Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 3 - Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM

Kỹ thuật điều khiển tự động

BÀI 3: XỬ LÝ TÍN HIỆU







3.1 Bộ khuếch đại thuật toán




3.1 Bộ khuếch đại thuật toán




3.1 Bộ khuếch đại thuật toán




3.1 Bộ khuếch đại thuật toán




3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản

• Mạch so sánh


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch lặp điện áp


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch khuếch đại đảo

Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra
biến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đo
thay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động. Thiết
kế mạch khuếch đại đảo để tạo ra một tín hiệu
ra biến thiên từ 0 đến -5 V.
Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50
Chọn
Lưu ý: giá trị của Ri thường được chọn sao cho:


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch khuếch đại khơng đảo

Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra
biến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đo
thay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động. Thiết
kế mạch khuếch đại không đảo để tạo ra một tín

hiệu ra biến thiên từ 0 đến 5 V.

Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50
Chọn
Lưu ý: giá trị của Ri và Rf thường được chọn sao cho:


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch tổng

Nếu

Thí dụ: Theo thước đo về sự thoải mái, hệ thống điều hòa của một tòa nhà sẽ hoạt động
khi tổng giá trị trả về từ bộ cảm biến nhiệt độ và bộ cảm biến độ ẩm là 1 V. Điện áp
ngưỡng để kích hoạt hệ thống điều hịa là 5 V. Thiết kế mạch giao tiếp để kết nối tín hiệu
của hai bộ cảm biến với hệ thống điều hòa.


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Giải: Hệ số khuếch đại: A = Rf / Ri = 5
Chọn
Một mạch đảo dấu (với A = 1) được dùng để đảm bảo tín hiệu ra có giá trị dương


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch khuếch đại vi sai

Nếu

và

3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch tích phân


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Thí dụ: Tín hiệu hằng số 100 mV áp vào một mạch tích phân. Mạch có trở kháng là 10 k
và điện dung là 1 F.
• Xác định biểu thức của tín hiệu ngõ ra ở thời điểm t2.
• Nếu t1 = 5 s và vout(t1) = +10 V, xác định thời điểm t2 khi Op-amp đạt đến trạng thái
bảo hòa (ở giá trị -16 V).

Giải:


3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch vi phân


3.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Cách ly và biến đổi trở kháng
• Bảo tồn được tín hiệu được đo
• Bảo vệ thiết bị đo

Opamp

Opto

3.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Khuếch đại và xử lý tín hiệu
• Khuếch đại đảo, khơng đảo,…
• Chuyển đổi dòng và điện áp


3.3 Xử lý tín hiệu tương tự


3.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Chống nhiễu


3.4 Xử lý tín hiệu số
Cách ly


3.4 Xử lý tín hiệu số
Lấy mẫu


3.4 Xử lý tín hiệu số


3.4 Xử lý tín hiệu số