1. Nguyên lí hoạt động của mạch so sánh

Mạch so sánh sử dụng khuếch đại thuật toán (op-amp) làm việc ở chế độ không có hồi tiếp, nên có độ khuếch đại rất lớn.

Mạch có hai đầu vào:

Đầu vào không đảo \(U_{+}\)

Đầu vào đảo \(U_{-}\)

Nguyên lí hoạt động:

Khi \(U_{+} > U_{-}\) thì điện áp ra \(U_{r a}\) đạt giá trị dương cực đại (gần bằng nguồn dương)

Khi \(U_{+} < U_{-}\) thì điện áp ra \(U_{r a}\) đạt giá trị âm cực đại (gần bằng nguồn âm)

Như vậy, mạch có chức năng so sánh hai điện áp đầu vào và đưa ra tín hiệu đầu ra ở hai trạng thái khác nhau.

2. Ứng dụng của mạch so sánh trong đời sống

Mạch so sánh được sử dụng rộng rãi trong thực tế, như:

Mạch bật/tắt tự động: đèn tự sáng khi trời tối, đèn tắt khi trời sáng

Mạch cảnh báo: báo quá nhiệt, báo quá áp

Điều khiển tự động: điều khiển quạt, máy bơm khi đạt ngưỡng điện áp

Chuyển đổi tín hiệu: biến tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (0 và 1)

a. Xác định hệ số khuếch đại

Mạch đã cho là mạch khuếch đại đảo, nên hệ số khuếch đại điện áp được xác định theo công thức:

\(K_{u} = - \frac{R_{2}}{R_{1}}\)

Thay số:

\(K_{u} = - \frac{20 k \Omega}{2 k \Omega} = - 10\)

 Vậy hệ số khuếch đại của mạch là \(K_{u} = - 10\)

b. Xác định và vẽ tín hiệu lối ra

Tín hiệu vào là điện áp hình sin có:

• Biên độ: \(U_{i n} = 200 m V = 0.2 V\)
• Tần số: \(f = 2 H z\)

Biên độ tín hiệu ra:

\(U_{o u t} = \mid K_{u} \mid \cdot U_{i n} = 10 \cdot 0.2 = 2 V\)

Do mạch là khuếch đại đảo nên tín hiệu ra ngược pha (lệch 180°) so với tín hiệu vào.