BÀI TẬP LỚN CẢM BIẾN ĐO LƯỜNG VÀ XỬ LÝ TÍN LIỆU Bộ khuếch đại thuật toán OPAMP

CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
1. Cấu tạo
Op-Amps lý tưởng có cấu tạo như hình vẽ
- Khối 1: Đây là tầng khuếch đại vi sai (Differential Amplifier), nhiệm vụ
khuếch đại độ sai lệch tín hiệu giữa hai ngõ vào v
+
và v
-
. Nó hội đủ các ưu
điểm của mạch khuếch đại vi sai như: độ miễn nhiễu cao; khuếch đại được
tín hiệu biến thiên chậm; tổng trở ngõ vào lớn
- Khối 2: Tầng khuếch đại trung gian, bao gồm nhiều tầng khuếch đại vi sai
mắc nối tiếp nhau tạo nên một mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại rất lớn,
nhằm tăng độ nhay cho Op-Amps. Trong tẩng này còn có tầng dịch mức DC
để đặt mức phân cực DC ở ngõ ra.
- Khối 3: Đây là tầng khuếch đại đệm, tần này nhằm tăng dòng cung cấp ra
tải, giảm tổng trở ngõ ra giúp Op-Amps phối hợp dễ dàng với nhiều dạng tải
khác nhau.
Op-Amps thực tế vẫn có một số khác biệt so với Op-Amps lý tưởng. Nhưng
để dễ dàng trong việc tính toán trên Op-Amps người ta thường tính trên Op-
Amps lý tưởng, sau đó dùng các biện pháp bổ chính (bù) giúp Op-Amps thực
tế tiệm cận với Op-Amps lý tưởng. Do đó để thuận tiện cho việc trình bày nội
dung trong chương này có thể hiểu Op-Amps nói chung là Op-Amps lý tưởng
sau đó sẽ thực hiện việc bổ chính sau.
2. Nguyên lý làm việc
Dựa vào ký hiệu của Op-Amps ta có đáp ứng tín hiệu ngõ ra V
o
theo các cách
đưa tín hiệu ngõ vào như sau:
- Đưa tín hiệu vào ngõ vào đảo, ngõ vào không đảo nối mass: V
out

= A
v0
.V
+
- Đưa tín hiệu vào ngõ vào không đảo, ngõ vào đảo nối mass: V
out
= A
v0
.V
-
- Đưa tín hiệu vào đổng thời trên hai ngõ vào (tín hiệu vào vi sai so với
mass): V
out
= A
v0
.(V
+
-V
-
) = A
v0
.(ΔV
in
)
Để việc khảo sát mang tính tổng quan, xét trường hợp tín hiệu vào vi sai so
với mass (lúc này chỉ cần cho một trong hai ngõ vào nối mass ta sẽ có hai
trường hợp kia). Op-Amps có đặc tính truyền đạt như hình sau
Trên đặc tính thể hiện rõ 3 vùng:
- Vùng khuếch đại tuyến tính: trong vùng này điện áp ngõ ra V
o

tỉ lệ với tín
hiệu ngõ vào theo quan hệ tuyến tính. Nếu sử dụng mạch khuếch đại điện áp
vòng hở (Open Loop) thì vùng này chỉ nằm trong một khoảng rất bé.
- Vùng bão hoà dương: bất chấp tín hiệu ngõ vào ngõ ra luôn ở +V
cc
.
- Vùng bão hoà âm: bất chấp tín hiệu ngõ vào ngõ ra luôn ở -V
cc
.
Trong thực tế, người ta rất ít khi sử dụng Op-Amps làm việc ở trạng thái
vòng hở vì tuy hệ số khuếch đại áp A
v0
rất lớn nhưng tầm điện áp ngõ vào
mà Op-Amps khuếch đại tuyến tính là quá bé (khoảng vài chục đến vài trăm
micro Volt). Chỉ cần một tín hiệu nhiễu nhỏ hay bị trôi theo nhiệt độ cũng đủ
làm điện áp ngõ ra ở ±V
cc
. Do đó mạch khuếch đại vòng hở thường chỉ dùng
trong các mạch tạo xung, dao động. Muốn làm việc ở chế độ khuếch đại
tuyến tính người ta phải thực hiện việc phản hồi âm nhằm giảm hệ số
khuếch đại vòng hở A
v0
xuống một mức thích hợp. Lúc này vùng làm việc
tuyến tính của Op-Amps sẽ rộng ra, Op-Amps làm việc trong chế độ này gọi
là trạng thái vòng kín (Close Loop).
3. Nguồn cung cấp
Op-Amps không phải lúc nào cũng đòi hỏi phải cung cấp một nguồn ổn áp
đối xứng ±15VDC, nó có thể làm việc với một nguồn không đối xứng có giá
trị thấp hơn (ví dụ như +12VDC và -3VDC) hay thậm chí với một nguồn đơn
+12VDC. Tuy nhiên việc thay đổi về cấu trúc nguồn cung cấp cũng làm thay

đổi một số tính chất ảnh hưởng đến tính đối xứng của nguồn như Op-amps
sẽ không lấy điện áp tham chiếu (reference) là mass mà chọn như hình sau:
Mặc dù nguồn đơn có ưu điểm là đơn giản trong việc cung cấp nguồn cho op-
amps nhưng trên thực tế rất nhiều mạch op-amps được sử dụng nguồn đôi
đối xứng.
4. Phân cực cho op-amps làm việc với tín hiệu ac
Cũng như mạch khuếch đại nối tầng RC, các op-amps dùng trong khuếch đại
tín hiệu ac cần có tụ liên lạc để tránh ảnh hưởng của thành phần dc giữa các
tầng khuếch đại. Dưới đây là sơ đồ một mạch khuếch đại âm tần có độ lợi
40dB Sử dụng nguồn đơn.
5. Mạch so sánh và Schmitt Trigger
Hai dạng mạch này có một điểm chung là được phân cực để làm việc ở vùng
bão hoà. Tuy nhiên giữa chúng vẫn có những điểm khác biệt.
a. Mạch so sánh
Mạch so sánh tận dụng tối đa hệ số khuếch đại vòng hở trong op-amps (tối
thiểu khoảng 100 000 lần) và được chế tạo thành những vi mạch chuyên
dụng (comparators) như LM339, LM306, LM311, LM393, NE527, TLC372
Các VI MẠCH NÀY ĐƯỢC THIẾT KẾ ĐỂ ĐÁP ỨNG RẤT NHANH THEO SỰ THAY
ĐỔI CỦA TÍN HIỆU VÀO (Slew rate khoảng vài ngàn volt/microsecond). Tuy
nhiên với đáp ứng cực nhanh như vậy đôi lúc dẫn đến những phiền toái, ví
dụ trong mạch điện sau
Rõ ràng tín hiệu ngõ ra bị dao động mỗi khi chuyển trạng thái, điều này rất
nguy hiểm cho các mạch phía sau. Để khắc phụ nhược điểm trên người ta sử
dụng mạch Schmitt Trigger.
b. Mạch Schmitt Trigger
Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau
Lúc này do v
in
so sánh với tín hiệu ngõ vào v
+

là điện thế trên mạch phân áp
R
4
-R
2
, nên theo sự biến thiên giữa hai mức điện áp của v
out
, mạch Schmitt
Trigger cũng có hai ngưỡng so sánh là V
H
và V
L
.
Qua hình trên ta nhận thấy, mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh v
in
theo
hai ngưỡng V
H
và V
L
. Khi điện áp v
in
vượt qua V
H
thì giá trị của v
out
là 0V và
khi v
in
thấp hơn V

L
thì vout sẽ ở +V
cc
(nghĩa là có sự đảo pha). Để minh hoạ
trực quan cho dạng mạch này người ta thường sử dụng ký hiệu
Mạch Schmitt Trigger còn có một dạng ký hiệu khác ngược chiều với ký hiệu
trên khi ta thay đổi cực tính ngõ vào v
in
, lúc này v
in
và v
out
sẽ đồng pha.
PHẢN HỒI VÀ ỔN ĐỊNH:
1. Phản hồi
Như đã trình bày trong phần nguyên lý làm việc, khi dùng mạch khuếch đại
vòng hở chỉ cần trôi nhiệt, nguồn cung cấp không ổn định, hay nhiễu biên độ
điện áp ngõ vào rất bé cũng đủ đưa ngõ ra ở trạng thái bão hoà. Minh họa
qua mạch điện sau
Với ±V
cc
=±15 VDC, chì cần V
+
−V
-
khoảng 1 miliVolt cũng đủ đưa V
o
ở bão hoà
(vùng làm việc phi tuyến). Điều này dẫn đến mạch khuếch đại sai dạng: bất
ổn. Để giảm thiểu sự bất ổn này người ta thực hiện phản hồi.

Thông thường, OP-AMP sử dụng phản hồi theo 2 dạng:
§ - Phản hồi dương
§ - Phản hồi âm
•
• Thoạt nhìn có vẻ phản hồi dương là tốt (làm tăng độ lợi), nhưng thật
ra phản hồi âm mới thật sự làm hệ thống ổn định.

Ví dụ, ngay sau khi dùng xong một món có nhiều đường làm cho nồng độ
đường trong máu sẽ tăng lên. Để xử lý hiện tượng này người ta tiêm vào
máu một liều INSULIN kích thích sự tích tụ đường trong máu làm nồng độ
đường trong máu giảm xuống. Hiện tượng này gọi là
phản hồi âm
phản hồi âm?
Như vậy nhờ vào phản hồi âm ta có thể lựa chọn được hệ số khuếch đại của
mạch thông qua việc hiệu chỉnh các giá trị điện trở xung quanh Op-Amps.
Tuỳ vào tính chất mạch, người ta sẽ chỉnh định lại các thông số của các linh
kiện để đưa Op-Amps vào vùng làm việc tương ứng. Điều này tương tự như
khi phân cực transistor.
2. Bổ chính điện áp lệch
a. Điện áp lệch không
Trong Op-Amps lý tưởng khi ΔV
in
=0 thì V
out
=0. Nhưng với Op-Amps thực tế
thì không được như vậy. Do các linh kiện bện trong mạch không hoàn toàn
đối xứng, ảnh hưởng lớn nhất trong op-amps đó là mạch khuếch đại vi sai ở
ngõ vào nên lúc này ngõ ra vẫn xuất hiện một điện áp khác 0, gọi là điện áp
lệch không ngõ ra V
offset

(output offset voltage).
b. Bổ chính điện áp lệch không
Để điều chỉnh lại điện áp ngõ ra giống như Op-Amps lý tưởng, người ta đặt
một điện áp nhỏ giữa hai ngõ vào sao cho khi ΔV
in
=0 thì V
out
=0.
Đối với một số vi mạch có sẵn chân hai chân đưa ra để hiệu chỉnh (thường là
Null hay Offset) cho phép mắc thêm vào một biến trở để hiệu chỉnh điện áp
lệch ngõ vào. Minh hoạ trên hình sau
Với các vi mạch không có hai chân trên, ta có thể mắc thêm mạch chỉnh bên
ngoài như hình
R
1
phải lớn hơn nhiều lần so với R
2
nhằm tránh sự phân dòng qua R
1
.
3. Bổ chính dòng lệch
a. Dòng phân cực ngõ vào và dòng lệch không
Trong Op-Amps lý tưởng, do tổng trở ngõ vào vô cùng lớn do đó dòng phân
cực ngõ vào bằng 0. Nhưng với Op-Amps thực tế thì không được như vậy,
dòng điện ngõ vào vẫn tồn tại khá nhỏ (hàng trăm nA). Mặt khác do các linh
kiện bện trong mạch không hoàn toàn đối xứng nên giá trị hai dòng này
cũng không bằng nhau và lượng chênh lệch giữa chúng được gọi là dòng
chênh lệch ngõ vào (input offset current). Minh hoạ qua hình sau
Hình a Hình b
Hình a trình bày áp lệch ngõ ra do I

ib
-
gây ra và hình b đưa thêm dòng I
ib
+
nhằm bù lại áp lệch 0 do I
ib
-
gây ra.
b. Biện pháp bổ chính
Khi lắp vào đầu vào không đảo một điện trở R, dòng phân cực I
ib
+
tạo ra một
sụt áp là V
R
=R.I
ib
+
. Chọn R sao cho điện áp này bù được áp lệch ngõ ra do I
ib
-
gây ra. Tính toán theo điều kiện I
ib
-
= I
ib
+
, ta được:
R = R

F
// R
in
4. Bổ chính common Mode
Với op-amps lý tưởng điện áp common mode (V
cm
) bằng không do mạch chỉ
khuếch đại sự sai lệch giữa hai tín hiệu ngõ vào. Nhưng op-amps thực tế thì
không như vậy, ta có thể kiểm tra điện áp common mode qua mạch điện sau
Với nguồn V
in
có biên độ 1VAC, thay đổi tần số nguồn theo tần số làm việc
của mạch khuếch đại. Do hệ số nén tín hiệu kiểu chung (CMRR) ổn định ở 80
đến 100 dB, nên với biên độ tín hiệu ngõ ra (chính là V
cm
) < 10μV là đạt. Với
Op-Amps thực tế điện áp này luôn hiện hữu và không phải là hằng khi tần số
làm việc thay đổi trong khoảng rộng. Để giảm thiểu giá trị V
cm
có thể thực
hiện theo nhiều cách, cách đơn giản thực hiện như hình sau
Giá trị của RCM1 và RCM2 phải đủ lớn để không ánh hưởng bởi tổng trở vào
của Op-Amps. Với một số op-amps chuyên dụng, người ta trang bị thêm các
mạch triệt giảm common mode ngay bên trong vi mạch, ví dụ với vi mạch
LH0026 có thể mắc thêm mạch triệt giảm common mode như sau
Ở đây nguồn v
CM
được chọn có biên độ là 1V và tần số nằm trong vùng tần số
làm việc của mạch khuếch đại, sau khi cấp nguổn chỉnh lại giá trị của R
3

sao
cho v
out
= 0V là được.
Ngoài ra còn có một số phương thức triệt giảm common mode khác triệt bỏ
điện áp này ngay từ nguồn tín hiệu vào minh hoạ qua hình
Sử dụng hai cuộn dây cảm ứng cùng thông số và mắc hỗ cảm với nhau như
hình c. Dòng tín hiệu (không đồng pha) có thể qua dễ dàng (do X
L
=L.ω rất
nhỏ) minh hoạ trên hình a, nhưng khi tín hiệu C.M đi qua sẽ bị dòng cảm ứng
của chính nó trừ khử hình b.
Cách lắp cuộn dây triệt giảm C.M và đặc tuyến triệt giảm như hình sau
Các dạng cuộn dây C.M được chế tạo để triệt giảm C.M hiện có trên thị
trường
5. Bổ chính tần số
a. Đặc tính biên độ - tần số
Trong thực tế, khi khuếch đại tín hiệu xoay chiều độ lợi A sẽ tỉ lệ nghịch với
tần số tín hiệu cần khuếch đại, minh họa các đặc tuyến biên tần của các op-
amps 741, 748, 739 khi khuếch đại vòng hở như hình sau
Điều này có nghĩa op-amps không khuếch đại được khi tần số nguồn tín hiệu
ở ngõ vào quá cao. Điều này có thể lý giải dễ dàng do điện dung ký sinh của
các transistor và các điện trở trong mạch tạo thành các mạch lọc thông thấp,
minh hoạ qua hình
Ở đây xét một op-amps lý tưởng có ngõ vào là một mạch khuếch đại vi sai
(KĐVS) có hệ số khuếch đại A=A
0
(hệ số khuếch đại vòng hở); Các khâu +1
và mạch RC đặc trưng cho điện trở và điện dung tạp tán của mạch (các khâu
+1 đặc trưng cho khâu ghép điện không phụ thuộc vào tần số và có hệ số

truyền đạt bằng 1). Từ đây có thể tính được hệ số khuếch đại:
Với f
α1
, f
α2
, f
α3
là tần số tới hạn của 3 khâu lọc thông thấp.
Từ công thức này có thể thấy khi tần số tăng thì góc lệch pha giữa ngõ ra và
ngõ vào sẽ tăng theo, khi góc lệch pha này đạt đến 180 độ thì có thể xảy ra
hiện tượng dao động (nếu thoả thêm điều kiện về biên độ). Như vậy mạch
khuếch đại sử dụng op-amps sẽ dạo động khi tần số nguồn tín hiệu vào đạt
đến một giá trị tần số nào đó → mạch bất ổn.
b. Các biện pháp bù đặc tuyến tần số (bù pha)
Độ dự trữ về biên độ và pha càng lớn thì hệ thống càng ổn định. Nhưng do
hai thông số này liên quan chặc chẽ với nhau nên trong thực tế chỉ cần xét
một trong hai tham số là đủ. Thông thường người ta sử dụng hệ số dự trữ về
pha.
Với bộ khuếch đại có mạch hồi tiếp âm không phụ thuộc tần số nghĩa là
mạch hồi tiếp không gây ra một góc lệch pha nào, thì độ dự trữ chỉ cần 45 độ
là đủ. Nhưng khi mạch hồi tiếp không phải là thuần trở, nghĩa là có làm lệch
pha thì yêu cầu dự trữ về pha phải lớn hơn (thậm chí có khi người ta chọn
đến 90 độ).
Về nguyên tắc, bù tần số hay còn gọi là bù pha thực chất là làm thay đổi đặc
tính tần số của hệ số khuếch đại vòng kín sao cho |A
v
|=|A
0
.A
feedback

|<1 trước
khi góc lệch pha φ = −180 độ. Để thực hiện được điều này, có thể thay đổi A
0

gọi là bù trong hay A
feedback
gọi là bù ngoài còn thay đổi cả A
0
và A
feedback
gọi là
bù hổn hợp. Thông thường người ta cho bù trong vì khi thay đổi A
0
sẽ ít ảnh
hưởng đến hàm truyền chung của mạch khuếch đại có hồi tiếp.
Các mạch bù có thể mắc ở ngõ ra, ngõ vào hay giữa các tầng khuếch đại op-
amps như hình
Tuỳ vào đặc tuyến truyền đạt của các mạch bù người ta tạo ra nhiều dạng
mạch bù khác nhau, các mạch bù có tính chất chung là làm giảm độ dốc của
đặc tính biên độ theo tần số của hệ số khuếch đại xung quanh tần số cắt f
c
,
nghĩa là giảm góc lệch pha tại thời điểm có khả năng xảy ra dao động (|
A
0
.A
feedback
|=1). Cụ thể các dạng mạch bù là
Ứng dụng:
Phạm vi ứng dụng của Op-Amps rất phong phú, ở đây chỉ nêu một số ứng

dụng mang tính minh hoạ nguyên lý làm việc của Op-Amps.
1. Mạch so sánh cửa sổ
Đây là mạch điện ứng dụng trong việc cảnh báo quá nhiệt hay thiếu
nhiệt của môi trường cần theo dõi. Mạch làm việc theo nguyên lý so sánh
cửa sổ, một nguyên lý rất thông dụng trong các thiết bị công nghiệp. Minh
hoạ qua hình.

Hình 1: Nguyên lý so sánh của số
Khi muốn khống chế nhiệt độ lò ở 40
o
C, người ta tiến hành như sau: từ
nhiệt độ môi trường đang là 27
o
C, bắt đầu cấp nhiệt cho lò (điểm A). Nhiệt
độ lò tăng dần vượt qua 36
o
C (điểm B), rồi qua 40
o
C mạch vẫn tiếp tục cấp
nhiệt cho đến khi nhiệt độ của lò đến 44
o
C (điểm C), lò mới cắt điện trở gia
nhiệt. Nhiệt độ lò bắt đầu giảm dần từ 44
o
C (điểm D). Giảm qua 40
o
C vẫn
tiếp tục giảm. Cho đến 36
o
C (điểm E) thì lại tiếp tục cấp nhiệt cho lò (điểm

B) nhiệt độ lò tăng dần lên.
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý mạch báo nhiệt
Rõ ràng để giữ nhiệt độ lò nằm trong khoảng 40
o
C, người ta cấp nhiệt
cho lò theo chu trình B, C, D, E rồi trở lại B: hình dạng như một cửa sổ nên có
tên là mạch so sánh cửa sổ (window comparator). Nguyên lý so sánh này
được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, dân dụng, quân sự, y tế
Tóm tắt nguyên lý làm việc như sau:
Điện trở nhiệt PTR phối hợp với R
1
và R
2
tạo ra V
s
là một hàm biến
thiên theo nhiệt độ môi trường đặt PTR. Cụ thể có thể tính V
s
:
Rõ ràng V
s
= f(T
o
) là một hàm của nhiệt độ. Do đó, đo V
s
chính là đo
nhiệt độ. Cụ thể các giá trị điện trở trong mạch được cân chỉnh để 2 OP-
AMPS làm việc như sau :
* Khi thiếu nhiệt:
Lúc này V

S
< V
A
< V
B
, đầu vào v
+
của op-amps II nhỏ hơn đầu vào v
-

nên ngõ ra op-amps II xuống thấp, LED 2 sáng. Trong khi đó đầu vào v
+
của
op-amps I lớn hơn đầu vào v
-
nên ngõ ra op-amps I lên cao, LED 1 tắt.
* Khi đủ nhiệt:
Lúc này V
A
< V
S
< V
B
, đầu vào v
+
của op-amps II lớn hơn đầu vào v
-

nên ngõ ra op-amps II lên cao, LED 2 tắt. Trong khi đó đầu vào v
+

của op-
amps I lớn hơn đầu vào v
-
nên ngõ ra op-amps I lên cao, LED 1 tắt.
* Khi quá nhiệt:
Lúc này V
A
< V
B
< V
S
, đầu vào v
+
của op-amps II lớn hơn đầu vào v
-
nên ngõ ra op-amps II lên cao, LED 2 tắt. Trong khi đó đầu vào v
+
của op-
amps I nhỏ hơn đầu vào v
-
nên ngõ ra op-amps I xuống thấp, LED 1 sáng.
Rõ ràng chỉ cần nhìn vào độ sáng tối của 2 LED, ta có thể nhận biết
được nhiệt độ của môi trường cần cảnh báo nhiệt độ. Để mạch cảnh báo hiệu
quả hơn có thể thêm vào một mạch dao động, mạch này giúp khi có sự cố
các LED sẽ không sáng liên tục mà nhấp nháy.

2. Mạch chỉnh lưu chính xác
Trong thực tế, đôi lúc người ta cần mạch chỉnh lưu có điện áp ngõ ra như
hình vẽ trong điều kiện lý tưởng, nhưng trên thực tế dù diode được phân cực
thuận và dẫn dòng thì vẫn có một sụt áp đáng kể trên diode (chỉnh lưu cầu

sụt áp này là 2V
D
). Điều này dẫn đến sự méo dạng điện áp ngõ ra như hình
vẽ.

Hình 3: Chỉnh lưu diode và chỉnh lưu chính xác
Để khắc phục nhược điểm này, người ta sử dụng mạch chỉnh lưu chính xác
sử dụng Op-Amps như hình vẽ

Hình 4: Chỉnh lưu chính xác một bán kỳ
Do dòng điện hai ngõ vào của Op-Amps bằng không nên trong chu kỳ phân
cực thuận của diode (chu kỳ chỉnh lưu) V
in
=V
out
, vì vậy sóng dạng điện áp
ngõ ra bộ chỉnh lưu như sóng dạng bộ chỉnh lưu lý tưởng. Để được chỉnh lưu
toàn sóng như hình 3, ta thực hiện ghép song song và ngược chiều hai mạch
op-amps ở hình 4.

3. Mạch lọc
Mạch lọc thụ động có ưu điểm là rất đơn giản, tuy nhiên hệ số truyền đạt
nhỏ do bị tổn hao trên RC, phụ thuộc nhiều vào tải, khó phối hợp tổng trở
với các mạch ghép. Muốn hạn chế độ suy giảm thì phải lắp nhiều mắt lọc liên
tiếp, lúc này tần số cắt của bộ lọc sẽ khác với các tần số cắt của các mắt lọc.
Cách khắc phục nhược điểm trên đó là sử dụng các mạch lọc tích cực. Cụ thể
là đưa mắt lọc RC vào đường hồi tiếp của Op-Amps để tăng hệ số truyền đạt,
tăng hệ số phẩm chất, đồng thời làm giảm ảnh hưởng của tải bằng cách
dùng tầng đệm để phối hợp trở kháng.
Cũng như mạch lọc thụ động, có thể phân mạch lọc tích cực theo tần số làm

việc như: mạch lọc thông thấp, mạch lọc thông cao, mạch lọc dãy. Ở đây giới
thiệu một mạch lọc tích cực lọc thông thấp: mạch lọc mà tần số thấp được
truyền qua nguyên vẹn, cò tần số cao bị suy giảm và chậm pha với tín hiệu
vào.

Hình 5: mạch lọc thông thấp
Có thể dùng công thức để tính toán và thành lập biểu đồ Bode về biên - tần
của mạch lọc trên như hình

Hình 6: Đặc tính biên/ tần của mạch lọc thông thấp
Các nhận xét về mạch lọc thống thấp:
- Tại tần số cắt f
c
có độ lệch pha là -45
o
; biên độ điện áp ra giảm gần 3 dB.
- Tại tần số thấp f << f
c
: biên độ |A| = 1 ≈ 0dB
- Tại tần số cao f >> f
c
: biên độ |A| = 1/ωRC, hệ số khuếch đại tỉ lệ nghịch
với tần số theo quan hệ: tần số tăng 10 lần thì hệ số khuếch đại giảm 10 lần
tức là giảm 20dB/decade hay 6dB/octave.

4. Nguồn dòng công suất lớn
Trong thực tế đôi khi nguồn dòng cung cấp năng lượng ra tải sẽ tốt hơn
nguồn áp ví dụ như khi nạp bình ắc qui, nếu sử dụng nguồn dòng bình sẽ lâu
hư hơn nhiều lần so với nạp bằng nguồn áp; đặc biệt khi nguồn áp cung cấp
thường xuyên có giá trị bất ổn định (như lấy điện từ năng lượng mặt trời,

sức gió ). Những lúc như vậy ta có thể sử dụng nguồn dòng trình bày trên
hình sau:
Hình 7: Ổn dòng
Có thể tăng thêm dòng cho mạch điện trên khi thay Q
2
bằng các transistor
darlington (transistor được lắp ghép sẵn dạng darlington bên trong linh
kiện). Nhưng lúc này R
1
cũng phải giảm theo một cách tương ứng.

5. Nguồn ổn áp
Hiện nay, ổn áp DC sử dụng vi mạch chuyên dụng đã đạt đến độ ổn định rất
cao, tuy nhiên muốn chế tạo một bộ ổn áp sử dụng Op-Amps có độ ổn định
tương đối tốt cũng không phải là điều khó! Có thể thực hiện theo mạch sau:
Hình 8: Ổn áp
Khi chỉnh định tỉ số giữa R
2
và R
3
thay đổi hệ số khuếch đại vòng kín của
mạch sẽ làm thay đổi được điện áp ngõ ra ở mức ổn định mới. Với dòng tải
tối đa là 1A trong khi điện áp ngõ vào biến thiên trong một dãy điện áp rộng,
bộ nguồn này chắc chắn sử dụng được khá nhiều việc trong lĩnh vực điện tử
vi mạch.