Giao trinh DTTT1

PHẦN I LÝ THUYẾT http://www.ebook.edu.vn Trang Chương 1: MẠCH LỌC TÍCH CỰC 1-1 Hàm truyền có đáp ứng phẳng tối đa: Còn gọi hàm Butterworth Khi bậc lọc tăng lên, tần số cắt không thay đổi, độ dốc lọc tăng dần đến lý tưởng Khi thiết kế lọc bậc cao: 3, 4, ta dựa vào bảng hàm Butterworth chuẩn hóa 1-2 Mạch lọc tích cực bậc a- Mạch lọc thông thấp bậc nhất: LTT1 R1 + - C1 R3 V2(S) R2 Bộ khuếch đại đảo Hàm truyền: H(S) = A V0 V2 (S) = V1 (S) + R 1C1S (1) H(S) AV0 A V0 = + ωC = ωC R2 R3 (2) R C1 C1 R2 R1 + Bộ khuếch đại không ñaûo http://www.ebook.edu.vn ω Trang (3) A V0 V2 (S) = V1 (S) + R C1S Hàm truyền: H(S) = R2 R1 (2) R C1 (3) A V0 = − ωC = (1) b- Mạch lọc thông cao bậc C1 R1 Hàm truyền: H(S) = R2 + V2 (S) = V1 (S) H(S) V2(S) A V0 1+ C1 R S (1) AV0 ω1 = A V0 = − ωt = R2 R1 (2) R C1 (3) 1-3 Mạch lọc tích cực bậc hai C1 a- Mạch LTT2 R R V1(S) C2 ω C1 R R R C2 + V2(S) Mạch hồi tiếp âm vòng http://www.ebook.edu.vn Trang AV0 = ω20 = R= (1) R C1 C (2) 2 2ω C C2 = (3) ω R C1 (4) R1 V1(S) C2 R2 C1 + R3 V2(S) Mạch hồi tiếp âm vòng A V0 = − ω 20 = R2 R1 (1) C1 C R R Nếu chọn: (2) C b (1 + A V = C1 b12 ) (3) R2 = b1 4πf0 C1 (4) R1 = R2 A V0 (5) R3 = b2 π f C1 C R (6) 2 C2 V1(S) R1 R2 C1 + - R3 V2(S) R4 Mạch LTT2 dùng hồi tiếp dương http://www.ebook.edu.vn Trang Trường hợp 1: AV0 = (R3 = 0) Nếu chọn C 4b = C1 b1 Thì R = R = ω20 = (1) b1 4πf0 C1 (2) R R C1 C (3) Trường hợp 2: R1 = R2 = R; C1 = C2 = C; ⇒ AV0 ≠ ω0 = RC (1) R3 R4 (2) R3 = − = 0,59 R4 (3) A V0 = − = + ⇒ b- Maïch LTC2 R2 V1(S) C1 C2 R1 + - R3 V2(S) R4 Bộ LTC dùng hồi tiếp dương Trường hợp 1: AV0 = C1 = C2 = C ω20 = C R1R (1) R1 = ω0 C (2) R2 = R1 (3) http://www.ebook.edu.vn Trang Trường hợp 2: C1 = C2 = C; R1 = R2 = R; ω0 = RC R3 = 3− R4 (2) R3 = − = 0,59 R4 (3) A V0 = + ⇒ (1) c- Maïch LTD2: C2 R3 C1 V1(S) R1 + R2 V2(S) Bộ LTD hồi tiếp âm vòng Xét trường hợp C1 = C2 = C ta coù: f0 = R1 + R1 1 = 2πC R R R 2πC R' R A V0 = (1) R Q = R 1Cω 2R (2) Q= 1 R (R + R ) ω0 R 3C = 2 R1R (3) D= f0 = Q πR C (4) H Q ωmin ω ωmax D http://www.ebook.edu.vn Trang ω R' = R1R R1 + R (5) Điều kiện: A0L > 2Q2 R2 C2 C1 R1 + LTD bậc Hàm truyền: H(S) = Z2 SC1 R = Z1 (1 + SC1 R )(1 + SC R ) (1) H(dB) A -40dB f3 f1 f2 f f1 = 2πR 1C1 (2) f2 = 2πR C (3) f3 = 2πC1 R (4) A V (dB) = 10 lg http://www.ebook.edu.vn f1 f3 Trang Chương 2: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT CAO TẦN (KĐCSCT) 2-1 Góc cắt KĐCSCT: ib iC D Imax C A Vθ B Vmin Vmax Vm Vm θ ω Vb t Imax t0 T Hình 2-1 Dạng đặc tuyến động giản đồ thời gian dòng điện chế độ C Góc cắt tính theo độ: θ = 180 T − t0 T (1) Các thành phần dòng điện tính dựa theo hệ số phân giải xung dòng điện Transistor: - Thành phần trung bình chiều: I = I max α (θ) = I m α (θ) - Thành phần hài bậc nhất: I = I max α (θ) = I m α (θ) - Thành phần hài bậc n: I n = I max α n (θ) = I m α n (θ) 2-2 Các mode hoạt động KĐCSCT lớp C dùng Transistor hfe β0 = hFE 0,707β0 0,3fβ fthaáp http://www.ebook.edu.vn fβ ftrungbình 3fβ fT fcao Trang f Dải tần số làm việc Transistor chia làm đoạn: - f0 ≤ fβ: tần số thấp, tham số coi không thay đổi; hfe = β0; - 0,3fβ ≤ f0 ≤ fβ: tần số trung bình, tham số Transistor thay đổi xuất điện trở ký sinh (rbb’), điện dung ký sinh (Cb’e, Cb’c) β0 * β= ⎛ω ⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎜ω ⎟ ⎝ β⎠ - h fe = ⎛f ⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎜f ⎟ ⎝ β⎠ (3) f0 ≥ fβ: tần số cao, tham số Transistor thay đổi, xuất rbb’, Cb’e, Cb’c điệm cảm ký sinh Lks β = − jβ ωβ ω0 = − jβ fβ (4) f0 Trong giáo trình Điện tử thông tin chủ yếu nghiên cứu KĐCSCT tần số thấp tần số trung bình xét chế độ áp (Transistor mộ nguồn dòng) 2-3 Bộ KĐCSCT dùng Transistor Bộ KĐCSCT dùng Transistor chế độ áp mắc Emitter chung Cng Rn Cng Lch Lch en I’n Rb + VBB - R1 rb’e * C b’e LC RE Cng * C Cng Cb’e LC M CC |hfe|i’b Rtđ1 C’C Các bước thiết kế KĐCSCT chưa kể đến ảnh hưởng mạch ghép đầu vào đầu (Chú ý: bước thiết kế không thiết theo trình tự đưa ra) 0- Xác đònh phạm vi làm việc Transistor theo (2-2) để vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ chó 1- VCC = (0,5 ÷ 0,8)VCEmax cho phép 2- Chọn góc cắt: θ = 600 ÷ 900 http://www.ebook.edu.vn Trang 3- Chọn hệ số lợi dụng điện aùp: ξ1 = 0,85 ÷ 0,95 = VCm1/VCC 4- Xaùc đònh biên độ hài bậc Collector: VCm1 = ξ1VCC 5- Xác đònh dòng điện: I Cm1 I' n = * γ (θ) β ; I n = I' n [1 + ω T C b'c γ (θ)R tñ1 ] i B = I' n cos ωt − I BO ; I' n = I bm ; I BO = * β ; I CO = C b'e [1 + ω T C b'c R tñ γ (θ)] γ (π − θ) Z iEC = * ⎡ ⎤ * = + β γ (θ)⎥ C C ; b ' e b ' c * ⎢ jωC b' ⎣ ⎦ Nếu kể rb’e ta có: Z’iEC = rb’e//ZiEC Nếu rb’e >> ZiEC ta có Z’iEC ≈ ZiEC Nếu rb’e so sánh với ZiEC ta có: Z iEC = rb 'e + (rb'e C b'e ω ) = rb 'e ⎛ω ⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎜ω ⎟ ⎝ β⎠ 7- Biên độ điện áp kích thích vào: Vbm1 = I’n|ZiEC| 8- Công suất vào nguồn kích thích: Pi = I' n Z iEC 9- Xác đònh trở kháng nguồn tương đương τ n = R n C b 'e τ β = rb 'e C b'e = h = fe ωβ ω T Để dòng điện đầu vào không bò méo thì: τ n = τ β http://www.ebook.edu.vn γ (θ) I Cm1 γ (θ) C b 'e ω C C R γ (θ) ; C *M = T b'e b'c tñ1 γ (π − θ) γ (π − θ) 6- C'*b = C *b'e + C *M ; C *b'e = C'*b = I CO Trang 10 Cng Lch +VCC Cb C C1 RE Ce C2 B Điều kiện pha: để mạch dao động theo kiểu điểm C Colpits, thạch anh phải tương đương cuộn cảm, nghóa là: fq > f0 > fp Để đơn giản ta coi f0 nằm fq fp: Δf/2 Δf/2 fq f0 fp Mạch Colpits E.C −13 ⎞ ⎛ Cq ⎞ ⎛ ⎟ = fq ⎜1 + 10 ⎟ f p = fq ⎜1 + ⎜ 2.10 −11 ⎟ = 1,005fq ⎜ 2C p ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ fq + f p fq + 1,005fq = = 1,0025fq Mặt khác: f0 = 2 f0 10 Suy ra: fq = = = 9,975MHz 1,0025 1,0025 f p = 1,005fq = 10,025MHz fβ = fT 3500.10 = = 35MHz h fe 100 f0 = 10MHz < 0,3fβ = 10,5MHz Suy sơ đồ làm việc tần số thấp Điện cảm riêng thạch anh: 1 10 Lq = = = = 2,55mH 12 −13 3924 2πfq C q 4.9,86.99,5.10 10 ( ) Trở kháng tương tương thạch anh tần số f0: Ztđ = jω0Ltđ nên: ω20 L q C q − L tñ = ω C p + C q − ω20 L q C q C p [ ] ω20 L q C q = 4π f02 C q L q = 4.9,86.1014 10 −13.2,55.10 −3 = 1,00572 ⇒ L tñ = = 1,00572 − 4.9,86.10 10 + 10 −13 − 1,00572.10 −11 14 [ −11 −5 ] 572.10 = 33,89μH ≈ 34μH 39,44.1014 0,428.10 −13 http://www.ebook.edu.vn Trang 56 C tñ = C1C 1 = 2 = = 7,5pF C1 + C 4π f0 L tđ 4.9,86.1014 34.10 −6 Chọn hệ số hồi tiếp: n= 0,01 V C β = − BE = − = − n VCE C2 Suy C1 = 0,01C2 hoaëc C2 = 100C1 C 100C1 Suy ra: C tñ = = 7,5pF ⇒ 100C1 = 757,5pF C1 + 100C1 Vậy C2 = 100C1 ≈ 75,75nF C1 ≈ 7,75pF Hệ số khuếch đại sơ đồ maéc E.C * * ⎤ ⎡ | h 21e | ⎢ | h11 | ⎥ A = −SZ C = − * p R K // ⎢ n ⎥ | h11e | ⎣ ⎦ h21e = hfe = 100; h11e = rb’e = 500Ω h 500 = −4 = 5MΩ Z ifaû = 11 n 10 RK = ω0LtñQ0 = 6,28.107.9,226.10-7.100 Suy RK = 57,94.100 = 5794Ω V C2 1 p = CE = = = = 0,99 VK C1 + C + n + 0,01 − 100 10 A = (0,99 )2 5794.10 // 5MΩ ≈ −0,2.5678 = −1135 500 11 Điều kiện biên độ để mạch tự kích: [ * * ] * | A | | β | =| A | n = 1135x 0,01 = 11,35 > Suy mạch dao động Bài 3.5: Mạch làm việc ftrung bình mắc kiểu Clapp C VK C’1 E C’2 CS=C0 Điều kiện pha: tính trên, lưu ý thạch anh phải tương cuộn cảm, mà thạch anh CS phải tương đương cuộn cảm nghóa là: ωq’ < ωq < ω0 < ωp fq = 9,975MHz vaø fp = 10,025MHz B fβ = fT 350.10 = = 3,5MHz h fe 100 f0 = 10MHz < 3fβ = 10,5MHz Suy sơ đồ làm việc tần số trung bình phải kể CKS Các bước 3, 4, trên: Lq = 2,55mH; Ltđ = 34μH Ctđ = 7,5pF = C1 nối tiếp C2 nối tiếp CS Để CS đònh tần số cộng hưởng mạch ta chọn CS Suy mạch dao động IV Dao động RC Bài 3.8: Dao động cầu http://www.ebook.edu.vn Trang 58 + - VL R1 R C Để mạch dao ñoäng: β + = C R R2 R2 = R1 + R ⇒ 3R2 = 2R1 + 2R2 ⇒ R2 = 2R1 Chọn R1 = 1KΩ, R2 = 2KΩ 1 C= = = 0,16.10 −6 = 0,16μF 3 ω R 6,28.10 10 Baøi 3.7: Dao động cầu Viên R2 R1 + R Vin R Để mạch dao động: β = C C R2 = ⇒ R = 2R R1 + R Choïn R2 = 1KΩ ⇒ R1 = 2KΩ 1 C= = = 0,16.10 −6 = 0,16μF ω R 6,28.10 3.10 http://www.ebook.edu.vn Trang 59 Chương 4: ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ I Điều biên Collector Bài 4.4: Cng Lch LC CC VΩ +VCC PL = 100mW; f0 = 1MHz; fΩ = 10KHz; Q0 = 50; m = 0,5; θ = 900 Tran sistor 2-1 f 350.10 fβ = T = = 3,5MHz h fe 100 f0 = 1MHz < 0,3fβ = 1,05MHz Suy sơ đồ hoạt động tần số thấp Chọn nguồn cung cấp VCC = 0,5VCEmax = 0,5x40 = 20V Chọn hệ số lợi dụng điện áp ξ = 0,9 Biên độ trung bình phần hài bậc nhất: VCm1 = V0 = ξVCC = 18V ⇒ Vω0 = 18cos(2π.106t) 2P P 2 0,1 I Cm1 = ω0 = x AM = x = 9,88mA 0,25 VCm1 VCm1 18 m 1+ 1+ 2 Điện trở cộng hưởng tương đương: V 18 R tñ = Cm1 = = 1822(Ω) I Cm1 9,88.10 −3 L C = R tñ 1,822.10 1822 = = = 58.10 − = 5,8μH 2πf0 Q 6,28.10 50 31,4.10 C C = 1 10 −6 = = = 4,37nF 4π f02 L C 4.9,86.1012 5,8.10 −6 228,75 Bieân độ dòng kích thích vào: I Cm1 9,88.10 −3 I bm = = = 19,76.10 −5 A ≈ 0,2mA 0,5.100 γ (θ).h fe 10 I CO = γ (θ).β.I bm = 0,3x100 x2.10 −4 = 6mA 11 Trở kháng vào Transistor 25.10 −3 25.10 −3 Z i = rb'e = 1,4.h fe = 1,4.100 = 583Ω I CQ 6.10 −3 12 Biên độ điện áp kích thích: Vbm = Zi.Ibm = 583.0,2.10-3 = 116mV 13 PCC = ICO.VCC = 6.10-3.20 = 120mW http://www.ebook.edu.vn Trang 60 14 η = PL 0,089 = = 70% PCC 0,12 15 Bieân độ điện áp âm tần: VΩ = mV0 = 0,5x18 = 9V ⇒ đó: VΩ(t) = 9cos(2π.104t) 16 Phổ tín hiệu AM mV0 mV0 VAM = V0 cos ω t + cos(ω + Ω)t + cos(ω − Ω)t 2 = 18 cos(2π.10 t ) + 4,5 cos 2π(10 + 10 )t + 4,5 cos 2π(10 − 10 )t VAM 18 4,5 17 Pω0 = 106-104 106 ω 106+104 V02 (18) = ≈ 89mW 2R L 2.1,82.10 m2 (0,5) = 89.10 −3 = 11,125mW 2 1 = = = 11 +1 m 18 Pbt = Pω0 19 k = Pbt PAM 20 Kieåm tra: Vω0 + VΩ = 18 + = 27V < BVCEO = 40V PAMmax = Pω0(1 + m)2 = 89.10-3(1 + 0,5)2 = 200mW < PCmax Baøi 4.5: Vtt = 10cos2π.106t; VΩ = 7cos2π.104t; RL = 1KΩ Giống 4-4: f0 = 1MHz < 0,3fβ = 1,05MHz Suy sơ đồ hoạt động tần số thấp V Hệ số điều chế: m = Ω = = 0,7 Vω0 10 V 10 = 11,11V Choïn ξ = 0,9 ⇒ VCC = Cm1 = ξ 0,9 Phổ tín hiệu điều bieân: mV0 mV0 cos(ω + Ω)t + cos(ω − Ω)t 2 = 10 cos(2π.10 t ) + 3,5 cos 2π(10 + 10 )t + 3,5 cos 2π(10 − 10 )t VAM (t ) = V0 cos ω t + VAM 10 3,5 106-104 http://www.ebook.edu.vn 106 106+104 Trang 61 ω Pω0 = V02 (10) = = 50mW 2R L 2.0 m2 0,49 = 5.10 −2 = 12,25mW 2 Công suất điều biên: PAM = Pω0 + Pbt = 50 + 12,25 = 62,25mW PAMmax = Pω0(1 + m)2 = 5.10-2(1 + 0,7)2 = 144,5mW < PCmax 1 = = 20% k = 2 +1 +1 0,5 m2 10 Kieåm tra: Vω0 + VΩ = 10 + = 17V < BVCEO = 40V 11 Biên độ hài bậc nhất: V V 10 I Cm1 = Cm1 = = = 10mA (chú ý RL = Rtđ) RL R L 10 Pbt = Pω0 12 L = 13 C = RL 10 10 −4 = = = 3,18μH 2πf0 Q 6,28.10 50 31,4 1 10 −6 = = = 7,97nF 4π f02 L 4.9,86.1012 3,18.10 −6 125,4 14 Biên độ dòng kích vào: I Cm1 10 −2 I bm = = = 0,2mA γ (θ).h fe 0,5.100 15 I CO = γ (θ).β.I bm = 0,3x100x2.10 −4 = 6mA rb'e = 1,4.h fe 25.10 −3 25.10 −3 = 1,4.100 = 583Ω I CQ 6.10 −3 16 Vbm = I bm rb'e = 2.10 −4 583 = 0,117V II Điều tần Varicap Bài 4.6: Điều tần dùng Varicap đơn f0 = 100MHz; Δf = ±75KHz; Q0 = 50; L = 0,1μH; Transistor 2-1 L R2 C1 C fβ = R1 RE C Lch C2 fT 350.10 = = 3,5MHz h fe 100 f0 = 100MHz > 3fβ = 10,5MHz http://www.ebook.edu.vn Trang 62 +VCC C VΩ Suy sơ đồ hoạt động tần số cao, nên phải chuyển sang dùng mạch dao động B.C hình vẽ C C1 L E RE C2 B C tñ = C2 = C C 1 10 −9 = = = 25,35pF = Choïn 2 16 −7 39,44 C1 + C 4π f0 L 4.9,86.10 10 C1 C1 xC tñ 3.10 −11.25,35.10 −12 = = 163,5pF C1 − C tđ (30 − 25,35)10 −12 Hệ số hồi tieáp: C1 C V C + C2 C1 30.10 −12 β = BE = = = = +0,155 = + n VBC C2 C1 + C 30.10 −12 + 163,5.10 −12 Hệ số ghép Transistor với khung cộng hưởng: V V p = CB = CB = Vk VCB h 500 Ở tần số thấp nên: h21b ≈ 1; h 11b = 11e = = 10Ω h fe 50 Rtñ = ω0LQ0 = 6,28.108.10-7.50 = 3140Ω Hệ số khuếch đại mắc B.C: h ⎡ h ⎤ A = SZ C = 21b ⎢ p R K // 112b ⎥ ≈ 3140 // 416 ≈ 36,8 h 11b ⎣ n ⎦ 10 [ ] Điều kiện biên độ để mạch tự kích: | A | | β | =| A | n = 37x 0,155 = 5,7 >> → mạch dao động Chọn Vpc = 5V; n = ½; ϕ = 0,7V; Suy ta coù: C1 VΩ VΩ 1 163,5 Δf = nf0 = 10 = 75.10 suy C1 + C ψ + Vpc 2 30 + 163,5 0,7 + Δf = 10 8.163,5 VΩ = 75.10 suy VΩ = 20mV 4411,8 10 f1 = f0 - Δf = 99,925MHz; f2 = f0 + Δf = 100,075MHz; 1 10 −10 C tñ1 = 2 = = = 25,39 pF 4π f1 L 4.9,86.9985.1012 10 − 3,9381 http://www.ebook.edu.vn Trang 63 = 30pF ⇒ C tñ = 1 10 −10 = = = 25,317 pF 4π f22 L 4.9,86.10015.1012 10 − 3,9499 C11 = C xC tñ1 163,5.10 −12 25,39.10 −12 = = 30,06 pF C − C tñ1 138,11.10 −12 C12 = C xC tñ 163,5.10 −12 25,317.10 −12 = = 29,955pF C − C tñ 138,183.10 −12 C 30,06pF CV0 = 30pF = C1 29,96pF V V(> → maïch dao động Chọn Vpc = 5V; n = ½; ϕ = 0,7V C v0 VΩ VΩ 1 10 Δf = nf = 10 = 75.10 suy C v + C ψ + Vpc 2 10 + 15,35 0,7 + 10 VΩ = 75.10 suy VΩ = 43,4mV 578 10 Bước 10 ta có: Ctđ1 = 25,39pF; Ctđ2 = 25,317pF Suy ra: Cv01 = Ctñ1 – C3 = 10,04pF; Cv02 = Ctñ2 – C3 = 9,967pF Δf = http://www.ebook.edu.vn Trang 65 Chương 6: MÁY PHÁT I KĐCSCT + mạch ghép đầu vào đầu Cng L1 Ri = 50Ω Pi = ? C1 η1=0,7 Lch Lch + VBB - Qtñ1=5 L2 + VCC Cng Rb C2 C3 PA = 2W RA = 75Ω - η1=0,7 Qtđ2=5 θ=900 Thiết kế KĐCSCT hình vẽ có f0 = 10MHz Transistor có thông số fT = 350MHz; hfe = 100; Cb’c = 1pF; Cb’e = 1000pF; PCmax = 10W; VCEmax = 40V; max iC = 1A Các bước thiết kế: f 350.10 = 3,5MHz fβ = T = h fe 100 f0 = 10MHz < 3fβ = 10,5MHz Suy sơ đồ hoạt động tần số trung bình Chọn VCC = 0,5VCEmax = 0,5x40 =20V Chọn ξ = 0,9 Biên độ hài bậc nhất: PCm1 = ξ.VCC = 0,9x20 = 18V P Coâng suất hài bậc nhất: PL1 = A = = 2,5W η 0,8 Biên độ hài bậc dòng điện ra: 2P 2x2,5 I Cm1 = L1 = = 278mA VCm1 18 ⇒ 2I Cm1 = 2x278 = 556mA < max i C = 1A Điện trở cộng hưởng tương đương mạch V 18 R tñ1 = Cm1 = ≈ 65Ω I Cm1 0,278 Rtñ1 trở kháng vào mạch ghép đầu Mạch ghép đầu ra: R = R i xR L = R tñ xR A = 69,8Ω R i + R 65 + 69,8 = ≈ 27Ω Q tñ 1 C2 = = ≈ 590 pF 2πf0 X C 6,28.10 7.27 X C2 = R L + R 75 + 69,8 = ≈ 29Ω Q tñ C3 = ≈ 550 pF 6,28.10 7.29 X C3 = http://www.ebook.edu.vn Trang 66 * ⎡ ⎤ C '2 = C '2 − C *b'c = C '2 − C b'c ⎢1 + β γ (θ)⎥ = 572 pF ⎣ ⎦ X L = X C + X C3 = 27 + 29 = 66Ω L= X L2 66 = ≈ 1μH 2πf0 6,28.10 L2 Ri = Rtñ = 65Ω C2 RA = RL = 75Ω C3 Hệ số khuếch đại tần số trung bình h fe 100 100 = = ≈ 33 β = h fe = 2 , 027 ⎛ 10 ⎞ ⎛ω ⎞ ⎟ + ⎜⎜ 1+ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ω ⎟ , 10 ⎝ ⎠ ⎝ β⎠ 10 Thành phần trung bình DC dòng γ (θ) 0,32 I CO = I Cm1 = x278 = 178mA γ (θ) 0,5 11 Công suất nguồn cung cấp PCC = ICO.VCC = 0,178.20 = 3,56W 12 Hiệu suất mạch KĐCSCT P 2,5 η= L = = 70,22% PCC 3,56 13 Trở kháng vào Z iEC = γ (π − θ) jωC b 'e [1 + ωT C b'c Z L γ (θ)] 0,5 j.6,28.10 10 + 350.10 6.10 −12 65.0,5 0,5 50 = = = − j7,87Ω ≈ − j8Ω = −12 j6,28.10 [1 + 0,0114 ] j6,35 jωC* b ' ⇒ C * b' = = 2,023nF (C * b' = C *b 'e + C *M ) 6,28.10 7,87 14 Trở kháng vào Transistor tần số trung bình 25.10 −3 25.10 −3 rb'e = 1,4 h fe = 1,4.33 ≈ 6,5Ω I CO 0,178 = −9 [ ] 15 Mạch ghép đầu vào: Để truyền đạt công suất lớn đáp tuyến tần số phẳng ta thiết kế cho Qi = Q0 = 2Qtñ r R 6,5 X C = L = b 'e = = 0,65Ω Q 2Q tñ 10 1 C1' = = ≈ 24,5nF 2πf0 X C 6,28.10 7.0,65 Mặt khác: http://www.ebook.edu.vn Trang 67 C1' = C1 + C *b ⇒ C1 = C1' − C *b' = 24,5 − 2,023 ≈ 22,5nF X L = Q i R i = 2Q tñ R i = 2x5x50 = 500Ω L1 = XL 500 = ≈ 8μH 2πf0 6,28.10 L1 Ri = 50Ω Qtñ1 = 16 Z 'iEC = Z iEC // rb'e = Z 'iEC = rb'e C'1 rb’e Cb’ rb 'e + jω C *b' rb 'e + ω 20 C *b2' rb2'e 6,5 = + 4.9,86.4,092.10 10 42,25 17 Công suất đầu Transistor −18 14 = 6,5 = 5Ω 1,3 2 '2 ⎛⎜ I Cm1 ⎞⎟ ⎛ 0,278 ⎞ Pb = I n Z i = ⎜ Zi = ⎜ ⎟ 2 ⎝ γ β ⎟⎠ ⎝ 0,533 ⎠ = 3.10 − = 7,5.10 − = 0,75mW 18 Coâng suất đầu vào tầng KĐCSCT P 0,75.10 −3 Pi = b = = 1,07mW 0,7 η1 II KÑCSCT + điều biên Thiết kế mạch điều biên Collector có giả thiết biết m = 0,7 f0 = 10MHz; fΩ = 10KHz Để đơn giản ta không tính mạch vào Cng Lch Lb + VBB - Rb L1 C1 Cng KĐCSÂT +VCC ÷ trên: VCm1 = 18V = V0 Công suất điều bieân: P PAM = A = = 2,5W η 0,8 http://www.ebook.edu.vn Trang 68 RA = 75Ω PA = 2W C2 ⎛ m2 ⎞ ⎟ Công suất hài bậc nhaát: PAM = Pω0 ⎜⎜1 + ⎟⎠ ⎝ PAM 2,5 = = 2W ⇒ Pω0 = PL1 = ⎛ m ⎞ + 0,49 ⎟ ⎜⎜1 + 2 ⎟⎠ ⎝ Biên độ hài bậc dòng điện 2P 2x I Cm1 = L1 = = 187mA VCm1 18 V 18 R tñ1 = Cm1 = = 96,25(Ω) I Cm1 0,187 Rtđ1 trở kháng vào mạch lọc π đầu Mạch lọc đầu R = R i xR L = 96,25x 75 ≈ 85Ω R i + R 96 + 85 = ≈ 36,2Ω Q tñ 1 C1 = = = 0,44nF 2πf0 X C1 6,28.10 36,2 X C1 = R L + R 75 + 85 = = 32Ω Q tñ C2 = = 0,5nF 6,28.10 7.32 X C2 = * ⎡ ⎤ C *b'c = C b'c ⎢1 + β γ (θ)⎥ = 10 −12 [1 + 33.0,5] = 17,5pF ⎣ ⎦ ' C1 = 440 − 17,5 = 422,5pF X L1 = X C1 + X C = 36,2 + 32 = 68,2Ω L1 = X L1 68,2 = ≈ 10,86.10 − H ≈ 1,1μH 2πf0 6,28.10 L1 Rtñ1 = Ri = 96Ω C1 RA = RL = 75Ω C2 * Như β = 33 10 I CO = γ (θ) 0,32 I Cm1 = x 0,187 ≈ 0,12A γ (θ) 0,5 11 PCC = ICO.VCC = 0,12.20 = 2,4W P 1,68 12 η = L1 = ≈ 70% PCC 2,4 13 Như Z iEC ≈ − j7,83Ω (với Z L = 96,25Ω) http://www.ebook.edu.vn Trang 69 14 rb'e = 1,4 h fe 15 Z 'iEC = 25.10 −3 25.10 −3 = 1,4.33 ≈ 9,625Ω I CO 0,12 rb'e + ω 20 C *b2' rb2'e 9,625 = + 4.9,86.10 4,16.10 92,64 16 Công suất đầu vào 14 −18 = 9,625 ≈ 6Ω 1,587 2 '2 ⎛⎜ I Cm1 ⎞⎟ ⎛ 0,187 ⎞ Pb = I n Z i = ⎜ Zi = ⎜ ⎟ ≈ 0,4mW 2 ⎝ γ β1 ⎟⎠ ⎝ 0,5.33 ⎠ 17 Biên độ điện áp âm taàn VΩ = mV0 = 0,7x18 = 12,6V ⇒ đó: VΩ(t) = 12,6cos(2π.104t) 18 Phổ tín hiệu âm taàn mV0 mV0 cos(ω − Ω)t cos(ω + Ω)t + 2 = 18 cos(2π.10 t ) + 6,3 cos 2π(10 + 10 )t + 6,3 cos 2π(10 − 10 )t VAM = V0 cos ω t + VAM 18 6,3 107-104 107 107+104 m2 0,49 = 1,68 = 0,41W 2 0,41 = = 16,4% 2,5 19 Pbt = Pω0 20 k = Pbt PAM 21 Kieåm tra: Vω0 + VΩ = 18 + 12,6 = 30,6V < BVCEO = 40V PAMmax = Pω0(1 + m)2 = 1,68(1 + 0,7)2 = 4,85W< PCmax = 10W (Chú ý: bước ÷ 16 tính thi) http://www.ebook.edu.vn Trang 70 f