BÀI GIẢNG LÝ THUYẾT MẠCH 1A - CHƯƠNG 10 LỌC ĐIỆN

BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN NĂM 2008 Chương 10 LỌC ĐIỆN Mục đích: Cung cấp cho sinh viên khái niệm về mạch lọc điện theo tần số; điều kiện và khả năng cho thông qua và làm tắt các tín hiệu của mạch lọc điện. Chương 10 LỌC ĐIỆN Yêu cầu sinh viên phải nắm được: - Khái niệm, phân loại mạch lọc. - Điều kiện để mạng 2 cửa trở thành lọc điện. - Khái niệm về dải thông, dải chắn, tần số cắt, điều kiện để mạch lọc có dải thông. - Cách tìm (xác định) dải thông, dải chắn, tần số cắt của mạch lọc điện. - Khái niệm, sơ đồ, cách tính và vẽ các đặc tính tần của các lọc điện loại k. Chương 10 LỌC ĐIỆN Chơng 10 L C I N 10.1 KHáI NIệM CHUNG 10.2 ĐIềU KIệN Để MạNG 2 CửA ĐốI XứNG CHO TíN HIệU QUA KHÔNG TắT 10.3 DảI THÔNG - ĐIềU KIệN DảI THÔNG 10.4 CáC ĐặC TíNH TầN CủA LọC ĐIệN 10.5 LọC LOạI k 10.1 KHáI NIệM CHUNG 10.1.1Địnhnghĩa Lọcđiệnlàmộtmạng2cửacótínhchất lựachọncaođốivớitầnsố:choquanhững tínhiệudòngđiệnhoặcđiệnáptrongmột dảitầnsốnàođóvàlàmtắt(chắn)cáctín hiệuthuộcdảitầnsốkhác. 10.1.2Ph©nlo¹i +Theoc«ngdôngph©nralµm4lo¹i: a.Läcth«ngthÊp:Choth«ngquanh÷ng tÝnhiÖucãtÇnsèthÊph¬nméttÇnsèω 0  nµo®ã(ω<ω 0 )vµlµmt¾tnh÷ngtÝnhiÖucã tÇnsècaoh¬nω 0 . ω 0 0 ω b.Läcth«ngcao:Choth«ngquanh÷ngtÝn hiÖucãtÇnsècaoh¬nméttÇnsèω 0 nµo®ã (ω>ω 0 )vµlµmt¾tnh÷ngtÝnhiÖucãtÇnsè thÊph¬nω 0 . ω 0 0 ω ω 0 0 ω a.Läcth«ngthÊp: b.Lọcthôngcao: 0 0 0 0 a.Lọcthôngthấp: c.Lọcthôngmộtdải:Chothôngquanhững tínhiệucótầnsốtrongmộtdảitầnsốnàođó ( 1 << 2 )vàlàmtắtnhữngtínhiệucótầnsố caohơn 2 (> 2 )cũngnhnhữngtínhiệuở tầnsốthấphơn 1 (< 1 ). 0 1 2 b.Lọcthôngcao: 0 0 0 0 a.Lọcthôngthấp: c.Lọcthôngmộtdải: 0 1 2 d.Lọcchắnmộtdải:Chắnnhữngtínhiệu thuộc mộtdải tần số nào đó ( 1 << 2 ) và chothôngquanhữngtínhiệucótầnsốcao hơn> 2 cũngnhnhữngtínhiệuởtầnsố thấphơn< 1 . 0 1 2 b.Läcth«ngcao: ω 0 0 ω ω 0 0 ω a.Läcth«ngthÊp: c.Läcth«ngmétd¶i: 0 ω ω 1 ω 2 d.Läcch¾nmétd¶i: 0 ω ω 1 ω 2 [...]... 1 = 1 L1C1 1 4 = +ưx1ư= - 4x2ưtức: 2 L1 2 C1 2 C2 1 1 4 1 4 2 = + + ữ= L1 C1 C2 L1C1 L1C2 Giải: Thayưs: 1 = 1 4 rad =10 -2 -6 s 10 10 4 8 4 rad 2 = 10 + -2 = 9 .10 = 3 .10 -6 s 10 0, 5 .10 8 Cácưđư ngưcongưX1()ư;ưX2() ờ 1 1 ; x2 = x1 =L 1 C1 C2 x x1 0 1 x2 ư ư *ư Bấtư phư ngư trìnhư ơ 2 dảiưthông: x1 -4 0 x2 dảiưtầnư( 1;ư 2)ưlàưdảiưthông - Lọc nàyưkhôngưphảiưlà lọc loạiưkưvì: L1/2 1 2C1... - Mạngư2ưcửaưlàưthuầnưkháng - VàưtrongưnhữngưdảiưtầnưấyưZCưlàưthuầnư trởư(sốưthực) 10. 3 DảI THÔNG - ĐIềU KIệN DảI THÔNG 10. 3.1ưĐịnhưnghĩa ưư - Dảiưthôngưcủa lọc điện: ưlàưdảiưtầnưsốưmàưởư đóưaư=ư0,ưmột lọc điện thuầnưkhángưchoưtínư hiệuưtruyềnưquaưkhôngưtắtưđếnưtảiưhoàưhợp - Dảiưchắnưcủa lọc điện: ưlàưdảiưtầnưsốưmàưởư đóưaư>ư0, lọc điện thuầnưkhángưlàmưtắtưtínư hiệuưtruyềnưđếnưtảiưhoàưhợp ư - Tầnưsốưcắt:ưlàưtầnưsốưphânưchiaưgiữaưdảiư... ư+ưĐặcưtínhưtầnưb() 10. 4 ĐặC TíNH TầN CủA LọC ĐIệN 10. 4.1ưMụcưđíchưviệcưnghiênưcứuưcácưđặcưtínhưtần - Trongưdảiưthôngư(aư=ư0): ưưưư+ưCầnưbiếtưđặcưtínhưZC()ưvìưtrongưdảiưthôngư cầnưphảiưchọn lọc điện vàưtảiưsaoưchoưthoảư mãnưZ2ư=ưrC ưưưưư+ưCầnưquanưtâmưhệưsốưphaưb():ưkhiưcóưtảiư hoàưhợpưb()ưchoưbiết điện ápưhoặcưdòngư điện ởưđầuưvàoưvàưraưlệchưphaưnhauưbaoư nhiêu: b = u1 - u2 = i1 - i 2 ( rad) ... ưưưưưưưZ1Z2ưư=ưjx1.jx2ư=ư-x1.x2ư=ưk2ư (vớiưk2ưlàưhằngưsốưthựcưdư ng) ơ Vậyư cácư phầnư tửư tổngư trởư dọcư vàư ngangư của lọc loạiưkưluônưphảiưtráiưnhau,ưnếuưnhánhư dọcư làư điện cảmư thìư nhánhư ngangư làư điện dung.ư Cònư nếuư nhánhư dọcưlàư L-Cư nốiư tiếpư thìư nhánhư ngangư làư mạch vòngư L//Cư songư songư vàưngư cưlại.ư ợ 1 2C 2C 2 L 1 C 1 2L 2 1 2 2L 2 Víưdụư1 0-1 Tìmư dảiư thôngư vàư dảiư chắnư củaư lọc điện ...+ưTheoưquanưđiểmưnăngưlư ngưphânưra: ợ ưưưưưư a. Lọc thuầnưkháng:ư lọc chỉưghépưbởiư cácưphầnưtửưLưvàưCưưtrong mạch khôngưcóư tiêuưtán b.ư Lọc khôngư thuầnư kháng:ư trongư mạch cóưtiêuưtán - đư cưghépưbởiưcácưphầnư ợ tửưR,ưL,ưC +ưTheoưkếtưcấu:ưphânưraư a. Lọc đốiưxứng:ư lọc hìnhưưvàưhìnhưT b. Lọc khôngưđốiưxứng:ưưhìnhưg 10. 2 ĐIềU KIệN Để MạNG 2 CửA ĐốI XứNG CHO TíN HIệU QUA KHÔNG TắT... ờ ưưư ư ưư+ưưx1ư=ư0ưvàưx2ưhữuưhạn ưưưưưưưưư+ưưx2ư=ư ưưvàưx1ưhữuưhạn 10. 3.3 Lọc loạiưk Vớiư lọc điện nóiư chungư điện khángư dọcư x1ư ư vàư điện khángưngangưx2ư ềuưlàưhàmưcủaưtầnưsố,ưdoư đóưởưdảiưtầnưnàyưnóưcóưthểưcùngưdấuưnhư gưởưdảiư n tầnưkiaưnóưlạiưkhácưdấu. Lọc loạiưkưlàưmộtưloại lọc đơnư giảnư gồm:ư nhữngư lọc cóư cácư điện khángư x1ư vàư x2ư luônư luônư tráiư dấuư trongư cảư dảiư tầnư... 2C1 2C1 L1/2 ngangư C2 khôngư tư ngư ơ 2 nghịchưnhau 1 1 1 + x1() x 2() =L -1 ữ - ữ C1 C2 x x1 0 2 ưưư+ưCácưphầnưtửưdọcưvàư 2 1 L1 1 =+ 2 const C2 C1C2 +ư Cóư nhữngư dảiư tầnư x2 x1()ưvàưx2()ưcùngưdấu.ư 10. 4 ĐặC TíNH TầN CủA LọC ĐIệN 10. 4.1ưMụcưđíchưviệcưnghiênưcứuưcácưđặcưtínhư tần ư - Khiưnghiênưcứuưcác lọc điện taưcầnưbiếtư phảnưứngưcủaưnóưvớiưtầnưsố,ưbiểuưhiệnưquaư cácưđặcưtính: ưưưưưưưưư... C,ư cùngư L-C,)ư khôngư thểư tạoư đư cư lọc điện. ư ợ Lọc phảiư đư cư ghépư bởiư nhữngư nhánhư dọc,ư ợ ngangư cóư cácư phầnư tửư tư ngư nghịchư nhau,ư ơ saoưcho: x1 x1 x 2 < 0 hoặc 0 ZC = làưsốưthực A 21 A 21 - ởưnhữngưdảiưtầnưsốưmàưA12ưvàưA21ưtráiưdấu A 12 A 12 . THUẬT ĐIỆN NĂM 2008 Chương 10 LỌC ĐIỆN Mục đích: Cung cấp cho sinh viên khái niệm về mạch lọc điện theo tần số; điều kiện và khả năng cho thông qua và làm tắt các tín hiệu của mạch lọc điện. Chương. mạch lọc có dải thông. - Cách tìm (xác định) dải thông, dải chắn, tần số cắt của mạch lọc điện. - Khái niệm, sơ đồ, cách tính và vẽ các đặc tính tần của các lọc điện loại k. Chương 10 LỌC ĐIỆN Chơng. điện. Chương 10 LỌC ĐIỆN Yêu cầu sinh viên phải nắm được: - Khái niệm, phân loại mạch lọc. - Điều kiện để mạng 2 cửa trở thành lọc điện. - Khái niệm về dải thông, dải chắn, tần số cắt, điều kiện để mạch