Đề cương ôn tập kỹ thuật điện tử docx

- Định nghĩa : Mạch khuếch đại là mạch để làm tăng cường độ điện áp hay dòng điện của tín hiệu vào.. - Bản chất : Là m t quá trình bi n đ i năng lến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó n

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1

LỚP : D11VT6

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP

BT Chương 1 : Mạch EC, CC

BT Chương 2 : Tất cả

BT Chương 3 : Mạch cầu viên, mạch 3 mắt RC

BT Chương 4 : Bộ đa hài tự dao động dùng KĐTT

BT Chương 5 : Điều biên

Câu hỏi lý thuyết : 1, 3, 4, 8, 15, 16, 17, 26, 32, 40, 46, 48

1 Ngân hàng câu hỏi thi

● Câu hỏi loại 2 điểm

Câu 1 Nêu định nghĩa, bản chất của mạch khuếch đại ? Phân tích các tham số cơ bản của mạch khuếch đại ?

- Định nghĩa : Mạch khuếch đại là mạch để làm tăng cường độ điện áp hay dòng điện

của tín hiệu vào

- Bản chất : Là m t quá trình bi n đ i năng lến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ượng có điều khiển, ở đó năng lượng ng có đi u khi n, đó năng lều khiển, ở đó năng lượng ển, ở đó năng lượng ở đó năng lượng ượng có điều khiển, ở đó năng lượng ng

m t chi u c a ngu n cung c p (không ch a thông tin), đều khiển, ở đó năng lượng ủa nguồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ứa thông tin), được biến đổi thành ượng có điều khiển, ở đó năng lượng c bi n đ i thành ến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ng xoay chi u theo tín hi u đi u khi n đ u vào (ch a đ ng thông tin), ều khiển, ở đó năng lượng ệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), ều khiển, ở đó năng lượng ển, ở đó năng lượng ầu vào (chứa đựng thông tin), ứa thông tin), được biến đổi thành ựng thông tin), làm cho tín hi u ra l n lên nhi u l n và không méoệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), ớn lên nhiều lần và không méo ều khiển, ở đó năng lượng ầu vào (chứa đựng thông tin),

(1) Hệ số khuếch đại

Vì tầng khuếch đại có chứa các phần tử điện kháng nên K là một số phức

K = K exp(j. k )

|K| : Thể hiển quan hệ về cường độ (biên độ) giữa các đại lượng đầu ra và đầu vào

k: Thể hiện độ dịch pha giữa các đại lượng đầu ra và đầu vào

(Độ lớn của |K| và  k phụ thuộc vào tần số  của tín hiệu vào.)

Đồ thị hàm│K| = f() gọi là đặc tuyến biên độ - tần số của tầng khuếch đại

Đồ thị hàm k=f() gọi là đặc tuyến pha - tần số của tầng khuếch đại

Đại lượng đầu ra Đại lượng tương ứng đầu vào

K =

Mẫu 2

(2) Trở kháng lối vào và lối ra

V V

I

U

Z 

r

r r

I

U

Z 

(3) Méo tần số

Méo tần số là méo do độ khuếch đại của mạch khuếch đại bị giảm ở vùng hai đầu giải tần

ở vùng tần số thấp có méo thấp Mt, ở vùng tần số cao có méo tần số cao MC Chúng được xác định theo biểu thức:

C

0 C t

0 t

K

K M

; K

K

Trong đó: K0 là hệ số khuếch đại ở vùng tần số trung bình

KC là hệ số khuếch đại ở vùng tần số cao

Kt là hệ số khuếch đại ở vùng tần số thấp

(4) Méo phi tuyến

Méo phi tuyến là khi UV chỉ có thành phần tần số  mà đầu ra ngoài thành phần hài cơ bản  còn xuất hiện các thành phần hài bậc cao n (n = 2, 3, 4 ) với biên độ tương ứng

3

2, , n

U U U giảm dần Méo phi tuyến là do tính chất phi tuyến của các phần tử như tranzito

gây ra

Hệ số méo phi tuyến được tính:

1

%

n

U



(5) Hiệu suất của tầng khuếch đại

Hiệu suất của một tầng khuếch đại là đại lượng được tính bằng tỷ số giữa công suất tín

hiệu xoay chiều đưa ra tải P r với công suất một chiều của nguồn cung cấp P 0

0

%

r

P P

 

Câu 3 Định nghĩa và phân loại hồi tiếp trong mạch khuếch đại ? Nêu tóm tắt ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến mạch khuếch đại ?

- Định nghĩa : Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra (điện áp hoặc dòng điện) của bộ

khuếch đại về đầu vào thông qua mạch hồi tiếp

- Phân loại hồi tiếp:

Hồi tiếp dương: tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín vào, hồi tiếp dương sẽ làm bộ khuếch đại mất ổn định, do đó nó không được sử dụng trong mạch khuếch đại, hồi tiếp dương được sử dụng trong mạch tạo dao động

2

Hồi tiếp âm: tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào, hồi tiếp âm đóng vai trò rất quan trọng trong mạch khuếch đại Nó cải thiện các tính chất của mạch khuếch đại

- Trong hồi tiếp âm có hồi tiếp âm một chiều và hồi tiếp âm xoay chiều

+ Hồi tiếp âm một chiều được dùng để ổn định điểm làm việc tĩnh

+ Hồi tiếp âm xoay chiều được dùng để ổn định các tham số của bộ khuếch đại

- Mạch điện bộ khuếch đại có hồi tiếp được phân làm 4 loại:

+ Hồi tiếp nối tiếp điện áp: Tín hiệu đưa về đầu vào nối tiếp với nguồn tín hiệu vào và

tỷ lệ với điện áp đầu ra

+ Hồi tiếp nối tiếp dòng điện: Tín hiệu đưa về đầu vào nối tiếp với nguồn tín hiệu vào

và tỷ lệ với dòng điện ra

+ Hồi tiếp song song điện áp: Tín hiệu đưa về đầu vào song song với nguồn tín hiệu vào và tỷ lệ với điện áp đầu ra

+ Hồi tiếp song song dòng điện: Tín hiệu đưa về đầu vào song song với nguồn tín hiệu vào và tỷ lệ với dòng điện ra

- Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến tầng khuếch đại

(1) Làm giảm hệ số khuếch đại

Hồi tiếp âm làm hệ số khuếch đại của tầng khuếch đại có hồi tiếp giảm g lần

K

g



(g = 1 + K.Kht là độ sâu hồi tiếp)

(2) Hồi tiếp âm làm ổn định hệ số khuếch đại

Khi c n dùng các b khu ch đ i có đ n đ nh cao, không b nh hầu vào (chứa đựng thông tin), ến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ại có độ ổn định cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng ịnh cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ịnh cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ưở đó năng lượng ng b i nhi t đ ,ở đó năng lượng ệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin),

đ t p tán c a tranzito, đi n áp ngu n và th i gian s d ng thì ph i s d ng h i ti pại có độ ổn định cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ủa nguồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), ồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ời gian sử dụng thì phải sử dụng hồi tiếp ử dụng thì phải sử dụng hồi tiếp ụng thì phải sử dụng hồi tiếp ảnh hưởng bởi nhiệt độ, ử dụng thì phải sử dụng hồi tiếp ụng thì phải sử dụng hồi tiếp ồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó năng lượng âm

(3) Làm thay đổi trở kháng vào, trở kháng ra của mạch

- Hồi tiếp âm song song làm giảm trở kháng vào của tầng khuếch đại có hồi tiếp g lần

ZV’ = Zv/g

- Hồi tiếp âm nối tiếp làm tăng trở kháng vào của tầng khuếch đại có hồi tiếp g lần

ZV’ = ZV.g

- Hồi tiếp âm điện áp làm giảm trở kháng ra của tầng khuếch đại có hồi tiếp g lần

ZR’ = ZR/g

Xht

XR XV

Sơ đồ khối bộ khuếch đại có hồi tiếp

- Hồi tiếp âm dòng điện làm tăng trở kháng ra của tầng khuếch đại có hồi tiếp g lần.

ZR’ = ZR.g Trong đó Zv, ZR là trở kháng vào ra của tầng khuếch đại Zv’, ZR’ là trở kháng vào ra của tầng khuếch đại có hồi tiếp âm

(4) Tăng độ rộng dải thông

Khi có hồi tiếp âm hệ số khuếch đại của toàn tầng giảm nhưng giải thông của nó được tăng lên (f’ > f)

Ngoài ra hồi tiếp âm còn có tác dụng quan trọng trong khuếch đại như:

- Giảm nhiễu

- Giảm méo phi tuyến

- Giảm méo tần số

…

Câu 4 Trình bày về mạch khuếch đại mắc theo kiểu E chung ?

Thười gian sử dụng thì phải sử dụng hồi tiếpng thì Rn khá nh , Rỏ, R 1//R2 >> rbe nên b qua Rỏ, R 1, R2 và n i tr c a ngu n tín hi u ta ở đó năng lượng ủa nguồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành ệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), có:

Phương trình đường tải:

U CE 0=E C−I C 0 R C−I E 0 R E=E C−I C 0 R C−I C 0

α R E

Vì α ≈1 nên: U CE 0=E C−I C 0 (R C+R E)

Điện trở tải xoay chiều: R t =R t/¿R C

Điện trở tải một chiều: R t −¿ =R C+R E¿

4

E

Rc

IB

R E

R 2

R 1

U r

CE +

Cr

Uv

+12V

Rc +UCC

Trở kháng vào của mạch:

V

v

U

I

Trở kháng ra:

/ /

r

r

U

I

Hệ số khuếch đại dòng

i

K



Hệ số khuếch đại điện áp:

r

U

(Vì rCE >> RC)

C

I S





 là h d n c a tranzito.ỗ dẫn của tranzito ẫn của tranzito ủa nguồn cung cấp (không chứa thông tin), được biến đổi thành

(UT là đi n áp nhi t, Uệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), ệu điều khiển đầu vào (chứa đựng thông tin), T = 26mV 25ở đó năng lượng 0C) Góc pha: Tín hiệu ra ngược pha tín hiệu vào

Câu 8 Khái niệm khuếch đại công suất ? Trình bày về chế độ công tác và điểm làm việc của tầng khuếch đại công suất ?

Khái niệm : Tầng khuếch đại công suất là tầng khuếch đại cuối cùng của bộ khuếch đại, có

tín hiệu vào lớn Nó có nhiệm vụ khuếch đại cho ra tải một công suất lớn nhất có thể được, với độ méo cho phép vào bảo đảm hiệu suất cao

Các tham số cơ bản của tầng khuếch đại công suất là:

- Hệ số khuếch đại công suất Kp là tỷ số giữa công suất ra và công suất vào :

- Hiệu suất là tỷ số công suất ra và công suất cung cấp một chiều P0: %

Hiệu suất càng lớn thì công suất tổn hao trên cực góp của tranzito càng nhỏ

Chế độ công tác và điểm làm việc của tầng khuếch đại công suất :

Tuỳ thuộc vào điểm là việc tĩnh của tranzito mà tầng khuếch đại công suất có thể làm việc

ở các chế độ A, AB, B và C :

Chế độ A là chế độ mà điểm làm việc tĩnh của Tranzito nằm giữa đường tải một chiều, ở chế độ này tín hiệu được khuếch đại cả hai bán chu kỳ Ở chế độ này dòng tĩnh luôn lớn hơn biên độ dòng điện ra nên méo nhỏ nhưng hiệu suất rất thấp (<50%), chế độ này chỉ dùng khi yêu cầu công suất ra nhỏ

V

r p P

P

K 

0

r P

P





Chế độ B là chế độ mà điểm làm việc tĩnh của Tranzito là điểm chuyển tiếp giữa vùng tắt và vùng khuếch đại của nó Ở chế độ này tín hiệu được khuếch đại một nửa chu kỳ Như vậy chế độ B có dòng tĩnh bằng không nên hiệu suất cao (trên dưới 78%)

Chế độ

AB là chế độ mà điểm làm việc tĩnh của Tranzito

là điểm giữa chế độ A và chế độ B Ở chế độ này tín hiệu được khuếch đại hơn một nửa chu

kỳ Lúc này dòng tĩnh bé hơn chế độ A nên hiệu suất cao hơn (<70%) Chế độ AB và B có hiệu suất cao nhưng méo lớn Để giảm méo người ta dùng mạch khuếch đại kiểu đẩy kéo

Chế độ C là chế độ mà điểm làm việc tĩnh của Tranzito nằm trong vùng tắt Ở chế dộ này tín hiệu được khuếch đại nhỏ hơn một nủa chu kỳ Nó được dùng trong các mạch khuếch đại cao tần có tải là khung cộng hưởng để chọn lọc sóng hài mong muốn và có hiệu suất cao

6

t

(A)

IC

t IC0

(AB)

t

IC (B)

t

(C) IC

Khu vực tắt

IC

IB=0

A AB B 0

PCm ax

Khu vực bão hòa

b)

Điểm làm việc của các chế độ khuếch đại

PCmax

-E

U P

U

N U d

Ký hiệu của bộ KĐTT

Câu 15 Nêu các tính chất cơ bản và vẽ đặc tuyến truyền đạt của bộ khuếch đại thuật toán ?

Các tính chất cơ bản :

Bộ khuếch đại thuật toán (KĐTT) là IC khuếch đại có hệ số khuếch đại rất lớn, trở kháng vào lớn, trở kháng ra nhỏ Bộ khuếch đại thuật toán đóng vai trò quan trọng và được dùng rộng rãi trong khuếch đại, tạo tín hiệu sin, xung, trong mạch ổn áp, bộ lọc tích cực…

Khi đưa tín vào cửa thuận thì tín hiệu ra đồng pha với tín hiệu vào Khi đưa tín hiệu vào cửa đảo thì tín hiêu ra ngược pha tín hiệu vào

- Bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng có các tính chất sau:

+ Trở kháng vào ZV = 

+ Trở kháng ra ZR = 0

+ Hệ số khuếch đại K0 = 

Vẽ đặc tuyến truyền đạt :

c)

Dạng dòng điện ra ứng với các chế độ công tác của Tranzito

+ UN điện áp vào cửa đảo + UP điện áp vào cửa thuận + UR điện áp lối ra

+ Bộ khuếch đại thuật toán được cấp nguồn đối xứng

E

+ Ud là điện áp vào hiệu: Ud = UP - UN

U r

R

C

R2 R1

P

Câu 16 Nêu định nghĩa và phân loại mạch tạo dao động ?

Khái niệm: Mạch tạo dao động là mạch khi được cấp nguồn thì nó sẽ tạo ra tín hiệu Tín hiệu

ở đây có thể là dao động sin hay các dạng xung vuông, tam giác, răng cưa…

Phân loại:

(1) Mạch dao động LC: Mạch tạo dao động LC sử dụng khung cộng hưởng LC để tạo dao động, tần số dao động của mạch chính là tần số của khung cộng hưởng

- Mạch dao động ghép biến áp

- Mạch tạo dao động 3 điểm

(2) Mạch dao động RC: Mạch tạo dao động RC thường được sử dụng để tạo dao động ở tần số thấp Mạch sử dụng RC trong khâu hồi tiếp

- Mạch dao động dùng 3 mắt RC trong khâu hồi tiếp

- Mạch dao động dùng mạch cầu Viên trong khâu hồi tiếp

(3) Mạch dao động dùng thạch anh

Câu 17 Trình bày điều kiện và đặc điểm và yêu cầu của mạch tự tạo dao động điều hòa ?

+ K.Kht = 1 gọi là điều kiện cân bằng biên độ

+ K + ht = 2n Với n   0; 1; 2 gọi là điều kiện cân bằng pha (đây là điều kiện hồi tiếp dương)

- Mạch dao động là mạch khuếch đại, nó là mạch khuếch đại tự điều khiển bằng hồi tiếp dương Năng lượng dao động lấy từ nguồn một chiều

- Muốn có dao động thì phải thỏa mãn điều kiện: K.Kht = 1 và K + ht = 2n

- Mạch phải có ít nhất một phần tử tích cực để biến năng lượng một chiều thành năng lượng xoay chiều

- Mạch phải có một khâu điều chỉnh hay một phần tử phi tuyến để ở trạng thái xác lập biên độ dao động là không đổi

 Yêu cầu mạch tạo dao động tạo ra tín hiệu có biên độ, tần số ổn định cao, ít chịu ảnh

hưởng của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm

Để đạt các yêu cầu đó mạch tạo dao động cần thực hiện các biện pháp sau:

- Dùng nguồn ổn áp

- Dùng các phần tử có hệ số nhiệt độ nhỏ

- Giảm ảnh hưởng của tải đến mạch tạo dao động như mắc thêm tầng đệm

- Dùng các linh kiện có sai số nhỏ

- Dùng các phần tử ổn nhiệt…

Câu 26 Trình bày về mạch đa hài tự dao động dùng bộ khuếch đại thuật toán ?

8 Đặc tuyến truyền đạt của bộ KĐTT

U r

R

C

R2 R1

Mạch dao động đa hài dùng bộ KĐTT

Dạng tín hiệu trên các cửa bộ KĐTT

Phân tích nguyên lý làm việc của mạch bắt đầu tại thời điểm mạch đang ở trạng thái bão hoà dương Ura = +Urmax Lập tức qua mạch phân áp R1 R2 đưa về cửa thuận một điện áp:

max 1

P

U



 



Tụ C trước đó nạp điện áp âm, phóng điện qua đầu ra IC, điện trở R, khi phóng hết điện áp

âm rồi nạp tiếp làm cho UC tăng lên Khi UC > UP(+) thì đầu ra lập tức đột biến về -URmax, mạch chuyển sang trạng thái bão hoà âm

Qua mạch phân áp R1 R2 đưa về cửa thuận một điện áp:

max 1

P

U



 



Tụ C đang nạp thì phóng điện (do điện áp ra đổi cực tính) qua điện trở R làm cho UC giảm xuống không, rồi nạp tiếp về phía –URmax Khi UC < UP(-) thì đầu ra đột biến từ -Urmax về +Urmax, mạch chuyển sang trạng thái bão hoà dương Cứ như vậy mạch tự làm việc chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác cho dãy xung vuông ở đầu ra

Khi nguồn nuôi đối xứng có +Urmax= |-Urmax| thì độ rộng xung tx được xác định:

1 2

2

X

R

R

Nếu chọn R1 = R2 thì: tx = R.C.ln31,1R.C

Chu kỳ dao động: T = 2tx  2,2 R.C

Tần số dao động: f =1

1

Câu 32 Trình bày khái niệm về điều chế ? Viết biểu thức, tính và vẽ phổ điều biên ? Quan

hệ năng lượng trong điều biên?

Khái niệm điều chế: Điều chế là quá trình ghi tin tức vào dao động cao tần nhờ biến đổi một

thông số nào đó như biên độ, tần số hay góc pha của dao động cao tần theo tin tức

Phổ điều biên:

Giả thiết tin tức US và tải tin U đều là dao động điều hoà và tần số tin tức biến thiên từ t

max

S

min

S 

Tin tức: u t S( )UˆS.cosS t

Tải tin: u t t( )Uˆt.cost t yêu cầu t S

Do đó tín hiệu điều biên:

uđb(Uˆt UˆS.cosS t).cost t Uˆt.(1m.cost t).cost t (*)

(trong đó: t

S

U

U m

ˆ

ˆ



là hệ số điều chế.)

Hệ số điều chế phải thoả mãn điều kiện m  Khi 1 m  thì mạch có hiện tượng quá 1 điều chế làm cho tín hiệu bị méo trầm trọng

Từ (*) ta có:

^

t

(**) Như vậy, tín hiệu điều biên ngoài thành phần tải tin, còn có hai biên tần

Biên tần trên có tần số từ (tSmin)đến (t Smax)và biên tần dưới từ (t Smax) đến (t Smin)

10 0

t-Smax t-Smin t t+Smin t+Smax