Giáo án Công nghệ 12 Điện - điện tử Kết nối bài 19: Khuếch đại thuật toán

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoạt động nhóm bốn đọc nội dung sgk và trình bày:

+ Khái niệm khuếch đại thuật toán

+ Kí hiệu của khuếch đại thuật toán.

+ Nguyên lí làm việc của khuếch đại thuật toán.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận: DKSP

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung  tiếp theo . 

1. GIỚI THIỆU CHUNG

2. Khái niệm

- Khuếch địa thuật toán là mạch tích hợp có hai lối vào, một lối ra và hệ số khuếch đại lớn.

- Khuếch đại thuật toán có kí hiệu như Hình 19.2a

- Kí hiệu khuếch đại thuật toán rút gọn

Một IC khuếch đại thuật toán có thể có một hoặc nhiều khuếch đại thuật toán.

Hình 19.3. Sơ đồ chân của IC khuếch đại thuật toán.

1. Nguyên lí làm việc

Khuếch đại thuật toán được thực hiện khuếch đại sự chênh lệch giữa điện áp lối vào và không đảo sau đó ra kết quả đưa tới lối ra.

Hệ số khuếch đại A của khuếch đại thuật toán lớn, có thể tới 10⁶.

Khuếch đại thuật toán như Hình 19.4 SGK có hai điện áp lối vào đảo U₁ và không đảo U₂, Khi đó điện áp lối ra U₃ = A(U₂-U₁)

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 nhóm, yêu cầu các nhóm hoàn thành các nhiệm vụ sau:

+ Nhóm 1: Tìm hiểu về khuếch đại đảo

+ Nhóm 2: Tìm hiểu khuếch đại không đảo.

+ Nhóm 3: Tìm hiểu cộng đảo.

+ Nhóm 4: Tìm hiểu cộng không đảo.

+ Nhóm 5: Tìm hiểu trừ

+ Nhóm 6: Tìm hiểu so sánh

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

1. ỨNG DỤNG CƠ BẢN CỦA KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

2. Khuếch đại đảo

Mạch khuếch đại đảo thực hiện khuếch đại biên độ tín hiệu lối vào đảo U vào như công thức, dầu trừ thể hiện sự ngược pha của tín hiệu lối ra so với tín hiệu lối vào.

Hệ số khuếch đại của mạch phụ thuộc vào các điện trở. Trong đó G là hệ số khuếch đại của mạch được xác định như công thức.

Hình 19.5. Sơ đồ mạch khuếch đại đảo

Hình 19.6. Dạng tín hiệu lối vào ra của mạch khuếch đại đảo.

1. Khuếch đại không đảo

Ngược lại với khuếch đại đảo, mạch khuếch đại không đảo có tín hiệu lối vào Uvaof đuea tới chân không đảo và được khuếch đại như công thức:

Trong đó G là hệ số khuếch đại được xác định như công thức:

Hình 19.7. Sơ đồ mạch khuếch đại không đảo

Hình 19.8. Dạng tín hiệu lối vào ra của mạch khuếch đại không đảo.

1. Cộng đảo

Mạch cộng đảo hai tín hiệu U vào1 và U vào 2 tại lối vào đảo với các trọng số khác nhau như công thức:  

Trong đó, trọng số của mỗi tín hiệu được xác định bởi tỉ số giữa điện trở R_f với điện trở tương ứng R₁ và R₂.

Hình 19.9. Sơ đồ mạch cộng đảo

1. Cộng không đảo

Mạch cộng không đảo hai tín hiệu U vào 1 và U vào 2 tại lối vào không đảo với trọng số được xác định bởi các điện trở của mạch như công thức:

Trọng số của mỗi tín hiệu được xác định bởi các điện trở của mạch.

Hình 19.10. Sơ đồ mạch cộng không đảo

1. Trừ

Mạch trừ hai tín hiệu U vào1 và U vào 2 tại lối vào đảo và không đảo với trọng số. Trường hợp tín hiệu vào không đảo trừ tín hiệu vào đảo được xác định bởi các điện trở của mạch như công thức:

Hình 19.11. Sơ đồ mạch trừ

1. So sánh

Mạch so sánh hai điện áp lối vào. Điện áp lối vào không đảo lớn hơn điện áp lối vào đảo thì điện áp lối ra xấp xỉ bằng nguồn dương và ngược lại điện sáp lối ra xấp xỉ nguồn âm.