Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 2

Chia sẻ: Ngọc Tam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lối vào - Các bộ cảm biến thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi như từ các hiện tượng vật lý sang tín hiệu điện (dòng hoặc điện áp).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 2

n m t t n s ω 2 nào - M ch l c t n th p có d i thông t 0 y (h.2.116a). - M ch l c t n cao có d i thông t giá tr ω1 n vô h n (h.2.116b). - M ch l c thông d i có d i thông n m trong kho ng t n s t ω1 n ω 2 (h.2.116c). - M ch l c ch n d i có d i thông chia làm hai vùng: 0 ÷ ω1 và t ω 2 ÷∞, (trong ó ω 2 > ω1 ) còn vùng t n s t ω1 ÷ ω 2 tín hi u b tri t tiêu (h.2.116d). KL KL ω ω KL KL ω ω Hình 2.116: c tuy n các d ng b l c G i KL là h s truy n t c a m ch l c t c là KL = Ur/Uv trong ó Ur là tín hi u u t n s KL (ω ) c a b n lo i trên ra, Uv là tín hi u u vào m ch l c, c tuy n biên d ng lý tư ng cho trên hình 2.116a, b, c, d. M ch l c có th xây d ng t các linh ki n th ng RLC. Tuy nhiên lo i này thư ng có suy gi m l n, và vi c s d ng cu n c m L làm cho m ch l c tr nên c ng k nh khó ch t o dư i d ng vi m ch, c bi t là d i t n th p. Vì v y trong d i t n s dư i vài trăm KHz ngư i ta thư ng s d ng m ch l c ư c xây d ng d a trên các linh ki n th ng RC k t h p v i các ph n t tích c c (thông thư ng là các vi m ch thu t toán) và lo i này ư c g i là m ch l c tích c c. Trong th c t ngư i ta thư ng s d ng các m ch l c có hàm truy n t b c hai vì chúng có nhi u ưu i m như tương i ơn gi n, h s ph m ch t có th t ưc t i vài trăm, d i u ch nh, làm vi c n nh. Hàm truy n t b c hai ư c vi t dư i d ng sau: 148
Hình 2.117: Các d ng m ch l c b 2αp 2 + b1p + b0 K(P) = (2-251) a 2p 2 + a1p + a0 ây p = jωRC là bi n ph c ã chu n hoá. i v i b n lo i m ch l c trên, n u s d ng lo i m ch l c b c hai thì hàm truy n t c a chúng có d ng c th như sau : m ch l c t n th p b c hai (b1 = b2 = 0) • b0 K(P) = (2-252) 2 a 2p + a1p + a0 m ch l c t n cao b c hai (b1 = b0 = 0) • b 2p 2 K(P) = (2-253) a 2p 2 + a1p + a0 m ch l c thông d i b c hai (b2 = b0 = 0) • b1p K(P) = (2-254) 2 a 2p + a1p + a0 • m ch l c ch n d i b c hai (b1 = 0) 149
b 2p 2 + b 0 K(P) = (2-255) a 2p 2 + a1p + a0 Trên hình 2.117 ưa ra ví d v d ng m ch l c tích c c c th tương ng v i các d ng m ch l c t n th p, t n cao và thông d i. 2.5. T O DAO NG I U HÒA 2.5.1. Nguyên lý chung t o dao ng i u hoà Có ba phương pháp chính t o ra tín hi u hình sin là: - Dùng h t dao ng g n v i h b o toàn tuy n tính. - Bi n i m t tín hi u tu n hoàn t m t d ng khác thành d ng hình sin. - Dùng b bi n i s tương t (DAC). Phương pháp th nh t ư c ng d ng khá r ng rãi trong các máy t o dao ng hình sin c i n. Phương trình vi phân c a m t h dao ng ư c mô t như sau: d2 x  dx  + µF x,  + ω2 x = 0 2 dt  dt   dx  Trong ó F  x,  là m t hàm phi tuy n µ là h s nh , ng th i tho mãn i u  dt  '  dx  ki n µF x,  dt  → 0 . Máy t o dao ng hình sin lo i này thư ng ư c xây d ng d a    trên các m ch ch n l c RLC. Lo i máy phát này ơn gi n, có h s méo nh . Sơ kh i c a chúng có d ng như hình 2.118. ây AE là ph n t tích c c có t là β ph h s khu ch i K ; W là là m ch h i ti p tuy n tính có h s truy n thu c vào t n s . M ch này xác nh t n s dao ng c a h . B là m ch h i ti p phi tuy n dùng n nh biên dao ng. B I R AE/K W/β F Hình 2.118: Sơ kh i m ch dao ng Hình 2.119: Máy phát a tín hi u 150
Phương pháp th hai ư c s d ng trong các lo i máy phát a ch c năng (máy phát hàm). Lo i máy phát này cùng lúc có th cho nhi u d ng tín hi u các u ra khác nhau như tín hi u hình tam giác, tín hi u xung hình ch nh t v.v.. Tín hi u hình sin nh n ư c nh m t b bi n i “xung tam giác-hình sin”. Lo i máy phát này g n ây ư c s d ng r ng rãi nh tính a năng c a nó. Tuy nhiên tín hi u hình sin ây thư ng có h s méo l n hơn so v i phương pháp trên. M t trong nh ng sơ kh i i n hình c a lo i máy phát này ư c mô t trên hình 2.119, trong ó: I là b tích phân, R là ph n t rơle, F là b bi n i “xung tam giác-hình sin”. M ch kín I–R t o nên m t h t dao ng, sinh ra hai d ng tín hi u có d ng xung tam giác và xung ch nh t. X(t) t Hình 2.120: X p x hóa tín hi u hình sin D a trên ti n b k thu t c a nh ng năm sau này, c bi t trong lĩnh v c k thu t s , ngư i ta có th xây d ng máy phát tín hi u hình sin d a trên nguyên t c x p x hoá t ng o n k t h p v i l y m u u theo th i gian (h.2.120). Sơ kh i máy t o dao ng hình sin b ng phương pháp s ư c mô t trên hình 2.221. Trong ó Tx là kh i t o xung nh p; C là b m thu n ngh ch dùng m theo th i gian giá tr t c th i c a i s ; DFC là b bi n i s – hàm t o các giá tr c a tín hi u hình sin ( d ng s ); DAC là b bi n i s – tương t bi n tín hi u t d ng s ( u ra c a DFC) thành tín hi u tương t (hình sin). méo tín hi u hình sin ph thu c vào s lư ng m u l y trong m t chu kì. N u s l y m u càng l n ( ư c xác nh b i t n s xung nh p) thì hình sin có chính xác càng cao. Tuy nhiên i u này ph thu c vào gi i h n t n s làm vi c c a các b DFC và DAC. Vì v y phương pháp này không th ng d ng t n s cao tín hi u hình sin v i h s méo nh ư c. Trong ba phương pháp nêu trên, hai phương pháp u ư c s d ng r ng rãi hơn. Vì v y dư i ây kh o sát kĩ hơn hai phương pháp này. Tín hi u hình sin TX RC DFC DAC Hình 2.121: T o tín hi u hình sin b ng phương pháp s 151
2.5.2. Máy phát dao ng hình sin dùng h t dao ng g n v i h b o toàn tuy n tính Máy phát dao ng hình sin th c hi n bi n i năng lư ng ngu n dòng m t chi u thành dòng xoay chi u có t n s yêu c u. Chúng ư c c u t o trên cơ s b khu ch i có h i ti p dương m b o ch t kích n nh t n s yêu c u. N u không xét n ph n m ch phi tuy n dùng n nh biên , sơ máy phát dao ng hình sin v l i trên hình 2.123. H s khu ch i c a b khu ch i và h s truy n t c a m ch h i ti p là s ph c, nghĩa là có tính n s ph thu c c a chúng vào t n s . Tín hi u vào sơ máy phát là m t ph n c a i n áp ra ư c truy n theo m ch h i ti p dương. sơ làm vi c trong ch phát sóng thì c n có hai i u ki n: i u ki n c n là t ng các góc d ch pha c a tín hi u trong b khu ch i φk và trong m ch h i ti p φβ (theo m t vòng kín) là b i s c a 2π. φ k + φ β = 2 nπ (2-256) ây: n = 0,1,2… Công th c (2–256) xác nh i u ki n cân b ng pha trong b khu ch i có h i ti p dương. i u ki n th hai g i là i u ki n v biên ư c xác nh b i b t ng th c |K|.|β| ≥ 1 (2–257) Mu n u ra c a máy phát có i n áp d ng hình sin thì công th c (2-256), (2– 257) ch úng m t t n s . Ý nghĩa v t lí c a b t ng th c (2–257) là: Tín hi u ư c khu ch i lên |K| l n và b suy gi m m ch h i ti p |β| l n, khi tho mãn i u ki n (2–157) thì tín hi u xu t hi n u vào b khu ch i cùng pha như trư c, nhưng biên l n. Nói cách khác i, b t ng th c |K|.|β| > 1 xác nh i u ki n c n máy t kích khi có nh ng thay i u tiên c a dòng i n và i n áp trong sơ khu ch i. ng th c |K|.|β| =1 tương ng v i vi c chuy n máy phát sang ch công tác xác l p, khi có s tăng c a biên dao ng kéo theo h s khu ch i K gi m do c tuy n c a tranzito không tuy n tính (v i biên tín hi u l n). Trong ch xác l p thì thì tín hi u u ra và vào máy phát tương ng v i m t giá tr n nh nào ó. ó là vì suy gi m do m ch h i ti p gây ra ư c bù hoàn toàn nh b khu ch i ( i u ki n cân b ng biên ). Giá tr i n áp xác l p tuỳ thu c vào h s khu ch i c a b khu ch i K i v i tín hi u nh cũng như vào không tuy n tính c a c tuy n tranzito. S ph thu c c a h s khu ch i vào nhi t và i n tr t i là nguyên nhân gây ra không n nh biên i n áp ra. n nh biên này, ngư i ta m c thêm vào m ch m t ph n t n nh không tuy n tính, cũng như th c hi n h i ti p âm ph n th c. 152
Hình 2.123: Mô ph ng ho t ng c a m ch dao ng ghép bi n áp Máy phát dao ng hình sin thư ng dùng m ch dao ng LC và m ch RC ph thu c t n s . Máy phát dùng LC t o ra tín hi u cao t n (t n s cao hơn vài ch c kHz), còn máy phát dùng RC t o ra tín hi u t n th p (t i vài Hz). t o ra dao ng hình sin, các bi u th c (2-256)(2-257) ư c tho mãn i v i tín hi u i u chu n f0 và tr kháng c a m ch dao ng ph i là thu n tr . S thay i góc di pha c a b khu ch i khi l ch kh i t n s c ng hư ng là i u ki n hoàn thành bi u th c (2-256) i v i t n s f0, vì tr kháng c a m ch s không ph i là thu n tr , mà mang tính ch t i n kháng ( i n c m hay i n dung). Tính ch t úng n c a bi u th c (2-257) i v i t n s c ng hư ng ư c xác nh b ng tr s c c i c a h s khu ch i t n s f0. M ch i n c a máy phát LC r t a d ng. Chúng có th khác nhau do phương pháp m c m ch dao ng LC trong b khu ch i và th c hi n h i ti p dương. Sơ máy phát v trên hình 2.123 th c hi n h i ti p dương nh cách ghép bi n áp thích h p. 153
Các tham s c a m ch dao ng này là i n dung C và i n c m L c a cu n sơ c p bi n áp. Trong sơ khu ch i m t t ng t i thu n tr thì tín hi u ra ngư c pha v i tín hi n vào. Vì th m b o i u ki n cân b ng pha (2-156) thì m ch h i ti p dương t n s c ng hư ng ph i th c hi n o pha tín hi u ưa t i u vào b khu ch i. Tín hi u h i ti p dương l y t cu n W 2 qua t phân ư ng Cpt t t i u vào tranzito. S di pha c n thi t c a m ch h i ti p th c hi n b ng cách m c m c u dây cu n th c p thích h p. Vì i n áp h i ti p nh hơn i n áp ra nên t s vòng dây n = ω2/ω1 < 1. Hình 2.124: Mô ph ng ho t ng c a m ch dao ng ghép t bi n áp T n s dao ng t o ra g n v i t n s c ng hư ng c a m ch dao ng 1 f= (2-258) 2 π LC Tín hi u h i ti p cũng có th l y tr c ti p t colectơ m ch dao ng b ng cách làm cu n dây hay t có nhi u u ra. V i các sơ phát sóng như th , m ch dao ng có ba i m n i v i b khu ch i, vì v y g i là m ch ba i m. Trong sơ phát sóng hình 2.124 (ba i m i n c m), nhánh i n c m qu n hai cu n W1, W 2. Tín hi u h i ti p l y t cu n W2 i n áp l y ra t colectơ qua t Cp2. i n áp trên cu n W 1, W2 i v i i m chung ( t) ngư c pha nhau. Tín hi u t cu n W1 qua t Cp1 (Cp1