hiệu tin tứcthông tin tần số thấp cần truyền vào các dđ cao tần bằng cách làm thay đổi 1 hoặc 1 vài tham số phù hợp dđ cao tần biến thiên theo quy luật của tín hiệu tin tức gọi là quá tr[r]
(1)VÔ TUYẾN ĐẠI CƯƠNG Chương I: Các yếu tố tuyến tính – Mạch tuyến tính(mtt) §1: K/n & T/c mạch tuyến tính I K/n: - Phần tử tuyến tính (pttt) là các phần tử mà thông số điện đặc trưng cho nó không phụ thuộc vào điện áp đặt trên đầu phần tử dđ chạy qua phần tử đó - Trong các điều kiện định các phần tử bản: R, L, C xem là các pttt - Mạch tuyến tính: là mạch điện chứa các pttt II Các tính chất mạch tuyến tính: - Đặc trưng V-A mạch tuyến tính là đường thẳng - Các pt điện mô tả trạng thái mtt là các pt vi phân hệ số là số - Mạch tuyến tính tuân theo ng lí chồng chất, nghĩa là: t d nhiều nguồn t động đáp ứng xuất mtt tổng tất đáp ứng nguồn riêng lẻ gây - Dưới t d các t động có phổ mtt không xuất không xuất thêm các hài Ví dụ: u (t ) U R (t ) U L (t ) U C (t ) R.i(t ) L di (t ) i(t )dt C dt -§2: Mạch R, L, C nối tiếp (mạch cộng hưởng điện áp) * Xét mạch: i (t ) I cos t ( A) - Giả sử: u (t ) U cos t (V ) và dòng xuất mạch là U U e j I I e j - Dưới dạng số phức, biên độ phức áp và dòng là: , U Z 0 R j ( L ) C I0 Trở kháng phức: U U0 I 0 I I ( ) Z R ( L ) C - Biên độ dòng: L C arctg X ( ) arctg R L - Lệch pha u(t) và i(t): * Mạch xảy cộng hưởng tần số tần số này thành phần ảo Z 0 : 1 0 L 0 0 0C LC * Khi cộng hưởng: ( 0 ) (2) Z Z (0 ) R đạt cực tiểu 0 I (0 ) R đạt cực đại (0 ) 0 dòng đồng pha với áp * Thường đặt X L ( ) L điện kháng L X C ( ) C điện kháng C X ( ) X L ( ) X C ( ) điện kháng mạch R, L, C nối tiếp Z R jX * Để đặc trưng phẩm chất mạch ta dùng khái niệm hệ số phẩm chất: L 1 L X ( ) X C (0) L Q 0 L Q L R 0CR 0 C C điện trở đặc tính R R R C R đó: R, L, C nối tiếp * Biên độ sụt áp trên R, L, C cộng hưởng: U R I (0 ) R U U L I (0 ) X L (0 ) QU U 0C I (0 ) X C (0 ) QU f ( ) I ( ) I (0 ) R R ( L ) C f ( ) Q ( )2 0 * Đặc trưng tần số: 0 f ( ) 0 Q - Khi trên đặc trưng tần số ta nhận điểm tương ứng với tần số thấp t và tần số cao c, tập hợp tất các tần số từ t c gọi là dãy tần số làm việc mạch - Gọi là độ rộng dãy thông thì = c - t - Vì dãy thông khung cộng hưởng thường hẹp nên 0 c ; t 0 và c đ/x t qua 0 Q * Đặc trưng tần số có dạng: L C ( ) arctg R * Đặc trưng pha: + Khi = 0 = 0, mạch là trở + Khi > 0 > 0, mạch có tính cảm + Khi < 0 < 0, mạch có tính dung -§3: Mạch R, L, C song song (mạch cộng hưởng dđ) * Xét mạch: - Giả sử : i(t) = I0 cos t - Điện áp sinh : u(t) = U0 cos (t - ) : lệch pha dòng và áp - Với các mạch // để thuận tiện cho việc giải ta thường dùng đại lượng (3) dẫn nạp phức 1 1 Z1 R j L, Z Z Z1 Z ; đó : jC R j L R L jC jC j C 2 2 R j L R ( L ) R ( L) R ( L) * Mạch cộng hưởng 0 0 thành phần = ( L) 0C L 02 LC 2 R (0 L) R (0 L) R 1 0 L Vì R là điện trở cuộn dây nên có giá trị nhỏ: R<<0L 0 LC * Biên độ dòng qua các nhánh cộng hưởng: U ( ) U ( ) R j0 L Q I c (0 ) 0 0 QI Z (0 ) Q R j0 L U ( ) I L (0 ) 0 QI Z1 (0 ) * Khi cộng hưởng: R (0 ) 0 R (0 L)2 đạt Z (0 ) Q (0 ) đạt max biên độ điện áp U0(0) đạt max, (0 ) 0 * Khảo sát đặc trưng tần số: Z ( ) I ( ) U ( ) Z ( ) f ( ) f ( ) U1 (0 ) Z (0 ) I (0 ) Z (0 ) Q ( )2 0 Đặc trưng tần số có dạng giống mạch R, L, C nối tiếp * Độ rộng dãy thông: * Đặc trưng pha: L R j L R L R ( L) jC j C 2 2 R R ( L) R ( L) R ( L) 2 R ( L) C ( ) arctg 0 Q + Khi = 0 = + Khi > 0 > 0, mạch có tính dung + Khi < 0 < 0, mạch có tính cảm (4) Chương II : DỤNG CỤ BÁN DẪN §1: DIODE BÁN DẪN I Cấu tạo: Gồm khối bán dẫn khác loại ghép tiếp xúc với hình thành tiếp giáp P-N Trên khối bán dẫn là điện cực: điện cực lấy từ khối bán dẫn P là cực Anot (A), điện cực lấy từ khối N là cực Catot (K) Các loại diode bán dẫn chế tạo từ tiếp giáp P- N dựa vào các hiệu ứng khác để tạo các loại diode khác II Nguyên tắc hoạt động: * Ban đầu ghép t/x khối bán dẫn khác loại với nhau, chênh lệch nồng độ điện tích (của các hạt tải) mà có khuếch tán các hạt tải đa số qua tiếp giáp P-N, sau thời gian lân cận tiếp giáp P-N xuất vùng mang điện tích khối trái dấu (phía N tích +, P tích điện -), E vùng này tạo điện trường cản c có chiều từ N – P có tác dụng ngăn cản tải đa số qua tiếp giáp P-N: khuếch tàn tiếptheo các hạt F q.E ( q 0) F cùng chiều E Eng E * Khi phân cực thuận cho diode : UAK >0hay UA>UK Điện trường ngoài ) có chiều ngược với c có tác ( E E dụng khử điện trở cản Khi UAK còn nhỏ ng chưa đủ lớn để khử hết c , lúc này đ trường tổng hợp có chiều từ N-P có t/dụng ngăn cản khuếch tán các hạt tải đa số và xem chưa có dòng qua diode, tương E E ứng ta có “vùng rào điện áp” Khi UAK đủ lớn ng khử hết c , điện trường tổng hợp có chiều từ P-N tạo đk dễ dàng cho các hạt tải đa số dịch chuyển qua tiếp giáp P-N hình thành dòng điện thuận E E * Khi phân cực ngược cho diode: U AK <0, ng cùng chiều c , điện trường tổng hợp lớn có chiều từ N-P có tác dụng cản trở khuếch tán các hạt tải đa số, nhiên ngoài các hạt tải đa số khối bán dẫn còn có các hạt tải thiểu số, đ trường tổng hợp tạo đk dễ dàng cho các hạt tải thiểu số dịch chuyển qua tiếp giáp PN cho ta dđ ngược Ing Dòng ngược tạo các hạt tải thiểu số nên có giá trị nhỏ Khi UAK tăng đến giá trị nào đó tiếp giáp P-N bị đánh thủng, dòng qua diode tăng đột biến và điện áp gần không đổi III Đặc trưng V-A: Ung gh: điện áp ngược giới hạn Upct: điện áp phân cực thuận Loại Ge: Upct 2V Loại Si: Upct 0 5V IV Một số loại diode thông dụng và ứng dụng : * D chỉnh lưu : Dùng chỉnh lưu xoay chiều – chiều * D zener (ổn áp): - Dùng trạng thái phân cực ngược - Ổn định điện áp) * D phát quang (led): - Sẽ phát sáng có dòng thuận qua - Dùng hiển thị-báo hiệu * D biến dung : (5) - Điện dung vùng chuyển tiếp P-N thay đổi theo điện áp phân cực ngược - Thường dùng các điều chỉnh tần số, sử dụng trạng thái phân cực ngược §2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BJT) Cấu tạo: - Transistor là hệ thống lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau, đó lớp mỏng, có tính dẫn điện khác loại với lớp bên cạnh, tạo nên miền tiếp giáp P-N - Một khối bán dẫn là điện cực transistor, có hàn đầu ngoài gọi là chân transistor, lớp bán dẫn là cực gốc B hay còn gọi là cực Bazo(B), lớp bên: là cực phát emito(E), là cực góp colecto(C) Hai tiếp giáp là tiếp giáp phát và tiếp giáp góp * Để BJT hoạt động, cần cấp nguồn thõa đk: - Tiếp giáp phát phân cực thuận - Tiếp giáp góp phân cực ngược Transistor NPN: Vc >VB>VE Transistor PNP: Vc<VB<VE * I E I B I C vì I C I B I C I E I Các sơ đồ mắc transistor lưỡng cực loại PNP : 1/ Sơ đồ E chung: * E1, E2: nguồn chiều, dùng để phân cực thuận cho tiếp giáp phát và phân cực ngược cho tiếp giáp góp * C1, C2 tụ liên lạc(tụ nối tầng) * E1, E2, C1, C2 xem nối tắt tín hiệu xoay chiều có tần số đủ lớn * R1 điện trở định thiên; R2 điện trở gánh * Ở trạng thái tĩnh(1 chiều): E1 phân cực thuận cho tiếp giáp phát nên có dòng phát chiều I E: +E1 vượt qua tiếp giáp phát đến miền gốc và chia làm thành phần: dòng chủ yếu tiếp tục vượt qua tiếp giáp góp qua R - E2, đó là dòng góp chiều IC, dòng nhỏ qua R1 - E1 đó là dòng gốc chiều IB * Ở trạng thái động(trạng thái xoay chiều) - Điện áp vào U1 đưa trực tiếp đến cực: B, E - Điện áp U2 lấy trực tiếp từ cực: C, E Gọi là mạch E chung - Phân tích pha: + U1 tăng thì VB tăng phân cực thuận cho tiếp giáp phát giảm iC giảm U2 giảm + U1 giảm thì VB giảm phân cực thuận cho tiếp giáp phát tăng iC tăng U2 tăng Vậy: mạch E chung dùng transistor có tín hiệu ngược pha tín hiệu vào Dòng đầu vào là iB, dòng đầu là iC * Loại mạch E chung thông dụng thực tế, có thể dùng làm mạch khuếch đại dòng, điện áp hay công suất 2/ Sơ đồ C chung: * C1, C2, R1, R2, E1, E2 có tên gọi và chức sơ đồ E chung * Ở trạng thái tĩnh(DC): E1 phân cực thuận cho tiếp giáp phát, nên có dòng phát chiều IE từ +E1 qua R2 vượt qua tiếp giáp phát đến miền gốc và chia thành dòng: dòng lớn - E2 là dòng IC, dòng nhỏ qua R1 -E1 là dòng IB * Ở trạng thái động(AC): - u1 phân thành dòng đến B và C (6) - u2 lấy trực tiếp từ cực E và C Gọi là mạch C chung * Phân tích pha: - u1 tăng phân cực thuận cho tiếp giáp phát giảm iE giảm u2 tăng - u1 giảm phân cực thuận cho tiếp giáp phát tăng iE tăng u2 giảm Vậy: Mạch mắc C chung có tín hiệu đồng pha tín hiệu vào Dòng đầu vào(của transistor) là dòng i B, dòng đầu là dòng iE * Ứng dụng: Mạch C chung có thể làm mạch khuếch đại dòng không khuếch đại điện áp, thường dùng làm các mạch phối hợp trở kháng 3/ Sơ đồ B chung: * C1, C2, R1, R2, E1, E2 có tên gọi và chức sơ đồ trên * Ở trạng thái DC (1 chiều): E1 phân cực thuận cho tiếp giáp phát nên có dòng IE từ +E1 qua R1 qua tiếp giáp phát đến miền B và chia làm dòng: dòng lớn tiếp tục vượt qua tiếp giáp góp qua R2 - E2 là dòng IC, dòng nhỏ - E1 là dòng IB * Ở trạng thái AC (xoay chiều) - u1 đưa trực tiếp đến E & B, u2 lấy trực tiếp từ C & B B chung - Phân tích pha: u1 tăng phân cực thuận cho tiếp giáp phát tăng dòng là iC tăng u2 tăng; ngược lại u1 giảm u2 giảm Vậy: Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đồng pha tín hiệu vào - Dòng đầu vào iE, dòng đầu iC không làm mạch khuếch đại dòng * Ứng dụng: loại mạch này không cho độ lợi dòng điện, có thể dùng làm mạch khuếch đại điện áp Tuy nhiên loại mạch này ít thông dụng thực tế II Mạch phức hợp (Darlington): * Ghép hay nhiều transistor (cùng loại khác loại) với cách thích hợp ta transistor phức hợp * Transistor phức hợp sử dụng chủ yếu với cách mắc E chung vì hệ số khuếch đại dòng cách mắc này lớn Vd: Xét transistor T1 và T2 cùng loại NPN: C C2, E1 B2 - Cách ghép: - Kết phức hợp có: E E2; B B1; CC1C2 và cùng loại NPN với T1 và T2 - Hệ số khuếch đại dòng transistor phức hợp mắc theo kiểu E chung - Gọi 1, 2, là hệ số khuếch đại dòng T1, T2, T phức hợp mắc theo kiểu E chung Ta có: I I I 1 C1 ; C ; C I B1 IB2 IB I C1 I C I 1 B I B1 I B1 1 I I I E1 1 C1 B1 I B1 I B1 1 ( 1 1) 1 1 VÌ 1 >> 1; 2 >> 1 2 IV Các cách phân cực cho transistor lưỡng cực Trong thực tế để phân cực cho transistor ta dùng nguồn lượng phân cực đồng thời cho các tiếp giáp phát và góp 1/ Phân cực dòng cố định (dòng không đổi : * Xét loại mạch E chung: - RB > RC - Ở trạng thái tĩnh: IB = (VCC – UBE)/RB - Khi transistor làm việc, tiếp giáp phát cực thuận với UBE << VCC IB VCC/RB (7) IB xem cố định VCC và RB nên kiểu phân cực này gọi là phân cực dòng cố định IC = IB ; UCE = VCC – ICRC Các trị số IB, IC, UCE cho ta xác định điểm công tác tĩnh Q * Loại mạch này có kết cấu và tính toán đơn giản nhiên ổn định nhiệt mạch kém Cụ thể t0 tăng() IC tăng() điểm Q kém ổn định 2/ Phân cực đường hồi tiếp điện áp: * RB thực việc lấy tín hiệu hồi tiếp từ cực C đưa cực B transistor để ổn định nhiệt cho mạch * Cơ chế ổn định nhiệt: IB, IC tăng VCC VCC – IC R giảm + Khi t0 tăng phân cực thuận cho tiếp VB VC – IB RB giảm IC giảm giáp phát giảm Vậy: t0 thay đổi điểm công tác tĩnh Q xem ổn định 3/Phân cực dùng Emilter: * RB1, RB2 phân áp chiều cho cực B T Thường chọn RB1, RB2 cho I2 = ( 10)IB VCC VB RB t RB1 RB Có thể xem I I * RE điện trở tạo hồi tiếp chiều để ổn định nhiệt, nhiên RE gây hồi tiếp đ/v tín hiệu xoay chiều làm suy giảm tín hiệu ra, vì để không suy giảm tín hiệu ta mắc CE // RE (CE: tụ phân đường-đánh hồi tiếp) * Cơ chế ổn định nhiệt: t0 tăng(↓) =>{IE tăng(↓); VB= const} =>{VE = IERE tăng(↓); VB= const} UBE giảm() phân cực thuận cho tiếp giáp phát giảm() IC giảm() Vậy: nhiệt độ thay đổi điểm công tác tĩnh Q gần cố định 4/Phân cực đường hồi tiếp hỗn hợp : * RB, RE: điện trở tạo hồi tiếp chiều để ổn định t0 * Cơ chế ổn định nhiệt: T0 tăng(){IC tăng(); IE tăng()}{VC giảm(); VE tăng() {VB giảm(); VE tăng()} UBE giảm() phân cực thuận cho tiếp giáp phát giảm() IC giảm() φ xem ổn định CHƯƠNG III: KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU ĐIỆN §1 CÁC CHỈ TIÊU VÀ THAM SỐ KỸ THUẬT CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI 1/ Hệ số khuếch đại: * Biểu thị tín hiệu lớn gấp bao nhiêu lần so với tín hiệu vào: K = đại lượng ra/đại lượng vào I Ki r I v : hệ số khuếch đại dòng (8) U Ku r U v : hệ số khuếch đại áp P Kp r Pv : hệ số khuếch đại công suất Tùy theo nhiệm vụ mạch khuếch đại mà ta cần chú ý đến các hệ số khuếch đại tương ứng * Trong kỹ thuật người ta thường dùng đơn vị dexiben(dB) để biểu thị hệ số khuếch đại: S=20log10K (dB) N K K j K1.K K N j 1 N hay : S S j j 1 * Với mạch khuếch đại gồm N tầng ghép dây chuyền thì: 2/ Dãy tần số làm việc(dãy thông) * Là tập hợp tất các tần số từ tần số thấp t đến tần số cao c cho ứng với các tần số thuộc dãy này hệ số khuếch đại mạch không nhỏ lần hệ số khuếch đại cực đại Khi tín hiệu tác động có tần số thuộc dãy này thì tín hiệu xem không bị méo dạng * Đặc trưng tần số mạch k đại có dạng: 3/ Trở kháng vào ZV, trở kháng ZR: U U Zv v ; Zr r I v I r 4/ Hiện tượng gây méo mạch khuếch đại: * Méo tần số: tầng khuếch đại có hệ số k đại không với các thành phần tín hiệu vào có tần số khác dẫn đến tín hiệu có dạng khác tín hiệu vào * Méo biên độ: t/c phi tuyến phần tử khuếch đại, tín hiệu vào có b độ khác thì hệ số khuếch đại mạch có thể khác * Méo pha: tín hiệu vào gồm nhiều thành phần có tần số khác nhau, thành phần tín hiệu qua mạch khuếch đại gây các độ dịch pha khác dẫn đến tín hiệu có dạng khác tín hiệu vào §2: CÁC PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÓ HỒI TIẾP Sơ đồ khối tổng quát mạch khuếch đại có hồi tiếp: X : có thể là dòng hay áp X n : tín hiệu nguồn X1 : tín hiệu vào mạch có hồi tiếp X0 : tín hiệu X ht : tín hiệu hồi tiếp X h : tín hiệu : kh nút ghép tín hiệu Kn X X n : hàm truyền đạt khâu ghép nối nguồn với mạch K0 X X h : hàm truyền đạt mạng cực k đại X ht X : hàm truyền đạt mạng cực h tiếp (9) *Phương trình bản: + Gọi K là hàm truyền đạt mạng cực k đại có hồi tiếp: K X X ; X h X X ht K K K0 X h K X h X ht X ht X0 1 Xh Xh K0 K K + Gọi K tp là hàm truyền đạt toàn phần từ nguồn tín hiệu đến tải: X K X K Xn Xn K K n K §3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM TẦN GHÉP ĐIỆN DUNG(ghép RC) * Xét mạch gồm tầng: RB1, RB2: phân áp chiều cho cực B T1 RB3, RB4: - T2 RE1, RE2: ổn định nhiệt CE1, CE2: tụ phân đường C1, 2, 3: tụ liên lạc, ngăn dòng chiều ko cho từ tầng này sang tầng khác * Tín hiệu vào uv đưa đến B T1 và tầng T1 khuếch đại lên Tín hiệu sau k đại trên cực C T1 tiếp tục đưa vào cực B T2 thông qua tụ C2 và tầng T2 khuếch đại lên lần * Đặc trưng biên độ tần số có dạng: Giải thích: + Ở dãy tần số tb: các tụ sơ đồ xem nối tắt, bỏ qua ảnh hưởng các tham số T1, 2(β; dung kháng kí sinh ZCce) theo tần số, lúc này K đạt cực đại = K0 + Ở dãy tần số thấp: bỏ qua ảnh hưởng các tham số T1, theo tần số, dung kháng các tụ sơ đồ tăng, đây là ng nhân làm giảm K tần số thấp + Ở dãy tần số cao: các tụ sơ đồ xem nối tắt, các tham số T1, định đến việc giảm K cùng tần số cao Cụ thể: - β T1, giảm tần số tăng - ZCce giảm tần số tăng * Ưu điểm :Kết cấu mạch đơn giản, gọn nhẹ, chế độ làm việc tĩnh các tầng độc lập với * Nhược điểm : không phối hợp trở kháng các tầng làm giảm hiệu suất truyền đạt tín hiệu (10) §4: MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÃY RỘNG DÙNG T LOẠI NPN 1/ Sửa tần số thấp: Phương pháp thường dùng là đưa vào mạch sửa R, C tham gia vào tải colector(RC) - Đối với tần số t b và cao thì trở kháng tụ C0 nhỏ, đó tải colector tương đương với RC Đặc trưng tần số không có gì thay đổi so với tải RC - Đối với tần số thấp, trở kháng tụ C0 lớn, tải colector lớn trở RC nhiều, tần số càng thấp nên tải colector càng lớn, đó hệ số khuếch đại càng lớn, nghĩa là ta đã sửa đặc trưng tần số tần số thấp tức mở dãy tần làm việc tần số thấp 2/ Sửa tần số cao: (hình vẽ: mắc thêm cuộn cảm nt RC, bỏ C0) Phương pháp thường dùng là mắc thêm cuộn cảm LC colector - Đối với tần số thấp trở kháng cuộn LC bé nên tải colector tương đương có RC Đặc trưng tần số không có gì thay đổi so với tần khuếch đại RC - Đối với tần số cao, ZLC = L tăng dẫn đến tải colector tăng đó tăng vì ZLC tăng mạnh Điều đó có nghĩa là hệ số khuếch đại càng lớn Hay nói cách khác ta đã sửa đặc trưng tần số phía cao, tức là mở rộng dãy tần làm việc tần số cao 3/ Sửa tần hợp: §5: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT KÉO ĐẨY KHÔNG DÙNG BIẾN ÁP RA (OTL) * Để khuếch đại công suất, các transistor thường hoạt động chế độ A, B hay AB Ở chế độ A thì hiệu suất tần khuếch đại CS < 50%, để tăng hiệu suất mạch ta sử dụng chế độ B hay AB, lúc này T làm việc ứng với 1/2 1/2 chu kỳ tín hiệu vào nên tín hiệu dùng T bị méo dạng Để khắc phục ta dùng T làm việc theo chế độ kéo * Để đơn giản kết cấu mạch ta có thể dùng mạch k đại c suất kéo đẩy không biến áp * Một số sơ đồ loại OTL : (11) 1/ Kiểu cung cấp nguồn song song: + Với bán kỳ + uV: T1 dẫn, T2 tắt có dòng iC1 từ +VCC1 qua T1 Rt đất chung, dòng này tạo bán kỳ tương ứng trên tải Rt + Với bán kỳ - uV: T1 tắt, T2 dẫn có dòng iC2 từ +VCC2 Rt T2 VCC2, dòng này chạy qua Rt ngược chiều với iC1 nên tạo bán kỳ ngược lại trên tải Rt Vậy: với bán kỳ tín hiệu vào ta nhận bán kỳ tương ứng trên Rt 1/ Kiểu cung cấp nguồn nối tiếp: + Khi đóng mạch tụ C nạp điện từ nguồn, mạch hoàn toàn đối xứng thì C nạp đầy đến mức điện áp VCC/2 + Với bán kỳ dương uV: T1 dẫn, T2 tắt; C nạp thêm điện từ nguồn, cho dòng iC1 + Với bán kỳ âm uV: T1 tắt, T2 dẫn, C phóng điện cho dòng iC2 qua Rt Vậy: với bán kỳ tín hiệu vào ta nhận bán kỳ tương ứng tín hiệu trên tải Rt §6: KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI HỒI TIẾP I Khái niệm: + Hồi tiếp là lấy phần hay toàn tín hiệu từ đầu ra(dòng hay áp) mạng cực k đại đưa lại đầu vào nó thông qua mạng cực khác + Mạng cực thực việc lấy tín hiệu hồi tiếp gọi là mạng cực hồi tiếp II Phân loại: 1/ Dựa vào pha: + Nếu tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào với mạng khuếch đại trước đó ta có quá trình hồi tiếp âm + Nếu tín hiệu hồi tiếp đồng pha với tín hiệu vào với mạng khuếch đại trước đó ta có quá trình hồi tiếp dương 2/ Dựa vào cách lấy tín hiệu hồi tiếp: + Nếu tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với điện áp ta có hồi tiếp điện áp + Nếu tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với dòng điện ta có hồi tiếp dòng điện 3/ Dựa vào cách ghép tín hiệu hồi tiếp: + Nếu tín hiệu hồi tiếp đưa đầu vào xem ghép song song với tín hiệu đầu vào trước đó ta có hồi tiếp song song + Nếu tín hiệu hồi tiếp đưa đầu vào xem ghép nối tiếp với tín hiệu đầu vào trước đó ta có hồi tiếp nối tiếp CHƯƠNG IV: DAO ĐỘNG * Mạch dđ(máy phát) * Phân loại: + Máy phát cao tần(LC) + Máy phát âm tần(RC) + Máy phát điều hòa (sin) + Máy phát ko điều hòa ( ko sin) + Máy phát ngoại kích: để phát sinh dao động cần có tín hiệu kích thích từ bên ngoài , tần số và biên độ phụ thuộc vào tín hiệu kích thích từ bên ngoài (12) + Máy phát tự kích: tự kích thích và phát sinh dđ có nguồn lượng cung cấp, biên độ và tần số phụ thuộc vào trị số linh kiện & nguồn cung cấp * Đk để máy phát phát sinh dđ tự kích: + Cân pha: hồi tiếpdương K 1 + Cân biên độ: §1: MÁY PHÁT CAO TẦN LC ĐIỀU HÒA TỰ KÍCH 1/ Máy phát ghép biến áp (hỗ cảm) *Mạch trên sử dụng cách ghép hỗ cảm khung cộng hưởng L1, C1 với L2 để lấy tín hiệu hồi tiếp * Khi đóng mạch trên khung L1C1 xuất dđ, dđ này cảm ứng qua L2 đưa cực B T thông qua tụ CB và T khuếch đại lên - Tín hiệu sau khuếch đại( trên khung L1C1 lại cảm ứng qua L2 đưa cực B T - Nếu mạch thõa mãn cân biên độ và cân pha thì biên độ điện áp tăng dần Đến lúc nào đó t/c phi tuyến T mà biên độ điện áp ko đổi và mạch chuyển sang trạng thái xác lập * Để mạch thõa mãn đk cân pha thì chọn chiều quấn cuộn L1, L2 thích hợp f f ch 2 L1C1 * Nếu phát sinh dđ thì tần số dđ là 2/ Máy phát điểm điện cảm: * Khối khuếch đại tín hiệu dùng T nên có tín hiệu ra(trên L1) ngược pha với tín hiệu cực B T * Ta có: XBE = XL2 = L2 >0 XEC = XL1 = L1 >0 XBC = XC1 = -1/C1<0 → Tín hiệu trên đầu L1&L2 ngược pha so với điểm chung nối đất * Tín hiệu hồi tiếp lấy trên cuộn L2 đưa cực B T thông qua CB → Mạch luôn thõa mãn đk cân pha * Nếu mạch thõa mãn đk cân biên độ thì phát sinh dđ 1 f f ch ( f0 ) 2 ( L1 L2 )C1 29 tần số 3/ Máy phát điểm điện dung: * Khối khuếch đại tín hiệu dùng T mắc E chung nên tín hiệu (trên C1) ngược pha với tín hiệu cực B T Ta có: XCE = XC1< 0; XEB = XC2 < 0; XCB = XL >0 → Tín hiệu trên đầu C1, C2 ngược pha so với điểm chung nối đất (E) Tín hiệu hồi tiếp lấy trên C2 đưa cực B T qua CB → Mạch luôn thõa đk cân pha * Nếu mạch thõa đk cân biên độ thì phát sinh dđ (13) f f ch 2 L tần số C1C2 C1 C2 §2: MÁY PHÁT ÂM TẦN RC ĐIỀU HÒA TỰ KÍCH * Để phát tín hiệu tần số thấp ta thường dùng loại máy phát đó chứa điện trở và tụ điện * Với loại máy phát này thõa mãn cân pha thì cân pha tần số nhất, tần số này mạch thõa mãn đk cân biên độ thì phát sinh dđ tần số đó 1/ Máy phát dòng cầu xoay pha: RC * Mỗi mắc RC gây độ lệch pha tín hiệu và tín hiệu vào: * Vì để đảo pha tín hiệu thì cần use tối thiểu mắc RC ghép dây chuyền(liên thông) Các mắc này có thể giống khác nhau, nhiên để đơn giản thường sử dụng mắc RC hoàn toàn giống * Xét mạch có khối hồi tiếp làm nhanh pha tín hiệu: - Để có mắc RC giống cần chọn: C1 = C2 = C3 = C; R1=R2 = RB1//RB2//rBE=r (rBE đtrở cực B, E T) - Cầu xoay pha làm đảo pha tín hiệu tần số: 1 f ( f0 ) f 2 RC , thì 29 - Khối k/đ t/h sử dụng mắc E chung nên có t.h ngược pha t/h vào Vì để mạch hỏa mãn điều kiện cân pha thì khởi hồi tiếp phải đảo pha t/h mạch cân pha f - Để mạch phát sinh d đ tần số f thì cần tính toán khối k/đ sau cho: K 29 2/ Máy phát dùng cầu Wien: * Xét mạch: * Khối k đại t hiệu gồm tầng E chung ghép dây chuyền nên có t hiệu đồng pha t hiệu vào vì để mạch thõa đk cân pha thì khối hồi tiếp (cầu Wien R1, C1, R2, C2 phải ko làm dịch pha t hiệu * Tần số mà đó cầu Wien không làm dịch pha t hiệu là: f0 2 R1C1 R2C2 Nếu chọn R1=R2 =R; (14) C1=C2=C f0 2 RC Tại tần số này β(f0) =1/3, vì để mạch phát sinh dđ f0 cần tính toán cho K 3 §3: MÁY PHÁT ĐA HÀI TỰ KÍCH DÙNG BJT LOẠI NPN * Để mạch có tính đối xứng cao cần chọn: T1≡T2, RC1=RC2= RC; RB1=RB2 =RB; C1=C2=C * Để mạch ổn định cần chọn: RB>RC; βRC>RB * Khi đóng mạch T1 và T2 dẫn, mạch hoàn toàn đ/x thì : VC1=VC2=VCC-IC1 RC1=VCC-IC2 RC2 - Tuy nhiên trạng thái này ko tồn lâu dài vì cần thay đổi nhỏ dòng hay áp trên phần nào đó mạch thì T1, T2 thay đổi trạng thái và ta nhận tín hiệu dđ trên các cực B, C T1, T2 - Vd: IC1 VC1 VB2 phân cực thuận cho tiếp C2 giáp phát T2 giảm IC2 VC2 VB1 phân cực thuận cho tiếp giáp phát T1 tăng IC1 tăng - Quá trình này lặpđi lặp lại, kết quá trình này cho T1 bão hòa, T2 tắt C1 phóng điện theo đường: +VCC RB2 C1 T1 đất với số thời gian phóng τP1 RB2 C1 C2 nạp điện theo đường: +VCC RC2 C2 T1 đất với số thời gian nạp τN2 RC2 C2 Vì τN2 < τP1 nên C1 chưa phóng hết điện thì C2 đã nạp đầy - Khi C1 phóng điện thì VB2 , đến lúc nào đó tiếp giáp phát T2 phân cực thuận v2 T2 dẫn C2 IC2 VC2 VP1 IC1 C1 VC1 VB2 IC2 Kết quả: T1 tắt, T2 bão hòa, …, quá trình trên lặp lặp lại, cho ta t hiệu dđ * T hiệu lấy trên cực C có dạng xung vuông, t hiệu trên cực B có dạng xung nhọn * Chu kỳ dđ: T = ln2(RB1C2 + RB2C1); RB1 = RB2 = RB; C1 = C2 = C T 4RBC * Giải thích dạng xung trên cực B và cực C - Cực B : quy luật phóng điện tụ theo quy luật hàm mũ nên có dạng nhọn - Cực C (15) CHƯƠNG V: ĐIỀU CHẾ VÀ TÁCH SÓNG I ĐIỀU CHẾ: * Khi truyền thông tin tần số thấp qua ko gian tự thì t hiệu này ko thể truyền xa được, vì để truyền tín hiệu tần số thấp xa ta phải gửi tín hiệu này vào các dđ cao tần để nhờ sóng cao tần mang * Quá trình tác động t hiệu tin tức(thông tin) tần số thấp cần truyền vào các dđ cao tần cách làm thay đổi vài tham số phù hợp dđ cao tần biến thiên theo quy luật tín hiệu tin tức gọi là quá trình điều chế t hiệu: * Trong quá trình điều chế người ta quy ước: - Tín hiệu tin tức gọi là t hiệu điều chế(uS) - D đ cao tần chưa mang tin tức gọi là sóng mang (tải tin) - D đ cao tần đã chứa thông tin(có tham số biến thiên theo quy luật t hiệu tin tức) gọi là t hiệu bị điều chế * Quá trình tác động t hiệu tin tức làm thay đổi biên độ sóng mang gọi là quá trình điều chế biên độ(AM) * Quá trình tác động t hiệu tin tức làm thay đổi tần số sóng mang gọi là quá trình điều tần(FM) * Quá trình tác động t hiệu tin tức làm thay đổi pha sóng mang gọi là quá trình điều pha * Mạch điều biên cực gốc: US: tín hiệu tần thấp UT: sóng mang tần cao Uđb: tín hiệu điều biên L1, 2: cuộn chặn cao tần C2, 4: lọc cao tần C3, L3: lọc tuyến tính điều chỉnh cộng hưởng tần số sóng mang để lấy tín hiệu điều biên uđb * Khi uS biến thiên → điện áp cực B T thay đổi → iC thay đổi → nhận uđb đầu có biên độ biến thiên theo quy luật uS II TÁCH SÓNG: (giải điều chế) * Quá trình biến đổi tín hiệu bị điều chế để lấy lại tin tức ban đầu gọi là quá trình tách sóng * Mạch tách sóng điều biên sử dụng diode theo sơ đồ nt: + Sử dụng quy luật phóng - nạp tụ điện để lấy lại quy luật biến thiên đường bao t hiệu điều biên + Cần chọn C, R thích hợp để us’ càng gần với us (16)