bài tập lớn điện tử tương tự 2 đề tài thực hiện tính toán 3 trường hợp còn lại của mạch phối hợp trở kháng hình chữ l

Đề tài: Thực hiện tính toán 3 trường hợp còn lại của mạch phối hợp trở kháng hình chữ L.. với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị C1 hoặc C2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể l

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Trường Điện – Điện Tử

Lời nói đầu

Trong kì học 2021.2 môn điện tử tương tự 2 em

đã học tập và tiếp thu được rất nhiều kiến thức, một môn học giúp ích cho em rất nhiều cho những môn học kế tiếp Để kết thúc môn bọn em xin báo cáo bài tập lớn

Đề tài: Thực hiện tính toán 3 trường hợp còn lại của mạch phối hợp trở kháng hình chữ L

Tìm hiểu các dạng mạch phối hợp trở kháng hình chữ T và Pi Tính toán như trong trường hợp mạch chữ L So sánh 3 loại mạch Pi, T, L nêu ưu, nhược điểm và sự khác biệt về đáp ứng tần số, pha, biên độ

Re{Zin(jw)}= 𝑅𝐿

(1−𝑤2𝐿2𝐶)2+𝑅𝐿2𝑤2𝐶2Nếu phần ảo bằng 0:

𝐿2 − 𝑤2𝐿22𝐶 − 𝑅𝐿2𝐶 + 𝑤2𝑅𝐿2𝐿1𝐶2 + 𝐿1 − 2𝑤2𝐿2𝐿1𝐶 + 𝑤4𝐿22𝐿1𝐶2 = 0

➢ Đây là hệ phương trình 2 ẩn và chỉ có duy nhất 1 phương trình nghiệm nên để tìm ra được nghiệm tổng quát của L2, L1 theo phương trình trên là rất khó;

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị L1 hoặc

L2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị C1 hoặc

C2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

𝑤𝐶1− 𝑤5𝐶1𝐶22𝐿2− 𝑤3𝑅𝐿2𝐶1𝐶22+ 𝑤3𝐶12𝐿 − 𝑤5𝐶12𝐶2𝐿2+ 𝑤5𝑅𝐿2𝐶12𝐶22𝐿 = 0

➢ Đây là hệ phương trình 2 ẩn và chỉ có duy nhất 1 phương trình nghiệm nên để tìm ra được nghiệm tổng quát của C2, C1 theo phương trình trên là rất khó;

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị C1 hoặc

C2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

TH4:

𝐿 1 𝑅L Zin{jw} = ZL2 nt ((ZC nt RL) // ZL1)

𝐿 2 𝐶

Zin{jw} = 𝑤4𝐿21𝐿2𝐶−𝑤2𝐿1𝐿2−𝑅𝐿

2 𝑤4𝐿1𝐿2𝐶2+𝑗𝑅𝐿𝑤5𝐿21𝐿2𝐶2(1−𝑤2𝐿1𝐶)2+𝑅𝐿2𝑤2𝐶2

Re{Zin(jw)} = 𝑤4𝐿21𝐿2𝐶−𝑤2𝐿1𝐿2−𝑅𝐿2𝑤4𝐿1𝐿2𝐶2

(1−𝑤2𝐿1𝐶)2+𝑅𝐿2𝑤2𝐶2Phần ảo bằng 0: 𝑅𝐿𝑤5𝐿21𝐿2𝐶2 = 0, điều này nói lên khi đó mạch sẽ có 1 giá trị bằng 0 hoặc cả 2 giá trị bằng 0, tham

số muốn nói ở đây là L1 hoặc L2.

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị L1 hoặc

L2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

TH2:

𝐿

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị C1 hoặc

C2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

4 𝐿2𝑅𝐿𝐶12(1−𝑤2𝐶1𝐿)2+(𝑅𝐿𝐶2𝑤−𝑤3𝐿𝐶1𝐶2𝑅𝐿+𝑅𝐿𝐶1𝑤)2

Phần ảo bằng 0:

→−𝑤2𝑅𝐿3𝐶22𝐿 + 𝑤5𝑅𝐿2𝐶22𝐿2𝐶1+ 𝑤5𝐿2𝑅𝐿2𝐶12𝐶2− 𝑤3𝑅𝐿2𝐶12𝐿 + 𝑤𝐿 − 𝑤3𝐿2𝐶1 = 0

➢ Đây là hệ phương trình 2 ẩn và chỉ có duy nhất 1 phương trình nghiệm nên để tìm ra được nghiệm tổng quát của C2, C1 theo phương trình trên là rất khó;

với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị C1 hoặc

C2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

𝑅 L

𝐶 1

𝐶 2

𝐿

Đối với trường hợp cuối cùng có mạch:

❖ Làm tương tự như trên:

❖ Zin(jw) =

(𝑗𝑤𝐿2+

1 𝑗𝑤𝐶 𝑅𝐿 1 𝑗𝑤𝐶 +𝑅𝐿)𝑗𝑤𝐿1

(𝑗𝑤𝐿2+

1 𝑗𝑤𝐶 𝑅𝐿 1 𝑗𝑤𝐶 +𝑅𝐿)+𝑗𝑤𝐿1

Tương tự như cách làm trên ta tìm ra phần ảo và phần thực của Zin(jw), sau đó ta cho phần ảo bằng 0 để tìm L1,

L2

➢ Phần ảo bằng 0 là hệ phương trình 2 ẩn và chỉ có duy nhất 1 phương trình nghiệm nên để tìm ra được nghiệm tổng quát của L2, L1 theo phương trình trên là rất khó; với yêu cầu trên ta cũng có thể chọn 1 giá trị

L1 hoặc L2 rồi tìm giá trị còn lại, cũng có thể là đề bài

đã cho sẵn 1 giá trị nào đó rồi

𝑅 L

𝐶

𝐿 1

𝐿 2

IV So sánh 3 loại mạch L, T, 

Kết hợp trở kháng rất quan trọng trong kỹ thuật điện vì nó cho phép truyền công suất tối đa giữa hai điểm Ví dụ, trong hệ thống điện thoại, giảm thiểu tiếng vọng trên các đường dây dài bằng cách sử dụng trở kháng phù hợp

Đối với tín hiệu audio thì hiện tượng phản xạ không quan trọng như các tín hiệu RF Phối hợp trở kháng thường sử dụng khi yêu cầu về công suất tối đa, như ampli với loa chẳng hạn

Ở đầu ra sẽ có 1 điện áp cao hơn, ngược lại dòng

I sẽ thấp hơn ở đầu ra

Ngoài ra công suất từ

Trường hợp này công suất được truyền đi

là tốt nhất, ít

𝑅 𝐶

𝐿 𝐿

𝑅

𝐶 𝐿

công suất được truyền tối ưu hơn đỡ gây hao phí trên đường truyền, mạch đơn giản dễ tính toán

nguồn đến tải sẽ không được tối ưu nhất gây mất năng lượng trên đường truyền,hình T phức tạp hơn tính toán khó hơn, tốn kiếm hơn

mất năng lượng trên đường truyền, nhưng bù lại thì mạch phức tạp nhất, tính toán khó nhất

và tốn kém nhất

L1 330mH

V1 5Vrms 50Hz 0°

Kém(độ lợi), tín hiệu đầu ra

bị chênh lệch nhiều so với tín hiệu đầu vào

Tương đối giống với hình chữ L:

độ lợi trung bình, tín hiệu đầu ra ít

bị biến dạng

C2 470µF

R2 330Ω

L2 330mH V2

5Vrms 50Hz 0°

hình T

C3

470µF

R3 330Ω L4

330mH

V3 5Vrms 50Hz 0°

hình Pi

hiệu đầu vào ít

bị biến dạng

do đó sự mất mát về nguồn tin là khá nhiều Pha Ít bị thay đổi,

nên tín hiệu đầu ra cũng ít

bị thay đổi so với tín hiệu đầu vào

Thay đổi khá nhiều, nhỏ hơn trong trường hợp hình L và hình π dễ gây

ra nhiễu dẫn đến tín hiệu đầu ra bị thay đổi khá nhiều

Ít bị thay đổi, nên tín hiệu đầu

ra cũng ít bị thay đổi so với tín hiệu đầu vào

Biên độ Chênh lệch 1

lượng rất nhỏ, không đáng kể

Chênh lệch khá nhiều chỉ bằng 1/5 so với đầu

và

Chênh lệch 1 lượng rất nhỏ, không đáng kể

V Tổng kết

Qua việc thực hiện làm bài tập lớn em đã học được rất nhiều thứ khi tìm hiểu và cũng như trang bị 1 ít kiến thức để làm bài thi cuối kì

Cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Nam Phong đã giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài này

Ở phần so sánh chúng em đã mô phỏng các mạch trên Multisim để giúp ra phần nhận xét,

nó khá là trùng khớp với nhận xét trên lý thuyết

từ biểu thức 𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑖𝑛 Trong quá trình báo cáo có

gì thiếu sót, em mong thầy có thể tạo điều kiện

để em có thể hoàn thành tốt bài này

Em xin chân thành cảm ơn!