khái niệm và phân loại khuếch đại; khuếch đại tần số thấp; phản hồi âm; khuếch đại dùng transistor lưỡng cực

Kỹ thuật điện tử Hoàng Văn Hiệp Bộ môn Kỹ Thuật máy tính – Khoa Công nghệ thông tin Mob 091 609 3209 Email: hiephv@it-hut.edu.vn hoangvanhiep1984@gmail.com Computer architecture – HiepHV KTMT Kỹ thuật điện tử Chương Khuếch đại Hoàng Văn Hiệp Bộ môn Kỹ thuật máy tính, Khoa công nghệ thông tin Trường đại học Bách khoa Hà nội Electronic Technique – HiepHV KTMT Nội dung chương  4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  4.2 Khuếch đại tần số thấp  4.3 Phản hồi âm  4.4 Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực  4.5 Khuếch đại transistor nhiều tầng Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương  4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  4.2 Khuếch đại tần số thấp  4.3 Phản hồi âm  4.4 Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực  4.5 Khuếch đại transistor nhiều tầng Computer architecture – HiepHV KTMT 4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  a) Khái niệm  Trong qúa trình biến đổi xử lý tín hiệu thường phải xử lý với tín hiệu biên độ nhỏ, công suất thấp không đủ kích thích cho tầng làm việc Như vậy, cần phải gia tăng công suất cho tín hiệu Mạch điện cho phép ta nhận đầu tín hiệu có dạng tín hiệu đầu vào có công suất lớn gọi mạch khuếch đại  Quá trình khuếch đại trình biến đổi lượng có điều khiển, lượng nguồn chiều (không chứa đựng thông tin) biến đổi thành lượng xoay chiều tín hiệu có mang tin Computer architecture – HiepHV KTMT 4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  b) Phân loại khuếch đại  Theo phần tử khuếch đại:  Khuếch đại dùng đèn điện tử 3, cực  Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực  Khuếch đại dùng transistor trường  Khuếch đại dùng diode tunen  Khuếch đại IC( vi mạch)  Theo dải tần số làm việc  Theo bề rộng dải tần số cần khuếch đại:  Khuếch đại dải rộng  Khuếch đại dải hẹp Computer architecture – HiepHV KTMT 4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  b) Phân loại khuếch đại  Theo dạng tải :  Khuếch đại cộng hưởng (hay chọn lọc) có tải mạch cộng hưởng  Khuếch đại điện trở(không cộng hưởng )  Theo đại lượng cần khuếch đại: khuếch đại điện áp, khuếch đại dòng điện, khuếch đại công suất Computer architecture – HiepHV KTMT 4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  Phân loại khuếch đại theo tần số  Khuếch đại tín hiệu tần số cực thấp (khuếch đại tín hiệu chiều)  Tần số khoảng 0-20Hz Ví dụ tín hiệu điện tim  Khuếch đại tín hiệu tần số thấp  Tần số khoảng 20Hz-200KHz Ví dụ tín hiệu âm thanh, siêu âm  Khuếch đại tín hiệu tần số cao  Tần số khoảng 200KHz-2GHz Ví dụ sóng mang kênh thông tin radio phát thanh, truyền hình  Khuếch đại ánh sáng Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương  4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  4.2 Khuếch đại tần số thấp  4.3 Phản hồi âm  4.4 Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực  4.5 Khuếch đại transistor nhiều tầng Computer architecture – HiepHV KTMT 4.2 Khuếch đại tần số thấp 4.2.1 Các thông số kỹ thuật 4.2.2 Các chế độ khuếch đại Computer architecture – HiepHV KTMT Tầng khuếch đại C chung  Chế độ động:  Sơ đồ tương đương chế độ động biểu diễn hình sau: Computer architecture – HiepHV KTMT Tầng khuếch đại C chung  Trở kháng vào: Zv uv iv R1 // R2 // rbe Z x  Zx trở kháng khối (ic,RE,RL) Trở kháng tính sau: Zx ie ( RE // R L ) ib  thay lên trên, ta có: Z v (1 ).( RE // R L ) ( R1 // R2 ) // rbe (1 ).( R E // RL )  Như vậy, giá trị điện trở vào mạch CC lớn Đây ưu điểm quan trọng tầng CC để làm tầng phối hợp với nguồn tín hiệu có điện trở lớn Computer architecture – HiepHV KTMT Tầng khuếch đại C chung  Trở kháng ra: Zr RE // Z y  Zy trở kháng tính sau Zy ib ( rbe R1 // R2 ) ie rbe R1 // R2  thay lên ta có: Zr RE // (rbe R1 // R2 )  Như vậy, trở kháng mạch khuếch đại CC nhỏ Computer architecture – HiepHV KTMT Tầng khuếch đại C chung  Hệ số khuếch đại điện áp: Ku ut uv ib Z x ib ( rbe Z x ) (1 rbe ).( RE // RL ) (1 ).( RE // RL )  Như vậy, mạch khuếch đại CC không khuếch đại điện áp  Hệ số khuếch đại dòng điện Ki ir iv ur uv RL Zv Zv Ku RL Zv RL  Hệ số khuếch đại dòng điện lớn Computer architecture – HiepHV KTMT Tầng khuếch đại C chung  Hệ số khuếch đại công suất: Kp Ku Ki Ki Computer architecture – HiepHV KTMT Bảng tổng kết Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương  4.1 Khái niệm phân loại khuếch đại  4.2 Khuếch đại tần số thấp  4.3 Phản hồi âm  4.4 Khuếch đại dùng transistor lưỡng cực  4.5 Khuếch đại transistor nhiều tầng Computer architecture – HiepHV KTMT 4.5 Khuếch đại dùng transistor nhiều tầng  Để tăng hệ số khuếch đại cải thiện chất lượng số tham số mạch, người ta thường mắc nối tiếp tầng khuếch đại với cách phù hợp Ở đây, tín hiệu tầng tín hiệu vào cho tầng Computer architecture – HiepHV KTMT Các thông số kỹ thuật  Hệ số khuếch đại điện áp Ku Ur Uv K u (dB) K u1 K u K un K u1 (dB) K u (dB) K un (dB)  Độ bất ổn định BK  Méo B1 K M ( f0 ) B2 Bn n M ( f ).M ( f ) M n ( f ) Computer architecture – HiepHV KTMT Các phương pháp ghép tầng  Ghép tụ điện Computer architecture – HiepHV KTMT Các phương pháp ghép tầng  Ghép tụ điện  Giữa đầu tầng trước đầu vào tầng sau, tín hiệu ghép tụ điện  Nếu có N tầng cần (N+1) tụ điện cần tụ nguồn tín hiệu Phương pháp ghép tầng tụ điện có đặc điểm sau:  + Đơn giản, cách li ảnh hưởng phân cực chiều  + Gây méo tần số thấp  Chú ý cần chọn tụ điện cho Zc[...]... thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  1 Hệ số khuếch đại  Là tỷ số giữa đại lượng điện ở đầu ra và đầu vào của mạch khuếch đại  Các đại lượng đó là điện áp, dòng điện hoặc công suất, tương ứng có hệ số khuếch đại điện áp Ku, hệ số khuếch đại dòng điện KI và hệ số khuếch đại công suất KP Computer architecture – HiepHV KTMT 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  1 Hệ số khuếch đại. .. Hệ số khuếch đại điện áp K  * u U ra Uv Ku U ra Ev Ku* là hệ số khuếch đại riêng của bộ khuếch đại  Vì tầng khuếch đại có chứa các phần tử điện kháng (cuộn cảm, tụ điện) nên Ku là một số phức Ku U ra Ev U ra j ( e Ev ra Computer architecture – HiepHV KTMT v) Ku e j ku 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp Ku K u ku và ku phụ thuộc vào tần số )Là đặc tuyến biên độ tần số của bộ khuếch đại. .. độ AB và lúc Q trùng với N, ta nói tầng khuếch đại làm việc ở chế độ B Đặc điểm của chế độ này là méo lớn Khi Q nằm ngoài N và lân cận M ta nói tầng khuếch đại đang làm việc ở chế độ khóa với 2 trạng thái tới hạn:   Mở bão hòa khi Q nằm gần M Khóa dòng khi Q nằm dưới N Nội dung chương 4  4.1 Khái niệm và phân loại khuếch đại  4.2 Khuếch đại tần số thấp  4.3 Phản hồi âm  4.4 Khuếch đại dùng transistor. .. lưỡng cực  4.5 Khuếch đại transistor nhiều tầng Computer architecture – HiepHV KTMT 4.3 Phản hồi âm  Phản hồi là gì?  Phản hồi là dẫn tín hiệu từ đầu ra quay về điểm đầu vào  Khối mạch khuếch đại K thực hiện khuếch đại tín hiệu vào Khối mạch B thực hiện đưa tín hiệu ra quay lại đầu vào Computer architecture – HiepHV KTMT 4.3 Phản hồi âm (tiếp)  Phản hồi dương:  Khi tín hiệu ra của khối phản hồi. .. khối phản hồi B ngược pha với tín hiệu vào thì sẽ làm giảm đầu vào, từ đó làm giảm đầu ra Trường hợp này được gọi là phản hồi âm hay còn gọi là hồi tiếp âm Hồi tiếp âm cho phép cải thiện chất lượng một số thông số của mạch khuếch đại vì thế nó được ứng dụng rất rộng rãi Computer architecture – HiepHV KTMT 4.3 Phản hồi âm (tiếp)  Phân loại phản hồi  Phản hồi điện áp: Điện áp của khối khuếch đại K... KTMT 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  Hệ số khuếch đại dòng điện Ki Ki ira iv I ra j ( e Iv i ra iv ra v) K i e j K i (dB) 20.lg ( K i ) Computer architecture – HiepHV KTMT ki 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  Hệ số khuếch đại công suất KP PR PV  Hệ số khuếch đại công suất KP cho ta thấy công suất trung bình ( tác dụng) ra tải của mạch khuếch đại lớn hơn bao nhiêu... khối khuếch đại K là tham số thực hiện hồi tiếp  Phản hồi điện áp nối tiếp: Tín hiệu hồi tiếp nối tiếp với nguồn  Phản hồi điện áp song song: Tín hiệu hồi tiếp song song với tín hiệu nguồn  Phản hồi dòng điện: Dòng điện của khối khuếch đại K là tham số thực hiện hồi tiếp  Phản hồi dòng điện nối tiếp  Phản hồi dòng điện song song Computer architecture – HiepHV KTMT Phản hồi điện áp nối tiếp  Ta... tần số của bộ khuếch đại f1 ( f2 ( ) Là đặc tuyến pha tần số của bộ khuếch đại Computer architecture – HiepHV KTMT 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  Ví dụ đặc tuyến biên độ tần số  Thường hệ số khuếch đại điện áp tính theo decibel K u (dB) 20 lg( K u ) Computer architecture – HiepHV KTMT 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  Trên thực tế,giá trị của K u Độ bất ổn định... dụng) ở đầu vào của nó Computer architecture – HiepHV KTMT 4.2.1 Các thông số kỹ thuật khuếch đại tần số thấp  Trở kháng vào:  Trở kháng vào của mạch khuếch đại được định nghĩa như sau: Zv Ku Ur Ev Uv iv Ur Uv U v Ev * u K Zv Zi Zv  Trong đó Zi trở trong nguồn Zv trở kháng vào của bộ khuếch đại  Nếu Zi >> Zv thì  Nếu Zi