Chương 7: KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP ÂM VÀ DAO ĐỘNG SIN pot

Chương 7: KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP ÂM VÀ

DAO ĐỘNG SIN

Có hai dạng mạch hồi tiếp. Thứ nhất là hồi tiếp âm: một phần hay toàn bộ tín hiệu ngõ ra (điện

áp hoặc dòng điện) được đưa về trở lại ngõ vào để có thể được trừ bởi tín hiệu ngõ vào. Theo

cách này, tín hiệu ngõ vào đến bộ khuếch đại đầu tiên được giảm xuống, như vậy tín hiệu ngõ ra

được giảm xuống cho phù hợp. Khuếch đại hồi tiếp âm được đặc điểm là có hệ số khuếch đại

thấp hơn bộ khuếch đại tương tự không có hồi tiếp.

Dạng thứ hai là hồi tiếp dương: một phần hay toàn bộ tín hiệu ngõ ra được đưa đến ngõ vào để

cộng thêm vào nó. Hồi tiếp dương thì không có ai muốn trong khuếch đại cả bởi vì nó thường

gây ra khuyếch đại không an toàn và dao động. Tuy nhiên tính chất này được sử dùng nhiều

trong mạch dao động. Trong chương này chúng ta chỉ đề cập đến khuếch đại hồi tiếp âm.

7.1 Những khái niệm tổng quát về hồi tiếp

Hồi tiếp là công cụ vô cùng hữu ích trong rất nhiều ứng dụng, đặc biệt trong hệ thống điều khiển.

Hệ thống điều khiển bao gồm tất cả các mạch điện ở đó ngõ ra được sử dụng để điều khiển hoặc

hiệu chỉnh ngõ vào, từ đó lại cung cấp 1 ngõ ra như mong muốn. Sử dụng khác của hồi tiếp là

“cảm nhận” ngõ ra, sau đó so sánh nó với những tín hiệu khác, và cuối cùng là điều khiển ngõ

vào (và như ngõ ra) cho phù hợp với sự khác nhau giữa tín hiệu ngõ vào và tín hiệu tham chiếu.

Đặc biệt hồi tiếp âm trong sự khuyếch đại có thể được sử dụng để:

1. Ổn định hệ số khuếch đại (điện áp hay dòng điện).

Hình 7.1 : Sơ đồ khối mạch khuếch đại hồi tiếp

2. Đạt được phép tuyến tính.

3. Làm rộng băng thông.

4. Giảm hoặc tăng trở kháng ngõ vào.

5. Giảm hoặc tăng trở kháng ngõ ra.

6. Giảm nhiễu trong bộ khuếch đại.

7. Làm giảm các hiệu ứng nhiệt.

Để ổn định hệ số khuếch đại, nghĩa là chúng ta muốn làm hệ số khuếch đại ít phụ thuộc vào

những thông số đặc biệt của thiết bị. Sự tuyến tính thì rất quan trọng cho bộ khuếch đại, nhưng

sự cải tiến tính tuyến tính (làm méo ít) này lại càng quan trọng hơn trong khuếch đại công suất.

Nhiễu ( tín hiệu điện giả được tạo ra không có khuếch đại ) đặc biệt phiền toái trong khuếch đại

khi mức tín hiệu hết sức nhỏ. Trong những trường hợp này, hồi tiếp âm có thể được sử dụng làm

giảm nhiễu trong bộ khuyếch đại.

Chúng ta sẽ phân loại kiểu của hồi tiếp theo hoạt động của hồi tiếp độ lợi. Hai kiểu đó là mạch

hồi tiếp dòng và mạch hồi tiếp áp, chúng được phân biệt bởi sự suy giảm độ lợi. Hai kiểu hồi tiếp

khác, giới hạn mạch Shunt và mạch hồi tiếp liên tục, cũng sẽ được xét.

Sơ đồ khối mạch khuếch đại hồi tiếp cơ bản như ở hình 7.1, với đường tín hiệu trên hình vẽ. Tín

hiệu ở bất kì điểm nào trong hình 7.1 cũng có thể là một điện áp hoặc dòng điện, phụ thuộc vào

dạng mong muốn.

7.2 KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP ÁP

Xem hình 7.1, chúng ta thấy rằng khi toàn bộ tín hiệu là điện áp, mạch điện là một bộ khuếch đại

hồi tiếp áp. Dạng chung của khuếch đại hồi tiếp áp được thể hiện ở hình 7.2. Hồi tiếp âm được

thiết lập bằng cách lấy một phần của điện áp ngõ ra đưa về trừ cho điện áp ngõ vào.

7.2.1 Độ lợi áp

Trong hình 7.2, điện áp ngõ ra xuất hiện qua cả tải bên ngoài và hệ thống hồi tiếp. Hệ thống hồi

tiếp điện áp ngược được định nghĩa:

(7.1 )

Khuếch đại độ lợi áp mạch hở Av được định nghĩa.

(7.2)

Điện áp tổng ở ngõ vào đều bằng 0 được chỉ rõ hình 7.2. Chúng ta tìm được:

(7.3)

Độ lợi dòng hở của khuếch đại hồi tiếp Avf được cho bởi

(7.4)