Bài giảng môn học điện tử công suất

Bài giảng môn Kỹ thuật
điện
Giảng viên: Vũ Minh Quang
Bộ môn: Kỹ thuật điện
Khoa: Năng lượng
Email:


Giáo trình:
Nhập môn Kỹ thuật điện – Bm.Kỹ thuật điện, DHTL
Introduction to electrical engineering - Sarma, Mulukutla S




Đường link:
/>html
 />ic



Nhập môn Kỹ thuật điện


Phần 2. Kỹ thuật điện tử


Chương 5



Chương 6



Chương 7



Chương 8


Chương 5-Khối tương tự và
khuếch đại thuật toán
1.

Khuếch đại thuật toán

2.

Khuếch đại thuật toán lý tưởng

Phần 2


Chương 5
5.1 Khuếch đại thuật toán


Một bộ khuếch đại được mô hình hóa như là thiết bị hai cổng. Đó là
một hộp với hai cặp cực được gắn là đầu vào và đầu ra như trên hình

5.1.1(a). Mô hình mạch điện của khối khuếch đại cho trên hình
5.1.1(b) được phát triển dựa trên cơ sở của các dẫn giải sau đây.




Bởi vì, với hầu hết các bộ khuếch đại, dòng điện đầu vào là tỉ lệ với
điện áp đầu vào, do đó các cực đầu vào trong mô hình được nối với
nhau bằng một điện trở , là điện trở đầu vào(input resistance) của
bộ khuếch đại.
Do bộ khuếch đại cấp công suất điện (ví dụ đến loa), dòng điện
đầu ra có thể mô tả bằng mô hình nguồn Thévenin của nó. Điện trở
Thévenin được hiểu là điện trở ra(output resistance) và điện áp
Thévenin là nguồn điện áp phụ thuộc(dependent voltage source) ,
được gọi là hệ số khuếch đại điện áp hở mạch.

Chương 5


Chương 5
5.1 Khuếch đại thuật toán

(a)

vào

ra

(b)
Hình E5.1.1

Chương 5

Hết 5.1


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
1. Khái niệm







Khuếch đại thuật toán được coi là các khối được xây dựng sẵn có (building
blocks).
Những khối này được mô tả bằng điện trở đầu vào, điện trở đầu ra, và hệ số
khuếch đại điện áp hở mạch.
Hai cực đầu vào không đảo và đầu vào đảo được gắn nhãn + và –.
v p hiệu nối đất (ground)
vn  
Cực chung được biểu thị bằng ký

Đất



Hình 5.2.1 Khuêch đai thuật toan

Điện áp ra quan hệ với vi sai giữa hai điện áp vào như sau
Trong đó là A hệ số khuếch đại điện áp vòng hở
v o = A(v p

Chương 5

− vn )


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
1. Khái niệm


Khuếch đại thuật toán lý tưởng được xấp xỉ gần gần đúng theo hai đặc
tính sau.



i p và
in ra bằngi0,
Dòng điện vào
p = in = 0
Điện áp vi sai
vd bằng v0,d = 0
Hình 5.2.2 Khuêch đai
thuật toan ly tương

Chương 5

Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
a.

Khuếch đại đảo
1 Đầu vào đảo

2 Đầu vào không
đảo

Hình 5.4.1 Khuêch đai đảo

v0
R2
1
=
−
Hệ số khuếch đại đảo là:
vi
R1 1 + ( R1 + R2 ) / A0 R1 
Với

Chương 5

A
→ ∞

v0
R2
=
−
:
vi
R1


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
b.

Khuếch đại không đảo

Hình 5.4.2 Khuếch đại không
đảo

vo vo  R2 
1
=
=
1
+

÷
Hệ số khuếch đại đảo là:
vi v2 
R1  1 + ( R1 + R2 ) / Ao R1 

vo
R2
=
1
+
A

→
∞
Với
: v
R1
i

Chương 5


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
c.

Khuếch đại cộng đảo

Hình 5.4.3 Khuêch đai cộng đảo

N
Rf
Rf
 Rf


v
v0 = − 
vi1 +
vi 2 + ... +
viN ÷ = − R f ∑ in
R2
RN
n =1 Rn
 R1


Chương 5


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
d.

Khuếch đại cộng không đảo

Hình 5.4.4 Khuêch đai cộng không đảo

M

vo = ∑ vom
m =1

Chương 5

M
 Rf 
v
= 1 +
[÷ R1 || R2 || ....RM ] ∑ im
m =1 Rm
 Rd 


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
e.

Bộ tích phân

Chuyển đổi trơ khang âm

Hình 5.4.11 Bộ tích phân
không đảo

t

v0 (t ) =

2
vin (ξ )d ξ
∫
RC −∞

Chương 5

Hình 5.4.11 Bộ tích phân đảo –tích phân Miller

t

t

1
1
v0 (t ) = − ∫ iC (ξ )d ξ = −
∫ vin (ξ )dξ
C −∞
RC −∞


Chương 5
5.2 Khuếch đại lý tưởng
2. Ứng dụng của khuếch đại thuật toán
f.

Bộ vi phân

Hình 5.4.12 Bộ vi phân

v0 (t ) = − RC

Chương 5

dvin (t )
dt

Hết 5.2


Chương 6- Mạch điện tử số
1.

Khái niệm chung về tín hiệu số

2.

Các khối logic

3.

Phương pháp biểu diễn hàm logic và tối thiểu hàm logic

Phần 2


Chương 6
6.1 Khái niệm chung về tín hiệu
số


Tín hiệu tương tự là tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian

Hình 6.0.1 Cac tín hiệu tương tự

Chương 6


Chương 6
6.1 Khái niệm chung về tín hiệu
số


Tín hiệu rời rạc (hình 6.0.2) tín hiệu chỉ xác định trên một tập rời rạc
của thời gian (một tập những thời điểm rời rạc).

Hình 6.0.2 Tín hiệu rời rac

Chương 6


Chương 6
6.1 Khái niệm chung về tín hiệu
số







Lấy mẫu tín hiệu tương tự nghĩa là rời rạc tín hiệu đó theo thời gian.
Tín hiệu số là tín hiệu có lượng hữu hạn biên độ rời rạc tại bất kỳ thời
điểm xác định nào.

Thông qua quá trình lượng tử hóa (quantization), các giá trị mẫu
được làm tròn chính xác tới gần nhất tập các biên độ rời rạc
Tín hiệu số có dạng tín hiệu nhị phân (binary signal). Hình 6.0.3 mô
tả các tín hiệu nhị phân điển hình.

Chương 6


Chương 6
6.1 Khái niệm chung về tín hiệu
số

Hình 6.0.2 Tín hiệu rời rac

Chương 6

Hết 6.1


Chương 6
6.2 Các khối logic
Hệ đếm:





Hệ thập phân: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}, cơ số 10.
Hệ nhị phân: {0,1}; cơ số 2.
Hệ bát phân: {0,1,2,3,4,5,6,7}; cơ số 8.

Hệ thập lục phân: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}; cơ số 16
(101101.101) 2 = 1x 25 + 0 x 24 +1x 23 +1x 2 2 + 0 x 21 +1x 2 -1 + 0 x 2 -2 +1x 2-3
= 32 + 0 + 8 + 4 + 0 +1+ 0.5 + 0 + 0.125 = (45.625)10

(2 AB)16 = 2 x16 2 + Ax161 + Bx160 = 2x16 2 + 10x16 + 11x16 0 = (683)10

Chương 6


Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối OR

Chương 6


Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối AND

Chương 6


Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối NOT

Chương 6

Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối NAND

Chương 6


Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối NOR

Chương 6


Chương 6
6.2 Các khối logic
Khối XOR

Khối XNOR

Chương 6

Hết 6.2