1. Kiến thức trọng tâm
Mạch khuếch đại đảo là mạch ứng dụng cơ bản của khuếch đại thuật toán (Op-amp). Trong mạch này, tín hiệu vào được đưa vào đầu vào đảo của Op-amp qua điện trở vào, đầu vào không đảo nối đất, điện trở hồi tiếp nối từ đầu ra về đầu vào đảo. Tín hiệu ra của mạch ngược pha với tín hiệu vào và có biên độ lớn hơn.
Độ khuếch đại điện áp của mạch khuếch đại đảo được tính bằng tỉ số giữa điện trở hồi tiếp và điện trở vào, mang dấu âm thể hiện sự đảo pha. Ví dụ, nếu điện trở hồi tiếp gấp 10 lần điện trở vào, độ khuếch đại bằng −10. Khi thay đổi giá trị hai điện trở, độ khuếch đại thay đổi theo.
Khi thực hành, học sinh cần chuẩn bị Op-amp, điện trở, nguồn nuôi, bo mạch thử và dụng cụ đo. Các bước thực hành gồm: lắp ráp mạch theo sơ đồ, kiểm tra mạch trước khi cấp nguồn, cấp nguồn đối xứng cho Op-amp, đưa tín hiệu vào và đo tín hiệu ra bằng vôn kế hoặc dao động kí.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ: Lắp mạch khuếch đại đảo với điện trở vào 10 kΩ và điện trở hồi tiếp 100 kΩ, độ khuếch đại lí thuyết bằng −10. Khi đưa tín hiệu sin có biên độ 0,1 V vào, tín hiệu ra đo được khoảng 1 V và ngược pha với tín hiệu vào.
Ví dụ: Nếu đổi điện trở hồi tiếp thành 47 kΩ, độ khuếch đại thành −4,7, tín hiệu ra nhỏ hơn so với trường hợp trước.
Hoạt động thực hành: Lắp mạch trên bo mạch thử, cấp nguồn ±12 V, dùng máy phát tín hiệu đưa tín hiệu sin 1 kHz vào, quan sát tín hiệu vào và ra trên dao động kí để thấy sự đảo pha.
3. Ghi nhớ
- Mạch khuếch đại đảo dùng Op-amp, tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào.
- Độ khuếch đại bằng tỉ số điện trở hồi tiếp và điện trở vào, mang dấu âm.
- Thực hành cần lắp đúng chân Op-amp, đúng cực nguồn, kiểm tra trước khi cấp nguồn.
- So sánh kết quả đo với tính toán để đánh giá mạch.