Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình toàn tập môn KĨ Thuật Điện(dùng cho các chuyên ngành không điện) của Đại Học Kĩ Thuật Lê Quý Đôn.Nội dung gồm: 1. Tín hiệu, hệ thống điện tử, lọc tần số2. Các linh kiện điện tử và bán dẫn3. Các mạch khuếch đại4. Khuếch đại thuật toán và ứng dụng5. Tạo dao động hình sin6. Nguyên lý biến đổi phi tuyến7. Các mạch nguồn
Chương 5 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Như đã nói ở chương 2, ngày nay IC analog sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện tử. Khi sử dụng chúng cần đấu thêm các điện trở, tụ điện, điện cảm tùy theo từng loại và chức năng của chúng. Sơ đồ đấu cũng như trị số của các linh kiện ngoài được cho trong các sổ tay IC analog. Các IC analog được chế tạo chủ yếu dưới dạng khuếch đại thuật toán - như một mạch khuếch đại lý tưởng - thực hiện nhiều chức năng trong các máy điện tử một cách gọn-nhẹ-hiệu suất cao. Ở chương này ta xét các khuếch đại thuật toán và một số ứng dụng của chúng. 5.1. KHUẾCH ĐẠI VI SAI Khuếch đại vi sai là khuếch đại mà tín hiệu ra không tỷ lệ với trị tuyệt đối của tín hiệu vào mà tỷ lệ với hiệu của tín hiệu vào. Khuếch đại vi sai được sử dụng để khuếch đại tín hiệu có tần số giới hạn dưới nhỏ (tới vài Hz), gọi là tín hiệu biến thiên chậm hay tín hiệu một chiều. Ta có thể coi dải thông của nó là 0÷f C . Nếu sử dụng khuếch đại RC để khuếch đại loại tín hiệu này thì các tụ nối tầng phải có trị số rất lớn nên bất tiện. Khuếch đại vi sai thích hợp cho loại tín hiệu này, ngoài ra nó còn có nhiều tính chất quí báu mà ta sẽ nói tới sau này. Khuếch đại vi sai là cơ sở để xây dựng khuếch đại thuật toán nên ta xét lý thuyết loại khuếch đại này. 5.1.1. Sơ đồ nguyên lý của khuếch đại vi sai. Xét sơ đồ nguyên lý của khuếch đại vi sai trên hình 5.1. Đây là một cầu cân bằng song song: hai nhánh của cầu là R C1 và R C2 , hai nhánh kia là hai tranzisto T 1 và T 2 . Nếu R C1 =R C2 và hai tranzisto có tham số hệt nhau thì cầu cân bằng. Mạch có hai đầu vào V 1 và V 2 , tín hiệu ra U ra lấy giữa hai colecto của T 1 và T 2 . Nếu đưa vào hai đầu vào hai tín hiệu giống hệt nhau cả về biên độ và pha thì tín hiệu đó gọi là đồng pha, còn biên độ như nhau nhưng ngược pha thì gọi là tín hiệu ngược pha hay tín hiệu hiệu. Xét phản ứng của mạch đối với tín hiệu vào đồng pha và ngược pha. Nếu coi mạch hình 5.1 hoàn toàn đối xứng (R’ 1 =R 1 , R’ 2 =R 2 , R C1 =R C2 , T 1 và T 2 giống hệt nhau) thì tín hiệu vào đồng pha sẽ gây nên phản ứng hệt nhau cả về trị tuyệt đối và dấu của các dòng emitơ và colectơ của T 1 và T 2 . Như vậy điện áp ở hai colectơ sẽ biến thiên như nhau và điện áp ra sẽ bằng không, giống như ở trạng thái tĩnh. Nói cách khác là mạch ra của khuếch đại vi sai lý tưởng không 125 phản ứng với tín hiệu vào đồng pha. Trong khi đó gia số của dòng emitơ của T 1 , T 2 sẽ tạo nên trên R E một điện áp hồi tiếp âm làm giảm lượng biến thiên của colectơ so với trường hợp R E =0. Khi tín hiệu vào là ngược pha đặt vào hai bazơ thì các dòng biến thiên như nhau về trị tuyệt đối nhưng ngược chiều (ngược dấu), tức là điện áp U ra sẽ xuất hiện. Lúc này điện áp hồi tiếp âm trên R E không xuất hiện vì dòng emitơ của một tranzisto tăng bao nhiêu thì dòng emitơ của tranzisto kia giảm đi bấy nhiêu. Như vậy khuếch đại vi sai phản ứng với tín hiệu vào ngược pha. Vì khuếch đại vi sai lý tưởng phản ứng với tín hiệu vào ngược pha, không phản ứng với tín hiệu vào đồng pha nên tất cả những biến thiên do nhiệt độ, lão hoá linh kiện, tạp âm, nhiễu có thể coi là các tác động vào đồng pha. Tức là khuếch đại vi sai sẽ làm việc ổn định, ít bị nhiễu tác động. Trên vừa phân tích tác dụng của R E ta thấy R E càng lớn thì hồi tiếp âm sẽ càng lớn, càng có tác dụng nén các tín hiệu vào đồng pha ký sinh. Tuy nhiên nếu R E chọn lớn thì nguồn E CC phải chọn lớn. Cần chọn một phần tử có trị số điện trở lớn đối với các biến nhanh (điện trở xoay chiều lớn), trị số điện trở nhỏ đối với các biến thiên chậm (điện trở một chiều nhỏ) thay vào điện trở R E . Phần tử như vậy chính là tranzistor T 3 trong sơ đồ hình 5.2a. Đặc tính ra của tranzistor trình bày trên hình 5.2b. Từ hình này ta thấy điện trở một chiều R U I CEo Co = nhỏ hơn nhiều so với điện trở xoay chiều R U I CE C ~ = ∆ ∆ . Tranzistor T 3 được mắc vào mạch emitơ như ở hình 5.2a làm tăng thêm khả năng ứng dụng của khuếch đại vi sai. Khuếch đại vi sai có thể có hai nguồn độc lập E CC và E 02 như ở hình 5.2a hoặc một nguồn chung. Các điện trở R 3 , R 4 , R 5 có chức năng như trong các mạch khuếch đại đã xét. Điot D mắc thuận vào phân áp bazơ của T 3 nhằm tăng khả năng ổn định nhiệt, sẽ nói đến ở các phần sau. Xét cách đưa tín hiệu vào và lấy tín hiệu ra ở mạch hình 5.2a. Tín hiệu vào có thể đưa vào các đầu vào ký hiệu V 1 , V 2 , V 3 và V 4 theo các phương án sau: - Tín hiệu vào có thể đưa vào hai cực V 1 và V 2 . Lúc này hai cực của nguồn tín hiệu hoặc là phải cách điện với "mát", hoặc là phải có cực tính đối xứng qua "mát". Cách đưa tín hiệu vào như vậy gọi là đưa vào đối xứng, các đầu vào này của khuếch đại vi sai gọi là đầu vào đối xứng. - Tín hiệu vào có thể đưa vào V 1 (hoặc V 2 ), lúc đó V 2 (hoặc V 1 ) phải đấu qua một điện trở nhỏ hoặc đấu trực tiếp xuống “mát”. Khuếch đại vi sai trong trường hợp này gọi là có đầu vào không đối xứng với tín hiệu vào không đối xứng. - Tín hiệu vào có thể đưa vào cực V 3 hoặc V 4 và điểm "mát". Nếu nguồn tín hiệu có hai cực cách ly với "mát" thì có thể đưa vào hai điểm V 3 và V 4 . 126 -Tín hiệu ra lấy ở hai điểm r a1 và r a2 - lấy ra đối xứng hoặc lấy ra giữa r a1 hoặc r a2 so với "mát". Nếu tín hiệu vào đưa vào V 1 không đối xứng thì tín hiệu ra ở r a1 quay pha 180 0 , lúc này r a1 gọi là đầu ra đảo, r a2 gọi là đầu ra không đảo. 5.1.2. Đặc tính truyền đạt của khuếch đại vi sai Nếu tín hiệu vào đối xứng đưa vào V 1 và V 2 ký hiệu là U h thì đặc tính truyền đạt sẽ là sự phụ thuộc của các dòng colectơ vào tín hiệu này. Nếu đầu vào V 3 và V 4 không đưa tín hiệu nào vào thì T 3 có thể coi là một nguồn dòng I 0 có nội trở R 0 tại điểm công tác. Điện trở này thực tế có trị số khá lớn so với các điện trở trong mạch nên có thể coi nguồn dòng I O là lý tưởng. Ta tìm đặc tính truyền đạt I C =f(U h ). Dòng colectơ trong tranzistor ở chế độ khuếch đại có biểu thức: T BE EE U U eII 0 = (5.1) Trong đó I E 0 là dòng emitơ khi U BE =0 và mặt ghép colectơ phân cực ngược. U T - điện áp nhiệt (0, 25mV), lúc này: ) T BEBE e( e T BE EEE U UU U U IIII 12 1 1 0102010 − +=+= (5.2) Điện áp vào U h =U V1 -U V2 =U BE1 -U BE2 và I C ≈ α I E nên Th C UU e I I /− + = 1 α 0 1 (5.3) ∆I C I C I C0 ∆U CE U C0 U a) b) Hình 5.2 a)Mạch KĐVS có nguồn dòng b) Đặc tuyến ra của tranzisto 127 + E c c -E 02 - R 4 D R 5 R 1 R 2 R 1 R 2 V 2 V 1 Rc1 Rc2 r e 1 re 2 T 1 T 2 V 4 V 3 ra 1 ra 2 T 3 T U h U e o I C I + = 1 α 2 (5.4) Để tiện có thể quy chuẩn I C theo αI o và U h theo U T thì đồ thị (5.3) và (5.4) có dạng như ở hình 5.3 Có thể xác định hỗ dẫn (độ dốc) của đặc tuyến truyền đạt hình 5.3 )e( T U e o I dU dI S T h T h U U U U h C − − + α == 1 1 1 (5.5) Vì I C1 +I C2 ≈αI O =const mà theo (5.3) và (5.4) thì dI C1 =-dI C2 nên 1 2 2 S dU dI S h C −== (5.6) Có thể dễ dàng xác định S 1 (2) đạt max tại U h /U T =0 và: T U I max)( S 4 0 α 2 1 = (5.7) 5.1.3. Phân tích phổ của tín hiệu ra trong khuếch đại vi sai. Với đặc tính truyền đạt không phải là đường thẳng như hình 5.3 thì rõ ràng khuếch đại vi sai sẽ gây méo phi tuyến, đặc biệt khi U h >U T . Ta xác định các thành phần hài của dòng colectơ khi tín hiệu vào là dạng hình sin U V (t)=U 0 +U m cosωt (5.8) Trong đó U 0 - điện áp định thiên (bazơ) Thay (5.8) vào (5.3) và (5.4) ta có: T m U tcosUU o c e I )t(i ω+ − 1 0 +1 α = (5.9) T m0 U tUU o 2c e1 I ti ω+ + α = cos )( (5.10) 128 Các hàm (10.9) và (10.10) là hàm chẵn nên phân tích thành chuỗi Furrier sẽ được: )tncosa a (I)t(i n n o C ω Σ + 2 α= ∞ 1= 01 (5.11) )cos()( tnb 2 b Iti n 1n o 02C ω Σ +α= ∞ = (5.12) dt e1 tn a 2 0 U tUU n T m0 ∫ + = + − ω π ωcos ωcos π ω (5.13) dt e tωncos π ω b ω π U tωcosUU n T m ∫ +1 = 2 0 + 0 (5.14) Từ (5.13) và (5.14) có thể thấy a n +b n =2 π π n nsin nên n=0 thì a 0 +b 0 =2, n≠0 thì a 0 +b 0 =0 nên a n =b n . Như vậy với n≠0 thì các thành phần hài dòng colectơ của T 1 và T 2 trong khuếch đại vi sai hình 5.2a có trị số như nhau và pha ngược pha nhau. Cần chú ý một đặc điểm của khuếch đại vi sai là nếu U 0 =0 thì trong các dòng I C1 và I C2 sẽ không có các hài bậc chẵn. Mặt khác nếu thay đổi cực tính của U 0 thì pha của các hài chẵn sẽ biến đổi một lượng là 180 0 , còn pha các hài bậc lẻ vẫn giữ nguyên. Các kết luận trên rút ra từ việc phân tích các biểu thức (5.11÷5.14). Thực tế khi U h =(5÷6)U T thì các dòng i C có dạng như ở hình 5.4, tức là tầng khuếch đại vi sai làm việc như một mạch khuếch đại - hạn biên. Để tăng độ tuyến tính của khuếch đại vi sai, tức là mở rộng dải thông của nó người ta thường gây hồi tiếp âm bằng cách mắc vào mạch emitơ của T 1 , T 2 các điện trở r E1 và r E2 như ở hình 5.2a. 5.1.4. Nguồn dòng trong khuếch đại vi sai. Như đã nói ở trên T 3 trong khuếch đại vi sai hình 5.2a đóng vai trò của nguồn dòng. Có thể phân tích mạch hình 5.2a để xác định trị số của nguồn dòng I 0 (dòng colectơ của T 3 ) như sau: U ra.m . U vm u v(t) t . u ra(t) t H×nh5.4 ChÕ ®é h¹n biªn cña K§VS 129 )RR]( RR RR r)((rR[ R)UU()UE(R I BE BEBE 43 43 43 3335 3303024 30 + + +α−1++ −+− α= (5.15a) Trong đó α 3 - hệ số truyền đạt dòng emitơ của T 3 , U BE3 - điện áp emitơ- bazơ của T 3 , U D - sụt áp thuận trên điốt, r E3 - điện trở phân bố miền emitơ T 1 , r E3 - điện trở khối bazơ T 3 . Thực tế thì R 5 chọn khá lớn so với các thành phần trong dấu móc của (5.15) và U D chọn xấp xỉ bằng U BE3 để bù nhiệt có hiệu quả cao nên: I 0 ≈ )RR(R )UE(R. BE 435 30243 + −α (5.15b) Từ (5.15b) ta thấy nguồn dòng I 0 sẽ ổn định khi nguồn E 02 ổn định, nguồn E 01 không ảnh hưởng đến nguồn dòng I 0 . 5.1.5. Tính khuếch đại của khuếch đại vi sai. Xét đặc tính khuếch đại của khuếch đại vi sai với một số phương án đưa tín hiệu vào và lấy tín hiệu ra như sau: a. Vào đối xứng - Ra không đối xứng: h ra vv ra h ra vv ra U U UU U K; U U UU U K 2 21 2 2 1 21 1 1 = − == − = Trong đó U ra1 và U ra2 điện áp lấy ở colectơ của T1 và T2 so với "mát". Có thể thấy ngay rằng K 1 =+ S 1 R ' t (5.16a) K 2 =- S 2 R''t (5.16b) S 1 , S 2 - hỗ dẫn của đặc tính truyền đạt tại điểm công tác, R't, R''t - điện trở tải tổng quát của T 1 và T 2 : R't= ; RR R.R vc vc 1 1 + R''t= ; RR R.R vc vc 2 2 + R v1 , R v2 - điện trở đầu vào của các tầng tiếp theo mắc vào mạch colectơ của T 1 và T 2 (không có trong hình (5.2a)). Trường hợp không tải hoặc R v1 >>R C , R v2 >>R C thì R't=R''t ≈ Rc và mạch đối xứng hoàn toàn S 1 =- S 2 thì K 1 =- K 2 . Dấu trừ nói lên điện áp ra ở hai colectơ của T1 và T2 là ngược pha nhau. b - Vào đối xứng - ra đối xứng. tRS U UU UU UU K h rara vv rara ∗ 1 21 21 21 2−= − = − − = (5.17) Rt,R Rt,.R tR c c 50+ 50 = ∗ , Rt điện trở tải mắc giữa hai colectơ của T 1 vàT 2 Khi Rt=∞ thì K=2K 1 =- 2K 2 . c - Vào không đối xứng - ra không đối xứng. 130 Xét trường hợp tín hiệu đưa vào V 1 , đầu V 2 nối với Rb~= 21 21 + RR RR xuống mát, tín hiệu ra lấy ở Ra1 là colectơ của T 1 . Với giả thiết là R t =R V1 =∞ thì K 11 = U U ra v 1 1 =- S 11 R C (5.18) với S 11 = ~Rb)(IU I dU dI TBE c α−1+4 α = 0 0 1 1 Vì |S 11 |<|S 1 | nên |K 11 |<|K 1 |. Khi R b ~→0 thì |S 11 |→|S 1 | và |K 11 |→ |K 1 | Trường hợp này ứng với mắc ba zơ của T 2 qua một tụ trị số lớn xuống “mát”, sao cho ở tần số biên dưới ω t thì: Ctω 1 <<R b~ Trong khuếch đại vi sai người ta còn đưa ra hệ số khuếch đại đồng pha K Cm . Tín hiệu nào đồng pha là trung bình cộng đại số của hai tín hiệu vào: U Cm = 2 + 21 vv UU Khi U V1 =U V2 , tức là U h =0 thì có chế độ khuếch đại tín hiệu đồng pha. Hệ số khuếch đại tín hiệu đồng pha được định nghĩa là cm ra cm U U K 1 = hoặc = cm ra U U 2 (5.19) Nếu R E càng lớn thì K cm càng nhỏ. Khi R E →∞ thì K cm →0 Trong khuếch đại vi sai, do tính đối xứng lý tưởng không tuyệt đối nên xảy ra hiện tượng "trôi điểm không". Nghĩa là mặc dù các đầu vào V 1 và V 2 không có tín hiệu vào (ví dụ đấu thông V 1 và V 2 ) nhưng vẫn tồn tại một điện áp ra khác không (đo được) giữa hai colectơ T 1 và T 2 , là một hàm ngẫu nhiên của biến thời gian. Đó là một hiện tượng tạo tín hiệu giả (nhiễu) ở đầu ra, đặc biệt có hại trong các máy đo lường. Có thể giảm bớt trôi điểm không bằng cách chọn T 1 và T 2 có tham số càng giống nhau càng tốt, các điện trở trong mạch chọn loại có độ sai số nhỏ và cùng một hệ số nhiệt. 5.2. KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày nay được sản xuất dưới dạng các IC tương tự (analog). Có từ "thuật toán" vì lần đầu tiên chế tạo ra chúng người ta sử dụng chúng trong các máy điện toán. Do sự ra đời của khuếch đại thuật toán mà các mạch tổ hợp analog đã chiếm một vai trò quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử. Trước đây chưa có khuếch đại thuật toán thì đã tồn tại vô số các mạch chức năng khác nhau. Ngày nay, nhờ sự ra đời của khuếch đại thuật toán số lượng đó đã giảm xuống một cách đáng kể vì có thể dùng khuếch đại thuật toán để thực hiện các chức năng khác nhau nhờ mạch hồi tiếp ngoài thích 131 hợp. Trong nhiều trường hợp dùng khuếch đại thuật toán có thể tạo hàm đơn giản hơn, chính xác hơn và giá thành rẻ hơn các mạch khuếch đại rời rạc (được lắp bằng các linh kiện rời). Ta hiểu khuếch đại thuật toán như một bộ khuếch đại lý tưởng: có hệ số khuếch đại điện áp vô cùng lớn K→∞, dải tần số làm việc từ 0→∞, trở kháng vào cực lớn Z v →∞, trở kháng ra cực nhỏ Z r →0, có hai đầu vào và một đầu ra. Thực tế người ta chế tạo ra KĐTT có các tham số gần được lý tưởng. Hình 5.4 là ký hiệu của KĐTT: Đầu vào (+) gọi là đầu vào không đảo P (positive), đầu vào (-) gọi là đầu vào đảo N (negative) và một đầu ra. KĐTT ngày nay có thể được chế tạo như một IC hoặc nằm trong một phần của IC đa chức năng. 5.2.1 Cấu tạo của KĐTT. Để đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật gần với dạng lý tưởng các hãng điện tử trên thế giới chế tạo các IC KĐTT khá đa dạng nhưng nhìn chung đều tuân thủ sơ đồ khối như ỏ hình 5.6 Để có đầu vào đối xứng tầng đầu tiên bao giờ cũng là tầng khuếch đại vi sai đối xứng có dòng tĩnh nhỏ, trở kháng vào lớn, cho phép mắc thêm mạch bù trôi. Tầng thứ hai là tầng khuếch đại vi sai cho phép chuyển từ đầu vào đối xứng sang đầu ra không đối xứng. Các tầng trung gian nhằm khuếch đại tín hiệu lên đủ lớn để có thể kích thích cho tầng cuối. Tầng cuối tức tầng ra phải đảm bảo có dòng ra lớn, điện áp ra lớn và điện trở ra nhỏ. Mạch này thường là khuếch đại đẩy kéo có bù kèm theo mạch chống qua tải. 132 Trong KĐTT ghép giữa các tầng thực hiện trực tiếp (colectơ của tầng trước nối trực tiếp với bazơ của tầng sau) vì vậy các tranzisto n-p-n càng về sau càng có điểm công tác tĩnh đẩy dần về phía các giá trị dương nguồn.Vì vậy phải có một mạch dịch mức đẩy lùi điểm tĩnh về phía âm nằm trong một mạch nào đó của KĐTT. Ví dụ ta xét KĐTT hình 5.7. KĐTT ở đây có thể phân thành 4 tầng như sau: Tầng thứ nhất là tầng KĐVS đối xứng trên T 1 và T 2 . Để tăng trở kháng vào chọn dòng colectơ và emitơ của chúng nhỏ, sao cho hỗ dẫn truyền đạt nhỏ. Có thể thay T 1 và T 2 bằng tranzisto trường để tăng trở kháng vào T 3 , T 4 , R 3 , R 4 , và R 5 tạo thành nguồn dòng tương tự như hình 5.2a (ở đây T 4 mắc thành điôt để bù nhiệt) Tầng thứ hai là KĐVS đầu vào đối xứng, đầu ra không đối xứng: emitơ của chúng cũng đấu vào nguồn dòng T 3 . Tầng này có hệ số khuếch đại điện áp lớn. Tầng thứ ba là tầng ra khuếch đại đẩy kéo T 9 –T 10 mắc colectơ chung, cho hệ số khuếch đại công suất lớn, trở kháng ra nhỏ. Giữa tầng thứ hai và tầng ra là tầng đệm T 7 , T 8 nhằm phối hợp trở kháng giữa chúng và đảm bảo dịch mức điện áp. Ở đây T 7 là mạch lặp emitơ, tín hiệu lấy ra trên một phần của tải là R 9 và trở kháng vào của T 8 . Tầng T 8 mắc emitơ chung. Chọn R 9 thích hợp và dòng qua nó thích hợp sẽ tạo được một nguồn dòng đưa vào bazơ của T 8 sẽ cho mức điện áp một chiều thích hợp ở bazơ của T 9 và T 10 để đảm bảo có điện áp ra bằng 0 khi không có tín hiệu vào. Mạch ngoài mắc thêm R 10 , C 1 , C 2 để chống tự kích. 5.2.2. Các tham số của KĐTT -Hệ số khuếch đại hiệu Ko được xác định theo biểu thức: 0= 0=− = − == N p r p N r Np r h r khiU U U khiU U U UU U U U Ko (5.20) Theo lý thuyết Ko=∞, thực tế Ko=10 3 ÷10 6 133 - Đặc tính biên độ tần số: Theo lý thuyết thì đặc tính biên độ tần số sẽ là K 0 trong suốt dải tần số từ 0÷∞. Thực tế đặc tính tần số sẽ gục xuống ở tần số f C do tồn tại các điện dung ký sinh tạo thành những khâu lọc RC thông thấp mắc giữa các tầng. Tuỳ theo từng loại KĐTT mà dải thông có thể từ 0 tới vài MHz hoặc cao hơn. - Hệ số khuếch đại đồng pha K Cm Nếu đặt đầu vào thuận P và đầu đảo N các điện áp bằng nhau: U P =U N =U Cm ≠0 thì U h =0. Theo định nghĩa: U r =K 0 (U P -U N ) (5.21) Thì U r =0. Tuy nhiên thực tế không như vậy mà quan hệ giữa K cm và U cm có dạng như hình 5.8. Hệ số khuếch đại đồng pha được định nghĩa là: K Cm = ∆ ∆ U U r cm (5.22) K Cm nói chung phụ thuộc vào mức điện áp vào đồng pha. Giá trị cực đại của điện áp vào đồng pha cho trong các sổ tay của IC cho biết giới hạn của điện áp vào đồng pha cực đại để hệ số khuếch đại đồng pha không vượt quá phạm vi cho phép. Lý tưởng K cm =0, thực tế K Cm luôn nhỏ hơn K 0 - Điện trở vào hiệu, điện trở vào đồng pha: Điện trở vào hiệu r h và điện trở vào đồng pha r cm được định nghĩa theo (5.23) và (5.24): = = = 0 Δ Δ 0 Δ Δ N Ukhi I U Upkhi I U r p p N N h (5.23) Hình 5.8 134 Ura U cm U cm mim U cm max [...]... R1 R2 2 Ur + 1 _ C1 UV (K-1)R3 Hình 5. 25 R3 Các dạng lọc thông thấp (5. 54) (5. 55) R1R2 nhn cỏc giỏ tr thc thỡ c 2 4 b1 c1 a 1 Nu chn R1=R2=R, C1=C2=C thỡ (5. 54) s cú dng K Kd = (5. 56) 2 1 + Sg ( 3 K ) RC + S 2 g R 2 C 2 a1=pg(3-K)RC; a b1 ; 2fg b1=g2R2C2 a 1 1 K=Kdo=3 - 2fgRC = 3 b1 Nh vy K ph thuc vo a1, b1 Khi K=3 thỡ a1=0 nờn (5. 56) cú dng: K K Kd = = (5. 57) 2 2 1 + S 2 g R 2 C 2 1 2 g R 2... (5. 60) 1 + s t A=Kdo Kd; a12+1= v vi lc bc nht thỡ (5. 60) s cú dng AS Kd= (5. 61) 1 + S + S2 (5. 61) l c tớnh tn s ca mt mch cng hng Ti tn s cng hng f0 tc ( S= j A =j thỡ Kd/fo= =Kdch 0 (5. 62) rng di thụng ng vi K dch A = Kd = 2 2 T ú 148 ) 2 + 2 (5. 63) + 4 + 2 2 2 H s phm cht Q xỏc nh: f0 f0 1 = Q= = f 2 f1 2 1 Thay (5. 63) vo (5. 64) s tỡm c: 1, 2= Q= 1 (5. 64) (5. 65) K dch S Q vy Kd= (5. 66)... Ur=(Uv2-Uv1) 5. 3 2 Mch cho phộp chn in ỏp ra cú cc tớnh thay i Xột mch hỡnh 5. 17 Mch chn R1=RN Up= (5. 39) (5. 40) Uv R p = U v ; Rp Ur U v Ur + U v = 2 2 Ur + U v Vỡ Up=UN nờn UV= 2 UN=Uv+ Ur=(2 -1)Uv (5. 41) Theo 5. 41 thỡ khi =0, 5; Ur=0; khi >0, 5; Ur cựng du vi UV; khi 0 R R_ + Ur UV Hình 5. 36.Các mạch khai căn Mch hỡnh 5. 36a l mch khai cn khụng o, in ỏp... R2 R1 + R2 (5. 85) Tip tc tng Uv thỡ in ỏp hiu Ud=Up -Uv cng õm, lm cho tớn hiu ra gi nguyờn mc Urmin (xem hỡnh 5. 38b), trng thỏi ny in ỏp t vo ca thun U p cú giỏ tr nh, do ú nu gim U v thỡ mch khụng chuyn trng thỏi U pmax m chuyn trng thỏi Upmin Do ú ta cú c tuyn truyn t tnh cú tr trờn hỡnh 9.38b in ỏp vo tr Utr c xỏc nh bi: Utr=Upmax-Upmin (5. 86) Thay (5. 84) v (5. 85) vo (5. 86) ta cú: 157 U tr = R1... thc bc hai l thụng dng hn c Mch lc cú th thc hin hi tip õm mt vũng hoc hai vũng v vũng hi tip dng Hỡnh 5. 25a l mt mch lc thụng thp bc hai cú mt vũng hi tip õm Vit phng trỡnh in th nỳt ri tỡm hm truyn t s c: U (s) 1 K d (s) = r = (5. 52) U V (s) 1 + 2Sg RC 1 + S 2 2 R 2 C 1 C 2 g i So sỏnh (5. 52) vi (5. 50) s c Kdo=1, a1=2gRC1; b1=g2R2C1C2 Tu theo loi mch lc m xỏc nh cỏc h s a 1 v b1 ri xỏc nh cỏc linh . thì R 5 chọn khá lớn so với các thành phần trong dấu móc của (5. 15) và U D chọn xấp xỉ bằng U BE3 để bù nhiệt có hiệu quả cao nên: I 0 ≈ )RR(R )UE(R. BE 4 35 30243 + −α (5. 15b) Từ (5. 15b) ta. U V (t)=U 0 +U m cosωt (5. 8) Trong đó U 0 - điện áp định thiên (bazơ) Thay (5. 8) vào (5. 3) và (5. 4) ta có: T m U tcosUU o c e I )t(i ω+ − 1 0 +1 α = (5. 9) T m0 U tUU o 2c e1 I ti ω+ + α = cos )( (5. 10) 128 . αU V= 2 v UUr + U r =(2α -1)U v (5. 41) Theo 5. 41 thì khi α=0, 5; U r =0; khi α>0, 5; U r cùng dấu với U V ; khi α<0, 5, U r khác dấu với U V . Hệ số α: 0≤α≤1. 5. 3.3. Mạch biến đổi trở kháng.