Tổng hợp thông tin chức năng của mạch khuếch đại là gì?

Chức năng của mạch khuếch đại là gì? Mạch khuếch đại thường được dùng để làm gì? Chúng ta cùng tìm hiểu thông tin về mạch khuếch đại trong bài viết dưới đây nhé!

Mạch khuếch đại là gì

Nội Dung Bài Viết

Mạch khuếch đại là gì? Chức năng của mạch khuếch đại là gì?

Mạch khuếch đại hay mạch khuếch đại hoạt động (op-amp) thường được sử dụng trong tự động hóa, điều khiển và các mạch điện tử khác cho các ứng dụng hàng hải. Tín hiệu đầu vào được áp dụng thường là tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện. Mục đích của mạch khuếch đại là tạo ra tín hiệu đầu ra lớn hơn tín hiệu đầu vào.

Như tên cho thấy, mục đích của mạch khuếch đại hoặc op-amp là khuếch đại hoặc tăng tín hiệu đầu vào để tạo ra tín hiệu đầu ra lớn hơn nhiều so với tín hiệu đầu vào, có dạng sóng tương tự như của đầu vào.

Sự thay đổi chính trong tín hiệu đầu ra sẽ là sự gia tăng mức công suất. Nguồn bổ sung này được cung cấp bởi điện áp một chiều được cung cấp bên ngoài. Tín hiệu đầu ra được điều khiển bởi tín hiệu đầu vào trong mạch khuếch đại.

Trong các linh kiện điện tử, các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ gọn là thiết bị thường được sử dụng vì chúng có khả năng nâng tín hiệu đầu vào tương đối nhỏ lên mức lớn hơn. Ví dụ từ Cảm biến như thiết bị hình ảnh, thành tín hiệu đầu ra lớn hơn nhiều để điều khiển rơ le, đèn hoặc loa.

Một số thiết bị trên tàu bạn có thể tìm thấy mạch khuếch đại:

Các mạch điện tử khác nhau được phân loại như bộ khuếch đại, từ Bộ khuếch đại hoạt động và Bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ đến Bộ khuếch đại tín hiệu và công suất lớn.

Hoạt động của mạch khuếch đại

Đầu vào của mạch khuếch đại bao gồm đầu vào vi sai điện áp đầu vào V + và đầu vào V và sự khác biệt về điện áp này được khuếch đại để tạo ra đầu ra lớn. Do đó, phương trình op-amp có thể được đưa ra bởi:

V o / p = [(V +) – (V-)] x A o / l

Trong đó A o / l là độ lợi vòng hở của mạch khuếch đại.

Trong một op-amp, cường độ của A o / l là rất lớn, cho ra đầu ra lớn ngay cả khi sự khác biệt đầu vào là nhỏ.

Mạch khuếch đại hoạt động là một thiết bị ba đầu cuối bao gồm hai đầu vào trở kháng cao; một đầu vào được gọi là Đầu vào đảo, được đánh dấu bằng dấu âm hoặc dấu “trừ” (-) và đầu còn lại được gọi là Đầu vào không đảo, được đánh dấu bằng dấu dương hoặc dấu “cộng” (+).

Phân loại cùng chức năng của mạch khuếch đại

Việc phân loại mạch khuếch đại bóng bán dẫn được xác định bằng phần trăm thời gian dòng điện chạy qua mạch đầu ra so với tín hiệu đầu vào. Có bốn phân loại hoạt động: A, AB, B và C. Mỗi loại hoạt động có một công dụng và đặc điểm nhất định. Không có lớp khuếch đại riêng lẻ nào được coi là tốt nhất. Việc sử dụng bộ khuếch đại tốt nhất là vấn đề lựa chọn phù hợp cho hoạt động cụ thể mong muốn.

Hạng A

Trong hoạt động Class A, dòng điện trong bóng bán dẫn chạy theo 100 phần trăm hoặc 360° của tín hiệu đầu vào.

Hoạt động loại A là loại hoạt động kém hiệu quả nhất nhưng cung cấp độ trung thực tốt nhất. Độ trung thực đơn giản có nghĩa là tín hiệu đầu ra là sự tái tạo tốt của tín hiệu đầu vào ở tất cả các khía cạnh khác với biên độ được khuếch đại. Trong một số trường hợp, có thể có một số chuyển pha giữa tín hiệu đầu vào và tín hiệu đầu ra. Thông thường, độ lệch pha là 180 °. Nếu tín hiệu đầu ra không phải là sự tái tạo tốt của tín hiệu đầu vào, thì tín hiệu được cho là bị méo. Biến dạng là bất kỳ thay đổi không mong muốn nào đối với tín hiệu từ đầu vào đến đầu ra.

Hiệu suất của bộ khuếch đại đề cập đến lượng điện năng cung cấp cho đầu ra so với công suất cung cấp cho mạch. Mọi thiết bị trong mạch đều tiêu thụ điện năng để hoạt động. Nếu bộ khuếch đại hoạt động với 360 ° tín hiệu đầu vào, thì nó đang sử dụng nhiều năng lượng hơn so với khi chỉ sử dụng 180 ° tín hiệu đầu vào. Bộ khuếch đại càng tiêu thụ nhiều điện năng thì tín hiệu đầu ra càng ít. Thông thường, bộ khuếch đại Class A được sử dụng khi hiệu quả ít được quan tâm và nơi mong muốn độ trung thực trong tái tạo.

Lớp AB

Trong hoạt động Class AB, dòng điện bóng bán dẫn chạy hơn 50 phần trăm nhưng ít hơn 100 phần trăm của tín hiệu đầu vào. 

Không giống như bộ khuếch đại Class A, tín hiệu đầu ra bị méo. Một phần của mạch đầu ra dường như bị cắt bớt. Điều này là do thiếu dòng điện qua bóng bán dẫn trong thời điểm hoạt động này. Khi bộ phát trong trường hợp này trở nên đủ tích cực, bóng bán dẫn không thể dẫn điện vì đường giao nhau từ cơ sở đến bộ phát không còn được phân cực thuận nữa. Tín hiệu đầu vào tích cực vượt quá điểm này sẽ không tạo ra bất kỳ đầu ra nào nữa và đầu ra vẫn ở mức. Bộ khuếch đại Class AB có hiệu suất tốt hơn và độ trung thực kém hơn so với bộ khuếch đại Class A. Các bộ khuếch đại này được sử dụng khi không yêu cầu tái tạo chính xác đầu vào nhưng cả phần âm và dương của tín hiệu đầu vào đều cần có sẵn trên đầu ra.

Hạng B

Trong hoạt động loại B, dòng điện bán dẫn chỉ chạy 50% tín hiệu đầu vào.

Trong hình minh họa này, sai lệch bộ phát gốc không cho phép bóng bán dẫn dẫn bất cứ khi nào tín hiệu đầu vào lớn hơn 0. Trong trường hợp này, chỉ phần âm của tín hiệu đầu vào được tái tạo. Không giống như bộ chỉnh lưu, bộ khuếch đại Class B không chỉ tái tạo một nửa tín hiệu đầu vào, mà nó còn khuếch đại nó. Bộ khuếch đại Class B hiệu quả gấp đôi so với bộ khuếch đại Class A vì thiết bị khuếch đại chỉ sử dụng công suất cho một nửa tín hiệu đầu vào.

Lớp C

Trong các hoạt động loại C, dòng điện bóng bán dẫn chạy ít hơn 50 phần trăm tín hiệu đầu vào.

Lớp hoạt động này là hiệu quả nhất. Bởi vì bóng bán dẫn không dẫn điện ngoại trừ một phần nhỏ của tín hiệu đầu vào, đây là loại bộ khuếch đại hiệu quả nhất. Độ méo của bộ khuếch đại Class C lớn hơn (độ trung thực kém) so với các bộ khuếch đại Class A, AB và B vì một phần nhỏ tín hiệu đầu vào được tái tạo trên đầu ra. Bộ khuếch đại loại C được sử dụng khi tín hiệu đầu ra chỉ được sử dụng trong một khoảng thời gian nhỏ.

Hệ số khuếch đại được tính theo công thức nào?

Công thức tính mạch khuếch đại đảo ngược

Các thuật ngữ sau đây được sử dụng trong các công thức và phương trình cho Bộ khuếch đại hoạt động.

Tăng điện áp:

Độ lợi vòng lặp gần của bộ khuếch đại đảo ngược được đưa ra bởi:

Điện áp đầu ra:

Điện áp đầu ra lệch pha với điện áp đầu vào đó là lý do tại sao nó được gọi là bộ khuếch đại nghịch đảo.

Công thức tính mạch khuếch đại tổng hợp

Điện áp đầu ra:

Đầu ra chung của mạch đã cho ở trên là:

Tổng khuếch mạch ngược của điện áp đầu vào:

nếu các điện trở đầu vào giống nhau, thì đầu ra là tổng nghịch đảo theo tỷ lệ của điện áp đầu vào.

Nếu R 1 = R 2 = R 3 = R n = R

Tổng kết quả:

Khi tất cả các điện trở trong đoạn mạch đã cho ở trên đều giống nhau, thì đầu ra là tổng ngược của điện áp đầu vào.

Nếu R f = R 1 = R 2 = R 3 = R n = R

V ra = – (V 1 + V 2 + V 3 +… + V n )

Chức năng của mạch tạo xung là gì?

Máy phát xung là một thiết bị điện có thể được sử dụng làm nguồn tín hiệu bên trong cho mạch. Nó cũng có thể được sử dụng như một nguồn tín hiệu bên ngoài cho một thiết bị thông qua việc tạo ra các xung tín hiệu liên tục hoặc duy trì. Bộ tạo xung được sử dụng để cung cấp tín hiệu cũng như đo lượng tín hiệu mà một thiết bị đang nhận được rất nhiều sự quan tâm. Bộ tạo xung có thể sử dụng cả mạch kỹ thuật số và mạch tương tự để tạo ra các xung mà nó cung cấp.

Máy phát xung cũng có khả năng cung cấp cả xung điện áp cao và thấp. Các xung được tạo ra sẽ khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu được xác định bởi người dùng. Máy phát xung thường được sử dụng bên trong để cấp nguồn cho các thiết bị kích hoạt hẹn giờ trong các mạch điện tử.

Các bộ tạo xung mới hơn cũng có khả năng tạo ra các xung tín hiệu ở các độ rộng và tần số khác nhau. Điều này cho phép chúng được sử dụng trong các mạch yêu cầu nhiều hơn một cơ chế kích hoạt cùng một lúc. Đây là một vấn đề đối với các thiết bị cũ hơn, chủ yếu là do các đơn vị phát xung cũ hơn phải được ghép vào một mạch theo thứ tự hoặc song song để hoạt động bình thường, có nghĩa là chúng không thể thay đổi về độ rộng hoặc tần số.

Độ rộng của xung về cơ bản là một thuật ngữ khác để chỉ khoảng thời gian mà xung hoặc tín hiệu đang được phân phối. Hầu hết các đơn vị tạo xung mới hơn có khả năng tạo ra thời lượng xung trên một phút mỗi xung, xuống đến một phần của giây. Một số mạch tạo xung phức tạp và đắt tiền hơn có khả năng tạo ra từ một đến 30 tỷ xung trong vòng một giây. Các bộ tạo xung này thường được gọi là bộ tạo xung RACE, là từ viết tắt của Rapid Automatic Cascode Exchange. 

Máy phát xung cũng có thể được sử dụng bên ngoài mạch điện, chủ yếu trong các ứng dụng nghiên cứu trong các lĩnh vực như khoa học và công nghệ y tế. Phần lớn các thiết bị này được sử dụng làm thiết bị kích hoạt cho các mạch lớn hơn vận hành máy móc tự động. Chúng rất xuất sắc cho mục đích này do khả năng định thời gian và khả năng điều chỉnh trong các mạch điện đang hoạt động.

Máy phát điện như vậy cũng được sử dụng trong các ứng dụng thử nghiệm. Ở đó, chúng có thể được sử dụng để đảm bảo một tín hiệu nhất định đang đến đích trong mạch hoặc để xác định nguồn lỗi trong mạch điện. Trong hầu hết các trường hợp, thử nghiệm máy phát xung sử dụng một đèn đốt đơn hoặc đèn LED, để cho người dùng biết khi nào xảy ra lỗi trong mạch.

Trên đây là tổng hợp thông tin về chức năng của mạch khuếch đại là gì cùng định nghĩa, công thức tính mạch khuếch đại. Hy vọng rằng qua bài viết này bạn có thể hiểu hơn về mạch khuếch đại cùng cách tính mạch khuếch đại nhé!

Xem thêm: Y/N là gì trong anime? Tổng hợp thông tin về Y/N

Thắc mắc -