- Các thành phần bắt buộc:
- Op-amp (Bộ khuếch đại hoạt động)
- Cấu hình bộ khuếch đại hoạt động đảo ngược
- Mạch quảng cáo đảo ngược / Bộ khuếch đại tổng hợp hoạt động:
- Phân tích mạch quảng cáo Op-amp đảo ngược:
Bộ khuếch đại hoạt động (Opamp) có rất nhiều ứng dụng thú vị và chúng tôi đã tạo ra nhiều mạch sử dụng op-amps. Hôm nay chúng ta sẽ đi nghiên cứu thêm một ứng dụng của Opamp đó là thêm vào hai hay nhiều điện áp đầu vào và mạch có tên là Summing ampli hay Opamp Adder. Ở đây chúng tôi sẽ sử dụng Opamp LM358 để trình diễn Mạch Adder.
Các thành phần bắt buộc:
- Bộ khuếch đại hoạt động kép LM358
- Điện trở 1KΩ -4Nos
- Nguồn cung cấp (cho opamp + Vcc & -Vcc) 9 Vdc
- Hai nguồn điện áp đầu vào (tổng của chúng phải là <điện áp cung cấp)
- DMM đa đồng hồ kỹ thuật số để thử nghiệm
Trước khi đi vào chi tiết, trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về bộ khuếch đại hoạt động và LM385.
Op-amp (Bộ khuếch đại hoạt động)
LM358 là Bộ khuếch đại hoạt động có độ ồn thấp kép có hai bộ so sánh điện áp độc lập bên trong. Đây là một op amp mục đích chung có thể được cấu hình ở nhiều chế độ như bộ so sánh, mùa hè, bộ tích hợp, bộ khuếch đại, bộ phân biệt, chế độ đảo ngược, chế độ không đảo ngược, v.v.
Để tìm hiểu thêm về LM358, hãy xem qua LM358 các mạch khác nhau như bộ khuếch đại và bộ so sánh.
Cấu hình bộ khuếch đại hoạt động đảo ngược
Ở đây chúng tôi đang xây dựng mạch Adder sử dụng Bộ khuếch đại đảo. Vì vậy, để hiểu được mạch Tổng hợp của Inverting Opamp, trước tiên chúng ta phải xem xét cách một opamp đảo ngược hoạt động trong cấu hình vòng kín. Mạch vòng kín của opamp đảo ngược rất hữu ích và có hai đặc điểm quan trọng nhất, khiến opamp có thể sử dụng trong các ứng dụng khác nhau và chúng như sau: -
Trong cấu hình vòng kín,
- Không có dòng điện chạy vào các thiết bị đầu cuối đầu vào
- Điện áp đầu vào sai khác bằng 0 vì V1 = V2 = 0 (Virtual Earth), HOẶC opamp cố gắng giữ cả hai đầu vào ở cùng mức hoặc cùng giá trị ngay cả khi một trong các đầu cuối không được nối đất.
Dưới đây là một mạch OpAmp đảo ngược vòng kín là phản hồi âm được đưa ra từ đầu ra đến đầu vào. Và do phản hồi âm này, điện áp ở đầu vào đảo ngược trở nên bằng điện áp ở đầu vào không đảo, do đó tạo ra một mặt đất ảo.
Chúng tôi biết từ các công thức Đảo ngược Op-amp Gain, Gain (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)
Mạch quảng cáo đảo ngược / Bộ khuếch đại tổng hợp hoạt động:
Mạch bộ cộng đảo tương tự như bộ khuếch đại đảo ở trên, trong đó điện áp đầu vào được cấp cho đầu cuối đảo và đầu cuối không đảo được nối đất, nhưng sự khác biệt trong mạch bộ cộng đảo là nó có nhiều đầu vào tại đầu cuối đảo. Dưới đây là mạch của Inverting Adder Circuit với hai đầu vào ở đầu vào đảo.
Trong mạch, cực không nghịch lưu được nối đất, và như đã thấy trong cấu hình vòng kín, điện áp tại điểm B sẽ giống như điện áp tại điểm A, 0V. Do đó dòng điện I1 và I2 sẽ đi vào điện trở Rf (điện thế cao hơn) chứ không phải vào cực nghịch đảo (điện thế thấp hơn) của op-amp. Điện áp đầu ra thu được sẽ là tổng của các đầu vào và sẽ có bản chất âm vì đầu vào được áp dụng cho đầu cuối không đảo.
Đây là cách thực hiện thực tế của mạch cộng Opamp sử dụng LM358. Chúng tôi đã sử dụng hai pin riêng biệt (≈4 Vdc và ≈2.6 Vdc) cho hai điện áp đầu vào và bạn có thể xem tổng của hai điện áp đầu vào (6.89v) trong Đồng hồ vạn năng trong hình bên dưới.
Phân tích mạch quảng cáo Op-amp đảo ngược:
Phương trình khuếch đại cho bộ khuếch đại đảo là, Vout = (Rf / R) Vin
Áp dụng KCL cho mạch, I1 + I2 = Nếu (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Phương trình-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},
Nếu có n đầu vào thì
Vo = - Rf * {(V1 / R1) + (V2 / R2) + ……….. + (V2 / Rn)}
Chúng ta hãy coi R1 = R2 = Rf = R
Vo = - (V1 + V2); khi R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (cho n số đầu vào)
Đây được gọi là bộ cộng đảo ngược độ lợi thống nhất
Và nếu R1 = R2 = R ≠ Rf thì
Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (cho n số đầu vào)
Vì vậy, trong op-amp cộng điện áp đầu ra tỷ lệ với tổng điện áp đầu vào.
Vì vậy, đây là cách một Op-amp đảo ngược trong cấu hình vòng kín với nhiều đầu vào có thể được sử dụng làm mạch khuếch đại Adder hoặc Summing. Tương tự như vậy, chúng ta có thể xây dựng bộ cộng Op-amp với op-amp không đảo ngược.