Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 5 - TS. Ngô Văn Thanh

Chia sẻ: Little Little | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

71
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 5 trình bày những kiến thức về bộ lọc. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Bộ lọc hình thang, bảng lọc, một số ví dụ, bộ lọc băng tần, bộ đảo trở kháng. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 5 - TS. Ngô Văn Thanh

VÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016
2 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B. Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999). [2] Dennis L. Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011). [3] Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009). [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn
3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 5. BỘ LỌC 1. Bộ lọc hình thang 2. Bảng lọc 3. Một số ví dụ 4. Bộ lọc băng tần 5. Bộ đảo trở kháng
4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Bộ lọc hình thang L2 L4  Bộ lọc hình thang (Ladder Filters) C1 C3 C5  Mạch hình thang bao gồm các phần tử nối tiếp đan xen với các phần tử mạch rẽ. L1 L3 L5  Bộ lọc âm tần (low-pass):  Các phần tử nối tiếp là cuộn cảm C2 C4  Các phần tử rẽ nhánh là tụ điện  Ở tần số thấp: • điện kháng của cuộn cảm là bé C1 C3 C5 • điện nạp của tụ điện cũng bé • tín hiệu qua mạch bị tiêu hao không đáng kể L2 L4  Ở tần số cao : • cuộn cảm có tác dụng như mạch chia điện áp C2 C4 • tụ điện có tác dụng như mạch chia dòng điện • làm giảm công suất truyền đến thiết bị tải. L1 L3 L5  Bộ lọc cao tần (high-pass):  Các phần tử nối tiếp là tụ điện và các phần tử rẽ nhánh là cuộn cảm
5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Bộ lọc hình thang  Bộ lọc Butterworth  Độ suy hao L  Pi và P là công suất của tín hiệu vào và tín hiệu ra (P là công suất cung cấp cho tải)  fc là tần số ngưỡng ở 3 dB,  n : số phần tử của mạch, hay bậc của bộ lọc.  Trong vùng thông tần, độ suy hao gần như bằng zero,  Bộ lọc Chebyshev (Чебышёв)  Độ suy hao   : kích thước của gợn sóng  C : đa thức Chebyshev bậc n  Người ta thường chỉ dùng đa thức bậc lẻ: n = 1, 3, 5…
6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Bảng lọc  Filter Tables  Xét mạch có cùng một nguồn và điện trở tải  Chọn điện trở làm đại lượng chuẩn hóa  Bộ lọc Butterworth  Độ điện nạp chuẩn hóa và điện kháng chuẩn hóa tại tần số ngưỡng  i : là chỉ số của thành phần, n : là bậc của bộ lọc
7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Bảng lọc  Bộ lọc Chebyshev  Xét độ gợn sóng  trong bằng thông có giá trị cực đại từ 0.01 dB – 1 dB  Độ suy hao liên hệ với  :  Đưa vào đại lượng bổ trợ:  Ta có  Xét  = 0.2-dB ta có :
8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Một số ví dụ  Ví dụ 1  Xét bộ lọc âm tần  trở kháng dây cáp là  tần số ngưỡng (3.0-dB) : 10 MHz  độ suy hao ở tần số 20 MHz là 20 dB  Suy ra n = 4, vì L(20MHz) = 6n = 24  Điện kháng chuẩn hóa của cuộn cảm đầu tiên  Điện kháng thực tế  Độ tự cảm  Độ điện nạp chuẩn hóa của tụ điện mạch rẽ  Độ điện nạp thực tế (siemen)  Điện dung
9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Một số ví dụ  Ví dụ 2  Xét bộ lọc cao tần  tần số ngưỡng (3.0-dB) : 10 MHz  độ suy hao ở tần số 5 MHz là 20 dB  Ta có:
10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Bộ lọc băng tần  Band-pass filter  Các thành phần là mạch cộng hưởng nối tiếp kết hợp với mạch cộng hưởng song song  Xét bộ lọc Butterworth bậc 2  Bộ lọc băng tần với tần số  Độ tự cảm:  Điện dung của tụ điện để cộng hưởng :  Điện kháng chuẩn hóa  Độ rộng của dải tần
11 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Bộ lọc băng tần  Band-stop filter  Xét bộ lọc Butterworth bậc 2  Bộ lọc băng tần với tần số  Độ rộng của dải tần  Các phần tử là mạch cộng hưởng song song
12 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Bộ lọc băng tần
13 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Bộ đảo trở kháng  Tinh thể thạch anh  Là một vật liệu quan trọng được ứng dụng nhiều trong mạch điện tử  Cấu tạo: giống như tụ điện • Ở giữa là tấm thạch anh • Trên và dưới là 2 tấm kim loại mỏng tiếp xúc với thạch anh  Ký hiệu  Mạch tương đương  Bao gồm mạch nối tiếp LRC  L : cuộn cảm biến đổi được  C : điện dung biến đổi được  Trong quá trình dao động cơ học  L : tương ứng với mật độ của tinh thể  C : tương ứng với độ cứng của tinh thể  R : tương ứng với độ suy hao  Cp : tụ điện thuần, hình thành bởi 2 tấm kim loại
14 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Bộ đảo trở kháng  Impedance Inverters  Xét mạch lọc âm tần LCL  Trở kháng vào:  Định nghĩa trở kháng chuẩn hóa theo giá trị nghịch đảo của điện kháng X viết lại :  Trở kháng vào chuẩn hóa bằng nghich đảo trở kháng tải chuẩn hóa  Tương tự, độ điện nạp chuẩn hóa bằng trở kháng tải chuẩn hóa
15 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Bộ đảo trở kháng  Xét mạch điện bao gồm bộ đảo trở kháng nối với mạch cộng hưởng nối tiếp  Độ điện nạp đầu vào:  Xét mạch nối với mạch cộng hưởng song song  Hai mạch này tương đương nếu  Sự kết hợp của mạch đảo trở kháng và mạch cộng hưởng nối tiếp sẽ tương đương với mạch cộng hưởng song song