ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài TÌM HIỂU MẠCH CHỮ T VÀ PI Student PHẠM VĂN THẮNG Lớp ĐTVT 03 K65 Supervisor TS NGUYỄN NAM PHONG Hà Nội, May 19, 2023 TA[.]
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: TÌM HIỂU MẠCH CHỮ T VÀ PI Student: PHẠM VĂN THẮNG Lớp ĐTVT 03 - K65 Supervisor: TS NGUYỄN NAM PHONG Hà Nội, May 19, 2023 TABLE OF CONTENTS LIST OF FIGURES LIST OF TABLES CHAPTER MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG CHỮ T 1.1 Khái niệm chung 1.2 Nguyên lý 1.3 Ví dụ mạch chữ T CHAPTER MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG HÌNH PI 2.1 Khái niệm chung 2.2 Nguyên lý 2.3 Ví dụ mạch hình PI DANH SÁCH ẢNH Figure 1.1 Mạch phối hợp trở kháng chữ T Figure 1.2 Mạch chữ T sau tách làm chữ L Figure 1.3 Mạch low-pass chữ T Figure 2.1 Mạch phối hợp trở kháng hình PI Figure 2.2 Mạch phối hợp trở kháng hình PI sau tách Figure 2.3 Mạch PI nối tiếp tương đương Figure 2.4 Mạch low-pass hình PI DANH SÁCH BẢNG CHAPTER MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG CHỮ T 1.1 Khái niệm chung Mạch phối hợp trở kháng chữ T (T-match) mạch điện sử dụng viễn thông ứng dụng điện tử để điều chỉnh phối hợp trở kháng tín hiệu vào (Zin) tải (RL) Mạch T-match sử dụng để đạt phù hợp trở kháng nguồn tải, đảm bảo truyền tải tín hiệu tối ưu 1.2 Nguyên lý Nguyên lý hoạt động mạch T-match tạo trở kháng tương đương với RL tần số làm việc Điều đảm bảo tín hiệu từ nguồn truyền tải cách hiệu đến tải mà không gây tượng phản chiếu điện Một mạch khớp T sử dụng để khớp lên xuống Nó Pimạch đối sánh kép Một mạch khớp T hiển thị Hình.1 Giống Pi-match, T-match cho phép đặt tỷ số biến đổi trở kháng hệ số Q kết hợp BW mạch cách độc lập Hình 1.1 Mạch phối hợp trở kháng chữ T Trước chia mạch làm chữ L ta có: Q1 = X1 Ri n ; Q2 = Sau chuyển mạch sang dạng song song thì: X2 RL Q1 = X1 RI ; Q2 = X2 RI Ri n, p = RI = Ri n ∗ (1 + Q21 ); RL , p = RI = RL ∗ (1 + Q22 ) =⇒Q1 = q RI Ri n − 1;Q2 = q RI RL −1 Hình 1.2 Mạch chữ T sau tách làm chữ L 1.3 Ví dụ mạch chữ T Hình 1.3 Mạch low-pass chữ T Ví dụ mạch low-pass chữ T với thơng số hình vẽ thì: Zi n = (RL + jXL + jwLL ) // jwC + jwLs Suy ra: ReZ = RL h i w2C2 R2L +(XL +wLL − wC ) Xét trường hợp ReZ > RL : Vo ut Vi n = q RL ReZ r = h i w2C2 R2L + XL + wLL − wC Và: Io ut Ii n = q ReZ RL = r w2C2 h i 2 RL +(XL +wLL − wC ) Xét trường hợp ReZ < RL cơng thức tương tự CHAPTER MẠCH PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG HÌNH PI 2.1 Khái niệm chung Mạch phối hợp trở kháng chữ Pi (Pi-match) loại mạch sử dụng để đạt phù hợp trở kháng nguồn tín hiệu tải Mạch thường sử dụng để tối ưu hóa chuyển đổi trở kháng ứng dụng điện tử, truyền thơng, ampli tín hiệu, truyền thông không dây, nhiều ứng dụng khác 2.2 Nguyên lý Nguyên lý hoạt động mạch phối hợp trở kháng hình Pi tạo mạch kết hợp tụ điện cuộn cảm để tạo trở kháng tương đồng với tải, từ đạt phù hợp trở kháng Mạch thiết kế để tối ưu hóa việc chuyển đổi trở kháng giảm phản xạ tín hiệu, đảm bảo truyền tải hiệu suất cao Cách tính tốn mạch phối hợp trở kháng hình Pi thường dựa thơng số trở kháng đầu vào (Zin) trở kháng tải (RL) Sử dụng phương pháp cơng thức tính tốn, ta xác định giá trị tụ điện cuộn cảm mạch để đạt phù hợp trở kháng mong muốn Mạch hình PI có dạng sau: Hình 2.1 Mạch phối hợp trở kháng hình PI Chia mạch làm nửa, nửa mạch chữ L sau: Hình 2.2 Mạch phối hợp trở kháng hình PI sau tách Khi Q nửa là: Q1 = Ri n X1 ; Q2 = RL X2 Biến đổi mạch sang dạng nối tiếp: Hình 2.3 Mạch PI nối tiếp tương đương Q1 = XA Ri n ; Q2 = Sau biến đổi ta có: XB Ri n Ri n, s = RI = Ri n ∗ (1 + Q21 ); RL , s = RI = RL ∗ (1 + Q22 ) Từ : Q1 = q Ri n RI − 1;Q2 = q RL RI −1 Và: Q = Q1 + Q2 = 2.3 q Ri n RI −1+ q RL RI −1 Ví dụ mạch hình PI Hình 2.4 Mạch low-pass hình PI Ví dụ mạch low-pass hình PI với thơng số hình vẽ thì: hh i i 1 Zi n = (RL + jXL ) // jwCL + jwL // jwC S Ta có: (RL + jXL ) // Với: A = RL −wXLCL RL +RL wCL XL ;B R2L +XL2 = jwCL = A + jB −XL +wXL2CL +R2L wCL R2L +XL2 Đặt: hh i i (RL + jXL ) // jwCL + jwL = E + jD Với: E = A; D = B + wL Suy ra: ReZ = E (1−DwCS )2 +(EwCS )2 Xét trường hợp ReZ > RL : Vo ut Vi n = q RL ReZ = q ReZ RL q RL [(1−DwCS )2 +(EwCS )2 ] E r E RL [(1−DwCS )2 +(EwCS )2 ] = Và: Io ut Ii n = Xét trường hợp ReZ < RL cơng thức tương tự