DANH MỤC

  • 45 Nguyễn Xiển0983 056 374
  • 26a Phạm Hùng0888 77 1582
  • 51 Khương Trung0983056374
  • 79 Lý Nam Đế0888 77 1582
  • 318 Trần Cung0983 056 374
  • 157 Cổ Nhuế0888 77 1582

Bộ khuếch đại vi sai

Khuếch đại là quá trình biến đổi đại lượng là dòng điện hoặc điện áp từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn hơn mà không làm thay đổi dạng của nó. Ở bài viết này, mời các bạn cùng Minh Bảo đi sâu tìm hiểu về mạch khuếch đại vi sai. Đây là một trong những mạch điện cơ bản và được ứng dụng nhiều trong thực tế.

1. Mạch khuếch đại vi sai là gì?

Khuếch đại Visai là mạch khuếch đại điện tử. Thực hiện khuếch đại tín hiệu điện theo sự khác nhau giữa hai điện áp ngõ vào. Đồng thời ngăn chặn bất kỳ điện áp chung nào tồn tại ở hai ngõ đó. Mạch có sự kết hợp giữa hai phần tử gồm khuếch đại không đảo và khuếch đại đảo, từ đó cho ra tín hiệu ngõ ra là Vout chỉ phụ thuộc độ chênh áp của hai tín hiệu ngõ vào nói trên.

Khuếch đại Visai
Khuếch đại Visai

Công thức tính mạch khuếch đại visai

Nếu R1=R2=R3=R4 thì Vout= Vi1 – Vi2

2. Các loại mạch khếch đại vi sai

2.1 Bộ khuếch đại vi sai sử dụng opamp

Khuếch đại thuât toán (OPAMP – Operational Amplifier) là mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại Av được chế tạo dưới dạng tích hợp. Các mạch khuếch đại thuật toán có những ứng dụng nhiều các thiết bị điện tử, từ các thiết bị điện dân dụng cho đến các thiết bị công nghiệp.

Bộ khuếch đại vi sai là bộ khuếch đại với điều kiện ngõ vào có trạng thái đệm. Việc bổ sung các bộ đệm đầu vào giúp dễ kết hợp trở kháng của bộ khuếch đại với phần trước nó. Thiết bị đo đạc được sử dụng trong ứng dụng thí nghiệm và đo lường công nghiệp. Bộ khuếch đại vi sai có một số tính năng hữu ích như điện áp bù thấp, CMRR cao (tỷ lệ loại bỏ chế độ chung), độ lợi cao, điện trở đầu vào cao,  …Sơ đồ mạch của bộ khuếch đại thiết bị điển hình sử dụng opamp như sau:

Bộ khuếch đại vi sai sử dụng opamp

V1 và V2 là hai điện áp đầu vào khác nhau. Trong sơ đồ mạch, opamp A1 và A2 chính là bộ đệm đầu vào. Độ lợi của các phần đệm này không giống nhau là do sự có mặt của R1 và Rg. Op-amp A3 được nối thành bộ khuếch đại vi sai. R3 được nối từ đầu ra A3 đến đầu vào không đảo của nó là điện trở hồi tiếp. R2chính là điện trở đầu vào. Độ lợi điện áp của bộ khuếch đại thiết bị tính theo phương trình dưới đây:

(Av) = Vo / (V2-V1) = (1 + 2R1 / Rg) x R3 / R2

Muốn thay đổi độ lợi chỉ cần thay Rg bằng chiết áp phù hợp. Bộ khuếch đại vi sai thường sử dụng trong các tình huống đòi hỏi độ nhạy, chính xác và độ ổn định cao. Bộ khuếch đại vi sai cũng được thiết kế bằng cách sử dụng hai opamp, nhưng hiếm khi được sử dụng. Dạng phổ biến nhất là sử dụng ba opamp giống như ở trên. Những lợi thế duy nhất của việc tạo ra bộ khuếch đại vi sai sử dụng 2 opamp đó là chi phí thấp và cải thiện CMRR.

Độ khuếch đại chính xác cao đạt được bằng cách sử dụng điện trở màng kim loại. Do phản hồi âm lớn nên bộ khuếch đại có độ tuyến tính tốt, thường khoảng 0,01% cho mức tăng nhỏ hơn 10. Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại cũng thấp, nằm trong phạm vi mΩ. Dòng điện phân cực đầu vào của bộ khuếch đại thiết bị xác định bởi opamp A1 và A2.

Dưới đây là sơ đồ mạch được đơn giản hóa. Ở đây các điện trở có nhãn R1 đã được rút ngắn và Rg được loại bỏ. Điều này tạo được đường phản hồi âm đầy đủ và độ lợi A1 và A2 sẽ tương đồng. Việc loại bỏ R1 và Rg được đơn giản hóa phương trình thành Av = R3 / R2.

sơ đồ mạch được đơn giản hóa

Mạch khuếch đại vi sai sử dụng uA741

Đây là mạch khuếch đại vi sai thiết kế dựa trên amp op uA 741. Bộ khuếch đại hoạt động từ +/-12V DC và có độ lợi là 10. Nếu muốn thay đổi độ lợi thì thay thế Rg bằng biến trở 5K. Thay vì dùng uA741, có thể sử dụng bất kỳ opamp nào nhưng điện áp nguồn phải thay đổi theo opamp. Op-amp LM324 cũng sẽ là một lựa chọn tốt. Trong số bốn opamp trong LM324, ba cái có thể sử dụng cho IC1, IC2, IC3 và cái còn lại thì có thể để nguyên. Điều này làm giảm kích thước PCB rất nhiều và mạch cũng nhỏ gọn hơn. Điện áp cung cấp cho LM324 có thể lên đến +/- 16V DC.

Mạch khuếch đại vi sai sử dụng uA741

Trreen đây là các thông tin liên quan đến mạch khuếch đại vi sai, hy vọng bạn đọc có thêm được những thông tin tham khảo về mạch điện tử cơ bản này.

>> Tìm hiểu thêm: Mạch điện tử từ xa

CÁC TIN LIÊN QUAN