Những trực giác hoặc quy tắc ngón tay cái nào sẽ trung thành hướng dẫn tôi khi xem xét OTA thay vì op amp "thông thường"; có lẽ được minh họa bởi bất kỳ ứng dụng "cổ điển" nào trong đó OTA sẽ được ưa thích (và tại sao)?
Bạn thực sự không thể so sánh một OTA với OpAmp thông thường. OpAmps là các khối xây dựng đơn giản mà bạn thường sẽ "cấu hình" để thực hiện một thao tác cố định bằng cách thêm các thành phần xung quanh nó.
Các OTA tương tự nhưng có thêm lợi ích là một khi bạn đã "cấu hình" chúng, bạn vẫn có thể kiểm soát các khía cạnh nhất định của hoạt động (giả sử khuếch đại) bằng cách áp dụng dòng điều khiển.
Sự khác biệt chính là, một OTA có ba đầu vào trong khi OpAmp của bạn chỉ có hai. Ngoài hai thiết bị đầu vào khác biệt mà OTA và OpAmp chia sẻ, OTA còn có đầu vào thứ ba cho phép bạn đặt mức tăng của bộ khuếch đại bằng cách áp dụng dòng điện.
Đầu vào thứ ba này cho phép bạn thực hiện những điều mà bạn không thể thực hiện với OpAmp đơn giản: OTA có thể nhân hai tín hiệu khác nhau theo thời gian!
Mặt khác, OpAmp cũng có thể nhân (hoặc khuếch đại), nhưng chỉ có một tín hiệu là thời gian thay đổi (tín hiệu ở đầu vào vi sai). Yếu tố khác đi vào phép nhân là hằng số và được xác định bởi các điện trở phản hồi.
Các trường hợp sử dụng điển hình của OTA là " Bộ khuếch đại điều khiển điện áp ".
Hãy nói rằng bạn muốn kiểm soát âm lượng của tín hiệu âm thanh. Đối với tín hiệu âm thanh nổi, bạn có thể sử dụng một chiết áp âm thanh nổi, làm suy giảm tín hiệu và sau đó đệm nó bằng OpAmp. Tốt, nhưng làm thế nào bạn sẽ hoàn thành điều tương tự nếu bạn đang xử lý nhiều hơn hai kênh? Một hệ thống âm thanh 5.1 chẳng hạn? Có lẽ bạn sẽ không tìm thấy chiết áp với hơn hai kênh.
Ở đây, các OTA đến giải cứu: Bạn có thể sử dụng một chiết áp duy nhất để tạo ra một điện áp điều khiển và đưa nó đến bất kỳ số lượng các bộ khuếch đại điều khiển điện áp. Với một nút xoay duy nhất, giờ đây bạn có thể điều khiển âm lượng của bất kỳ số lượng kênh âm thanh nào bạn muốn.
Một cách sử dụng phổ biến khác là điều khiển khuếch đại tự động . Ở đây một tín hiệu được khuếch đại dựa trên biên độ của nó. Một tín hiệu có biên độ thấp được khuếch đại rất nhiều trong khi tín hiệu có biên độ cao sẽ chỉ được đệm. Mục tiêu ở đây là tạo ra tín hiệu có dải động ít hơn ở đầu ra. Điều này có thể tránh cắt tín hiệu và ngăn các phần biên độ thấp bị chôn vùi trong nhiễu. 20 năm trước, bạn đã tìm thấy các loại mạch này trong các máy chính tả, điện thoại, máy ghi âm, vv Ngày nay, công việc rẻ hơn được thực hiện trong phần mềm.
Một lĩnh vực lớn khác mà OTA được sử dụng là " bộ lọc kiểm soát điện áp ". Ở đây bạn không điều khiển khuếch đại tín hiệu nhưng tần số cắt của bộ lọc. Khoảng một nửa của tất cả các bộ lọc tổng hợp tương tự từ những năm tám mươi được dựa trên OTA.
Từ quan điểm thiết kế mạch, OpAmps và OTA cũng được sử dụng khác nhau:
OpAmps hầu như luôn được sử dụng trong cấu hình vòng kín. Ví dụ: Bạn hầu như luôn luôn tìm thấy một điện trở hoặc thành phần khác đi từ đầu ra đến đầu vào âm. Như bạn có thể biết điều này được sử dụng để giảm mức tăng vòng lặp mở rất cao của OpAmp xuống một mức hữu ích.
Mặt khác, các OTA rất hiếm khi được sử dụng trong cấu hình vòng kín , ví dụ: bạn sẽ không tìm thấy điện trở điển hình từ đầu ra đến đầu vào âm. Điều này là do họ không có mức tăng vòng mở cao để bắt đầu. Độ lợi của các OTA được xác định bởi dòng điện đi vào đầu vào điều khiển khuếch đại sau khi tất cả.
Điều này có một số hậu quả: Hãy nghĩ về một người theo dõi điện áp được xây dựng xung quanh OpAmp. Đầu ra của OpAmp kết nối trực tiếp với đầu vào âm. Nếu bạn đặt một điện áp cho đầu vào tích cực, phản hồi âm sẽ đảm bảo rằng chênh lệch điện áp giữa các đầu vào vi sai gần như bằng không.
Vì hiếm khi có phản hồi âm trong các mạch OTA, nên cũng không có cơ chế giữ các đầu vào vi sai ở cùng một điện áp. Thay vào đó, bạn sẽ tìm thấy một bộ chia điện áp lớn trước các đầu vào giữ chênh lệch điện áp tối đa của các đầu vào đầu vào ở mức 10mV đến 30mV (quy tắc ngón tay cái). Nếu bạn vượt lên trên, OTA này sẽ ngày càng trở nên phi tuyến và sẽ phát ra tín hiệu bị méo rất cao.
Về bộ điều chỉnh điện áp của bạn: Đây thực sự là một trường hợp sử dụng tồi đối với một OTA vì bạn không cần tính năng tăng khả năng của chương trình. Bạn có thể xây dựng một cái bằng OTA, nhưng tính năng thú vị của OTA sẽ không được sử dụng.
