Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 5

Chia sẻ: Awtaf Csdhhs | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

163
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong 3 sơ đồ trên, thạch anh được mắc hồi tiếp và đóng vai trò như 1 phân tử ghép có tính chọn lọc đối với tần số. Khi fdđ ~ fq (nối tiếp) thì trở kháng Xq = 0 - hạ áp trên thạch anh nhỏ làm điện áp hồi tiếp về tăng lên và mạch tạo ra dao động với tần số fdd ~ fq 2.5.5. Mạch điện các bộ tạo dao động RC Đặc điểm chung của các bộ tạo dao động RC: 1. Thường dùng ở phạm vi tần số thấp thay cho các bộ LC...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 5

41 T1 T2 C1 q Ck Lk R1 R2 Re Rc R3 R4 Re Vcc Hçnh 2.21. Maûch bäü dao âäüng duìng thaûch anh våïi táön säú cäüng hæåíng näúi tiãúp häöi tiãúp qua hai táöng khuãúch âaûi Trong 3 så âäö trãn, thaûch anh âæåüc màõc häöi tiãúp vaì âoïng vai troì nhæ 1 phán tæí gheïp coï tênh choün loüc âäúi våïi táön säú. Khi fdâ ~ fq (näúi tiãúp) thç tråí khaïng Xq = 0 - haû aïp trãn thaûch anh nhoí laìm âiãûn aïp häöi tiãúp vãö tàng lãn vaì maûch taûo ra dao âäüng våïi táön säú fdd ~ fq 2.5.5. Maûch âiãûn caïc bäü taûo dao âäüng RC Âàûc âiãøm chung cuía caïc bäü taûo dao âäüng RC: 1. Thæåìng duìng åí phaûm vi táön säú tháúp thay cho caïc bäü LC vç kêch thæåïc cuía bäü taûo dao âäüng LC åí táön säú tháúp quaï låïn. 2. Khäng coï cuäün caím, do âoï coï thãø chãú taûo noï dæåïi daûng vi maûch 3. Trong bäü dao âäüng RC - fdd tè lãû våïi 1/C, coìn trong bäü dao âäüng LC thç fdd tè lãû 1 våïi trong bäü dao âäüng RC dãù daìng thay âäøi fdd våïi bäü dao âäüng LC C 4. Yãu cáöu bäü dao âäüng RC laìm viãûc åí chãú âäü A âãø giaím meïo 5. Vç kháu häöi tiãúp (gäöm caïc phán tæí R,C) phuû thuäüc táön säú, nãn maûch seî taûo âæåüc dao âäüng taûi táön säú maì âiãöu kiãûn pha âæåüc thoía maîn Bäü dao âäüüng RC duìng maûch di pha trong maûch häöi tiãúp: R1 C C C R2 Vr V1 R V2 R R I1 I3 I2 Hçnh 2.22. Maûch dao âäüng RC
42 Hãû phæång trçnh : ⎛1 ⎞ & ⎜ ⎜ jωC + R ⎟ I 1 − RI 2 = V1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎛1 ⎞ − RI 1 + ⎜ ⎜ jωC + 2 R ⎟ I 2 − RI 3 = 0 ⎟ ⎝ ⎠ ⎛1 ⎞ − RI 2 + ⎜ ⎜ jωC + 2 R ⎟ I 3 = 0 ⎟ ⎝ ⎠ & RI 3 = V2 Hãû säú truyãön âaût cuía maûch : & ⎡1 6⎤ V1 5 K= = 1− + j⎢ − ωRC ⎥ & (ωRC ) ⎣ (ωRC ) 2 3 ⎦ V2 1 * Pháön aío = 0 ⇒ ω = 6.RC 1 Thay ⇒ ω = vaìo pháön thæûc ta tênh âæåüc âiãöu kiãûn cán bàòng biãn âäü : 6.RC 5 K = 1− = 1 − 30 = 29 (ωR.C ) 2 R1 ⇒K= = 29 ⇒ R1 = 29 R2 R2 Maûch dao âäüng duìng maûch loüc T vaì T - keïp trong maûch häöi tiãúp : C R C 2 3 C C 1 1 2 R R V1 V2 C/2 2R V2 V1 R Hçnh 2.23. Maûch bäü dao âäüng duìng maûch loüc T vaì T keïp trong häöi tiãúp • Våïi maûch loüc T, viãút phæång trçnh doìng âiãûn cho nuït 1 vaì 2, tæì âoï xaïc âënh âæåüc hãû säú truyãön âaût:
43 − a 2 − 1 + j2a − Ur 1 H ht = − = 2 trong do a = ωRC U v a − 1 + j3a ⎧ (a 2 − 1) 2 + 4a 2 ⎪ K ht = ⎨ (a 2 − 1) 2 + 9a 2 ⎪ ⎩ a (1 − a 2 ) ϕ ht = arctg 2 (a − 1) 2 + 6a 2 1 ϕht = 0 khi a = 1 tæïc ωdd = RC Thay a = 1 vaìo kht ta tçm âæåüc : 2 K ht = K htmun = 3 • Våïi maûch loüc T keïp: a2 −1 V2 1 K ht = =2 a= våïi ωRC V1 (a − 1) + j 4a Tæì âoï ta suy ra : 2 phæång trçnh Module vaì pha: a 2 −1 K ht = (a 2 − 1) 2 + 16a 2 − 4a 4a ϕ ht = arctg = arctg a −1 1− a2 2 π 1 Khi a = 1 ⇒ ωdd = vaì ϕ ht = ± RC 2 Vaì Kht = Khtmun = 0 • Maûch taûo dao âäüng vuìng KÂTT coï maûch T trong maûch näúi tiãúp: Vr R R1 C C R R2 Hçnh 2.24. Maûch bäü dao âäüng duìng KÂTT ìcoï maûch loüc T trong maûch häöi tiãúp
44 R1, R2 : Maûch häöi tiãúp dæång; T : Häöi tiãúp ám 2 Taûi ωdd : K ht (−) = 3 Vç Ko cuía KÂTT ráút låïn => K ht ( + ) = K ht (−) vaì R2 2 K ht ( + ) = = ⇒ R 2 = 2R 1 R1 + R 2 3 Chênh laì âiãöu kiãûn cán bàòng biãn âäü cuía maûch.
44 CHÆÅNG 3 ÂIÃÖU CHÃÚ 3.1. Âënh nghéa Âiãöu chãú laì quaï trçnh ghi tin tæïc vaìo 1 dao âäüng cao táön âãø chuyãøn âi xa nhåì biãún âäøi mäüt thäng säú naìo âoï (vê duû : biãn âäü, táön säú, goïc pha, âäü räüng xung...) Tin tæïc goüi laì tên hiãûu âiãöu chãú, dao âäüng cao táön goüi laì taíi tin. Dao âäüng cao táön mang tin tæïc goüi laì dao âäüng cao táön âaî âiãöu chãú. Coï 2 loaûi âiãöu chãú; âiãöu biãn vaì âiãöu táön (gäöm âiãöu táön vaì âiãöu pha). 3.2. Âiãöu biãn • Âiãöu biãn laì quaï trçnh laìm cho biãn âäü taíi tin biãún âäøi theo tin tæïc. Giaí sæí tin tæïc Vs vaì taíi tin Vt âãöu laì dao âäüng âiãöu hoìa: vS = VS cosωSt vt = Vt cosωtt våïi ωt >> ωS vaì Do âoï tên hiãûu âiãöu biãn: Vâb = (Vt + Vscosωst ) cosωtt = Vt (1 + mcosωst) cosωtt (1) m m → Vdb = Vt . cos ω t t + Vt . cos(ω t + ωs ) t + Vt cos(ω t + ωs ) t 2 2 Vâb t Hçnh 3.1. Âäö thë thåìi gian tên hiãûu âiãöu biãn Vâb Vt 1/2 mVt 1/2 mVt ω ωt - ωs ωt ωt + ωs Hçnh 3.2 Phäø tên hiãûu âiãöu biãn
45 Phäø cuía tên hiãûu âiãöu biãn coï daûng nhæ hçnh 3.2. Khi tên hiãûu âiãöu chãú coï phäø biãún thiãn tæì ω S min ÷ ω S max thç phäø cuía tên hiãûu âiãöu biãn coï daûng nhæ hçnh 3.3 Vâb Vt ωt - ωsmax ωt - ωsmin ωt ωt + ωsmin ωt + ωsmax ω Hçnh 3.3 Phäø tên hiãûu âiãöu biãn • Quan hãû nàng læåüng trong âiãöu biãn: Cäng suáút taíi tin laì cäng suáút bçnh quán trong 1 chu kyì cuía taíi tin: 2 Vt 2 Vhd 11 T ∫ Vt 2 . sin 2 ωdt = P~t = I hd R = =. 2 R RT 2R 0 Vt2 => P~ t ~ 2 1 m.Vt 2 1 2 Vt 2 m 2 ) = m. = Tæång tæû: P~bt ~( .P~t 22 4 2 4 Cäng suáút cuía tên hiãûu âaî âiãöu chãú biãn laì cäng suáút bçnh quán trong mäüt chu kyì cuía tên hiãûu âiãöu chãú: m2 P~ db = P~t + 2 P~bt = P~t (1 + ) 2 m caìng låïn thç P~âb caìng låïn 3P~ t 1 → P~bt = Khi m = 1 → P~ db = vaì P~t 4 2 Tæì biãøu thæïc (1) suy ra: Vâbmax = Vt (1+m) 1 (1 + m) 2 Vt2 Do âoï P~ max ~ 2 • Caïc chè tiãu cå baín cuía dao âäüng âaî âiãöu biãn 3.2.1 Hãû säú meïo phi tuyãún
46 I 2 (ω t ± 2ωs ) + I 2 (ω t ± 3ωs ) + ... It K= I(ω t ± ω s ) A I (ωt ± nωS) (n ≥ 2 ): Biãn âäü doìng âiãûn æïng våïi haìi báûc cao cuía tên hiãûu âiãöu chãú. I (ωt ± ωS) : Biãn âäü caïc thaình pháön biãn táön B Trong âoï: It : biãn âäü tên hiãûu ra VS : giaï trë tæïc thåìi cuía tên hiãûu vaìo V A : giaï trë cæûc âaûi Hçnh 3.4. Âàûc tênh âiãöu chãú ténh B : taíi tin chæa âiãöu chãú Âæåìng âàûc tuyãún thæûc khäng thàóng taûo ra caïc haìi báûc cao khäng mong muäún. Trong âoï âaïng læu yï nháút laì caïc haìi (ωt ± 2ωS) coï thãø loüt vaìo caïc biãn táön maì khäng thãø loüc âæåüc. Âãø giaím K thç phaíi haûn chãú phaûm vi laìm viãûc cuía bäü âiãöu chãú trong âëa thàóng cuía âàûc tuyãún. Luïc âoï luäüc phaíi giaím hãû säú âiãöu chãú m. 3.2.2 Hãû säú meïo táön säú m Goüi : mo : hãû säú âiãöu chãú låïn nháút m : Hãû säú âiãöu chãú taûi táön säú âang xeït. Hãû säú meïo táön säú âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc : m0 m m M= o Hoàûc MdB = 20logM m Âãø âaïnh giaï âäü meïo táön säú naìy, ngæåìi ta càn Fs cæï vaìo âàûc tuyãún biãn âäü vaì táön säú: Hçnh 3.5. Âàûc tênh biãn âäü táön säú m = f(Fs) Vs = cte • Phæång phaïp tênh toaïn maûch âiãöu biãn : Hai nguyãn tàõc xáy dæûng maûch âiãöu biãn : - Duìng pháön tæí phi tuyãún cäng taíi tin vaì tên hiãûu âiãöu chãú trãn âàûc tuyãún cuía pháön tæí phi tuyãún âoï. - Duìng phán tæí tuyãún tênh coï tham säú âiãöu khiãøn âæåüc. Nhán taíi tin vaì tên hiãûu âiãöu chãú nhåì phán tæí tuyãún tênh âoï. 3.2.3 Âiãöu biãn duìng phán tæí phi tuyãún
47 Pháön tæí phi tuyãún âæåüc duìng âãø âiãöu biãn coï thãø laì âeìn âiãûn tæí, baïn dáùn, caïc âeìn coï khê, cuäüc caím coï loîi sàõt hoàûc âiãûn tråí coï trë säú biãún âäøi theo âiãûn aïp âàût vaìo. Tuìy thuäüc vaìo âiãøm laìm viãûc âæåüc choün trãn âàûc tuyãún phi tuyãún, haìm säú âàûc træng cuía pháön tæí phi tuyãún coï thãø biãøu diãùn gáön âuïng theo chuäùi Taylo khi chãú âäü laìm viãûc cuía maûch laì chãú âäü A (θ = 180o) hoàûc phán têch theo chuäùi Fourrier khi chãú âäü laìm viãûc cuía maûch coï goïc càõt θ < 180o ( chãú âäü AB, B, C) D ♠ Træåìng håüp 1: ÂIÃÖU BIÃN ÅÍ CHÃÚ ÂÄÜ A θ = 180o Vt Rt Maûch laìm viãûc åí chãú âäü A nãúu thoía maîn âiãöu kiãûn: CS Vt + Vs < E o (*) + Khai triãøn doìng iD theo chuäùi Taylor: EO iD = a1v D + a v + a v 2 3 (1) 2D 3D Vs Våïi vD : âiãûn aïp trãn Diode D vaì trãn taíi Rt vD = Eo + Vtcosωtt + Vscosωst Hçnh 3.6. Maûch âiãöu chãú duìng Diode Våïi: ωS iD iD 2ωS 3ωS ωt - 3ωS ωt - 2ωS ωt - ωS ωt vD t ωt + ωS E0 ωt + 2ωS vD ωt + 3ωS 2ωt - 2ωS 2ωt - ωS 2ωt 2ωt + ωS 2ωt + 2ωS t Hçnh 3.7. Âàûc tuyãún cuía diode vaì âäö thë Hçnh 3.8. Phäø tên hiãûu âiãöu biãn thåìi gian cuía tên hiãûu vaìo ra khi laìm viãûc åí chãú âäü A
48 Thay uD vaìo biãøu thæïc (1) ta nháûn âæåüc : iD = a1(E0 + Vtcosωtt + Vscosωst) + a2 (E0 + Vtcosωtt + Vscosωst)2 + + a3( E0 + Vtcosωtt + Vscosωst )3 +..... (2) Khai triãøn (2) vaì boí qua caïc säú haûng báûc cao n ≥ 4 seî coï kãút quaí maì phäø cuía noï âæåüc biãøu diãùn nhæ hçnh 3.8. Khi a3 = a 4 = a5 =.....a2n+1 = 0 (n = 1,2,3) nghéa laì âæåìng âàûc tênh cuía pháön tæí phi tuyãún laì 1 âæåìng cong báûc 2 thç tên hiãûu âiãöu biãn khäng bë meïo phi tuyãún. Âãø thoía maîn âiãöu kiãûn (*) maûch laìm viãûc chãú âäü A thç m phaíi nhoí vaì haûn chãú cäng suáút ra. Chênh vç váûy maì ngæåìi ta ráút êt khi duìng âiãöu biãn chãú âäü A. ♠ Træåìng håüp 2: ÂIÃÖU BIÃN CHÃÚ ÂÄÜ AB, B hoàûc C θ < 180o Khi θ < 180o, nãúu biãn âäü âiãûn aïp âàûc vaìo diode âuí låïn thç coï thãø coi âàûc tuyãún cuía noï laì mäüt âæåìng gáúp khuïc. Phæång trçnh biãøu diãùn âàûc tuyãún cuía diode luïc âoï : iD = 0 khi VD ≤ 0 SVD khi vD > 0 S : Häùø dáùn cuía âàûc tuyãún Choün âiãøm laìm viãûc ban âáöu trong khu tàõt cuía Diode (chãú âäü C). iD iD vD Eo ωt vD D Vt Rt CS + EO ωt Vs Hçnh 3.10. Âàûc tuyãún cuía diode vaì âäö thë Hçnh 3.9. Maûch âiãöu chãú duìng Diode cuía tên hiãûu vaìo ra khi laìm viãûc åí chãú âäü C
49 Doìng qua diode laì 1 daîy xung hçnh sine, nãn coï thãø biãøu diãùn iD theo chuäùi Fourier nhæ sau : iD = I0 + i1 + i2 + in + = Io + I1cosωtt + I2cos2ωtt + I3cos3ωtt + .......+ Incosnωtt (1) I0 : thaình pháön doìng âiãûn mäüt chiãöu. I1: biãn âäü thaình pháön doìng âiãûn cå baín âäúi våïi taíi tin I2, I3.....In : biãn âäü thaình pháön doìng âiãûn báûc cao âäúi våïi taíi tin I0, I1 I3.....In : âæåüc tênh toaïn theo biãøu thæïc cuía chuäùi Fourrier : θ 1 π∫ i D . dω t t I0 = c θ 2 π∫ i D . cos ω t t.dω t t I1 = (2) c ..................... 2θ I n = ∫ i D cos nω t t.dω t t π c Theo biãøu thæïc (*) ta coï thãø viãút : iD = S.vD = S( -E0 + VScosωst + Vtcosωtt ) (3) Khi ωtt = θ thç iD = 0 : 0 = S.vD = S( -E0 + VScosωst + Vtcosθ ) (4) Láúy (3) - (4) => iD = SVt ( cos ωt t − cosθ ) θ 2 ∫ SVt ( cos ωt t − cosθ ). cos ωt t. dωt t I1 = π o θ ⎡1 + cos 2ωt t ⎤ 2 π∫ − cosθ . cos ωt t ⎥ dωt t = SV .⎢ t ⎣ ⎦ 2 0 θ 2 SVt ⎛ 1 ⎞ (5) ⎜ θ + sin 2ωt t − cosθ .sin ωt t θ ⎟ = π ⎜2 0⎟ 4 ⎝ ⎠ 0 2 SVt 1 1 SV 1 ( θ − sin 2θ ) = t (θ − sin 2θ ) = π2 π 4 2 SV 1 i1 = t (θ − sin 2θ ) cos ωt t (6) π 2 − Eo + Vs . cos ωst Eo − Vs . cos ωst ÅÍ âáy θ âæåüc xaïc âënh tæì biãøu thæïc (4) : cosθ = = (7) Vt Vt Tæì biãøu thæïc (6) vaì (7) biãn âäü cuía thaình pháön doìng âiãûn cå baín biãún thiãn theo tên hiãûu âiãöu chãú (Vs).