Đang tải... (xem toàn văn)
Chương này trình bày những nội dung kiến thức như: Khái niệm mạch lọc tích cực, Mạch lọc tích cực thông thấp, mạch lọc tích cực thông cao, mạch lọc tích cực thông dải, mạch lọc tích cực triệt thông. Mời các bạn cùng tham khảo.
CÁC THIẾT BỊ VÀ MẠCH ĐIỆN TỬ Chương 11 Mạch lọc tích cực Khái niệm mạch lọc tích cực Mạch lọc tích cực thơng thấp Mạch lọc tích cực thơng cao Mạch lọc tích cực thơng dải Mạch lọc tích cực triệt thơng TRỊNH LÊ HUY Mục tiêu ➢ Hiểu tính chất mạch lọc tích cực ➢ Hiểu vận dụng loại mạch lọc tích cực khác TRỊNH LÊ HUY Khái niệm mạch lọc tích cực ➢ Mạch lọc tích cực mạch có sử dụng thêm linh kiện tích cực (ví dụ Op-Amp) để tiến hành lọc tín hiệu ➢ Những ưu điểm mạch lọc tích cực so với mạch lọc thụ động là: ➢ Thông thường, mạch lọc thụ động có độ suy hao định Nhờ vào việc sử dụng Op-Amp mà mạch lọc tích cực khuếch đại tín hiệu với mục đích bù vào độ suy hao ➢ Nhờ trở kháng đầu vào Op-Amp lớn, mạch lọc tích cực khơng bị ảnh hưởng giá trị điện trở nội nguồn ➢ Nhờ trở kháng đầu Op-Amp bé, mạch lọc tích cực khơng bị ảnh hưởng giá trị điện trở tải ➢ Mạch lọc tích cực thay đổi tần số lọc cách dễ dàng so với mạch lọc bị động TRỊNH LÊ HUY Đáp ứng tần số mạch lọc tích cực ➢ Có loại đáp ứng tần số phổ biến: ➢ Butterworth: băng tần hoạt động mạch lọc, độ lớn tín hiệu đầu tương đối ổn định ➢ Chebyshev: có độ dốc roll-off lớn nhất, mạch triệt tiêu cách tối đa tín hiệu khơng mong muốn Tuy nhiên, độ lớn tín hiệu đầu khơng ổn định băng tần hoạt động ➢ Bessel: có độ đơc roll-off bé TRỊNH LÊ HUY Đáp ứng tần số mạch lọc tích cực ➢ Hệ số hãm Damping Factor: Đây hệ số quan trọng thể tính ổn định mạch lọc tích cực Nó phụ thuộc vào giá trị R1 R2 mạch hồi tiếp âm ➢ Tùy thuộc vào tính chất đáp ứng tần số khác (Butterworth, Bessel, Chebyshev) mà giá trị DF khác Từ giá trị DF mà ta tính tốn lựa chọn giá trị R1, R2 phù hợp, để mạch lọc tích cực hoạt động ổn định TRỊNH LÊ HUY Tần số cắt độ dốc roll-off ➢ Tần số cắt fc tần số, mà Av(dB)= -3dB ➢ Độ dốc thay đổi giá trị Av(dB) sau tần số cắt Nếu độ dốc -20dB/dec tức là, Av(dB) giảm 20dB tần số tăng lên 10 lần Để tăng độ dốc mạch lọc, ta tăng bậc mạch lọc mắc nhiều mạch lọc nối tiếp với TRỊNH LÊ HUY Tần số cắt độ dốc roll-off ➢ Mạch lọc nối tiếp ➢ Butterworth TRỊNH LÊ HUY Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Mạch lọc tích cực bậc nhất: ➢ Mạch cấu tạo mạch khuếch đại hồi tiếp âm không đảo lọc thông thấp RC nối vào cổng không đảo OpAmp ➢ Mạch gọi “bậc nhất” có tổ hợp RC đầu vào mạch ➢ Mạch có hệ số dốc (roll-off) -20dB/dec ➢ Mạch có tần số cắt ➢ Mạch có hệ số khuếch đại băng tần hoạt động TRỊNH LÊ HUY Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Mạch lọc tích cực bậc hai: ➢ Mục đích: Tăng độ dốc đường đáp ứng tần số từ -20dB/dec lên -40dB/dec Nhờ đó, tín hiệu có tần số lớn –fc triệt tiêu nhiều Bộ lọc có tính chất chọn lọc cao (selective) ➢ Một mạch lọc tích cực bậc hai hay sử dụng nhiều mạch lọc thông thấp Sallen-Key -40 TRỊNH LÊ HUY Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Mạch lọc tích cực bậc hai: ➢Mạch lọc thơng thấp Sallen-Key: -40 TRỊNH LÊ HUY 10 Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Ví dụ: Tính tần số cắt mạch bên Đồng thời xác định giá trị R1 để đáp ứng tần số theo Butterworth ➢ ĐS: 7.23KHz, 586Ohm TRỊNH LÊ HUY 11 Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Mạch lọc tích cực đa bậc: -40 TRỊNH LÊ HUY 12 Mạch lọc tích cực thơng thấp ➢ Cho mạch khuếch đại tầng hình dưới, biết RA1=RA2=RB1=RB2= R2=R4=1.8K, giá trị tụ điện C Tính C để mạch có tần số cắt 2.68kHz Tính R1, R2 để mạch có đáp ứng tần số theo Butterworth ➢ ĐS: 33pF, 274Ohm, 2.22kOhm TRỊNH LÊ HUY 13 Mạch lọc tích cực thơng cao ➢ Mạch lọc tích cực bậc nhất: ➢ Mạch cấu tạo mạch khuếch đại hồi tiếp âm không đảo lọc thông cao RC nối vào cổng không đảo Op-Amp ➢ Mạch gọi “bậc nhất” có tổ hợp RC đầu vào mạch ➢ Mạch có hệ số dốc (roll-off) -20dB/dec ➢ Mạch có tần số cắt ➢ Mạch có hệ số khuếch đại băng tần hoạt động TRỊNH LÊ HUY 14 Mạch lọc tích cực thơng cao ➢ Mạch lọc tích cực bậc hai: ➢Mạch lọc thông cao Sallen-Key: TRỊNH LÊ HUY 15 Mạch lọc tích cực thơng cao ➢ Ví dụ: Chọn giá trị linh kiện mạch cho tần số cắt mạch 20kHz mạch có đáp ứng tần số theo Butterworth TRỊNH LÊ HUY 16 Mạch lọc tích cực thơng cao ➢ Mạch lọc tích cực đa bậc: ➢ Ví dụ: Với đáp ứng tần số theo Butterworth, mạch bên có độ dốc rolloff bao nhiêu? TRỊNH LÊ HUY 17 Mạch lọc tích cực thơng dải đơn giản ➢ Mạch lọc thơng dải xem mạch kết hợp mạch lọc thông thấp giao với mạch lọc thông cao ➢ Tần số cắt fc1 tần số cắt mạch lọc thông cao ➢ Tần số cắt fc2 tần số cắt mạch lọc thơng thấp TRỊNH LÊ HUY 18 Mạch lọc tích cực thông dải đơn giản ➢ ➢ BW=fc2-fc1 TRỊNH LÊ HUY 𝑓0 𝐵𝑊 Q= 19 Mạch lọc đa hồi tiếp thông dải (multiple-feedback filter) ➢ Mạch sử dụng đường hồi tiếp khác nhau, đường thông qua C1, đường thông qua R2 ➢ Tổ hợp R1C1 hoạt động mạch lọc thông thấp ➢ Tổ hợp R2C2 hoạt động mạch lọc thông cao Tần số trung tâm Độ chọn lọc Độ lợi tần số trung tâm TRỊNH LÊ HUY 20 Mạch lọc đa hồi tiếp thơng dải (multiple-feedback filter) ➢ Ví dụ: Tính tần số trung tâm, độ lợi tín hiệu tần số trung tâm, độ chọn lọc băng thông mạch bên Tần số trung tâm Độ chọn lọc Độ lợi tần số trung tâm TRỊNH LÊ HUY 21 Mạch lọc đa hồi tiếp triệt thông (multiple-feedback filter) ➢ Mạch lọc tích cực triệt thơng TRỊNH LÊ HUY 22 Thank you! TRỊNH LÊ HUY 23 ... kháng đầu vào Op-Amp lớn, mạch lọc tích cực khơng bị ảnh hưởng giá trị điện trở nội nguồn ➢ Nhờ trở kháng đầu Op-Amp bé, mạch lọc tích cực không bị ảnh hưởng giá trị điện trở tải ➢ Mạch lọc tích... ➢ Mạch cấu tạo mạch khuếch đại hồi tiếp âm không đảo lọc thông thấp RC nối vào cổng không đảo OpAmp ➢ Mạch gọi “bậc nhất” có tổ hợp RC đầu vào mạch ➢ Mạch có hệ số dốc (roll-off) -2 0dB/dec ➢ Mạch. .. không đảo lọc thông cao RC nối vào cổng không đảo Op-Amp ➢ Mạch gọi “bậc nhất” có tổ hợp RC đầu vào mạch ➢ Mạch có hệ số dốc (roll-off) -2 0dB/dec ➢ Mạch có tần số cắt ➢ Mạch có hệ số khuếch đại băng