Opamp là gì?
Opamp, viết tắt của operational amplifier hay khuếch đại thuật toán, là một thiết bị tuyến tính với đặc tính khuếch đại DC gần như lý tưởng. Nó được sử dụng rộng rãi trong điều hòa tín hiệu, lọc và thực hiện các phép toán như cộng, trừ, nhân, chia. Opamp là một thiết bị khuếch đại điện áp được thiết kế để sử dụng với các linh kiện phản hồi như điện trở và tụ điện giữa đầu vào và đầu ra. Các linh kiện phản hồi này xác định chức năng của bộ khuếch đại và cho phép thực hiện nhiều hoạt động khác nhau, vì vậy opamp còn được gọi là khuếch đại thuật toán.
Cấu tạo opamp
Opamp bao gồm hai đầu vào trở kháng cao, gồm đầu vào đảo ngược và đầu vào không đảo ngược. Cực thứ ba đại diện cho cổng đầu ra của opamp có thể vừa là cực góp vừa là cực nguồn cho điện áp hoặc dòng điện.
Đặc tính của opamp
-
Độ lợi vòng lặp hở: Độ lợi vòng lặp hở là độ lợi của opamp không có phản hồi dương hoặc âm. Opamp lý tưởng có độ lợi vòng lặp hở vô hạn, nhưng thông thường nó nằm trong khoảng từ 20.000 đến 200.000.
-
Trở kháng đầu vào: Đây là tỷ số giữa điện áp đầu vào và dòng điện đầu vào. Giá trị này phải là vô hạn mà không có bất kỳ sự rò rỉ nào từ nguồn cấp đến các đầu vào. Tuy nhiên, có thể có một số sự rò rỉ nhỏ trong hầu hết các opamp.
-
Trở kháng đầu ra: Opamp lý tưởng phải có trở kháng đầu ra bằng không mà không có bất kỳ nội trở nào. Điều này cho phép nó cung cấp đầy đủ dòng điện cho tải kết nối với đầu ra.
-
Chiều rộng băng tần: Opamp lý tưởng phải có đáp ứng tần số vô hạn để khuếch đại bất kỳ tín hiệu nào từ DC đến tần số AC cao nhất. Tuy nhiên, hầu hết opamp có băng thông hạn chế.
-
Giá trị bù: Đầu ra của opamp phải bằng không khi chênh lệch điện áp giữa các đầu vào bằng không. Tuy nhiên, trong hầu hết các opamp, đầu ra sẽ không bằng 0 khi tắt và sẽ có một ít điện áp.
Nguyên lý hoạt động của opamp
Opamp hoạt động dựa trên nguyên lý hoạt động vòng lặp mở và vòng lặp đóng. Trong vòng lặp mở, opamp sẽ khuếch đại sự khác biệt giữa hai tín hiệu đầu vào, gọi là điện áp đầu vào vi sai. Trên thực tế, opamp vòng lặp mở sẽ khuếch đại điện áp đầu vào vi sai nhỏ lên một giá trị lớn.
Trong vòng lặp đóng, opamp kết hợp tín hiệu đầu ra với tín hiệu đầu vào. Phản hồi tích cực sẽ cung cấp tín hiệu từ cực đầu ra trở lại cực không đảo ngược (+), trong khi phản hồi tiêu cực sẽ cung cấp tín hiệu từ cực đầu ra trở lại cực đảo ngược (-). Mỗi loại phản hồi có ưu điểm và nhược điểm riêng.
Với các nguyên lý hoạt động này, opamp trở thành một thiết bị quan trọng trong các ứng dụng kỹ thuật và điện tử.
Hãy truy cập trang web LADEC để tìm hiểu thêm về opamp và các khóa học kỹ thuật điện tử khác.