Lý thuyết Công nghệ 12 Bài 19 (Cánh diều): Khuếch đại thuật toán

Lý thuyết Công nghệ 12 Bài 19: Khuếch đại thuật toán

I. Khuếch đại thuật toán

- Là mạch điện tử tích hợp nhiều tầng khuếch đại dòng một chiều, có hệ số khuếch đại rất lớn, có hai đầu vào và một đầu ra.

1. Kí hiệu

U_VK: điện áp vào không đảo

U_VĐ: điện áp vào đảo

U_ra: điện áp ra

+E, -E: nguồn cấp

2. Nguyên lí làm việc

- 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 đảo dấu với tín hiệu vào.

Hệ số khuếch đại của khuếch đại thuật toán có thể lên tới 10⁶.

II. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán

1. Mạch khuếch đại

- Làm tăng cường biên độ tín hiệu vào.

- Phân loại:

+ Mạch khuếch đại đảo: tín hiệu sau khuếch đại đảo dấu so với tín hiệu vào và có biên độ lớn hơn biên độ tín hiệu vào.

$U_{ra}=-\frac{R_2}{R_1}$U_vào

+ Mạch khuếch đại không đảo: tín hiệu sau khuếch đại cùng dấu so với tín hiệu vào và có biên độ lớn hơn biên độ tín hiệu vào.

$U_{ra}=\left(1+\frac{R_2}{R_1}\right)$U_vào

2. Mạch cộng

- Thực hiện phép cộng đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

- Phân loại:

+ Mạch cộng đảo: điện áp ra đảo dấu so với các điện áp vào.

$U_{ra}=-\left(\frac{R_{ht}}{R_1}{U}_1+\frac{R_{ht}}{R_2}{U}_2+\mathrm{...}+\frac{R_{ht}}{R_n}{U}_n\right)$

+ Mạch cộng không đảo: điện áp ra không đảo dấu so với các điện áp vào.

$U_{ra}=\left(1+\frac{R_{ht}}{R}\right)\left(\frac{\frac{U_1}{R_1}+\frac{U_2}{R_2}+\mathrm{...}+\frac{U_n}{R_n}}{\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\mathrm{...}\frac{U_1}{R_n}}\right)$

3. Mạch trừ

- Thực hiện phép trừ đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

- Công thức:

$U_{ra}=U_2\left(\frac{R_4}{R_2+R_4}\right)\left(1+\frac{R_3}{R_1}\right)-\frac{R_3}{R_1}{U}_1$

4. Mạch so sánh

- So sánh điện áp vào với một giá trị điện áp ngưỡng.

- Phân loại:

+ Mạch so sánh đảo: điện áp vào ở đầu vào đảo, điện áp ngưỡng ở đầu vào không đảo, điện áp ra thể hiện kết quả so sánh:

U_ra = - E nếu U_vào > U_n

U_ra = + E nếu U_vào < U_n

+ Mạch so sánh không đảo: điện áp vào ở đầu vào không đảo, điện áp ngưỡng ở đầu vào đảo, điện áp ra thể hiện kết quả so sánh:

U_ra = + E nếu U_vào > U_n

U_ra = - E nếu U_vào < U_n

Trắc nghiệm: Khuếch đại thuật toán

Câu 1. Khuếch đại thuật toán tích hợp mấy tầng khuếch đại dòng một chiều?

A. 1

B. 2

C. Nhiều

D. 3

Câu 2. Khuếch đại thuật toán có hệ số khuếch đại

A. nhỏ

B. trung bình

C. lớn

D. rất lớn

Câu 3. Khuếch đại thuật toán có

A. 1 đầu vào, 1 đầu ra

B. 1 đầu vào, 2 đầu ra

C. 2 đầu vào, 1 đầu ra

D. 2 đầu vào, 2 đầu ra

Câu 4. Có mấy mạch sử dụng khuếch đại thuật toán được giới thiệu trong bài?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Câu 5. Tín hiệu đưa tới đầu vào đảo thì tín hiệu ra

A. cùng chiều tín hiệu vào

B. ngược chiều tín hiệu vào

C. có tín hiệu cùng chiều, có tín hiệu ngược chiều

D. không xác định

Câu 6. Tín hiệu đưa tới đầu vào không đảo thì tín hiệu ra

A. cùng chiều tín hiệu vào

B. ngược chiều tín hiệu vào

C. có tín hiệu cùng chiều, có tín hiệu ngược chiều

D. không xác định

Câu 7. Mạch khuếch đại chia làm mấy loại?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Câu 8. Có loại mạch cộng nào?

A. Mạch cộng đảo

B. Mạch cộng không đảo

C. Mạch cộng đảo và mạch cộng không đảo

D. Mạch cộng tổng hợp

Câu 9. Mạch cộng

A. Làm tăng cường biên độ tín hiệu vào.

B. Thực hiện phép cộng đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

C. Thực hiện phép trừ đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

D. So sánh điện áp vào với một giá trị điện áp ngưỡng.

Câu 10. Mạch trừ

A. Làm tăng cường biên độ tín hiệu vào.

B. Thực hiện phép cộng đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

C. Thực hiện phép trừ đối với các tín hiệu điện áp ở đầu vào.

D. So sánh điện áp vào với một giá trị điện áp ngưỡng.