Báo cáo bài tập lớn Điện tử tương tự ii Đề tài tính toán phtk mạch pi,t

Việc này trở nên càng quan trọng hơn khi chúng ta cố gắng truyền tải phần công suất lớn nhất có thể từ một tầng mạch sang tầng mạch khác, đặc biệt là từ nguồn đến tải hoặc ngược lại..

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

*****  *****

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN:

ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ II

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN PHTK MẠCH PI,T

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hải Anh

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Nam Phong

Hà Nội, 11 /2024

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 4

1 Phối hợp trở kháng 4

CHƯƠNG II PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG LOẠI Pi, LOẠI T 4

2.1 Phối hợp trở kháng mạch Pi 4 2.2 Phối hợp trở kháng mạch T 8

KẾT LUẬN 10

2 | P a g e

LỜI NÓI ĐẦU

Trong lĩnh vực thiết kế mạch RF, việc phối hợp trở kháng đóng một vai trò quan trọng không thể thiếu Việc này trở nên càng quan trọng hơn khi

chúng ta cố gắng truyền tải phần công suất lớn nhất có thể từ một tầng

mạch sang tầng mạch khác, đặc biệt là từ nguồn đến tải hoặc ngược lại.

Việc phối hợp trở kháng có thể được thực hiện thông qua nhiều cấu trúc

mạch khác nhau, mỗi cấu trúc mang lại những ưu điểm và nhược điểm

riêng biệt Chính vì vậy, chúng ta cần tìm hiểu và nghiên cứu các phương pháp thiết kế mạch phối hợp trở kháng, bao gồm cả các cấu trúc hình chữ

T và hình chữ Pi Điều này sẽ giúp chúng ta đảm bảo khả năng truyền tải

công suất hiệu quả, tối ưu hóa hiệu suất của mạch RF và đáp ứng được các yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

4 | P a g e

CHƯƠNG I PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG

1 Phối hợp trở kháng

1.1 Phối hợp trở kháng

Phối hợp trở kháng là một yêu cầu cần thiết trong thiết kế mạch RF.

Nhằm cung cấp khả năng truyền tải phần công suất lớn nhất từ tầng này

sang tầng kia, cụ thể hơn có thể là từ nguồn và tải của nó.

Đối với mạch DC, công suất tối đa sẽ được truyền từ nguồn sang tải

của nó nếu điện trở tải bằng điện trở nguồn.

Đối với nguồn AC, hoặc cái dạng sóng biến thiên theo thời gian, công

suất tối đa sẽ được truyền từ nguồn sang tải của nó xảy ra khi trở kháng

tải bằng liên hợp phức của trở kháng nguồn.

1.2 Các dạng phối hợp trở kháng

1 Mạch phối hợp trở kháng 2 phần tử LC hình chữ L.

2 Mạch phối hợp trở kháng 3 phần tử L, C hình chữ T.

3 Mạch phối hợp trở kháng 3 phần tử L, C hình chữ Pi

CHƯƠNG II PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG LOẠI Pi, LOẠI T

2.1 Phối hợp trở kháng mạch Pi

Mạch Pi có thể được miêu tả như 2 mạch L quay lưng vào nhau, cả 2 đều đươc cấu tạo bằng cách nối tải và nguồn đến một trở “ảo” nằm giữa 2 mạch

6 | P a g e

Ý nghĩa của các dấu âm của -Xs1 và -Xs2 chỉ là biểu tượng Nó

đơn thuần chỉ ra rằng giá trị các Xs ngược với các giá trị của lần lượt

Xp1và Xp2.

Khi đó, nếu Xp1 là tụ thì Xs1 phải là cuộn cảm và ngược lại.

Tương tự với Xp2 và Xs2.

Ta có công thức:

Trong đó RH = max{ RS , RL }

R = trở kháng ảo, R phải bé hơn RS và RL

VD: Thiết kế 4 mạch Pi để phối hợp trở kháng với 100 

nguồn và 1000  tải Mỗi mạch phải có Q = 15.

Bài giải :

Từ đó ta suy ra :

8 | P a g e

Q của mạch L còn lại được định nghĩa là thương của Rs cho R

Điện trở nguồn đang là chân song song của mạch L Vậy nên Rs tương đương với Rp, khi đó :

10 | P a g e

Ta được mạch hoàn chỉnh :

Điện trở ảo ( R ) không có trong mạch thật, vì vậy ta không vẽ vào đây Điện kháng -Xs1 và -Xs2 đang được mắc nối tiếp và có thể được đơn giản hóa thành 1 điện kháng duy nhất như sau:

Để biến đổi từ mạch 2 L thành mạch Pi, 2 phần tử nối tiếp được cộng vào nếu cùng loại hoặc bị trừ cho nhau nếu khác loại.

12 | P a g e

2.2 Phối hợp trở kháng mạch T

Cấu tạo mạch T gần giống với cấu tạo mạch Pi ngoại trừ

việc 2 mạch L của mạch T ngược với 2 mạch L của mạch Pi Ta

phối hợp trở kháng tải và nguồn thông qua 2 mạch L đến 1 điện

trở ảo Điện trở ảo này lớn hơn cả trở tại nguồn và tải, có nghĩa

là 2 mạch L sẽ có các chân song song nối với nhau.

Chúng ta có công thức tính giá trị Q của mạch T:

14 | P a g e

Trong đó : R là điện trở ảo

Rsmall = min { Rs,Rsmall}

Ta đã đảo ngược mạch L để tạo nên mạch T, do đó ta cũng

phải viết lại phương trình của Q:

Trong đó : Rp = điện trở trong nhánh song song của mạch

Rs = điện trở trong nhánh nối tiếp của mạch

VD: Phối hợp 10Ω nguồn và 20Ω tải sử dụng mạch T Thiết

kế sao cho Q = 3.

16 | P a g e

KẾT LUẬN

Trong quá trình thực hiện bài tập này, em đã học được rất nhiều về các loại mạch Pi và T cũng như cách phối hợp trở kháng Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Nam Phong và việc tham khảo các tài liệu, em đã thấy mình hiểu rõ hơn về cấu trúc và cách sử dụng các mạch này

Các loại mạch Pi và T đã làm cho em thấy thú vị bởi sự đa dạng và ứng dụng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Em đã nắm vững cách tính toán và thiết kế các mạch này để đáp ứng yêu cầu cụ thể của dự án và hiểu cách tối ưu hóa chúng để đạt hiệu suất tốt nhất

Tuy nhiên, trong quá trình báo cáo, em nhận thấy một số điểm cần cải thiện để làm cho bài tập của mình hoàn hảo hơn Em hy vọng sẽ có cơ hội để làm điều đó và nhận thêm góp ý từ thầy Bài tập này đã giúp em cảm thấy tự tin hơn về khả năng làm

việc với các mạch Pi và T, và em tin rằng những kiến thức và kỹ năng này sẽ hữu ích cho tương lai trong lĩnh vực điện tử và kỹ thuật

18 | P a g e