Đầu vào không đảo ký hiệu dấu + nghĩa là cùng chiều
Lớp 12Công nghệ

Đầu vào không đảo ký hiệu dấu (+) nghĩa là gì? Giải thích và ví dụ

Trả lời nhanh

Đầu vào không đảo, kí hiệu dấu (+), nghĩa là: tín hiệu đưa đến đầu vào này sẽ cho tín hiệu ra cùng pha (cùng dấu, không bị đảo) với tín hiệu vào. Còn tín hiệu đưa vào đầu vào đảo, kí hiệu dấu (−), thì cho tín hiệu ra ngược pha. Dấu (+) và (−) ở đây chỉ chiều của pha, không phải cực của nguồn điện.

Đầu vào không đảo nằm ở đâu trên OA?

Khuếch đại thuật toán (OA, thường gọi là op-amp) là một IC có hai đầu vào và một đầu ra. Ngoài ra còn hai chân cấp nguồn, thường là +VCC và −VCC.

  • Đầu vào đảo kí hiệu (−), thường viết là U− hoặc IN−.
  • Đầu vào không đảo kí hiệu (+), thường viết là U+ hoặc IN+.
  • Đầu ra Ura nằm ở đỉnh nhọn của hình tam giác.

Vì sao dấu (+) lại có nghĩa là “cùng pha”?

OA là bộ khuếch đại vi sai. Điện áp ra tỉ lệ với hiệu hai điện áp vào:

Ura = A0·(U+ − U−)

Trong đó A0 là hệ số khuếch đại vòng hở, rất lớn (cỡ 105). Nhìn công thức ta thấy U+ mang dấu cộng, U− mang dấu trừ. Vì vậy:

  • U+ tăng thì Ura tăng: ra cùng chiều biến thiên với vào, tức cùng pha.
  • U− tăng thì Ura giảm: ra ngược chiều với vào, tức ngược pha (đảo pha).

Mẹo nhớ: dấu (+) là “giữ nguyên”, dấu (−) là “đảo”. Tên gọi “không đảo” đã nói lên điều đó.

Ứng dụng trong mạch khuếch đại

Mạch Tín hiệu vào đưa tới Quan hệ pha Hệ số khuếch đại
Khuếch đại không đảo Đầu (+) Cùng pha K = 1 + Rht/R1
Khuếch đại đảo Đầu (−) qua R1, đầu (+) nối đất Ngược pha K = −Rht/R1

Trong cả hai mạch, điện áp ra không thể vượt quá khoảng ±VCC. Nếu tính ra lớn hơn, OA bị bão hoà và Ura chỉ còn xấp xỉ ±VCC.

Ví dụ minh hoạ (số tự đặt)

Mạch khuếch đại không đảo có R1 = 10 kΩ, Rht = 90 kΩ, nguồn ±12 V, Uvào = +0,5 V đưa vào đầu (+).

  • K = 1 + 90/10 = 10.
  • Ura = 10 × 0,5 = +5 V. Giá trị này dương, cùng dấu với Uvào và nhỏ hơn 12 V nên OA chưa bão hoà.

Nếu đổi tín hiệu sang −0,5 V thì Ura = −5 V, vẫn cùng dấu với đầu vào.

Lỗi sai thường gặp

  • Nhầm dấu (+) là “cực dương của nguồn”. Thực ra nguồn cấp ở chân +VCC, −VCC.
  • Nhầm “đảo” với “đảo cực tính của nguồn”. Đảo ở đây là đảo pha của tín hiệu ra so với tín hiệu vào.
  • Quên rằng Ura bị giới hạn bởi điện áp nguồn.
  • Viết K của mạch không đảo thành Rht/R1, thiếu số 1.

Luyện tập

  1. Điền khuyết: Tín hiệu đưa vào đầu vào kí hiệu (+) thì tín hiệu ra ……… với tín hiệu vào. Đáp án: cùng pha.
  2. Mạch không đảo có R1 = 5 kΩ, Rht = 45 kΩ, Uvào = 0,2 V. Tính Ura. Đáp án: K = 1 + 45/5 = 10 nên Ura = 2 V, cùng dấu với Uvào.
  3. Mạch đảo có R1 = 10 kΩ, Rht = 50 kΩ, Uvào = +1 V, nguồn ±12 V. Tính Ura. Đáp án: K = −5 nên Ura = −5 V, ngược dấu vì tín hiệu vào đầu (−).

Câu hỏi thường gặp

Đầu vào không đảo của OA kí hiệu như thế nào?

Đầu vào không đảo kí hiệu bằng dấu (+), thường ghi là U+ hoặc IN+. Tín hiệu đưa vào đầu này cho tín hiệu ra cùng pha với nó.

Đầu vào đảo khác đầu vào không đảo ở điểm nào?

Đầu vào đảo kí hiệu (−), tín hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào. Đầu vào không đảo kí hiệu (+), tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào.

Công thức hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại không đảo là gì?

K = 1 + R_ht/R_1, trong đó R_ht là điện trở hồi tiếp và R_1 là điện trở nối từ đầu vào (−) xuống đất. K luôn dương và không nhỏ hơn 1.

Điện áp ra của OA có thể lớn tuỳ ý không?

Không. Điện áp ra bị giới hạn khoảng ±V_CC của nguồn cấp. Khi giá trị tính toán vượt mức này, OA bị bão hoà và U_ra chỉ xấp xỉ ±V_CC.

Bài học liên quan