1. Kiến thức trọng tâm
Khuếch đại thuật toán, thường gọi là Op-amp, là một mạch tích hợp tương tự có độ khuếch đại rất lớn, được dùng rộng rãi trong các mạch điện tử. Op-amp là linh kiện cơ bản để tạo ra các mạch khuếch đại, mạch so sánh, mạch cộng, mạch trừ, mạch tích phân và mạch vi phân.
Op-amp có hai đầu vào: đầu vào đảo (ký hiệu dấu trừ) và đầu vào không đảo (ký hiệu dấu cộng), một đầu ra và hai chân nguồn nuôi. Khi hiệu điện thế giữa hai đầu vào rất nhỏ, đầu ra có thể đạt giá trị lớn nhờ độ khuếch đại cao.
Các mạch ứng dụng cơ bản của Op-amp gồm mạch khuếch đại đảo, mạch khuếch đại không đảo và mạch so sánh. Mạch khuếch đại đảo cho tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào, độ khuếch đại phụ thuộc vào tỉ số hai điện trở. Mạch khuếch đại không đảo cho tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào. Mạch so sánh dùng Op-amp để so sánh hai điện áp, đầu ra chuyển trạng thái khi điện áp vào vượt ngưỡng.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Trong mạch cảm biến nhiệt độ, Op-amp khuếch đại tín hiệu nhỏ từ cảm biến thành tín hiệu đủ lớn để vi điều khiển đọc và xử lí.
Ví dụ 2: Mạch khuếch đại đảo dùng Op-amp với điện trở hồi tiếp 100 kΩ và điện trở vào 10 kΩ có độ khuếch đại bằng −10, tín hiệu ra ngược pha và lớn gấp 10 lần tín hiệu vào.
Ví dụ 3: Mạch so sánh dùng Op-amp để bật đèn khi trời tối: khi điện áp từ cảm biến ánh sáng thấp hơn ngưỡng, đầu ra Op-amp chuyển trạng thái và bật đèn.
3. Ghi nhớ
- Op-amp là mạch tích hợp tương tự có độ khuếch đại rất lớn.
- Op-amp có hai đầu vào: đảo và không đảo, cùng một đầu ra.
- Các mạch cơ bản: khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo và mạch so sánh.
- Op-amp ứng dụng trong cảm biến, xử lí tín hiệu và điều khiển.