Mạch khuếch đại đệm

Mạch khuếch đại đệm

Xin chào các bạn, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau thảo luận các vấn đề cụ thể sau :

-        Mạch khuếch đại đệm là gì ?

-        Tại sao lại phải sử dụng mạch đệm?

-        Sự khác nhau giữa mạch đệm và mạch khuếch đại đảo đơn vị  .

Mạch khuếch đại đệm hay còn gọi là mạch lặp áp hay mạch lặp nguồn , mạch khuếch đại đơn vị hay khuếch đại cách ly .

Vout = Vin .

Độ lợi của mạch Acl = 1 .

Thực ra cách mắc ở đây chúng ta đang lợi dụng 1 tính chất của opamp , đó là sử dụng trở kháng ngõ vào rất lớn  của opamp . Nhằm để hạn chế việc bị suy giảm biên độ tín hiệu, cụ thể là tránh làm suy giảm điện áp.

Các bạn hãy xem xét mạch sau để hình dung :

Chúng ta đều biết rằng với bất kỳ 1 thiết bị cấp nguồn thì bản thân nó luôn tồn tại 1 giá trị trở kháng – hay còn gọi là nội trở .

Mọi chyện sẽ không có gì nghiêm trọng nếu nội trở của nguồn bằng 0 hoặc rất nhỏ so với trở kháng của tải .

Nếu nguồn có giá trị nội trở lớn, hay vài  kilo-omh thì nó cũng ảnh hưởng đến áp ra ở tải, vậy làm sao để áp ra ở tải đạt giá trị lớn nhất được ?

Ta thử đặt bút tính áp ra trên tải R load như sau, sử dụng cầu chia áp :

Ta thấy rằng để áp trên tải càng lớn thì rõ ràng R load phải càng lớn, lớn hơn rất nhiều so với nội trở nguồn .

Vậy giả sử nếu nguồn tín hiệu thực tế của chúng ta có nội trở khá là cao tầm từ 5k-90komh , mà tải có trở kháng lại quá thấp , làm sao để cách ly và nguồn tín hiệu ra tải ít bị suy giảm biên độ?

Câu trả lời đó chính là mạch đệm , có 2 công dụng : 

+ cách ly ngõ vào và ngõ ra .

+đảm bảo nguồn áp ra bằng áp vào  , ít bị suy hao biên độ so với tín hiệu gốc .

Bời vì trở kháng ngõ vào của opamp thường rất lớn , dao động trên 10^7 omh .

Mạch khuếch đại đệm được sử dụng rất nhiều trong thực tế .

Vậy tại sao chúng ta không sử dụng mạch khuếch đại đảo có độ lợi |Av| = -1.

Thứ nhất đó là vì tín hiệu ở ngõ ra sẽ bị đảo pha .

Thứ hai, trở kháng ngõ vào của mạch sẽ không còn cao, phụ thuộc vào trở của mạch ngoài. Ví dụ :

 

Mạch đệm, ở đây  do trong spice yêu cầu tại ngõ vào không đảo phải có ít 2 điểm nối nên ở đây mình lấy trở ngoài R_in thay cho nội trở ngõ vào của opamp mong các bạn thông cảm, mạch này không khác với mạch đệm nha!!!

Các bạn có thể thấy rõ ràng, chính vì không biết nên chúng ta đã bỏ qua nội trở của nguồn, dẫn đến hiện tượng sụt áp rất lớn trên trở ngõ vào Ri .

Các bạn hoàn toàn có thể chứng minh để tìm được điện áp như trên mạch mô phỏng kia .

Hy  vọng qua ví dụ này thì các bạn đã thấy rõ sự khác biệt giữa mạch đệm và mạch khuếch đại đảo.

Chúc các bạn 1 ngày làm việc và học tập hiệu quả!

 

Thành phố HCM – ngày 4-6-2014 .

Lê Thành Nhân – Bài viết dành tặng đến chú Ngô Bá Trí .