Bộ tài liệu kỹ thuật xung số c3

8/25/2020 KỸ THUẬT XUNG SỐ Đỗ Thế Cần Email : dtcan@dut.udn.vn Mobile: 0907971768 CHƯƠNG 1: TÍN HIỆU XUNG VÀ MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG RLC (Tiếp theo) 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Bài tập nhóm - Thuyết trình kỹ thuật dò đường dùng cho robot bám vạch line - Mỗi nhóm hai sinh viên (1 trình bày phần cứng + trình bày phần thuật tốn) - Mỗi nhóm trình bày 15 phút 3 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Các phương pháp biến đổi dạng xung - Mạch lọc gì? - Có loại mạch lọc nào? Answer - Mạch lọc mạch dùng để giảm thành phần tần số khơng mong muốn khỏi sóng - Mạch lọc thụ động mạch lọc tích cực - Mạch lọc thụ động phân loại theo hai cách: theo linh kiện theo tần số + Theo linh kiện: mạch lọc RC, mạch lọc RL, mạch lọc LC + Theo tần số: mạch lọc tần số cao, mạch lọc tần số thấp, mạch lọc dãi chắn, mạch lọc dãi qua -Mạch lọc dùng đâu hệ Cơ điện tử? 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC -Mạch lọc dùng đâu hệ Cơ điện tử? Mạch nguồn Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC -Mạch lọc dùng đâu hệ Cơ điện tử? Nút nhấn& cơng tắc hành trình Giao thức truyền tin khơng dây - Tăng độ tin cậy tín hiệu - Chia tách tín hiệu truyền dẫn 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Các phương pháp biến đổi dạng xung 4.1 Mạch tích phân Mạch tích phân mạng cực tuyến tính, tín hiệu đầu tỷ lệ với tích phân theo thời gian tín hiệu đầu vào S2(t) S1(t) Các tín hiệu vào điện áp dịng điện Do để cân mặt thứ nguyên (đơn vị đo) tất thứ nguyên số tích phân K đảm nhiệm 𝑢 𝑡 = 𝐾 𝑢 (𝑡)𝑑𝑡 K = constant Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Nếu tín hiệu vào điện áp điện áp đầu mạch tích phân có dạng: 𝑢 𝑡 = 𝐾 𝑢 (𝑡)𝑑𝑡 Mạch tích phân thường sử dụng thiết bị: - Thiết bị chọn lọc so sánh tín hiệu - Thiết bị tính tốn - Thiết bị đo lường - Thiết bị tạo tín hiệu xung răn cưa Hãy tìm trình bày ứng dụng mạch lọc thiết bị CĐT? - Thiết bị biến đổi Analog-Digital - Thiết bị hiển thị 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Các phương pháp biến đổi dạng xung 4.1 Mạch tích phân 4.1.1 Mạch tích phân RC Tầng số cắt mạch lọc: R Vo Vi C i 𝑓= 2𝜋𝑅𝐶 vi biến thiên theo thời gian  vR vC biến thiên theo thời gian: vi(t) = vR(t) + vC(t) Khi vi có tần số fi cao so với fC Dung kháng XC không đáng kể do: XC = 1/2𝜋fiC Tín hiệu lấy C => R >> XC => vR(t) >> vC(t) Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Đối với tụ C: vC(t) = R 𝑖(𝑡)𝑑𝑡 𝐶 𝑖(𝑡)𝑑𝑡 Ta có: vo(t) = vC(t) Vo Vi 𝐶 C =>vo(t) = Trong đó: i(t) = vi(t)/R (ta bỏ qua XC R>>XC) Vì ta có: vo(t) = =>vo(t) = 𝐶 𝑅𝐶 𝑣 𝑡 𝑑𝑡 𝑅 𝑣 𝑡 𝑑𝑡 10 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Với vo(t) = 𝑅𝐶 𝑣 𝑡 𝑑𝑡 => điện áp vo(t) tích phân điện áp vào vi(t) R Vì ta tính hệ số tỉ lệ k: Vo Vi C k= 𝑅𝐶 Điều kiện mạch tích phân fi >> fC: => fi ≫ 2𝜋𝑅𝐶 => RC >> => 𝜏 ≫ T 2𝜋 2𝜋𝑓 = T 2𝜋 (Ti chu kỳ xung) (Vì 𝜏 = RC số thời gian ) 11 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC R Vo Vi 𝜏 > Ti 12 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Trường vi chuỗi xung vng khơng đối xứng với ton> toff ta có: - Khi ton ngõ vào có điện áp cao nên tụ C nạp điện - Khi toff ngõ vào có điện áp 0V nên tụ xả điện - Do thời gian toff < ton nên tụ chưa xả điện hết lại nạp điện tiếp làm cho điện áp tục tăng dần => tín hiệu có dạng xung nấc thang 13 13 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Các phương pháp biến đổi dạng xung 4.1.2 Mạch tích phân RL L vi vo R Bài tập 1: Hãy chứng minh mạch tích phân RL có tín hiệu đầu tỉ lệ tích phân với đầu vào theo thời gian Tín hiệu lấy R 14 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Các phương pháp biến đổi dạng xung 4.1.2 Mạch tích phân dùng Op-amp - R1 C tạo số thời gian 𝜏 = R1C C - R2 dùng để bù nhiệt cho Op-amp, thông thường ta chọn R2 =R1 R1 - Do vi vào ngõ đảo: vi vo =>vo(t) = − - Hệ số tỉ lệ: R2 𝑅𝐶 𝑣 𝑡 𝑑𝑡 k = −(1/R1C) - Nếu ngõ vào nhận xung vuông, qua R1 ngõ vào đảo nhận xung tam giác nên ngõ xung tam giác 15 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Thảo luận mạch ứng dụng Phân tích so sánh hai mạch nguồn sau Nêu vai trò mạch lọc RC RL hai mạch điện 16 8/25/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC EURO robot competition video 17