phổ của tín hiệu lối vào lúc này sẽ là tổng của các vạch phổ từ tần
số thấp đến cao:
Hình 3.3b - Đáp ứng tần số của mạch lọc
3.5 Bộ phát hiện đỉnh
Hình 3.4a - Mạch phát hiện đỉnh
Mạch thực hiện chức năng lưu lại giá trị cực đại của tín hiệu lối vào. Khi
V
1
>V
c1
thì điốt thông và dòng được nạp cho tụ C1 đến khi U
c1
≈V
1
. Nếu sau đó
V
1
giảm thì D1 ngắt, tụ C1 phóng điện qua điện trở ngược của điốt cũng như
qua MC3476. Vì điện trở ngược điốt lớn và MC3476 là mạch lặp điện áp đóng
vai trò tầng đệm (trở kháng lớn) nên điện áp trên tụ giữ nguyên giá trị đỉnh.
Điện áp đỉnh được cất giữ ở C1. Bộ khuếch đại lặp có trở kháng lối vào rất
lớn. Điốt D1 ngăn cản những tác động trở lại của C1 với nguồn tín hiệu.
Kết quả mô phỏng của bộ phát hiện đỉnh:
Hình 3.4b - Dạng sóng của bộ phát hiện đỉnh
17
Tài liệu tham khảo
[1]. Motorola , MC3476 datasheet
[2]. Klaus Beuth, Wolfgang Schmusch, Mạch điện tử
[3]. Đỗ Xuân Thụ, Kỹ thuật điện tử, nhà xuất bản giáo dục 1999
18