MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG 4 pptx

Còn mạch lọc RLC ít thông dụng vì có điện cảm L khó tiêu chuẩn hóa và có giá trị rất lớn ở phạm vi tần số thấp nên trong thực tế khó thực hiện vì giá thành đắt, lại cồng kềnh  Mạch l

Chương 4

4.1 Mục đích ứng dụng

 Bộ lọc có vai trò quan trọng trong các mạch điện tử Những

phần tử cơ sở trong mạch lọc chỉ gồm điện trở (R), tụ điện (C), và cuộn cảm (L)

 Thông thường gồm 2 mạch lọc RC và RLC Mạch lọc RC

được dùng nhiều vì linh kiện rẻ và chiếm ít diện tích Còn mạch lọc RLC ít thông dụng vì có điện cảm (L) khó tiêu

chuẩn hóa và có giá trị rất lớn ở phạm vi tần số thấp nên

trong thực tế khó thực hiện vì giá thành đắt, lại cồng kềnh

 Mạch lọc sẽ làm suy giảm năng lượng qua nó mà không có

khả năng khuếch đại Khó phối hợp tổng trở với các mạch ghép

 Để bổ túc các nhược diểm trên người ta thêm vào đó các

phần tử khuếch đại như transistor, vi mạch, v.v, để có thể khuyếch đại tín hiệu, phối hợp tổng trở, điều chỉnh độ suy giảm

4.2 Phân loại mạch lọc

Dựa vào đặc điểm cấu tạo, ta phân ra hai loại: mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực Cả hai loại mạch lọc này đều có các dạng đáp ứng tần

số sau:

Đáp ứng tần số

Đáp ứng tần số

stop)

4.3 Lý thuyết cơ sở về mạch lọc

• 4.3.1 Khái niệm về hàm truyền mạch lọc

Hàm truyền của mạch lọc được định nghĩa là tỉ số giữa điễn áp tín hiệu ra Vo trên điện áp tín hiệu vào Vi theo biểu thức:

4.3.2 Hàm truyền tổng quát theo tham số S

(s=jω)

• Với K là hệ số phụ thuộc vào cấu tạo của mạch và

mạch

• Hàm truyền thường gặp có dạng :

A0 = 1, đa thức bậc không với: A1=A2= Am= 0

Đáp ứng biên độ chuẩn hóa :

• Điều kiện tối ưu :

Khi đó ta có :

Đây là hàm có đáp tuyến phẳng tối đa hay còn gọi là hàm Butterworth Tần số chuẩn hóa :

4.4 Mạch lọc thụ động

4.4.1 Mạch lọc thông thấp

a Mạch lọc RC

• Hàm truyền của mạch

b Mạch lọc thông thấp RC bậc 1:

Sơ đồ mạch thực tế

Đáp ứng biên độ:

• Nhận xét :

Ở tần số thấp:

Ở tần số cao :

Tần số cắt fC

• Biên độ tín hiệu ngõ ra bị giảm đi √ 2 lần so tín hiệu vào

Như vậy: Tín hiệu ra bị chậm pha so với tín hiệu vào Ở tần số thấp mức chậm pha nhỏ ,ở tần số

fC

-3dB

c Mạch lọc thông thấp bậc 2

Sơ đồ mạch thực tế

Hàm truyền của mạch lọc thông thấp bậc 2 (SV tự CM)

4.4.2 Mạch lọc thông cao

• a Mạch lọc thông cao bậc 1

• Sơ đồ mạch

4.4.2 Mạch lọc thông cao

• Đáp ứng tần số :

Đáp ứng biên độ :

• Ơ tần số cao :

Ở tần số cắt biên độ giảm đi 0.707 so với biên độ pha

4.4.2 Mạch lọc thông cao

• a Mạch lọc thông cao bậc 1

• Sơ đồ mạch

b Mạch lọc thông cao bậc 2

Đáp ứng tần số mạch lọc triệt dải

Trong mạch lọc triệt dải, R1 – C1 là mạch hạ thông sẽ cho tín hiệu tần số thấp đi qua, R2 – C2 là mạch lọc thượng thông sẽ cho tín hiệu tần số cao đi qua

• Tần số cắt của hai mạch lọc là Fc1 và Fc2 Như vậy khoảng tần số giữa Fc1 và Fc2 sẽ không qua được hai mạch lọc nên bị loại bỏ Đường rời nét chính là đáp ứng tấn số cua mạch lọc triệt dải

• Do hai mạch lọc rắp song song nên ta có Z1= R1,C

1 Z2 = R2,C 2 , là hai tổng trở của cầu phân áp

Một cách khác để có mạch lọc triệt dải là mạch lọc cầu T kép như hình vẽ dưới:

• Nhánh thứ nhất gồm hai mạch lọc hạ thông ghép

ngược đầu nên có tụ điện tương là 2C nhánh thứ 2

là hai mạch lọc thượng thông ghép nối tiếp ngược đầu nên có điện trở tương đương là 0.5R Hai hánh

mạch lọc thượng thông và hạ thông có dạng hình

chữ T lại được ghép song song nên được gọi là

mạch lọc cầu T đôi

• Để phân tích đáp ứng tần số của mạch lọc triệt dải T đôi Ta có thề tính điện áp V1, V2 sau dó khử V1 và V2 để có Vo so với Vi

• Tần số cộng hưởng của mạch là :

đáp ứng tần số :

4.3 Mạch lọc thông thấp LC : 4.3.1 Sơ đồ – đáp ứng tần số :

• điện áp ra tính theo công thức :

Đặc tính tần số:

4.3.2 Mạch lọc thông thấp LC bậc 1

Sơ đồ mạch

Với:

4.3.3 Mạch lọc thông thấp LC bậc 2:

Sơ đồ mạch :

4.4 Mạch lọc thông cao LC :

Sơ đồ mạch:

• Điện áp ra V0

• Nhận xét:

Tần số này gọi là tần số cộng hưởng của mạch LC ,ký hiệu