chơng 5: khuếch đại thuật toán OPAMP
(Operational Amplifier)
5.1. Khái niệm:
Mạch khuếch đại thuật toán là mạch đợc chế tạo dới dạng tích hợp có hệ số
khuếch đại lớn dùng để xử lý các tín hiệu tơng tự hoặc xung. Mạch thực hiện các phép
tính cơ bản: cộng, trừ, tích phân vi phân, lấy logarit, hoặc thực hiện các chức năng nh
tạo dao động hình sin, ổn áp, ổn dòng, so sánh.
Ký hiệu
Hình 5.1. Ký hiệu của OPAMP
OPAMP thờng đợc cấp nguồn đối xứng, có 2 ngõ vào: v
i
-
: ngõ vào đảo, v
i
+
: ngõ
vào không đảo. và có 1 ngõ ra v
o
Trạng thái ngõ ra v
0
không có mạch hồi tiếp về ngõ vào gọi là trạng thái vòng hở.
Hệ số khuếch đại điện áp lúc đó gọi là hệ số khuếch đại vòng hở của OPAMP, ký hiệu
A
0
. Lúc đó v
0
= A
0
(v
i
+

v
0
V
CC
-V
CC
v
d
V
S
Đặc tuyến có ba vùng làm việc:
Vùng khuếch đại v
0
=A
0
v
d
Vùng bão hoà dơng v
0
=V
cc
Vùng bão hoà âm v
0
=-V
cc
V
S
là các mức ngỡng của điện áp vào, giới hạn phạm vi mà quan hệ ngõ ra và
ngõ vào còn là tuyến tính. Các OPAMP thờng có V
S

+
- v
i
-
=v
0
/A
0
=0 nên v
i
+
= v
i
-
.
5.3.1. Mạch khuếch đại đảo:
Mạch khuếch đại đảo có ngõ vào không đảo nối đất, tín hiệu vào v
i
đa vào ngõ
vào đảo thông qua điện trở R
1
. Điện trở R
f
đa điện áp ngõ ra v
0
trở lại ngõ vào đảo.
Hình 5.3. Mạch khuếch đại đảo dùng OPAMP
vi
v
0

1
=R
f
thì V
0
= - V
i
, ta có mạch lặp lại điện áp đảo.
5.3.2. Mạch khuếch đại không đảo:
Mạch khuếch đại không đảo có tín hiệu đa vào trực tiếp vào ngõ vào không
đảo, còn ngõ vào đảo đợc nối đất thông qua R
1
Hình 5.4. Mạch khuếch đại không đảo dùng OPAMP
1
00
1
0
1
100
0
R
R
V
V
R
VV
R
V
R
VV

nh hình vẽ.
Hình 5 5. Mạch cộng đảo dùng OPAMP
V
0
Rf
R1
V
i
Rf
V
0
V
1
R1
V
2
R2
2
2
1
1
0
V
R
R
V
R
R
V
V

R
V
R
R
V
f
P
f


Tơng tự , ta có V
02
là điện áp ngõ ra khi chỉ có nguồn tín hiệu vào là V
2
, V
1
=0.
Lúc đó mạch trở thành mạch khuếch đại đảo.
Vì vậy ta có
202
V
R
R
V
f

Vậy ta có V
0
=V
01

Rf
R
R3
V
2
Hình 5. 7. Mạch cộn g đảo dùng OPAMP
áp dụng nguyên lý xếp chồng ta có V
0
=V
01
+V
02
trong đó V
01
là điện áp ngõ ra
khi chỉ có nguồn tín hiệu vào là V
1
, V
2
=0. Lúc đó mạch trở thành mạch khuếch đại
không đảo. Vì vậy ta có
21
21
01
)1()1(
RR
RV
R
R
V

f


Vậy ta có V
0
=V
01
+V
02
=



12
21
)1(
RR
RV
R
R
f
12
12
2
)1(
RR
RV
R
R
f

V
R
v
dt
dv
C
i
f
if
v

00
0
5.3.7. M¹ch tÝch ph©n:
M¹ch vi ph©n gåm cã tô C ®îc ®Æt ngay trªn ®êng håi ti Õp vÒ.
H×nh 5.9. M¹ch tÝch ph©n dïng OPAMP
dtv
RC
v
R
v
dt
dv
C
i
i


1
0