BÀI 19. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

KHỞI ĐỘNG:

Câu hỏi: 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.

Giải nhanh:

Khuếch đại thuật toán là một khối khuếch đại điện áp tích hợp có độ lợi rất cao, được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử do tính linh hoạt và hiệu suất cao.

I. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Câu hỏi 1: Khuếch đại thuật toán có kí hiệu như thế nào?

Giải nhanh:

Câu hỏi 2: Trình bày nguyên lí làm việc của khuếch đại thuật toán.

Giải nhanh:

Nguyên lí: khuếch đại sự chênh lệch điện áp giữa hai đầu vào đảo và không đảo, sau đó đưa kết quả tới đầu ra (U). 

II. ỨNG DỤNG CỦA KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

1. Mạch khuếch đại

Câu hỏi 1: Trình bày ứng dụng của mạch khuếch đại đào và không đảo.

Giải nhanh:

• Mạch khuếch đại đảo: Khuếch đại tín hiệu điện áp, mạch lọc tích cực, mạch tạo dao động, mạch so sánh, mạch tích hợp, mạch vi phân.

• Mạch khuếch đại không đảo: Khuếch đại tín hiệu điện áp DC hoặc AC, mạch lọc thụ động, mạch theo dõi điện áp, mạch đệm.

Câu hỏi 2: Phân biệt mạch khuếch đại đảo và không đảo.

Giải nhanh:

2. Mạch cộng

Câu hỏi 1: Trình bày ứng dụng của mạch cộng.

Giải nhanh:

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.

Câu hỏi 2: Phân biệt mạch cộng đảo và mạch cộng không đảo.

Giải nhanh:

3. Mạch lưu trữ

Câu hỏi 1: Trình bày ứng dụng của mạch trừ tín hiệu

Giải nhanh:

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.

Câu hỏi 2: Viết biểu thức điện áp ra của mạch trừ ở hình 19.7

Giải nhanh:

4. Mạch so sánh

Câu hỏi 1: Trình bày ứng dụng của mạch so sánh

Giải nhanh:

Thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong các mạch điện tử, thiết bị điện tử, và các hệ thống tự động hóa.

Câu hỏi 2: Phân biệt mạch so sánh đảo và mạch so sánh không đảo

Giải nhanh:

LUYỆN TẬP

Câu hỏi 1: Trong một mạch khuếch đại đảo, tín hiệu U_vào là sóng hình sin có biên độ 4 V, R₂ = 1 k và R₁ = 200 . Hãy vẽ dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra trên cùng một đồ thị.

Giải nhanh:

  = -20 (V)

Câu hỏi 2: Trong một mạch khuếch đại không đảo, tín hiệu U_vào là sóng hình sin có biên độ 4 V, R₂ = 500 và R₁ = 200 . Hãy vẽ dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra trên cùng một đồ thị.

Giải nhanh:

U_vào = 4V

U_ra =

Câu hỏi 3: 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 và R = R_ht = 200 . Hãy xác định điện áp ở đầu ra.

Giải nhanh:

Câu hỏi 4: Với một mạch trừ dùng khuếch đại thuật toán, nếu R₁ =R₂ = 100 và R₃ = R₄ = 200 Ω, tín hiệu vào U₁ = 3 V và U₂ = 5 V thì điện áp ra có giá trị bao nhiêu?

Giải nhanh:

Câu hỏi 5: 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?

Giải nhanh:

U_vào = 1V; U_n = 2V ® U_n > U_vào ® U_ra = +E = +9V

VẬN DỤNG

Câu hỏi: 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.

Giải nhanh:

• Ứng dụng cơ bản: Tăng cường tín hiệu âm thanh; chế tạo các bộ lọc, loại bỏ tạp âm và nhiễu.

• Ứng dụng nâng cao: máy trợ thính, máy đo điện tim.…