Ngân hàng điện tử tương tự ptit

Contents - Câu 2.1 Nêu định nghĩa, chất mạch khuếch đại ? Phân tích tham số mạch khuếch đại ? Định nghĩa : Mạch khuếch đại mạch để làm tăng cường độ điện áp hay dịng điện tín hiệu vào Bản chất : Là trình biến đổi lượng có điều khiển, lượng chiều nguồn cung cấp (không chứa thông tin), biến đổi thành lượng xoay chiều theo tín hiệu điều ển đầu vào (chứa đựng thơng tin), làm cho tín hiệu lớn lên nhiều lần không méo Các tham số : Đại lượng đầu Đại lượng tương ứng đầu vào K= (1) Hệ số khuếch đại Vì tầng khuếch đại có chứa phần tử điện kháng nên K số phức K = K exp(j.ϕk) |K| : Thể hiển quan hệ cường độ (biên độ) đại lượng đầu đầu vào ϕk: Thể độ dịch pha đại lượng đầu đầu vào (Độ lớn |K| ϕk phụ thuộc vào tần số ω tín hiệu vào.) Đồ thị hàm│K| = f(ω) gọi đặc tuyến biên độ - tần số tầng khuếch đại Đồ thị hàm ϕk=f(ω) gọi đặc tuyến pha - tần số tầng khuếch đại ZV = (2) Trở kháng lối vào lối (3) Méo tần số UV IV Zr = Ur Ir Méo tần số méo độ khuếch đại mạch khuếch đại bị gi ảm vùng hai đ ầu gi ải t ần vùng t ần số thấp có méo thấp Mt, vùng tần số cao có méo tần số cao MC Chúng xác định theo biểu thức: Mt = K0 ; Kt MC = Trong đó: K0 KC K0 hệ số khuếch đại vùng tần số trung bình KC hệ số khuếch đại vùng tần số cao Kt hệ số khuếch đại vùng tần số thấp (4) Méo phi tuyến Méo phi tuyến UV có thành phần tần số ω mà đầu thành phần hài ω xuất ^ thành phần hài bậc cao n ω (n = 2, 3, ) với biên độ tương ứng tuyến tính chất phi tuyến phần tử tranzito gây ^ ^ U , U , U n giảm dần Méo phi Hệ số méo phi tuyến tính: ) ) ) U 2 + U 32 + + U n γ = % ) U1 (5) Hiệu suất tầng khuếch đại Hiệu suất tầng khuếch đại đại lượng tính b ằng t ỷ s ố gi ữa cơng su ất tín hi ệu xoay chiều đưa tải Pr với công suất chiều nguồn cung cấp P0 η= Pr % P0 Câu 2.2 Định nghĩa phân loại hồi tiếp mạch khuếch đại ? Nêu tóm tắt ảnh hưởng hồi tiếp âm đến mạch khuếch đại ? - Định nghĩa : Hồi tiếp ghép phần tín hiệu (điện áp dòng điện) c khu ếch đ ại v ề đ ầu vào thông qua mạch hồi tiếp - Phân loại hồi tiếp: Hồi tiếp dương: tín hiệu hồi tiếp pha với tín vào, hồi tiếp dương làm khuếch đại ổn định, khơng sử dụng mạch khuếch đại, hồi ti ếp d ương đ ược s d ụng m ạch t ạo dao động Hồi tiếp âm: tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hi ệu vào, hồi ti ếp âm đóng vai trị r ất quan tr ọng mạch khuếch đại Nó cải thiện tính chất mạch khuếch đại XV − XR K Xht − K ht Sơ đồ khối khuếch đại có hồi tiếp - Trong hồi tiếp âm có hồi tiếp âm chiều hồi tiếp âm xoay chiều + Hồi tiếp âm chiều dùng để ổn định điểm làm việc tĩnh + Hồi tiếp âm xoay chiều dùng để ổn định tham số khuếch đại - Mạch điện khuếch đại có hồi tiếp phân làm loại: + Hồi tiếp nối tiếp điện áp: Tín hiệu đưa đầu vào nối tiếp với nguồn tín hi ệu vào t ỷ l ệ v ới ện áp đầu + Hồi tiếp nối tiếp dịng điện: Tín hiệu đưa đầu vào nối tiếp với ngu ồn tín hi ệu vào t ỷ l ệ v ới dòng điện + Hồi tiếp song song điện áp: Tín hiệu đưa đầu vào song song v ới ngu ồn tín hi ệu vào t ỷ l ệ v ới ện áp đầu + Hồi tiếp song song dịng điện: Tín hiệu đưa đầu vào song song v ới ngu ồn tín hi ệu vào t ỷ l ệ v ới dòng điện - Ảnh hưởng hồi tiếp âm đến tầng khuếch đại (1) Làm giảm hệ số khuếch đại (2) Hồi tiếp âm làm ổn định hệ số khuếch đại (3) Làm thay đổi trở kháng vào, trở kháng mạch (4) Tăng độ rộng dải thông Câu 2.3 Trình bày mạch khuếch đại mắc theo kiểu E chung ? Thường Rn nhỏ, R1//R2 >> rbe nên bỏ qua R1, R2 nội trở nguồn tín hiệu ta có: +12V +UCC R1 + Cv B C Cr + Ur R2 RE + Uv IB Rc rBE IB Uv rCE Rc Ur E CE Sơ đồ Emitơ chung Sơ đồ tương đương Emitơ chung cung Phương trình đường tải: Vì nên: Điện trở tải xoay chiều: Điện trở tải chiều: ZV = UV = rbe Iv Zr = Ur = rCE / / RC ≈ RC Ir Trở kháng vào mạch: Trở kháng ra: Hệ số khuếch đại dòng Ki = I C β I B ( RC / / rCE ) β ( RC / / rCE ) = = ≈β IV RC I B RC Hệ số khuếch đại điện áp: KU = S= β I ( R / / r ) β ( RC / / rCE ) Ur = − B C CE = − = − S ( RC / / rCE ) = − S RC UV I B rbe rbe ∆I C β = ∆U BE rbe (Vì rCE >> RC) hỗ dẫn tranzito rbe = rb + β re ≈ β UT U ≈ β T IE0 IC (UT điện áp nhiệt, UT = 26mV 250C) Góc pha: Tín hiệu ngược pha tín hiệu vào Câu 2.4 Trình bày tham số đặc trưng tầng khuếch đại C chung +Ucc R1 r Brbe E Cv IB RrCE CE Uv Cr + Uv R2 Ur RE + RE Ur Hình 1-23 Sơ đồ Colecto chung Hình 1-24 Sơ đồ tương đương Colecto chung Hệ số khuếch đại điện áp: U ( β + 1) I B RE ( β + 1).RE KU = r = = ≈1 UV I B rbe + ( β + 1) I B RE rbe + ( β + 1).RE (1-21) Hệ số khuếch đại dòng điện: I ( β + 1) I B Ki = r = = ( β + 1) IV IB (1-22) Trở kháng vào: ZV = UV I B rbe + ( β + 1) I B RE = = rbe + ( β + 1) RE IV IB (1-23) Trở kháng ra: Zr = U rhm I rngm Urhm điện áp hở mạch đầu Irngm dòng điện ngắn mạch đầu ( β + 1).RE U rhm = KU UV ≈ UV rbe + ( β + 1).RE I rngm = I B + β I B = ⇒ UV ( β + 1) rbe ( β + 1).RE ( β + 1).RE UV r + ( β + 1).RE r + ( β + 1).RE r Z r = be = be = be / / RE UV ( β + 1) β +1 ( β + 1) rbe rbe (1-24) Câu 2.5 Trình bày đặc trưng tầng khuếch đại B chung +Ucc Rc Cv IV R1 rCE + Cr + RE CB IB IB Rc Ur R2 Hình 1-25 Sơ đồ Bazo chung Hình 1-26 Sơ đồ tương đương Bazo chung Hệ số khuếch đại điện áp: KU = IE Ur rbe rBE + Uv RE Uv U r β I B RC β = = RC = S RC UV I B rbe rbe (1-25) Trở kháng vào mạch: IV + β I B + I B − I E = ⇒ UV U + ( β + 1) I B − V = ZV RE UV U U − ( β + 1) V − V = ZV rbe RE β +1 = + ZV rbe RE ZV = ⇒ (1-26) rbe / / RE β +1 Hệ số khuếch đại dòng: Ur R Z I K i = r = C = KU V IV UV RC ZV Thay KU vào ta có: rbe ) / / RE β RE β +1 K i = RC = ≈1 rbe rbe RC RE + β +1 ( (1-27) Trở kháng ra: Zr = rCE//RC ≈ RC Câu 2.6 Khái niệm khuếch đại cơng suất ? Trình bày chế độ công tác điểm làm việc tầng khuếch đại công suất ? Khái niệm : Tầng khuếch đại công suất tầng khuếch đại cuối c b ộ khu ếch đ ại, có tín hi ệu vào lớn Nó có nhiệm vụ khuếch đại cho tải cơng suất l ớn nh ất có th ể đ ược, v ới đ ộ méo cho phép vào bảo đảm hiệu suất cao Các tham số tầng khuếch đại công suất là: - Hệ số khuếch đại công suất Kp tỷ số công suất công suất vào : Kp = - Hiệu suất tỷ số công suất công suất cung cấp chiều P0: P η= r P0 Pr PV % Hiệu suất lớn cơng suất tổn hao cực góp tranzito nhỏ Chế độ công tác điểm làm việc tầng khuếch đại công suất : Tuỳ thuộc vào điểm việc tĩnh tranzito mà t ầng khu ếch đ ại cơng su ất có th ể làm vi ệc ch ế độ A, AB, B C : Chế độ A chế độ mà điểm làm việc tĩnh Tranzito nằm gi ữa đường t ải m ột chi ều, ch ế đ ộ tín hiệu khuếch đại hai bán chu kỳ Ở chế độ dịng tĩnh ln l ớn h ơn biên đ ộ dòng ện nên méo nhỏ hiệu suất thấp (η X3 < Ta có mạch dao động ba điểm điện cảm + X1, X2 < X3 > Ta có mạch dao động ba điểm điện dung Khi thỏa mãn thêm điều kiện cân biên độ (tức K.K ht =1) mạch phát sinh dao động, tần số dao động mạch nghiệm phương trình: X1 + X2 + X3 = Mạch dao động ba điểm điện cảm hình 3-5 mạch dao động ba điểm điện dung hình 3-6 f dd = 2π ( L1 + L2 )C Mạch điện hình 3-5 cho tần số dao động f dd = Mạch điện hình 3-6 cho tần số dao động 2π LC +Ucc R1 Rc +Ucc C2 R1 + C1 Rc Cv CE C RE L2 Hinh 3-5 Mạch dao động ba điểm điện cảm C1 + R2 + R2 L1 + + CE RE C2 L C Hinh 3-6 Mạch dao động ba điểm điện dung 23 Câu 2.16 Tìm điều kiện dao động tần số dao động mạch cầu viên U K ht = ht = U R + R1 + C2 + j (ω R C − ) R2 C1 ω R2C1 Nếu chọn C1 = C2 = C R1 = R2 = R ta có: K ht = U ht = U R + j (ω RC − ) ω RC ω RC − Tại tần số dao động ta có ⇒ f dd = 1 = ⇒ ωdd = ω RC RC 2π RC (3-14) K ht = ϕ K ht Khi (3-13) = Để mạch dao động phải thỏa mãn điều kiện cân pha cân biên độ, nên mạch khuếch đại phải có: ϕK = tức tín hiệu hồi tiếp phải đưa cửa thuận K=3 Từ mạch dao động cầu Viên (hình 3-11) ta thấy mạch khuếch đại khuếch đại thuận nên: K = 1+ R2 = ⇒ R2 = R1 R1 f dd = Tần số dao động : 2π RC 24 Câu 2.17 Trình bày tính chất tham số mạch thạch anh Thạch anh có đặc tính vật lý đáng quý độ bền học cao, chịu ảnh hưởng nhiệt độ tác dụng hoá học 1 ) j.ω.C q j.ω.C p ω L q C q − Zq = X q = = j 1 ω.( C p + C q − ω L q C q C p ) + j.ω.L q + j.ω.C q j.ω.C p ( j.ω.L q + (3-15) j.Xq fq fP f Đặc tính điện kháng thạch anh Mạch dao động thạch anh có hai tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng nối tiếp fq ứng với Zq = ∞ tần số cộng hưởng song song fp ứng với Zp = fq = fp = 2π L q C q C p + Cq Cq = fq 1+ 2π L q C q C p Cp Ta có : Cp lớn so với Cq fp gần với fq Đặc tính trở kháng thạch anh theo tần số biểu diễn hình 314 Thường sản xuất thạch anh với tần số fq = 1khz đến 100Mhz Các thạch anh tần số thấp sản xuất, loại kích thước lớn đắt tiền Các tính chất điện thạch anh tóm tắt sau: + Phẩm chất cao Q = Lq 10 ÷ 10 R td = Cq Lq C q rq + Tỷ số lớn, trở kháng tương đương thạch anh lớn C q UP(+) đầu vào IC có điện áp đổi dấu, đầu IC lật sang trạng thái bão hoà âm, Ur = -Urmax Qua phân áp lại đưa điện áp UP(-), tụ C phóng điện qua R hướng tới –Urmax, thời điểm t = t3, UC = 0, điốt D thông trở lại mạch trở trạng thái đợi ban đầu Với mạch có nguồn ni đối xứng ta xác định độ rộng xung (khoảng thời gian mạch trạng thái không ổn định) là: R R.C ln(1 + ) R2 tx = Thời gian phục hồi tph thời gian mạch trở trạng thái ổn định ban đầu, xác định theo biểu thức: R1 R.C ln(1 + ) R1 + R tph = Để mạch làm việc bình thường, chu kỳ xung vào cần thoả mãn điều kiện: Tv > tx + tph Chu kỳ xung chu kỳ xung vào: Tr = Tv R C D Uv N Ur UC Tvào t1 UP(+) UC = UN +Urmax t P Cv R2 Uv R1 t1 t2 UP(-) t - Urmax tX +Urmax a a Mạch đa hài đợi b Dạng điện áp t1 t2 b -Urmax t 27 Dạng xung cực mạch đa hài Câu 2.19 Trình bày mạch đa hài tự dao động dùng transistor Khi có nguồn hai tụ C1, C2 thay nạp điện phóng điện, hai tranzito thay thơng (bão hồ), tắt tạo cho mạch có hai trạng thái cân không ổn định: T1 tắt, T2 thơng (bão hồ) T1 thơng (bão hồ), T2 tắt tự chuyển đổi trạng thái cho nhau, đầu nhận dãy xung vuông Coi mạch chế độ xác lập, xung có biên độ ổn định Xét thời điểm mạch trạng thái T1 tắt, T2 thơng (bão hồ) Lúc tụ C2 (trước nạp điện) phóng điện từ +C2 qua T2, nguồn E, qua điện trở R đến -C2 đặt điện áp âm lên cực gốc T1 làm cho UB1 < giữ T1 tắt khoảng thời gian +E R1 C1 Mạch đa hài tự dao động dùng tranzito T1 Ur1 R2 R3 C2 R4 T2 UB1 Ur2 UB2 rBET2 Đồng thời với q trình đó, tụ C1 nạp điện từ +E qua R1 đến +C1, -C1 qua , nhanh chóng đến điện áp E (do mạch có R1 T1 thơng, xuất dịng IB1, IC1 tăng lên làm cho Ur1 giảm, qua tụ C1 dẫn đến UB2 giảm, dòng T2 giảm Ur2 tăng Qua C2 lượng tăng đưa vào cực gốc T1 làm cho UB1 tiếp tục tăng, dòng đèn T1 tiếp tục tăng Hồi tiếp dương xẩy nhanh chóng (xem tức thời) làm cho T1 thơng (bão hồ), T2 tắt Tiếp theo tụ C1 lại phóng điện qua T1, nguồn E điện trở R2 giữ cho T2 tắt khoảng thời gian Tụ C2 rBET1 nạp điện từ nguồn E qua R4 điện trở , nhanh chóng đến điện áp E (do R4 UP(+) đầu đột biến -U Rmax, mạch chuyển sang trạng thái bão hoà âm U P ( −) = Qua mạch phân áp R1 R2 đưa cửa thuận điện áp: −U R max R1 R1 + R2 Tụ C nạp phóng điện (do ện áp đổi c ực tính) qua ện tr R làm cho U C giảm xuống khơng, nạp tiếp phía –URmax Khi UC < UP(-) đầu đột biến từ -Urmax +Urmax, mạch chuyển sang trạng thái bão hoà dương Cứ mạch tự làm vi ệc chuy ển t tr ạng thái sang tr ạng thái khác cho dãy xung vuông đầu Dạng tín hiệu cửa KĐTT 30 t X = RC.ln(1 + Khi nguồn ni đối xứng có +Urmax= |-Urmax| độ rộng xung tx xác định: 2R ) R2 Nếu chọn R1 = R2 thì: tx = R.C.ln3 ≈ 1,1R.C Chu kỳ dao động: T = 2tx ≈ 2,2 R.C Tần số dao động: 31 ... tắt Tiếp theo tụ C1 lại phóng điện qua T1, nguồn E điện trở R2 giữ cho T2 tắt khoảng thời gian Tụ C2 rBET1 nạp điện từ nguồn E qua R4 điện trở , nhanh chóng đến điện áp E (do R4 UP(+) đầu vào IC có điện áp đổi dấu, đầu IC lật sang trạng thái bão hoà âm, Ur = -Urmax Qua phân áp lại đưa điện