Slide bài giảng Công nghệ 12 Điện - điện tử Cánh diều bài 19: Khuếch đại thuật toán

Tóm lược nội dung

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.

Trả lời rút gọn:

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?

Trả lời rút gọn:

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

Trả lời rút gọn:

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). 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. 

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.

Trả lời rút gọn:

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

• Ứng dụng 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.

Trả lời rút gọn:

2. Mạch cộng

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

Trả lời rút gọn:

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.

Trả lời rút gọn:

3. Mạch lưu trữ

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

Trả lời rút gọn:

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

Trả lời rút gọn:

4. Mạch so sánh

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

Trả lời rút gọn:

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

Trả lời rút gọn:

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.

Trả lời rút gọn:

  = -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.

Trả lời rút gọn:

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.

Trả lời rút gọn:

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?

Trả lời rút gọn:

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?

Trả lời rút gọn:

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.

Trả lời rút gọn:

• Ứng dụng cơ bản:

• Tăng cường tín hiệu âm thanh từ micro, guitar,.

• Chế tạo các bộ lọc, loại bỏ tạp âm và nhiễu.

• Mạch dao động: ứng dụng trong các bộ tạo xung, đồng hồ, và các thiết bị điện tử khác.

• So sánh điện áp: ứng dụng trong các mạch điều khiển, bảo vệ thiết bị.

• Ứng dụng nâng cao: máy trợ thính, máy đo điện tim (ECG), bộ chuyển đổi tín hiệu, hệ thống xử lý ảnh.