BÀI TẬP LỚN Điện tử tương tự II Phối hợp trở kháng 3 loại mạch Pi, T, L

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG - - BÀI TẬP LỚN Điện tử tương tự II Phối hợp trở kháng loại mạch Pi, T, L Giảng viên hướng dẫn : Thầy Nguyễn Nam Phong Sinh viên thực hiên : Mã lớp Nguyễn Đoàn Khánh – 20192934 : 133334 Hà Nội, 8-2022 1 Mục lục Lời nói đầu I Thực tính tốn trường hợp cịn lại mạch phối hợp trở kháng hình chữ L: II Phối hợp trở kháng mạch Pi: III Phối hợp trở kháng mạch T: IV So sánh mạch L, Pi T: 10 Kết luận 15 Tài liệu tham khảo: 16 Lời nói đầu Đối với mạch RF hiệu nào, cần tối đa hóa đường truyền nguồn tải cách giảm thiểu tổn thất phản xạ bên đường truyền Mạch phối hợp trở kháng tạo điều kiện điện kháng nguồn cộng hưởng với điện kháng tải ngược chiều, cịn lại giá trị điện trở nguồn tải Điều thực cách buộc trở kháng tải thay đổi thành số phức đối trở kháng nguồn Nếu trở kháng phối hợp nguồn tải, mặt lý thuyết, tất lượng chuyển từ nguồn sang tải Bài tập giới thiệu trường hợp lại phối hợp trở kháng mạch L, phối hợp trở kháng mạch Pi mạch T, dồng thời so sánh ưu nhược điểm laoji mạch I Thực tính tốn trường hợp lại mạch phối hợp trở kháng hình chữ L: Trước hết ta có Z C = , Z L = j L jC TH2: Zin ( j ) = ZC1 + ( Z L1 / / RL )  Zin ( j ) =  L13C1 + j ( L12 + RL −  L1C1RL ) C1RL +  L12C1 Từ ta có: Re{Zin } =  L13C1 C1 RL +  L12C1 Xét phần ảo ta phương trình:  L12 + RL −  L1C1RL = Giải phương trình ta giá trị L1 Từ ta có: Và Vout RL = = Vin Re{Zin } I out Re{Zin } = = I in RL RL (C1RL +  L12C1 )  L13C1  L13C1 RL (C1 RL +  L12C1 ) TH3: Zin ( j ) = ZC1 / /( Z L1 + RL ) RL + j ( L1 −  L12C1 + C1RL ) ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL RL Từ ta có: Re{Z in } = ( L1C1 − 1) +  2C12 RL  Zin ( j ) = Xét phần ảo ta phương trình: L1 −  L12C1 + C1RL = Giải phương trình với ẩn L1 ta giá trị cần tìm L1 Từ ta có: Và Vout RL = = ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL Vin Re{Zin } I out Re{Zin } = = Iin RL ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL TH4: Zin ( j ) = Z L1 / /( ZC1 + RL )  Zin ( j ) =  L12C12 RL + j L1 (1 −  L1C1 +  2C12 RL ) ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL Từ ta có: Re{Zin } =  L12C12 RL ( L1C1 − 1) +  2C12 RL Xét phần ảo ta được: L1 = Từ ta có: Và II  2C12 RL +  2C1 Vout RL ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL = = Vin Re{Zin }  L12C12 I out Re{Zin }  L12C12 = = I in RL ( L1C1 − 1)2 +  2C12 RL Phối hợp trở kháng mạch Pi: Hình Mạch Pi Mạch Pi miêu tả mạch L quay lưng vào nhau, đươc cấu tạo cách nối tải nguồn đến trở “ảo” nằm mạch Ý nghĩa dấu âm -Xs1 -Xs2 biểu tượng Nó đơn giá trị Xs ngược với giá trị Xp1 Xp2 Khi đó, Xp1 tụ Xs1 phải cuộn cảm ngược lại Tương tự với Xp2 Xs2 Ta có cơng thức: Trong RH = max{ RS , RL } R = trở kháng ảo, R phải bé RS RL VD: Thiết kế mạch Pi để phối hợp trở kháng với 100  nguồn 1000  tải Mỗi mạch phải có Q = 15 Bài giải:  Q mạch L lại định nghĩa thương Rs cho R Điện trở nguồn chân song song mạch L Vậy nên Rs tương đương với Rp, đó: Ta mạch hồn chỉnh: Điện trở ảo ( R ) khơng có mạch thật, ta khơng vẽ vào Điện kháng -Xs1 -Xs2 mắc nối tiếp đơn giản hóa thành điện kháng sau: Để biến đổi từ mạch L thành mạch Pi, phần tử nối tiếp cộng vào loại bị trừ cho khác loại III Phối hợp trở kháng mạch T: Cấu tạo mạch T gần giống với cấu tạo mạch Pi ngoại trừ việc mạch L mạch T ngược với mạch L mạch Pi Ta phối hợp trở kháng tải nguồn thông qua mạch L đến điện trở ảo Điện trở ảo lớn trở nguồn tải, có nghĩa mạch L có chân song song nối với Hình Mạch T Chúng ta có cơng thức tính giá trị Q mạch T: Trong : - R điện trở ảo - Rsmall = min{ RS , Rsmall } Ta đảo ngược mạch L để tạo nên mạch T, ta phải viết lại phương trình Q: Trong : - R p = điện trở nhánh song song mạch L - RS = điện trở nhánh nối tiếp mạch L VD: Phối hợp 10Ω nguồn 20Ω tải sử dụng mạch T Thiết kế cho Q = Ta có điện trở ảo: R = Rsmall (Q + 1) = 10.10 = 100 Theo cơng thức trước đó: X S1 = QRS = 3.10 = 30 , X P1 = Với mạch L nằm phía tải, số Q : Q2 = Vì ta suy ra: X p2 = R 100 =  Q R 100 −1 = −1 = RL 20 R 100 = = 50 Q2 X s = Q2 RL = 2.20 = 40 IV So sánh mạch L, Pi T: Cấu tạo Mạch L Tụ cuộn cảm tạo thành chữ L 10 Mạch Pi Tụ cuộn cảm tạo thành hình chữ Pi Mạch T Tụ cuộn cảm tạo thành hình chữ T Ưu, nhược Mạch đơn giản, điểm sử dụng linh kiện so với mạch cịn lại, dễ tính tốn Mạch phức tạp, tính tốn khó so với mạch L, cơng suất truyền Mạch Pi thường sử dụng trở kháng cao (>50 Ω) Mạch phức tạp, dung nhiều linh kiện, tính tốn khó khăn Nhưng cơng suất truyền tốt Mạch T thường sử dụng trở kháng giá trị thấp (