Chương 2 HỒI TIẾP potx

Chương 2 Chương 2 HỒI TIẾP HỒI TIẾP 1. 1. Các định nghĩa cơ bản Các định nghĩa cơ bản Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra (điện áp hoặc dòng điện) trở về đầu vào thông Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra (điện áp hoặc dòng điện) trở về đầu vào thông qua mạng 4 cực gọi là mạng hồi tiếp qua mạng 4 cực gọi là mạng hồi tiếp K Kht + Xv Xh Xr Xht  2. Phân loại: 2. Phân loại:  A- Phân theo pha tín hiệu,có hai loại hồi tiếp: A- Phân theo pha tín hiệu,có hai loại hồi tiếp:  + Hồi tiếp âm có tín hiệu đưa về ngược pha với tín + Hồi tiếp âm có tín hiệu đưa về ngược pha với tín hiệu vào và làm yếu tín hiệu vào; hiệu vào và làm yếu tín hiệu vào;  + Hồi tiếp dương có tín hiệu đưa về đồng pha với tín + Hồi tiếp dương có tín hiệu đưa về đồng pha với tín hiệu vào và làm mạnh tín hiệu lên, thường chỉ ứng hiệu vào và làm mạnh tín hiệu lên, thường chỉ ứng dụng trong mạch tạo dao động. dụng trong mạch tạo dao động.  B- Phân theo dạng tín hiệu cũng có hai loại B- Phân theo dạng tín hiệu cũng có hai loại  + Hồi tiếp một chiều, HT âm một chiều dùng ổn định + Hồi tiếp một chiều, HT âm một chiều dùng ổn định chế độ công tác chế độ công tác  + Hồi tiếp xoay chiều, HT âm xoay chiều dùng ổn + Hồi tiếp xoay chiều, HT âm xoay chiều dùng ổn định tham số mạch điện định tham số mạch điện  Trong chương này chỉ xét HT âm xoay chiều, HT Trong chương này chỉ xét HT âm xoay chiều, HT dương xét trong chương dao động dương xét trong chương dao động  C- Phân theo mạch điện có 4 loại C- Phân theo mạch điện có 4 loại  + HT nối tiếp điện áp + HT nối tiếp điện áp   + HT song song điện áp + HT song song điện áp  + HT nối tiếp dòng điện + HT nối tiếp dòng điện  + HT song song dòng điện + HT song song dòng điện U2 K Kht K Kht K Kht K Kht U1 U2k U2ht U1ht U1k I1 I2kI1k I2 I2ht I1ht I2ht  3. 3. Phương trình cơ bản mạng 4 cực có HT Phương trình cơ bản mạng 4 cực có HT  Xét một sơ đồ khối tổng quát: Xét một sơ đồ khối tổng quát:  Hình 2.3 Sơ đồ khối toàn phần của bộ KĐ có hồi tiếp Hình 2.3 Sơ đồ khối toàn phần của bộ KĐ có hồi tiếp  Giả thiết các khối là hệ tuyến tính và tín hiệu theo mũi tên. Giả thiết các khối là hệ tuyến tính và tín hiệu theo mũi tên.  Chúng ta có hệ PT sau: Chúng ta có hệ PT sau: X X r r = = KX KX h h ; ; X X v v = = K K n n X X n n  X X h h = = X X v v - - X X ht ht ; ; X X ht ht = = K K ht ht X X r r  Từ đó rút ra: Từ đó rút ra: K K ’= (2.1) ’= (2.1)  K K tp tp = = X X r r / / X X n n = = K’K K’K n n (2.2) (2.2)  Gọi Gọi K K v= v= KK KK ht là hệ số KĐ vòng; đặt ht là hệ số KĐ vòng; đặt g g =1+ =1+ KK KK ht là độ sâu hồi ht là độ sâu hồi tiếp tiếp  Các tham số Các tham số K K v và v và g g dùng đánh ngía mức thay đổi các tham số dùng đánh ngía mức thay đổi các tham số của bộ KĐ do HT âm gây ra và đánh giá mức độ ổn định bộ KĐ của bộ KĐ do HT âm gây ra và đánh giá mức độ ổn định bộ KĐ có HT có HT K Kht + Kn htv r KK K X X + = 1  Một số trường hợp cụ thể: Một số trường hợp cụ thể:  Khi Khi |1+ |1+ KK KK ht ht |>1 chúng ta có HT âm (| |>1 chúng ta có HT âm (| K’ K’ | < | | < | K K |. Trường hợp |. Trường hợp ngược lại có HT dương. ngược lại có HT dương.  Đặc biệt Đặc biệt K K v v = = KK KK ht ht >>1 tức: >>1 tức: K K ’= ’= X X r r / / X X v v =1/ =1/ K K ht ht và và K K tp tp = = X X r r / / X X n n = = K K n n / / K K ht ht  Từ đây có thể nói, một hệ thống khép kín có hệ số KĐ vòng Từ đây có thể nói, một hệ thống khép kín có hệ số KĐ vòng rất lớn thì hàm truyền đạt hầu như không phụ thuộc vào các rất lớn thì hàm truyền đạt hầu như không phụ thuộc vào các tính chất của mạng 4 cực KĐ mà chỉ phụ thuộc vào tính chất tính chất của mạng 4 cực KĐ mà chỉ phụ thuộc vào tính chất của mạng 4 cực hồi tiếp. Vì vậy muốn xây dựng bộ KĐ chính của mạng 4 cực hồi tiếp. Vì vậy muốn xây dựng bộ KĐ chính xác, phải dùng linh kiện chính xác trong mạch hồi tiếp. xác, phải dùng linh kiện chính xác trong mạch hồi tiếp. 3. 3. Phương pháp phân tích bộ KĐ có Phương pháp phân tích bộ KĐ có hồi tiếp hồi tiếp  Để phân tích mạch có HT thường dùng các PP: Để phân tích mạch có HT thường dùng các PP:  - Lý thuyết mạng 4 cực; - Lý thuyết mạng 4 cực;  - Các định luật Kiếc khốp; - Các định luật Kiếc khốp;  - Phân tích khối trong kỹ thuật điều khiển - Phân tích khối trong kỹ thuật điều khiển  Chúng ta sử dụng pp phân tích khối để phân tích, pp này cho Chúng ta sử dụng pp phân tích khối để phân tích, pp này cho phép nhanh chóng nhận ra được nguyên tắc làm việc của mạch phép nhanh chóng nhận ra được nguyên tắc làm việc của mạch và chuyển các mạch có HT về cấu trúc chuẩn. Từ đó xác định và chuyển các mạch có HT về cấu trúc chuẩn. Từ đó xác định và đánh giá các đại lượng của mạch. Từ mạch cụ thể chuyển và đánh giá các đại lượng của mạch. Từ mạch cụ thể chuyển về cấu trúc như hình 2.3. Sau đó thực hiện quá trình phân tích về cấu trúc như hình 2.3. Sau đó thực hiện quá trình phân tích theo lưu đồ 2.1 theo lưu đồ 2.1  Lưu đồ phân tích mạch KĐ có hồi tiếp Lưu đồ phân tích mạch KĐ có hồi tiếp Bắt đầu Xác định Xr HT áp: Xr=Ur HT dòng Xr=Ir Chọn Xn, Xr, Xh Nối tiếp: Xn điện áp không tải nguồn TH bằng SĐ tương đương điện áp, Xv,Xh áp Song song: dòng ngắn mạch nguồn TH. Biểu diễn nguồn bằng SĐ tương đương; Xv,Xh dòng Xây dựng hệ PT: Xr=f1(Xh) Xh=f2(Xn,Xr) áp dụng nguyên lý xếp chồng Xác định K,Kht,Kv Tính g=1+KKht Vẽ sơ đồ tín hiệu như 2.3 Xác định tiếp các thông số cần thiết khác Kết thúc  Ví dụ: Tính toán mạch EC có HT âm dòng theo hình Ví dụ: Tính toán mạch EC có HT âm dòng theo hình 2.4 2.4  Bước 1: Mạch HT dòng nên chon X Bước 1: Mạch HT dòng nên chon X r r =I =I c c  Bước 2: HT về đầu và là nối tiếp nên X Bước 2: HT về đầu và là nối tiếp nên X n n là đ/áp là đ/áp nguồn TH không tải, X nguồn TH không tải, X n n =U =U n n ; X ; X h h =I =I b b (vì I (vì I c c = = β β I I b b ) )  Bước 3: I Bước 3: I r r = = β β I I b b ; I ; I b b = (U = (U n n -I -I r r R R e e )/(R )/(R n n +r +r be be +R +R e e ) )  Bước 4: Vẽ hình qui về mạch chuẩn Bước 4: Vẽ hình qui về mạch chuẩn Rc Rn Un Re Rn Un rbe Re βIb Rc Ib Ic Ic 1/(Rn+Re+rbe) K=β Re/(Rn+Re+rbe) + Un Bước 5: xác định K= Bước 5: xác định K= β β ; K ; K n n = 1/(R = 1/(R n n +r +r be be +R +R e e ); K ); K ht ht =R =R e e /(R /(R n n +r +r be be +R +R e e ) ) Bước 6: Tính |KK Bước 6: Tính |KK ht ht |= |= β β R R e e /(R /(R n n +r +r be be +R +R e e )>>1 )>>1 X X r r =(1/K =(1/K ht ht )X )X v v =>X =>X r r ~K ~K n n X X n n /K /K ht ht X X r r =I =I c c ~X ~X v v /R /R e e =U =U n n /R /R e e Hệ số KĐ áp: K’ Hệ số KĐ áp: K’ u u =U =U r r /U /U n n =-I =-I r r R R c c /U /U n n ~R ~R c c /R /R e e Với |KK Với |KK ht ht |>>1 |>>1 Iv Ib Iht Ic 4. 4. Ảnh hưởng HT âm đến các tính chất Ảnh hưởng HT âm đến các tính chất bộ KĐ bộ KĐ  4.1. Ảnh hưởng đến độ ổn định HSKĐ 4.1. Ảnh hưởng đến độ ổn định HSKĐ  Gọi sai số HSKĐ toàn phần bộ KĐ có HT là Gọi sai số HSKĐ toàn phần bộ KĐ có HT là Δ Δ K K tp tp , bộ không có , bộ không có HT là HT là Δ Δ K , vi phân toàn phần biểu thức (2.2) theo K, K K , vi phân toàn phần biểu thức (2.2) theo K, K ht ht , K , K n n chúng ta có chúng ta có  dK dK tp tp =(K/(1+KK =(K/(1+KK ht ht ))dKn +KnK((-1)K/(1+KK ))dKn +KnK((-1)K/(1+KK ht ht )²)dK )²)dK ht ht +(K +(K n n / / (1+KK (1+KK ht ht )²)d )²)d K K  Suy ra sai số tương đối: Suy ra sai số tương đối:  Δ Δ K K tp tp /K /K tp tp ~ ~ Δ Δ K K n n /K /K n n –(KK –(KK ht ht /(1+KK /(1+KK ht ht )). )). Δ Δ K K ht ht /K /K ht ht +(1/(1+KK +(1/(1+KK ht ht ). ). Δ Δ K/K K/K  Từ đây có thể kết luận: Sai số tương đối bộ KĐ có HT nhỏ hơn bộ Từ đây có thể kết luận: Sai số tương đối bộ KĐ có HT nhỏ hơn bộ KĐ không HT (1+KK KĐ không HT (1+KK ht ht ) lần. ) lần.  Các tác dụng cụ thể với từng loại HT xem bảng 2.2 Các tác dụng cụ thể với từng loại HT xem bảng 2.2 [...]... phi tuyến cũng nhỏ hơn g lần 4.5 Ảnh hưởng đến tạp âm Giả thiết tạp âm đưa vào giữa hai tầng của một bộ KĐ Xta K1 +  Xth Chúng ta có PT:  + [(Xth-KhtXr)K1+Xta]K2=Xr Kht K2 Xr       Chuyển vế ta có: Xr=[K1K2/(1+K1K2Kht)]Xth+[K2/(1+K1K2Kht)]Xta Từ đây có thể kết luận: tỉ số tín hiệu trên tạp âm càng lớn khi K1 lớn và chỉ có thể khử tạp âm sau tầng thứ nhất chứ HT không thể làm giảm tạp âm xuất...4 .2 Ảnh hưởng tới trở kháng vào        HT âm làm thay đổi trở kháng vào của phần mạch nằm trong vòn HT và chỉ phụ thuộc vào cách mắc mạch HT về đầu vào (nối tiếp hay song song) A Trường hợp nối tiếp: + khi không HT(KhtXr=0) Zv=Uv/Iv= (Uh+U’)/Iv= rh+rrht + Có HT Z’v=Uv/Iv= (Uh+U’+KhtXr)/Iv = (Uh(1+KKht)+U’)/Iv... (Uh(1+KKht)+U’)/Iv Vậy: Z’v= grh+rrht        B Trường hợp song song: - Không HT: Yv= 1/Zv=Iv/Uv= (Ih+I’)/U= 1/rh + 1/rrht - Có HT: Yvht=(Ih+I’+KhtXr)/U= g/rh + 1/rrht =>Zvht=Zv/g Vậy HT âm nối tiếp làm tăng trở kháng vào của phần mạch nằm trong vòng HT lên g lần và HT song song làm giảm đi g lần 4.3 Ảnh hưởng đến trở kháng ra, cách phân tích tương tự chúng ta có kết luận: với HT âm dòng điện . Chương 2 Chương 2 HỒI TIẾP HỒI TIẾP 1. 1. Các định nghĩa cơ bản Các định nghĩa cơ bản Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra (điện áp hoặc dòng điện) trở về đầu vào thông Hồi tiếp. PT:  [(X [(X th th -K -K ht ht X X r r )K )K 1 1 +X +X t t a a ]K ]K 2 2 =X =X r r K1 K2 Kht + + Xth Xta Xr  Chuyển vế ta có: Chuyển vế ta có:  X X r r =[K =[K 1 1 K K 2 2 /(1+K /(1+K 1 1 K K 2 2 K K ht ht )]X )]X th th +[K +[K 2 2 /(1+K /(1+K 1 1 K K 2 2 K K ht ht )]X )]X ta ta  Từ. áp  + HT nối tiếp dòng điện + HT nối tiếp dòng điện  + HT song song dòng điện + HT song song dòng điện U2 K Kht K Kht K Kht K Kht U1 U2k U2ht U1ht U1k I1 I2kI1k I2 I2ht I1ht I2ht  3. 3.