1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

chương 7 Ứng dụng khuếch đại thuật toán vào việc thiết kế các bộ lọc tần số thấp docx

12 1K 8

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 12
Dung lượng 146,32 KB

Nội dung

Chương 7 : ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀO VIỆC THIẾT KẾ CÁC BỘ LỌC TẦN SỐ THẤP I... Các ứng dụng mạch lọc âm thanh : Bộ tiền khuếch đại phono : Cp, Rp là mạch shunt đầu vào cho t

Trang 1

Chương 7 : ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀO VIỆC THIẾT KẾ CÁC BỘ LỌC TẦN SỐ THẤP

I Hàm truyền :

H(s) =

) (

) )(

(

) (

) )(

( )

(

) (

2 1

2 1

0

n

m

p s p s p s

z s z s z s H s D

s N

=

Trong đó : + H0 =

n

m

b

a

: hệ số tỷ lệ + N(s) = 0 tương ứng với các điểm 0 → z1, z2, …, zm

+ D(s) = 0 tương ứng với các điểm cực → p1, p2, …, pn ⇒Các nghiệm này được gọi là các tần số tới hạn

II Mạch lọc tích cực bậc nhất :

 Mạch lọc thông thấp có độ lợi :

Đây là bộ khuếch đại đảo nên ta có :

H(s) =

-1

2

R

Z

(1)

ω0

H 0

ω

H(s) (dB)

0

R 1

R 2

C

Trang 2

Z2 =

C sR R

sC R

sC R

2 2 2

2

1 1

1

+

= +

(2)

Thay (2) vào (1) :

H(s) =

-0

0 2

1

2

1

1 1

1

ω

ω j

H C sR R

R

+

=

Trong đó : H0 =

-1

2

R

R

(4) và ω0 =

C

R2

1

(5)



 Mạch lọc thông cao có độ lợi :

Đây là bộ khuếch đại đảo nên ta có :

H(s) =

-1

2

Z

R

(1)

Z1 = R1 +

sC

1

sC

Cs

R1 +1

= (2)

Thay (2) vào (1) :

ω0

H

0

ω

H(s) (dB)

0

v i

R 2

R 1

C

v o

Trang 3

H(s) =

-0

0 0 1

1 1

2

1 1

ω ω ω ω

j

j H C sR

C sR R

R

+

=

Trong đó : H0 =

-1

2

R

R

(4) và ω0 =

C

R1

1

(5)



 Mạch lọc thông dải băng rộng :

Đây là mạch khuếch đại đảo nên : H(s) =

-1

2

Z

Z

(1)

Z1 = R1 +

1

1

sC =

1

1

sC

s C

(2)

Z2 =

2 2 2

2 2

2 2

1 1

1

C sR R sC

R

sC R

+

= +

(3)

Thay (2) và (3) vào (1) ta được :

H(s) =

-



 +





 +

= +

+

H L

L j j

j H

C sR C

sR

C sR R

R

ω

ω ω

ω ω ω

1 1

1

1 1

2 2 1

1

1 1 1

ωL

H

0

ω

H(s) (dB)

v o

v i

R 2

R 1

Trang 4

Trong đó : H0 =

-1

2

R

R

(5) ; ωL =

1 1

1 C

R (6); ωH =

2 2

1 C

R (7) III Các ứng dụng mạch lọc âm thanh :



 Bộ tiền khuếch đại phono :

Cp, Rp là mạch shunt đầu

vào cho ta phối hợp trở kháng

với nguồn C1 cho ta điểm gãy

ở tần số thấp (dưới 20 Hz) để

ngăn chặn thành phần DC và

bất kỳ thành phần tần số nào

nằm dưới băng âm thanh, nên

C1 khá lớn và được coi là ngắn

mạch AC

H(s) = 1 +





 +





 +

+ +

3 2

1 1

3 2

1 1

1

f

f j f

f j f

f j R

R R

(1)

H0 = 1 +

1

3 2

R

R

R +

(2); f1 =

) )(

//

( 2

1

3 2 3

10K 1K

f (Hz)

H(s) (dB)

20

f 2

100 f1

f 1 = 500 Hz; f 2 = 50 Hz; f 3 = 2122 Hz

C 3

R 3

R P

R 1

R 2

C 2

R’

C 1

C P

Trang 5

v i v o

R 3

R 1

R 2

C 2

C 1

v i

v o

C

1

R 2

R 5

R 4

C

2

f2 =

2 2

2

1

C

R

π (4); f3 = 2 3 3

1 C R

π (5)



 Bộ tiền khuếch đại băng từ :

C1 khá lớn và được coi là

ngắn mạch AC : 1

ZC <<

H(s) = 1 +

2

1 1

3 1

1 f

f j f

f j R

R +

+

(1);

H0 = 1 +

1

3

R

R

(2)

f1 =

2 2

2

1

C R

π (3); f2 = 2 ( 2 3) 2

1 C R

R +



 Bộ điều chỉnh tone tích cực :

60

f (Hz)

H(s) (dB)

40 20

f 2

100 1K 10K

f 1 = 3183 Hz; f 2 = 50 Hz;

Trang 6

2 1 2

1

1

R

R R A R

R

R

B

+

+ (1) và fB = 2 2 1

1 C R

π (2)

3

5 3 1 5

3

1

R R R A R R

R

R

T

+ +

≤ +

1 C R

π (4)



 Bộ cân bằng graphic :

H (dB)

A Bmax

A Bmin

A Tmax

A Tmin

v i

v o

C 1

R 2

C 2

Trang 7

C2 đóng vai trò hở mạch ở tần số thấp, C1 đóng vai trò ngắn mạch ở tần số cao Các linh kiện được chọn sao cho : R3 >> R1 R3 = 10R2 (1);

C1 = 10C2 (2) thì tần số trung tâm

của dải băng tần là :

f0 =

2 2

1 2

20

/ 2

C R

R R π

+

(3);

1

2 1 0 2

1

1

3

3 3

3

R

R R A R

R

IV Đáp ứng bậc hai chuẩn :



 Bộ lọc thông thấp bậc hai KRC :

Mạch khuếch đại không đảo có độ lợi :

K = 1 +

A

B

R R

(1)

H(s) =

2 2 1 1 2 2 2 1 1

) 1 [(

K

+ +

+

H0 = K (3); ω0 =

2 2 1 1

1 C R C

ω1 =

1

1

1

C

R (5); ω2 =

2 2

1 C

R (6)

H

ω

H

H (dB)

C1 1

C2 2

R

1

R 2

R A

R B

v o /K

Trang 8

v i

v o

nC

C

Q =

) /(

) /(

) /(

)

1

(

1

1 1 2 2 1

2 2 1 2

2 1

R

a Mạch KRC linh kiện bằng nhau : R1 = R2 = R; C1 = C2 = C

H0 = K(1); ω0 =

RC

1

(2); Q =

K

− 3

1

(3)

b Mạch lọc KRC độ lợi đơn vị : K = 1

Gọi R2 = R; C2 = C ta có :

R1 = mR (1); C1 = nC (2)

ω0 =

RC n m

1

(3); Q =

1

+ m

n m

(4)

Trong thực tế ta chọn n ≥ 4Q2 (5)

Khi đó : m = k + k2 − 1 (6) và k =

1

2Q2 − n

(7)

Trang 9

 Bộ lọc thông cao KRC :

H(s) = H0

2 0

2

0

2

0

1 1

ω ω

ω

s Q s

s

+ +





(1)

ω0 =

2 2 1 1

1 C R C

Q =

) /(

) /(

) /(

)

1

(

1

1 2 2 1 2

2 1 1 1

1 2

R

* K = 1 : C1 = nC2 (1); R1 = mR2 (2);

ω0 =

RC n m

1

(3); Q =

1

/ + n

m n

(4)

* Nếu C1 = C2 = C và R1 = R2 = R thì :

ω0

H

0

ω

H(s) (dB)

0

C 1

R 1

R A

R B

R 2

Trang 10

ω0 =

RC

1

(1); Q =

K

− 3

1

(2) Nếu K = 3 mạch sẽ tự dao động

 Bộ lọc thông dải KRC :

H(s) = H0

2 0

2

0

0

1 1

ω ω

ω

s Q s Q s

+ +

(1)

H0 =

2

1 2

1 3

1

1 )

1

(

1

R

R C

C R

R K

K





 + +

− +

(2); ω0 =

2 2 1 1

3

1/ 1 C R C R

R R +

ω0 ωH

Q

C 1

R 3

R A

R B

R 2

R 1

Trang 11

Q=

) /(

) /(

) /(

] / )

1

(

1

[

/ 1

1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 2 3 1

3 1

C R C R C

R C R C R C R R R K

R R

+ +

+

+

(4)

* Nếu Q >

3

2

và ta chọn R1 = R2 = R và C1 = C2 = C, khi đó :

H0 =

K

K

4 (2’); ω0 =

RC

2

(3’); Q =

K

− 4

2

(4’)

ω0 = ωLωH (5); Q =

BW 0

ω

(6)

ωL = ω 0 

− +

Q

1 4

1 1

2 (7)

ωH = ω 0 

+ +

Q

1 4

1 1

2 (8)



 Bộ lọc chắn dải :

C

2C

R 3

R A

R B

R/2

R 1

C

Trang 12

H(s) = H0

2 0

2

0

2 2

1 1

1

0

ω ω

ω

s Q s

s

+ +

+

(1)

H0 = K (2); ω0 =

RC

1

(3); Q =

K

− 4

1

(4)

Ngày đăng: 30/03/2014, 15:20

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w