Giáo trình: Lý Thuyết Mạch, Nguyễn Quốc Định

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG LÝ THUYẾT MẠCH (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) Lưu hành nội HÀ NỘI - 2006 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG LÝ THUYẾT MẠCH Biên soạn : CuuDuongThanCong.com ThS NGUYỄN QUỐC DINH https://fb.com/tailieudientucntt LỜI GIỚI THIỆU Lý thuyết mạch số môn sở kỹ thuật điện tử, viễn thơng, tự động hố, nhằm cung cấp cho sinh viên khả nghiên cứu mạch tương tự, đồng thời sở lý thuyết để phân tích mạch số Với ý nghĩa mơn học nghiên cứu hệ thống tạo biến đổi tín hiệu, nội dung sở lý thuyết mạch (basic circuits theory) chủ yếu sâu vào phương pháp biểu diễn, phân tích, tính tốn tổng hợp hệ thống điện tạo biến đổi tín hiệu dựa mơ hình các thơng số & phần tử hợp thành điển hình Tập giảng chủ yếu đề cập tới lý thuyết phương pháp biểu diễn phân tích mạch kinh điển, dựa loại phần tử mạch tương tự, tuyến tính có thơng số tập trung, cụ thể là: - Các phần tử & mạng hai cực: Hai cực thụ động, có khơng có qn tính phần tử trở, dung, cảm mạch cộng hưởng; hai cực tích cực nguồn điện áp & nguồn dịng điện lý tưởng -Các phần tử & mạng bốn cực: Bốn cực tương hỗ thụ động chứa RLC biến áp lý tưởng; bốn cực tích cực nguồn phụ thuộc (nguồn có điều khiển), transistor, mạch khuếch đại thuật tốn Cơng cụ nghiên cứu lý thuyết mạch cơng cụ tốn học phương trình vi phân, phương trình ma trận, phép biến đổi Laplace, biến đổi Fourier Các công cụ, khái niệm & định luật vật lý Mỗi chương tập giảng gồm bốn phần: Phần giới thiệu nêu vấn đề chủ yếu chương, phần nội dung đề cập cách chi tiết vấn đề với thí dụ minh họa, phần tổng hợp nội dung hệ thống hóa điểm chủ yếu, phần cuối đưa câu hỏi tập rèn luyện kỹ Chương I đề cập đến khái niệm, thông số lý thuyết mạch, đồng thời giúp sinh viên có cách nhìn tổng quan vấn đề mà môn học quan tâm Chương II nghiên cứu mối quan hệ thông số trạng thái mạch điện, định luật phương pháp phân tích mạch điện Chương III sâu vào nghiên cứu phương pháp phân tích trình độ mạch Chương IV trình bày cách biểu diễn hàm mạch phương pháp vẽ đặc tuyến tần số hàm mạch Chương V đề cập tới lý thuyết mạng bốn cực ứng dụng nghiên cứu số hệ thống Cuối số phụ lục, thuật ngữ viết tắt tài liệu tham khảo cho công việc biên soạn Mặc dù có nhiều cố gắng khơng thể tránh khỏi sai sót Xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp Người biên soạn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AC (Alternating Current) chế độ dòng xoay chiều ADC (Analog Digital Converter) chuyển đổi tương tự -số DC (Direct Current) chế độ dòng chiều FT (Fourier transform) biến đổi Fourier KĐTT Bộ khuếch đại thuật toán LT (Laplace transform) biến đổi Laplace M4C Mạng bốn cực NIC (Negative Impedance Converter) biến đổi trở kháng âm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Các khái niệm nguyên lý lý thuyết mạch CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA LÝ THUYẾT MẠCH GIỚI THIỆU Chương đề cập đến khái niệm, thông số nguyên lý lý thuyết mạch truyền thống Đồng thời, đưa cách nhìn tổng quan vấn đề mà môn học quan tâm với phương pháp loại công cụ cần thiết để tiếp cận giải vấn đề Cụ thể là: • Thảo luận quan điểm hệ thống mạch điện xử lý tín hiệu • Thảo luận loại thơng số tác động thụ động mạch góc độ lượng • Cách chuyển mơ hình mạch điện từ miền thời gian sang miền tần số ngược lại • Các thơng số mạch miền tần số • Ứng dụng miền tần số phân tích mạch, so sánh với việc phân tích mạch miền thời gian NỘI DUNG 1.1 KHÁI NIỆM TÍN HIỆU VÀ MẠCH ĐIỆN Tín hiệu Tín hiệu dạng biểu vật lý thơng tin Thí dụ, biểu vật lý tín hiệu tiếng nói (speech), âm nhạc (music), hình ảnh (image) điện áp dịng điện mạch điện Về mặt tốn học, tín hiệu biểu diễn xác gần hàm biến độc lập Xét góc độ thời gian, tài liệu không giống nhau, tài liệu thống mặt định nghĩa cho số loại tín hiệu chủ yếu liên quan đến hai khái niệm liên tục rời rạc Tín hiệu liên tục Khái niệm tín hiệu liên tục cách gọi thơng thường loại tín hiệu liên tục mặt thời gian Nó cịn gọi tín hiệu tương tự Một tín hiệu x(t) gọi liên tục mặt thời gian miền xác định biến thời gian t liên tục Hình 1.1 mơ tả số dạng tín hiệu liên tục mặt thời gian, đó: Hình 1.1a mơ tả tín hiệu bất kỳ; tín hiệu tiếng nói thí dụ điển hình dạng tín hiệu Hình 1.1b mơ tả dạng tín hiệu điều hịa Hình 1.1c mơ tả dãy xung chữ nhật tuần hồn Hình 1.1d mơ tả tín hiệu dạng hàm bước nhảy đơn vị, ký hiệu u(t) 1(t): ⎧1, u (t ) = ⎨ ⎩0, t≥0 t