MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG 1 ppt

NỘI DUNG:Đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại ghép RC Đáp ứng tần số cao của mạch khuếch đại ghép RC Mạch khuếch đại cộng hưởng Mạch lọc Mạch khuếch đại công suất audio Mạch dao độ

NỘI DUNG:

Đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại ghép RC Đáp ứng tần số cao của mạch khuếch đại ghép RC Mạch khuếch đại cộng hưởng

Mạch lọc

Mạch khuếch đại công suất audio

Mạch dao động cao tần

Chương 1

HỆ SỐ KHUẾCH ĐẠI - DECIBEL

•DECIBEL.

• Khi R i = R L ta có

• Khi R i = R L ta có

 Mỗi mạch khuếch đại đều có một khoảng tần số

hoạt động nhất định, gọi là băng thông (Bank width) hoạt động của hệ thống

 Ký hiệu:

BW = [f H – f L ] (Hz)

 Đáp tuyến băng thông của mạch khuếch đại là sự phụ thuộc hệ số khuếch đại của mạch AP (dB) vào tần số f(Hz)

Khái niệm chung

Đáp tuyến băng thông của mạch khuếch đại

Phương pháp khảo sát

đáp ứng tần số của mạch khuếch đại

Phương pháp khảo sát:

• Bước 1: Vẽ mạch tương đương ở vùng tần số hoạt động

• Bước 2: Thiết lập biểu thức của hàm truyền hệ số KĐ

• Bước 3: Vẽ biểu đồ Bode cho tần số và pha

Ví dụ

Cho mạch điện tương đương sau

Ví dụ

Vẽ biểu đồ Bode cho tần số tín hiệu

Biểu đồ Bode cho A1

W1

Biểu đồ Bode cho các A0, A1, A2

Biểu đồ Bode tổng của Av

Biểu đồ Bode cho pha tín hiệu

Xấp xỉ gần đúng:

Biểu đồ Bode cho θ1, θ2

Biểu đồ Bode cho góc pha tổng θ

Khảo sát đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại BJT ghép RC

• Để đơn giản cho việc khảo sát ta tách ra 2

trường hợp ghép RC riêng biệt

bypass capacitor) Khảo sát đáp tuyến tần

số trên mạch này như các bước đã nêu

trên

capacitor)

Phương pháp khảo sát:

Lưu ý:

• Do đặc điểm chức năng của mỗi loại tụ ghép

mà nó quyết định sự ảnh hưởng đến hoạt

động của mạch khuếch đại:

+ Tụ Emitter quyết định tần số cắt dưới của mạch

+ Tụ coupling chỉ đóng vai trò tụ liên lạc giữa ngõ vào và ra

• Khi thiết kế mạch ta chọn các giá trị C

coupling sao cho:

f L (Bypass Emiter) >> f L (coupling)

Ví dụ: khảo sát đáp tuyến tần số thấp

của mạch khuếch đại sau

Đáp ứng của tụ Bypass

• Bỏ qua ảnh hưởng của các tụ Coupling bằng cách nối tắt chúng, xét mạch tương đương tín hiệu nhỏ như sau:

Đáp ứng của tụ Bypass

Đáp ứng của tụ Bypass

2

1

1 (10 / /1 ) (1 100)(20 60) 1

Đáp ứng của tụ Bypass

Độ lợi trung tần (hệ số khuếch đại trung tần):

• Được định nghĩa là giá trị của hệ số khuếch đại tại tần số cắt dưới của mạch, hay:

( )

Biểu đồ Bode

Theo tính chất của biểu đồ Bode tần số cắt dưới của mạch L= 133,23 ra/s, hay fL = 21,25Hz

Biểu đồ pha

Biểu đồ pha tổng hợp

Để đơn giản ta chỉ cần xét các tần số cắt dưới:

Do mục đích thiết kế của ta, các tụ Coupling chỉ đóng vai trò tụ liên lạc giữa ngõ vào và ra Nên để mạch hoạt động ổn định, tức các tần số cắt do tụ coupling sẽ không ảnh hưởng đến tần số cắt dưới của mạch (fL ứng với tụ Bypass), thì:

ω L1 ; ω L2 << ω L

Thường ta chọn các tụ CC và CB sao cho:

Khảo sát đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại FET ghép RC

• Cho mạch khuếch đại FET đặc trưng như hình vẽ

• Các linh kiện FET trong thực tế có các giá trị:

- gm : điện dẫn (khoảng vài mili Simen)

- rd : Trở kháng ngõ ra DS (vài chục - vài trăm kΩ) )

- Cgs: giá trị điện dung ngõ vào GS (vài pF - vài chục pF)

- Cgd: giá trị điện dung ngõ ra GD ( 0.1 pF - vài pF)

Đáp ứng của tụ Bypass

• Phương pháp khảo sát đáp ứng tần số thấp của mạch FET cũng giống như với BJT, ta chia mạch làm hai trường hợp:

– Đáp ứng của tụ Bypass Cs và

– Đáp ứng của tụ Coupling CC

Đáp ứng của tụ Bypass

Mạch tương đương thevenin

• Mạch tương đương tín hiệu nhỏ như hình vẽ

Dùng phép biến đổi tương đương Thevenin

cho đoạn mạch MO

Khảo sát thực nghiệm Modul thí nghiệm

Tính toán lý thuyết

Vẽ mạch tương đương tín hiệu nhỏ

Viết gọn lại ta được:

Đáp ứng của tụ ghép cực máng

• Mạch tương đương tín hiệu nhỏ như hình vẽ

Biểu đồ pha tổng hợp

Đáp ứng của tụ coupling

• Bỏ qua ảnh hưởng của tụ Bypass bằng cách nối tắt nó, ta xét mạch tương đương tín hiệu nhỏ như hình dưới

Dùng phép biến đổi tương đương Thevenin ta được

Để đơn giản ta chỉ cần xét các tần

số cắt dưới:

Do mục đích thiết kế là các tụ Coupling chỉ đóng vai trò tụ liên lạc giữa ngõ vào và ra Nên mạch hoạt

động ổn định, tức các tần số cắt do tụ coupling sẽ không ảnh hưởng đến tần số cắt dưới của mạch (fLứng với tụ Bypass), thì: 2L1L ,ω ω << L ω

Khảo sát đáp ứng tần số thấp của mạch khuếch đại FET ghép RC

Các linh kiện FET trong thực tế có các giá trị:

gm : trở dẫn (khoảng vài mili 1/Ω) )

Coupling

Đáp ứng của tụ Bypass

• Mạch tương đương tín hiệu bé như hình vẽ

Mạch tương đương thevenin

Dùng phép biến đổi tương đương Thevenin cho đoạn mạch MO

Viết gọn lại ta được:

Vậy tần số cắt dưới:

• Đáp ứng của tụ ghép cực cổng

Mạch tương đương tín hiệu nhỏ như hình vẽ

• Giá trị Rg thường rất lớn nên ωL rất nhỏ vì vậy Cd ảnh hưởng rất ít đến méo tần số thấp, méo chỉ ảnh hưởng do Cs gây ra