Khi tín hiệu vào là hàm bước vi t Eu t , điện áp ban đầu của tụ bằng 0v. Xét mạch RC với tín hiệu vào là hàm bước như hình 2-3:
Thành phần tín hiệu tần số cao Thành phần tín hiệu
tần số thấp
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Chương 2. Biến đổi dạng sóng bằng mạch rc, rl và rlc. SPKT – Nguyễn Đình Phú
Hình 2-3. Mạch RC với tín hiệu vào là hàm bước. Để dễ dàng khảo sát ta dùng sơ đồ mạch tương đương hình 2-4:
Hình 2-4. Mạch được vẽ lại. Tại thời điểm t = 0 khoá SW được đóng lại:
Điện áp của tụ C: vc t 0v
Điện áp trên điện trở R: vR t vin t E
Tụ điện C bắt đầu nạp điện theo phương trình nạp:
tRC c RC t c t E e v E e v 1 0 1
Trong đó vO 0 0vì điện áp ban đầu của tụ cho bằng 0V.
Điện áp trên điện trở R giảm theo phương trình: tRC
c
R t E v t Ee
v
Dạng sóng tín hiệu vào, trên điện trở và trên tụ C được vẽ như hình 2-5.
Chú ý: phương trình nạp của tụ có được từ môn lý thuyết mạch xem phần phụ lục.
Độ dốc của hàm mũ phụ thuộc vào thời hằng nạp xã = RC.
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Chương 2. Biến đổi dạng sóng bằng mạch rc, rl và rlc. SPKT – Nguyễn Việt Hùng
Hình 2-5. Dạng sóng của tụ C, R và tín hiệu vào.
Ví dụ 2-1.
Cho mạch RC và dạng sóng vào như hình 2-3, hãy khảo sát giá trị điện áp trên tụ C và trên điện trở R tương ứng với các giá trị t = , 2, 3, 4, 5.
Khi t = thì tụ nạp được 63%. Khi t = 2 thì tụ nạp được 86%. Khi t = 3 thì tụ nạp được 95%. Khi t = 4 thì tụ nạp được 98%. Khi t = 5 thì tụ nạp được 99%.
Trong kỹ thuật xung sau khoảng thời từ 3 đến 5 xem như tụ đã nạp đầy.
Hình 2-6. Dạng sóng nạp của tụ C. 2. MẠCH RC VỚI TÍN HIỆU VAØO LAØ HAØM XUNG:
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Chương 2. Biến đổi dạng sóng bằng mạch rc, rl và rlc. SPKT – Nguyễn Đình Phú
Khi tín hiệu vào là hàm xung vi(t) = E[u(t) – u(t-T1)], điện áp ban đầu của tụ bằng 0v. Xét mạch RC với tín hiệu vào là hàm xung như hình 2-7:
Hình 2-7. Mạch RC với tín hiệu vào là hàm xung. Tại thời điểm t = 0 khoá SW được đóng lại như hình 2-8: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điện áp của tụ C: vc t 0v
Điện áp trên điện trở R: vR t vi t E
Tụ điện C bắt đầu nạp điện theo phương trình nạp:
tRC c RC t c t E e v E e v 1 0 1
Hình 2-8. Mạch vẽ lại với khoảng thời gian từ 0 đến t1.
Điện áp trên điện trở R giảm theo phương trình: tRC
c
R t E v t Ee
v
Giá trị điện áp của tụ C được nạp phụ thuộc vào thời gian tồn tại xung T1. Có thể chia ra làm 2 trường hợp:
(a) T1 5: tụ sẽ nạp đầy bằng điện áp tín hiệu vào E và điện áp R sẽ giảm về 0, hình 2-9a. (b)T1 < 5: tụ sẽ nạp nhưng không bằng điện áp tín hiệu vào E và điện áp R sẽ không giảm
về 0, hình 2-9b.
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Chương 2. Biến đổi dạng sóng bằng mạch rc, rl và rlc. SPKT – Nguyễn Việt Hùng
(a) (b)
Hình 2-9. Dạng sóng ra trong 2 trường hợp.
Sau khoảng thời gian T1, tín hiệu vào bằng 0, sơ đồ mạch tương đương như hình 2-10:
Tụ C được xem như một nguồn điện có biên độ bằng lượng điện áp đã nạp. Ta có vR t vC t
Tụ C bắt đầu xả điện còn điện áp R sẽ tăng dần theo phương trình: tRC C
R t v t Ee v
sau khoảng thời gian t = 5, điện áp: vR t vC t 0
Dạng sóng của tín hiệu vào, dạng sóng của R và dạng sóng của tụ C như đã trình bày ở hình 2-9 trong khoảng thời gian sau T1.
Hình 2-10. Tụ bắt đầu xả điện.
Ví dụ 2-2.
Cho mạch RC như hình 2-10, hãy khảo sát giá trị điện áp trên tụ C và trên điện trở R tương ứng với các giá trị t = , 2, 3, 4, 5.
Khi t = thì tụ xả được 63%. Khi t = 2 thì tụ xả được 86%. Khi t = 3 thì tụ xả được 95%.
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
Chương 2. Biến đổi dạng sóng bằng mạch rc, rl và rlc. SPKT – Nguyễn Đình Phú
Khi t = 4 thì tụ xả được 98%. Khi t = 5 thì tụ xả được 99%.
Trong kỹ thuật xung sau khoảng thời từ 3 đến 5 xem như tụ đã xả hết. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2-11. Dạng sóng xả của tụ C.
III. MẠCH LỌC TẦN SỐ THẤP VAØ MẠCH VI PHÂN: