Nghiên cứu thiết kế các mạch lọc tương tự

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  - LÊ VĂN LONG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC MẠCH LỌC TƯƠNG TỰ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Huế - 2016 EBOOKBKMT.COM ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  - LÊ VĂN LONG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC MẠCH LỌC TƯƠNG TỰ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN: THS NGUYỄN VĂN ÂN Huế - 2016 EBOOKBKMT.COM i LỜI CẢM ƠN Với phân công Khoa Điện Tử - Viễn Thông đồng ý thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Ân cho phép em thực đề tài “Nghiên cứu thiết kế mạch lọc tương tự “ Để thực đề tài này, em xin chân thành cám ơn thầy cô tận tình hướng dẫn, giảng dạy em suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trường Đại học Khoa học Huế Xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Ân tận tình, đáo giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng đề thực đồ án hoàn chỉnh Song ban đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, bên cạnh hạn chế kiến thức kinh nghiệm không tránh khỏi thiếu sót mà thân chưa nhìn Kính mong góp ý q thầy, bạn để đồ án hoạn thiện Em xin chân thành cám ơn Huế, tháng năm 2016 Sinh viên LÊ VĂN LONG EBOOKBKMT.COM ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC .ii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ iv DANH SÁCH CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG MẠCH LỌC TÍCH CỰC 1.1 Khái niệm mạch lọc tần số .2 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.2 Mạch lọc tích cực 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Mạch lọc thông cao 1.2.3 Mạch lọc thông thấp (Low Pass Filter) 1.2.4 Mạch lọc thông dải (Bandwith Filter) 10 1.2.5 Mạch lọc thông cắt 14 CHƯƠNG MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG .17 2.1 Khái niệm .17 2.1.1 Khái niệm .17 2.1.2 Phân loại mạch lọc thu động 17 2.1.3 Ưu điểm nhược điểm 17 2.2 Mạch lọc RC 17 2.2.1 Mạch lọc thông cao 17 EBOOKBKMT.COM iii 2.2.2 Mạch lọc thông thấp 19 2.2.3 Mạch lọc thông dải 20 2.3 Mạch lọc LC 21 2.3.1 Mạch lọc thông cao 21 2.3.2 Mạch lọc thông thấp 22 2.4 Mạch lọc LRC 23 2.4.1 Mạch lọc thông cao 23 2.4.2 Mạch lọc thông thấp 24 2.4.3 Mạch lọc thông dải 25 2.4.4 Mạch lọc thông cắt 25 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH LỌC RC THÔNG THẤP VÀ THÔNG CAO 27 3.1 Thiết kế 27 3.1.1 Mạch lọc RC thông cao 27 3.1.2 Mạch lọc RC thông thấp 29 3.2 Sơ đồ nguyên lý .32 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý .32 3.2.2 Nguyên lý hoạt động 32 3.3 Sơ đồ mạch in: .34 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 EBOOKBKMT.COM iv DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 HPF không đảo bậc Hình 1-2 HPF đảo bậc .3 Hình 1-3 Mạch lọc thơng cao bậc .5 Hình 1-4 Mạch lọc thơng cao bậc C1=C2=C Hình 1-5 LPF bậc khơng đảo Hình 1-6 LPF bậc đảo .7 Hình 1-7 Sơ đồ tổng quát mạch lọc thông thấp bậc Hình 1-8 Mạch lọc thơng thấp bậc đa hồi tiếp Hình 1-9 Mạch Sallen-Key BPF 11 Hình 1-10 Mạch lọc thơng dãi đa hồi tiếp 12 Hình 1-11 Mạch lọc Twin-T 14 Hình 1-12 Mạch lọc Wien-Robinson 15 Hình 2-2-1 Mạch lọc RC thông cao 18 Hình 2-2-2 Dạng sóng vào mạch lọc RC thơng cao .18 Hình 2-2-3 Quan hệ điện áp vào mạch lọc RC thông cao 18 Hình 2-2-4 Mạch lọc RC thơng thấp 19 Hình 2-2-5 Dạng sóng vào mạch lọc RC thơng thấp .20 Hình 2-2-6 Quan hệ điện áp vào mạch lọc RC thông thấp 20 Hình 2-2-7 Mạch lọc RC thơng dãi 20 Hình 2-8 Đặc tuyến truyền đạt mạch RC lọc thơng dãi .21 Hình 2-9 Mạch lọc LC thông cao .21 Hình 2-10 Quan hệ điện áp vào mạch lọc LC thông cao .22 Hình 2-11 Mạch lọc LC thơng thấp 22 EBOOKBKMT.COM v Hình 2-12 Quan hệ điện áp vào mạch lọc LC thông thấp 23 Hình 2-13 Mạch lọc thơng cao RLC 24 Hình 2-14 Mạch lọc thông thấp RLC 24 Hình 2-15 Mạch lọc thơng dãi RLC 25 Hình 2-16 Mạch lọc thơng cắt RLC 25 Hình 3-1: Mạch lọc RC thông cao bậc .27 Hình 3-2: Mạch lọc RC thông cao bậc .27 Hình 3-3: Mạch lọc RC thông cao bậc .28 Hình 3-4 Đồ thị quan hệ điện áp vào mạch lọc thông cao 29 Hình 3-5: Mạch lọc RC thơng thấp bậc 29 Hình 3-6: Mạch lọc RC thơng thấp bậc 30 Hình 3-7: Mạch lọc RC thông thấp bậc 30 Hình 3-8 Đồ thị quan hệ điệp áp vào điện áp mạch lọc RC thơng thấp 31 Hình 3-9 Sơ đồ nguyên lý mạch lọc thông thấp thông cao sử dụng RC .32 Hình 3-10: Sơ đồ mạch in 35 EBOOKBKMT.COM vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1-1 Hàm truyền mạch LPF đảo không đảo bậc Bảng 3-1 Kết đo điện áp mạch lọc thông cao .28 Bảng 3-2 Kết đo điện áp mạch lọc thông thấp 31 EBOOKBKMT.COM vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải Dịch nghĩa BPF Bandwith Pass Fitter Mạch lọc thông dải HPF Hight Pass Fitter Mạch lọc thông cao LPF Low Pass Fitter Mạch lọc thông thấp MFB Multiple FeedBack Đa hồi tiếp EBOOKBKMT.COM MỞ ĐẦU Với phát triển kinh tế giới với nhiều ngành kinh tế, thiếu phát triên kinh tế nước ta Trong ngành công nghiệp điện tử ngành phát triển nhanh với nhiều loại hình Do nhu cầu đời sống người tăng lên, hội thách thức cho ngành điện tử Yêu cầu đặt khắc khe địi hỏi tính thẩm mỹ, gọn nhẹ phù hợp với nhu cầu người Thật vậy, đồ dùng điện tử trở thành thứ thiếu sống Ví dụ điện thoại di động, ti vi… Các đồ dùng điện tử thông minh ngày nhanh chóng phát triển thay đồ dùng lạc hậu Sau thời gian học tập trường, bảo hướng dẫn tận tình thầy cô giáo Khoa Điện Tử - Viễn Thông trường Đại học Khoa học Huế, em có vốn kiến thức định Được đống ý Khoa em giao để tài “Nghiên cứu thiết kế mạch lọc tương tự” Đồ án tốt nghiệp em gồm chương: Chương 1: Mạch lọc tích cực Chương 2: Mạch lọc thụ động Chương 3: Thiết kế mạch lọc RC thông thấp thông cao Bằng nổ lực thân tận tình hướng dẫn thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Ân em hoàn thành đồ án thời gian Do hạn chế với thời gian kiến thức nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mọng góp ý quý thầy, cô Khoa để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn Th.S Nguyễn Văn Ân, quý thầy, cô Khoa bạn tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài Huế, tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Văn Long