Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 49 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
49
Dung lượng
781,71 KB
Nội dung
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
3
CHƯƠNG 1: MẠCHKHUẾCHĐẠITRANZITO
GIỚI THIỆU CHUNG
Chương này cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản về mạchkhuếch đại, bao
gồm các vấn đề sau:
- Định nghĩa mạchkhuếch đại, các chỉ tiêu và tham số chính của một bộ khuếch đại:
Hệ số khuếchđại điện áp, hệ số khuếchđại dòng điện, hệ số khuếchđại công suất, trở
kháng vào, trở kháng ra, méo tần số, méo phi tuy
ến, hiệu suất.
- Nguyên tắc chung phân cực cho tranzito ở chế độ khuếch đại. Với tranzito lưỡng
cực thuận PNP cần cung cấp điện áp một chiều U
BE
< 0, U
CE
< 0. Với tranzito ngược NPN
cần cung cấp điện áp một chiều U
BE
> 0, U
CE
> 0. Mạch điện cung cấp nguồn một chiều
phân cực cho tranzito có: bốn phương pháp: phương pháp định dòng cho cực gốc, phương
pháp định áp cho cực gốc, phương pháp cung cấp và ổn định điểm làm việc dùng hồi tiếp
âm điện áp một chiều, phương pháp cung cấp và ổn định điểm làm việc dùng hồi tiếp âm
dòng điện.
- Vấn đề hồi tiếp, hồi tíêp trong các tầ
ng khuếch đại: hồi tiếp dương, hồi tiếp âm, hồi
tiếp dòng điện, hồi tiếp điện áp, hồi tiếp mắc song song, hồi tiếp mắc nối tiếp. ảnh hưởng
của hồi tiếp đến các chỉ tiêu kĩ thuật của mạch.
- Các sơ đồ khuếchđại cơ bản dùng tranzito lưỡng cực: tầng khuếchđại phát chung,
tầng khuếchđại góp chung và t
ầng khuếchđại gốc chung.
- Các sơ đồ khuếchđại dùng tranzito trường xét hai loại: tầng khuếchđại cực nguồn
chung, tầng khuếchđại cực máng chung.
- Tầng khuếchđại đảo pha có: mạchkhuếchđại đảo pha chia tải, mạchkhuếchđại
đảo pha ghép biến áp.
- Phương pháp ghép tầng trong bộ khuếch đại: phương pháp ghép tầng bằng tụ điện,
ghép tầng bằng biến áp, ghép tầng tr
ực tiếp.
- Một số mạchkhuếchđại khác: mạchkhuếchđại Darlingtơn, mạchkhuếchđại
Cascốt, mạchkhuếchđại giải rộng, mạchkhuếchđại cộng hưởng.
- Mạchkhuếchđại công suất: đặc điểm của mạchkhuếchđại công suất, các chế độ
làm việc của tầng khuếchđại A, B, AB, C. Yêu cầu của tầng khuếch đạ
i công suất cho công
suất ra lớn, méo nhỏ và hiệu suất cao. Mạchkhuếchđại công suất đơn làm việc ở chế độ A
để giảm méo nhưng có hiệu suất thấp. Mạchkhuếchđại công suất đẩy kéo dùng hai tranzito
thường cho làm việc ở chế độ AB (gần B) để có công suất ra lớn, méo nhỏ mà hiệu suất
cao. Mạchkhuếchđại công suất đẩy kéo dùng tranzito cùng loại có mạch ghép biến áp,
mạch không dùng biến áp. Các m
ạch khuếchđại này cần có mạchkhuếchđại đẩy pha phía
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
4
trước. Mạchkhuếchđại công suất đẩy kéo dùng tranzito khác loại có ưu điểm không cần
tầng khuếchđại đảo pha.
Kết thúc chương 1 yêu cầu người học nắm được các mạchkhuếchđại đã nêu. Hiểu
được tác dụng các linh kiện trong mạch. Chế độ cấp điện một chiều và nguyên lý làm việc
của mạch. Tính toán được một số chỉ tiêu kỹ thuật chủ
yếu theo điều kiện cho trước.
Khi phân tích tầng khuếchđại tín hiệu nhỏ, ta dùng phương pháp mạch điện tương
đương xoay chiều, ở tần số trung bình. Phần mạchkhuếchđại công suất, do tín hiệu vào lớn
nên dùng phương pháp đồ thị có độ chính xác cao.
NỘI DUNG
1.1. ĐỊNH NGHĨA, CÁC CHỈ TIÊU VÀ CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠCH
KHUẾCH ĐẠI
1.1.1. Định nghĩa mạchkhuếchđại
Một trong số những ứng dụng quan trọng nhất của tranzito là sử dụng nó trong các
mạch để làm tăng cường độ điện áp hay dòng điện của tín hiệu mà thường gọi là mạch
khuếch đại.Thực chất khuếchđại là một quá trình biến đổi năng lượng có điều khiển, ở đó
năng lượng một chi
ều của nguồn cung cấp, không chứa thông tin, được biến đổi thành năng
lượng xoay chiều theo tín hiệu điều khiển đầu vào, chứa đựng thông tin, làm cho tín hiệu ra
lớn lên nhiều lần và không méo. Phần tử điều khiển đó là tranzito. Sơ đồ tổng quát của
mạch khuếchđại như ở hình 1-1, trong đó E
n
là nguồn tín hiệu vào, R
n
là điện trở trong của
nguồn tín hiệu, R
t
tải nơi nhận tín hiệu ra.
Hình 1-2 đưa ra cấu trúc nguyên lý để xây dựng một tầng khuếch đại. Phần tử cơ bản
là phần tử điều khiển tranzito có điện trở thay đổi theo sự điều khiển của điện áp hay dòng
điện đặt tới cực điều khiển (cực gốc) của nó, qua đó điề
u khiển quy luật biến đổi dòng điện
của mạch ra bao gồm tranzito và điện trở R
C
. Tại lối ra giữa cực góp và cực phát, người ta
nhận được một điện áp biến thiên cùng quy luật với tín hiệu vào nhưng độ lớn được tăng lên
nhiều lần. Để đơn giản, giả thiết điện áp đặt vào cực gốc có dạng hình sin.
Từ sơ đồ hình 1-2 ta thấy rằng dòng điện và điện áp xoay chiều ở mạch ra (tỷ lệ với
dòng
điện và điện áp tín hiệu vào) cần phải coi là tổng các thành phần xoay chiều dòng điện
và điện áp trên nền của thành phần một chiều I
0
và U
0
. Phải đảm bảo sao cho biên độ thành
Hình 1-1: Sơ đồ tổng quát của mạchkhuếch đại.
I
v
Mạch
khuyếch đại
Nguồn cung cấp
(E
C
)
U
v
R
n
E
n
I
r
U
r
R
t
U
v
t
U
r
t
~
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
5
phần xoay chiều không vượt quá thành phần một chiều, nghĩa là
II
)
≥
0
và
UU
)
≥
0
. Nếu
điều kiện đó không được thoả mãn thì dòng điện, điện áp ở mạch ra trong từng khoảng thời
gian nhất định sẽ bằng không và sẽ làm méo dạng tín hiệu.
Như vậy để đảm bảo công tác cho tầng khuếchđại (khi tín hiệu vào là xoay chiều) thì
ở mạch ra của nó phải tạo nên thành phần dòng một chiều I
0
và điện áp một chiều U
0
. Chính
vì vậy, ở mạch vào của tầng, ngoài nguồn tín hiệu cần khuếch đại, người ta cũng phải đặt
thêm điện áp một chiều U
V0
(hay dòng điện một chiều I
V0
). Các thành phần dòng điện và
điện áp một chiều đó xác định chế độ làm việc tĩnh của tầng khuếch đại. Tham số của chế
độ tĩnh theo mạch vào (I
V0
, U
V0
) và theo mạch ra (I
0
, U
0
) đặc trưng cho trạng thái ban đầu
của sơ đồ khi chưa có tín hiệu vào.
Hình 1-2: a. Nguyên lý xây dựng một tầng khuếch đại.
b. Biểu đồ thời gian.
1.1.2. Các chỉ tiêu và tham số cơ bản của một tầng khuếchđại
Để đánh giá chất lượng của một tầng khuếchđại người ta đưa ra các chỉ tiêu và tham
số cơ bản sau:
1.1.2.1. Hệ
số khuếch đại.
Nói chung vì tầng khuếchđại có chứa các phần tử điện kháng nên K là một số phức.
K
=
⎢
K
⎢
exp(j.
ϕ
k
)
Phần mô đun |K| thể hiện quan hệ về cường độ (biên độ) giữa các đại lượng đầu ra và
đầu vào, phần góc ϕ
k
thể hiện độ dịch pha giữa chúng. Nhìn chung độ lớn của |K| và ϕ
k
phụ
thuộc vào tần số ω của tín hiệu vào. Nếu biểu diễn |K| = f
1
(ω) ta nhận được đường cong gọi
là đặc tuyến biên độ - tần số của tầng khuếch đại. Đường biểu diễn ϕ
k
=f
2
(ω) gọi là đặc
tuyến pha - tần số của nó.
Thường người ta tính |K| theo đơn vị logarit, gọi là đơn vị đề xi ben (dB)
I
0
P
ĐK
U
v
t
i R
C
U
r
U
r
t
+E
R
C
E
B
U
v
a.
U
0
i
u
ra
I
ˆ
U
ˆ
0
0
b.
t
t
Đại lượng đầu ra
Đại lượng tương ứng đầu vào
K =
(1-1)
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
6
Klg20)dB(K =
(1-2)
Khi ghép liên tiếp n tầng khuếchđại với các hệ số khuếchđại tương ứng là K
1
,
K
2
, K
n
thì hệ số khuếchđại chung của bộ khuếchđại xác định theo:
K = K
1
.K
2
K
n
.
hay
K(dB) = K
1
(dB) + K
2
(dB) + + K
n
(dB) (1-3)
Đặc tuyến biên độ của tầng khuếchđại là đường biểu diễn quan hệ U
ra
=f
3
(U
v
) lấy ở
một tần số cố định của giải tần của tín hiệu vào.
Dạng điển hình của ⎢K ⎢=f
1
(ω) và U
ra
=f
3
(U
v
) đối với một bộ khuếchđại điện áp tần số
thấp cho tại hình 1-3.
1.1.2.2. Trở kháng lối vào và lối ra
Trở kháng vμo, trë kh¸ng ra của tầng khuếchđại được định nghĩa (theo hình 1-1a)
V
V
V
I
U
Z =
;
r
r
r
I
U
Z =
(1-4)
Nói chung chúng là các đại lượng phức: Z = R+jX.
1.1.2.3. Méo tần số
Méo tần số là méo do độ khuếchđại của mạchkhuếchđại bị giảm ở vùng hai đầu giải
tần. ở vùng tần số thấp có méo thấp M
t
, ở vùng tần số cao có méo tần số cao M
C
. Chúng
được xác định theo biểu thức:
C
0
C
t
0
t
K
K
M;
K
K
M ==
(1-5)
Trong đó: K
0
là hệ số khuếchđại ở vùng tần số trung bình.
K
C
là hệ số khuếchđại ở vùng tần số cao.
K
t
là hệ số khuếchđại ở vùng tần số thấp.
Méo tần số cũng có thể được tính theo đơn vị đề xi ben.
Hình 1-3: a. Đặc tuyến biên độ - tần số
b. Đặc tuyến biên độ (f = 1kHz) của một bộ khuếchđại tần số thấp
0 10
2
10
4
2.10
4
(Hz)
f
|K|
(a)
K
0
U
vào
(mV)
U
ra
(V)
(b)
0
K
0
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
7
1.1.2.4. Méo không đường thẳng (méo phi tuyến).
Méo không đường thẳng do tính chất phi tuyến của các phần tử như tranzito gây ra
thể hiện trong tín hiệu đầu ra xuất hiện thành phần tần số mới (không có ở đầu vào). Khi
u
vào
chỉ có thành phần tần số ω thì u
ra
nói chung có các thành phần nω (với n = 0,1,2 ) với
các biên độ tương ứng là Û
n
. Lúc đó hệ số méo không đường thẳng do tầng khuếchđại gây
ra được đánh giá là:
%
U
)U UU(
/
n
1
21
22
3
2
2
)
)
)
)
+++
=
γ
(1-6)
1.1.2.5. Hiệu suất của tầng khuếchđại
Hiệu suất của một tầng khuếchđại là đại lượng được tính bằng tỷ số giữa công suất
tín hiệu xoay chiều đưa ra tải P
r
với công suất một chiều của nguồn cung cấp P
0
.
0
P
P
r
=
η
Trên đây đã nêu một số chỉ tiêu quan trọng của một tầng (hay một bộ khuếchđại gồm
nhiều tầng). Căn cứ vào các chỉ tiêu này người ta có thể phân loại các bộ khuếchđại với các
tên gọi với đặc điểm khác nhau. Ví dụ theo hệ số khuếchđại K có bộ khuếchđại điện áp.
Lúc này yêu cầu cơ bản là có K
Umax
, Z
vào
>> Z
nguồn
và Z
ra
<< Z
tải
; bộ khuếchđại dòng điện
với K
i max
, Z
vào
<< Z
nguồn
, Z
ra
>> Z
tải
hay bộ khuếchđại công suất cần K
Pmax
, Z
vào
≈
Z
nguồn
, Z
ra
≈Z
tải
.
Cũng có thể phân loại theo dạng đặc tuyến tần số ⎢K ⎢= f
1
(ω), từ đó có bộ khuếchđại một
chiều, bộ khuếchđại tần số thấp, bộ khuếchđại tần số cao, bộ khuếchđại chọn lọc tần số v.v.
1.2. PHÂN CỰC VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC MỘT CHIỀU
1.2.1. Nguyên tắc chung phân cực tranzito
Muốn tranzito làm việc như là một phần tử tích cực thì các tham số của nó phải thoả
mãn điều kiện thích hợp. Những tham số này của tranzito như ở phần cấu kiện điện tử đã
nghiên cứu, chúng phụ thuộc rất nhiều vào điện áp phân cực các chuyển tiếp góp, phát. Nói
một cách khác các giá trị tham số phụ thuộc vào điểm làm việc của tranzito. M
ột cách tổng
quát, dù tranzito được mắc theo kiểu nào, muốn nó làm việc ở chế độ khuếchđại cần có các
điều kiện sau: chuyển tiếp gốc-phát luôn phân cực thuận, chuyển tiếp gốc - góp luôn phân
cực ngược.
Đối với tranzito n-p-n điều kiện phân cực để nó làm việc ở chế độ khuếchđại là:
U
BE
= U
B
- U
E
> 0
U
CE
= U
C
- U
E
> 0 (1-7)
và U
E
< U
B
< U
C
Trong đó U
E
, U
B
, U
C
là điện thế các cực phát, gốc, góp của tranzito như trên hình 1-3.
Với tranzito p-n-p thì điều kiện phân cực có dấu ngược lại.
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
8
Hình 1-4 biểu diễn điện áp và dòng điện phân cực của tranzito ở chế độ khuếchđại
1.2.2. Mạch cung cấp điện áp phân cực cho tranzito
Để cung cấp điện áp phân cực cho tranzito người ta thường dùng một nguồn chung.
Hình 1-4 biểu thị các mạch cấp điện đó.
Hình 1-5a cấp điện áp cho cực gố
c theo phương pháp định dòng. Điện áp U
BE0
được lấy
từ nguồn E
C
dẫn qua điện trở R
B
vào cực gốc. Điện trở R
B
có trị số lớn hơn nhiều so với điện
trở một chiều của mặt ghép gốc-phát, do đó dòng định thiên I
B0
được xác định gần đúng.
B
C
B
R
E
I
≈
0
Dòng điện một chiều ở đầu ra (dòng cực góp) I
C0
và điện áp một chiều ở đầu ra U
CE0
:
I
C0
= β.I
B0
; U
CE0
= E
C
-I
C0
.R
C
(1-8)
Mạch này đơn giản nhưng độ ổn định điểm làm việc kém.
I
B
I
C
U
C
U
E
U
B
U
CE
>0
U
BE
>0
I
B
U
B
(a)
I
C
U
C
U
E
U
CE
<0
U
BE
<0
(b)
Hình 1-4: a) Biểu diễn điện áp và dòng điện phân cực tranzito n-p-n.
b) Tranzito p-n-p.
I
P
+I
B0
C
P2
U
BE0
U
B
(a)
R
C
R
B
I
B0
+E
C
C
P1
C
P2
R
2
(b)
R
C
R
1
I
B0
+E
C
C
P1
I
P
Hình 1-5: Mạch cấp điện cho tranzito
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
9
Hình 1-5b cung cấp điện cho cực gốc theo phương pháp định áp nhờ bộ phân áp R
1
,
R
2
mắc song song với nguồn cung cấp cực góp E
C
. Điện áp tại điểm làm việc của cực gốc
được xác định theo biểu thức:
U
BE0
= I
P
.R
2
= E
C
-(I
P
+I
B0
).R
1
(1-9)
Trong đó I
P
là dòng phân áp chạy qua điện trở R
1
, R
2
. Thường chọn I
P
>>I
B0
, do đó
biểu thức trên gần đúng:
1
.RIEU
pCBE
−≈
(1-10)
Ta thấy U
BE0
không phụ thuộc vào các tham số của tranzito và nhiệt độ nên ổn định.
Rõ ràng dòng I
P
càng lớn U
BE0
càng ổn định, nhưng khi đó R
1
, R
2
phải có giá trị nhỏ.
Thường chọn I
P
=(0,3÷3).I
Bmax
(1-11)
Trong đó I
Bmax
là dòng xoay chiều trong mạch cực gốc với mức tín hiệu vào lớn nhất.
Lúc này thiên áp U
BE0
hầu như không phụ thuộc trị số dòng cực gốc I
B0
, do đó có thể dùng
cho mạchkhuếchđại tín hiệu lớn (chế độ B). Tuy nhiên khi trị số R
1
, R
2
nhỏ thì công suất
tiêu thụ nguồn cũng tăng.
Để nâng cao độ ổn định điểm làm việc người ta hay dùng các mạch cung cấp điện áp
phân cực sau.
Hình 1-6 là sơ đồ cung cấp và ổn định điểm làm việc bằng hồi tiếp âm điện áp một chiều.
Sơ đồ hình 1-6 chỉ khác sơ đồ hình 1-5a ở chỗ đi
ện trở R
B
được nối lên cực góp. ở
đây R
B
vừa làm nhiệm vụ đưa điện áp vào cực gốc bằng phương pháp ổn định dòng cực
gốc, vừa dẫn điện áp hồi tiếp về mạch vào.
Nguyên lý ổn định như sau:
Hình 1-7: Sơ đồ cung cấp và ổn
định điểm làm việc nhờ hồi tiếp â
m
dòng điện một chiều.
U
R2
C
p2
R
2
R
C
R
1
+E
C
C
p1
U
E
R
E
C
E
U
BE
+E
C
R
C
R
B
C
p2
C
p1
I
B
U
CE0
U
BE0
Hình 1-6: Mạch cung cấp và ổn định
điểm làm việc bằng hồi tiếp âm điện áp
một chiều.
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
10
Nếu có một nguyên nhân mất ổn định nào đó làm cho dòng một chiều I
C0
trên cực
góp tăng lên thì điện thế U
CE0
giảm làm U
BE
giảm, kéo theo dòng I
B0
giảm làm cho I
C0
giảm
(vì I
C0
= β.
0B
I ), nghĩa là dòng I
C0
ban đầu được giữ nguyên.
Hình 1-7 là sơ đồ cung cấp và ổn định điểm làm việc nhờ hồi tiếp âm dòng điện một chiều.
Trong sơ đồ này R
E
làm nhiệm vụ hồi tiếp âm dòng điện một chiều. Nguyên tắc ổn
định như sau: khi I
C0
tăng do nhiệt độ tăng hay do độ tạp tán tham số của tranzito thì điện áp
hạ trên R
E
(U
E0
=I
E0
.R
E
) tăng. Vì điện áp U
R2
lấy trên điện trở R
2
hầu như không đổi nên
điện áp U
BE0
= U
R2
- U
E0
giảm, làm cho I
B0
giảm, do đó I
C0
không tăng lên được, tức là I
C0
được giữ ổn định. Nếu nhiệt độ giảm làm I
C0
giảm thì nhờ mạch hồi tiếp âm dòng điện một
chiều, U
BE0
lại tăng, làm cho I
B0
tăng, I
C0
tăng giữ cho I
C0
ổn định.
1.3. HỒI TIẾP TRONG CÁC TẦNG KHUẾCHĐẠI
Hồi tiếp là việc thực hiện truyền tín hiệu từ đầu ra về đầu vào bộ khuếch đại. Thực
hiện hồi tiếp trong bộ khuếchđại sẽ cải thiện hầu hết các chỉ tiêu chất lượng của nó và làm
cho bộ khuếchđại có một số tính chất đặc biệt. Dưới đây ta sẽ phân tích những quy luật
chung khi thực hiện hồi tiếp trong bộ khuế
ch đại. Điều này cũng đặc biệt cần thiết khi thiết
kế bộ khuếchđại bằng IC tuyến tính.
Hình 1-8 là sơ đồ cấu trúc bộ khuếchđại có hồi tiếp
Mạch hồi tiếp có hệ số truyền đạt β, chỉ rõ quan hệ giữa tham số (điện áp, dòng điện)
của tín hiệu ra mạch đó với tham số (đ
iện áp, dòng điện) của mạch ra bộ khuếch đại.
Hệ số khuếchđại K và hệ số truyền đạt của mạch hồi tiếp β nói chung là những số phức.
K
= K.exp(j
ϕ
K
)
β
=
β
.exp(j
ϕ
β
)
Nghĩa là phải chú ý đến khả năng dịch pha ở miền tần số thấp và tần số cao do tồn tại
các phần tử điện kháng trong mạchkhuếchđại cũng như mạch hồi tiếp. Nếu bộ khuếchđại
làm việc ở tần số trung bình, còn trong mạch hồi tiếp - không có thành phần điện kháng thì
hệ số K và β là những số thực. Nế
u điện áp hồi tiếp tỷ lệ với điện áp ra của bộ khuếchđại ta
có hồi tiếp điện áp, nếu tỷ lệ với dòng điện ra ta có hồi tiếp dòng điện. Có thể hồi tiếp hỗn
hợp cả dòng điện và điện áp.
Đầu ra
β
K
Đầu vào
Hình 1-8: Sơ đồ khối bộ khuếchđại có hồi tiếp
Hình 1-9: Một số mạch hồi tiếp thông dụng:
aH
ồitiếpnốitiếp điệnáp
y
u
v
u
R
n
I
ht
I
r
β
u
r
R
t
K
~
I
v
I
r
I
t
n
E
•
u
ht
β
R
n
I
t
y
u
v
u
β
K
~
u
r
R
t
I
v
I
r
I
t
n
E
•
u
ht
R
n
a.
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
11
Xét ở đầu vào, khi điện áp đưa về hồi tiếp nối tiếp với nguồn tín hiệu vào thì ta có hồi
tiếp nối tiếp. Khi điện áp hồi tiếp đặt tới đầu vào bộ khuếchđại song song với điện áp
nguồn tín hiệu thì có hồi tiếp song song.
Hai đặc điểm trên xác định một loại mạch hồi tiếp cụ th
ể: hồi tiếp điện áp nối tiếp
hoặc song song, hồi tiếp dòng điện nối tiếp hoặc song song, hồi tiếp hỗn hợp nối tiếp hoặc
song song. Hình 1-9 minh hoạ một số thí dụ về những mạch hồi tiếp phổ biến nhất trong
khuếch đại.
Nếu khi hồi tiếp nối tiếp ảnh hưởng đến trị số điện áp vào bả
n thân bộ khuếchđại u
y
,
thì khi hồi tiếp song song sẽ ảnh hưởng đến trị số dòng điện vào bộ khuếch đại. Tác dụng
của hồi tiếp có thể làm tăng, khi ϕ
K
+ ϕ
β
= 2nπ, hoặc giảm khi ϕ
κ
+ ϕ
β
= (2n +1).π (n là số
nguyên dương) tín hiệu tổng hợp ở đầu vào bộ khuếchđại được gọi là hồi tiếp dương và
tương ứng gọi là hồi tiếp âm.
Hồi tiếp âm cho phép cải thiện một số chỉ tiêu của bộ khuếch đại, vì thế nó được
dùng rất rộng rãi. Để đánh giá ảnh hưởng của hồi tiếp đến các chỉ tiêu của bộ khuếch
đại ta
sẽ xét thí dụ hồi tiếp điện áp nối tiếp ở hình 1-9a.
Hệ số khuếchđại khi có hồi tiếp:
V
r
ht
U
U
K =
htVY
UUU +=
(1-12)
Chia cả hai vế của (1-12) cho Ura, ta có:
r
ht
r
V
r
Y
U
U
U
U
U
U
+=
hay
β
+=
ht
KK
11
(1-13)
ở đây
ht
r
u
u
β
=
là hệ số truyền đạt của mạch hồi tiếp.
Từ (1-13) ta tìm được:
b.
Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito
12
K
K
K
ht
.1
β
−
=
(1-14)
Để đơn giản việc phân tích ta đưa vào trị số thực K và:
β
.1 K
K
K
ht
−
=
(1-15)
Theo (1-15) khi 1 > K.β > 0 thì hệ số khuếchđại của bộ khuếchđại có hồi tiếp K
ht
lớn
hơn hệ số khuếchđại của bản thân bộ khuếchđại K. Đó chính là hồi tiếp dương, U
ht
đưa tới
đầu vào bộ khuếchđại cùng pha với điện áp vào U
v
, tức là U
y
= U
v
+U
ht
.
Điện áp ra bộ khuếchđại khi có hồi tiếp dương là:
U
r
= K.(U
v
+ U
ht
) > K.U
v
và do đó K
ht
>K
Trường hợp K.β ≥ 1 (khi hồi tiếp dương) đặc trưng cho điều kiện tự kích của bộ
khuếch đại. Lúc này đầu ra của bộ khuếchđại xuất hiện một phổ tần số không phụ thuộc
vào tín hiệu đầu vào. Với trị số phức
K
và
β
bất đẳng thức
β
.K
≥ 1 tương ứng với điều
kiện tự kích ở một tần số cố định và tín hiệu ở đầu ra gần với dạng hình sin. Bộ khuếchđại
trong trường hợp này làm việc như một mạch tạo dao động hình sin.
Khi K.β<0 thì
K
K
K
K
ht
<
+
=
β
.1
(1-16)
đó là hồi tiếp âm (U
ht
ngược pha với U
v
) và U
y
= U
v
- U
ht
, nghĩa là hệ số khuếchđại của bộ
khuếch đại có hồi tiếp âm K
ht
nhỏ hơn hệ số khuếchđại khi không có hồi tiếp.
Để đánh giá độ ổn định hệ số khuếchđại khi có hồi tiếp, thực hiện vi phân biểu thức
β
.1 K
K
K
ht
+
=
Có
.)1(
.)1.(
2
β
β
β
K
KdKKdK
dK
ht
+
−
+
=
=
2
).1(
β
K
dK
+
(1-17)
Biến đổi (1-17) và chú ý đến (1-16) ta nhận được biểu thức đặc trưng cho sự thay đổi
tương ứng của hệ số khuếch đại.
ht
ht
K
dK
=
β
.1
/
K
KdK
+
(1-18)
Từ (1-18) thấy sự thay đổi tương đối hệ số khuếchđại của bộ khuếchđại khi có hồi
tiếp âm nhỏ hơn 1 + K.β lần so với khi không hồi tiếp. Độ ổn định hệ số khuếchđại sẽ tăng
khi tăng độ sâu hồi tiếp. Ví dụ, giả thiết sự thay đổi tương đối của hệ số khuếchđại dK/K =
20% và 1+K.
β=100 thì sự thay đổi tương đối của hệ số khuếchđại của bộ khuếchđại có hồi
tiếp là dK
ht
/K
ht
= 0,2%.Tính chất này đặc biệt quý giá trong điều kiện hệ số khuếchđại
thay đổi do sự thay đổi của tham số theo nhiệt độ nhất là đối với tranzito và sự hoá già của
chúng. Nếu hệ số khuếchđại K lớn và hồi tiếp âm sâu thì thực tế có thể loại trừ sự phụ
[...]... 1-28: Mạchkhuếchđại ghép trực tiếp 1.8 MỘT SỐ MẠCHKHUẾCHĐẠI KHÁC 1.8.1 Mạchkhuếchđại Đarlingtơn Khi cần trở kháng vào tầng khuếchđại lớn để dòng vào nhỏ, hệ số khuếchđại lớn ta nối mạchkhuếchđại theo Đarlingtơn Mạch gồm hai tranzito T1 và T2 đấu như hình 1-29 Khi cấp nguồn thoả mãn để T1,T2 làm việc chế độ khuếchđại ta có: I C = I C1 + I C 2 còn I E1 = I B 2 35 Chương 1: Mạchkhuếchđại Tranzito. .. của mạch này là ngăn cách ảnh hưởng của mạch ra đến mạch vào của tầng khuếch đại, đặc biệt ở tần số cao 1.8.3 Mạchkhuếchđại giải rộng Tín hiệu có giải tần rộng điển hình là tín hiệu video Để khuếchđại được giải tần rộng như vậy mạch khuếchđại thường dùng thêm một phần tử hiệu chỉnh Mạch điện của một tầng có hình 1-31 36 Chương 1: Mạch khuếchđại Tranzito Ở mạch này L, R3, C2 là các phần tử hiệu... 1.7.3 Mạch ghép trực tiếp 1-27: Tầng khuếchđại ghépbiến Hình Mạch ghép trực tiếp cho ở hình 1-28 ở mạch này cực góp của tranzito trước đấu trực tiếp vào cực gốc của tranzito sau Cách trực tiếp này làm giảm méo tần số thấp trong bộ khuếch đại, được dùng trong bộ khuếchđại tín hiệu có thành phần một chiều (tín hiệu biến thiên chậm) Nhược điểm của mạch là không tận dụng được độ khuếchđại của tranzito. .. cảm ứng qua L3 cho điện áp ra 1.9 TẦNG KHUẾCHĐẠI CÔNG SUẤT 1.9.1 Đặc điểm chung và yêu cầu của tầng khuếchđại công suất Tầng khuếchđại công suất là tầng khuếchđại cuối cùng của bộ khuếch đại, có tín hiệu vào lớn Nó có nhiệm vụ khuếchđại cho ra tải một công suất lớn nhất có thể được Với độ méo cho phép vào bảo đảm hiệu suất cao Do khuếchđại tín hiệu lớn, tranzito làm việc trong miền không tuyến... tăng hệ số khuếchđại điện áp Điện trở ra của tầng BC là: 23 Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito Rr = RC // rC ( E ) ≈ RC (1-58) Cần chú ý rằng đặc tuyến tĩnh của tranzito mắc BC có độ tuyến tính lớn nên tranzito có thể dùng với điện áp cực góp lớn hơn sơ đồ EC Chính vì vậy tầng khuếchđại BC được dùng khi cần có điện áp ở đầu ra lớn 1.5 TẦNG KHUẾCHĐẠI ĐẢO PHA Tầng đảo pha dùng để khuếchđại tín hiệu... RE ft ftb fC f b) a) Hình 1-31: a) Tầng khuếchđại giải rộng 1.8.4 Mạch khuếchđại cộng hưởng (chọntuyến biên độ tần số b) Đặc lọc) Mạch khuếchđại cộng hưởng dùng phổ biến ở các tầng khuếchđại có tần số cao Tải của tầng là mạch cộng hưởng song song Mạch điển hình ở hình 1-32 Ở mạch này L1C2, L2C3 cộng hưởng ở tần số vào Khi tần số tín hiệu vào thay đổi các mạch L1C2, L2C3 cần phải điều chỉnh tần... sau sẽ bị giảm 32 Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito Hạ áp trên tụ sẽ làm giảm biên độ tín hiệu ở đầu ra mỗi tầng của bộ khuếchđại nói chung tức là làm giảm hệ số khuếchđại ở miền tần số thấp (hình 1-24) Ảnh hưởng của tụ nối tầng thể hiện rất rõ trong bộ khuếchđại ghép tụ ở chỗ hệ số khuếchđại Ku→ 0 khi f→ 0 Như vậy là trị số của tụ nối tầng có ảnh hưởng đến hệ số khuếchđại ở miền tần thấp Tụ CE... >>RC//Rt thì hệ số khuếchđại dòng gần đúng Ki = β RC // Rt Rt (1-42) Như vậy tầng EC có hệ số khuếchđại dòng tương đối lớn, và nếu như RC>> Rt thì nó gần bằng hệ số khuếchđại β của tranzito Xác định hệ số khuếchđại điện áp của tầng Ku = Ku = Ur En − I t Rt Rt = − Ki I V ( Rn + RV ) Rn + RV (1-43) Thay (1-42) vào (1-43) ta có: Ku = − β RC // Rt Rn + RV (1-44) 20 Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito Từ... 1 Như vậy tầng khuếchđại góp chung để khuếchđại công suất tín hiệu trong khi giữ nguyên trị số điện áp của nó Vì Ku=1 nên hệ số khuếchđại Kp xấp xỉ bằng Ki về trị số Điện trở ra của tầng CC: 22 Chương 1: Mạch khuếchđại Tranzito R r = R E //( rE + rB + R n // R 1 // R 2 ) = R E // rE 1+ β (1-54) Điện trở ra của tầng nhỏ cỡ (1 ÷ 50)Ω Nó được dùng để phối hợp mạch ra của tầng khuếchđại với tải có... CP uv L1 C2 37 R C4 Hình 1-32: Tầng khuếchđại cộng hưởng dùng Tranzito trường Chương 1: MạchkhuếchđạiTranzito Đặc điểm của mạch, ngoài tác dụng khuếchđại tớn hiệu nú cũn cú khả năng chọn lọc tín hiệu theo tần số Khi có tín hiệu vào thì thành phần tín hiệu có tần số bằng và lân cận tần số cộng hưởng của khung C2L1, bị khung này chặn lại đưa vào tranzitokhuếchđại Dòng điện ra sụt áp trên khung . số mạch khuếch đại khác: mạch khuếch đại Darlingtơn, mạch khuếch đại
Cascốt, mạch khuếch đại giải rộng, mạch khuếch đại cộng hưởng.
- Mạch khuếch đại. đồ khuếch đại dùng tranzito trường xét hai loại: tầng khuếch đại cực nguồn
chung, tầng khuếch đại cực máng chung.
- Tầng khuếch đại đảo pha có: mạch khuếch