Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 1: Các khái niệm cơ bản

Bài giảng "Nhập môn điện tử - Chương 1: Các khái niệm cơ bản" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Lý thuyết mạch điện, các phần tử mạch điện, mạch điện tuyến tính, đặc trưng của mạch điện, các phép toán trên mạch điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 1: Các khái niệm cơ bản  Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin KHOA MẠNG & TRUYỀN THÔNG BÀI GIẢNG  NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ  THÁNG 9/2012 Kiến trúc của các hệ thống viễn thông Chương 1: Các khái niệm  cơ bản 1. Lý thuyết mạch điện 2. Các phần tử mạch điện 3. Mạch điện tuyến tính 2. Các phần tử mạch điện v Điện trở (thông số thụ động, không quán  tính): đặc trưng cho sự tiêu tán năng lượng  u (t )ệt, trên đó dòng điện và điện  dưới dạng nhi áp đồng pha (tr ỉ lệ trực tiếp với nhau).  Ký hiệu1: r hoặc R. ◦ r Thỏa mãn đẳng thức: u(t) = r.i(t)         hay i(t) =        = g.u(t)    vTụ điện (thông số thụ động, quán tính): đặc trưng cho sự  phóng và nạp năng lượng điện trường. Trong chế độ AC,  dòng điện nhanh pha hơn điện áp 900.  Điện áp trên phần tử  thuần dung chậm pha so với dòng điện là π/2. Ký hiệu: C du (t ) § Thỏa mãn đẳng thức: i(t) = C.  dt                             1 q(t) C C                             hay u(t)=     ∫i(t)dt =  § q(t) = ∫i(t)dt : điện tích tích lũy trên phầ1n tử ở thời điểm  t. du (t ) dt 2 vNăng lượng tích lũy trên C:              WE= ∫p(t)dt = ∫C.        .u(t)dt =  C.u2 vĐiện cảm (thông số thụ động, quán tính): đặc trưng cho  sự phóng và nạp năng lượng từ trường. Trong chế độ AC,  dòng điện chậm pha hơn điện áp 900.  Điện áp trên phần tử  thuần cảm nhanh pha so với dòng điện là π/2. Ký hiệu: L di (t ) § Thỏa mãn đẳng thức: u(t) = L.  dt                             1 L                             hay i(t)=     ∫u(t)dt  di (t ) 1 vNăng lượng tích lũy trên L:  dt 2             WH= ∫L.        .i(t)dt =   L.i2 vHỗ cảm: giống như điện cảm nhưng nó đặc trưng cho sự  ảnh hưởng qua lại giữa 2 phần tử đặt gần nhau.  Lk Ll (với k: hệ số ghép, thường     Thông số của các phần tử mắc nối tiếp và song song q Thông số tác động hay thông số tạo nguồn ü Nguồn độc lập: vNguồn áp: Eng: nguồn áp; UAB: điện áp ØLý tưởng: ri=0  ØKhông lý tưởng: ri ≠ 0  * Công thức phân áp: nếu có 2 điện trở mắc nối tiếp, muốn tìm điện áp  trên điện trở này ta lấy điện áp tổng chia cho tổng 2 điện trở rồi nhân với  điện trở đó. vNguồn dòng: ØLý tưởng: ri = ∞     ØKhông lý tưởng ri ≠ ∞  *  Công thức phân dòng nếu có 2 điện trở mắc song song, muốn tìm  dòng  điện  chạy  qua  điện  trở  này  ta lấy dòng tổng nhân với điện trở kia rồi chia cho tổng 2 điện trở. Quan hệ tương đương giữa nguồn áp và nguồn  dòng: ØNguồn phụ thuộc hay nguồn điều khiển: ◦Nguồn áp:  o Được điều khiển bằng áp (A­A).  o Được điều khiển bằng dòng (A­D) ◦­ Nguồn dòng:  o Được điều khiển bằng áp (D­A)  o Được điều khiển bằng dòng (D­D) Nguồn áp điều khiển bằng áp (A­A) I1 U 2 μ: Hệ số tỷ  lệ  Trong trường hợp lý tưởng R1=    , ri = 0 và khi đó I1=0  và U2=Eng=μU1 Nguồn áp điều khiển bằng dòng (A­D) I2 U U 1 2 r: Hệ số tỷ lệ • Trong trường hợp lý tưởng R1= 0 , ri = 0 và khi đó  U1=0 và U2=Eng=rI1 Nguồn dòng điều khiển bằng áp (D­A) I1 I2 U 2 g: Hệ số tỷ lệ • Trong trường hợp lý tưởng R1=   , ri =   và khi đó  I1=0 và  I2=Ing=gU1 Nguồn dòng điều khiển bằng dòng (D­D) I2 U U 2 1 : Hệ số tỷ lệ • Trong trường hợp lý tưởng R1= 0, ri =   và khi đó  U1=0 và  I2 =Ing=   I1 • Từ các công thức ứng với các nguồn phụ thuộc ở trên ta  có thể suy ra được mối liên hệ giữa các hệ số μ, g,  , r  : 3. Mạch điện tuyến tính  Có hai bài toán về mạch điện:  ◦­ Phân giải mạch điện: cho mạch và tín hiệu vào, tìm tín  hiệu ra.  ◦­ Tổng hợp mạch điện: Thiết kế mạch khi có tín hiệu vào  và ra.   Quan hệ giữa tín hiệu vào x(t) và tín hiệu ra y(t) là mối quan  hệ nhân quả nghĩa là tín hiệu ra ở hiện tại chỉ tùy thuộc tín  hiệu vào ở quá khứ và hiện tại chứ không tùy thuộc tín hiệu  vào ở tương lai, nói cách khác, y(t) ở thời điểm t0 nào đó  không bị ảnh hưởng của x(t) ở thời điểm t>t0 .  Mạch chỉ gồm các phần tử tuyến tính là mạch  tuyến tính (các thông số hợp thành không phụ thuộc vào điện áp  và dòng điện chạy trong mạch).  Một mạch gọi là tuyến tính khi tuân theo định luật:   Nếu y1(t) và y2(t) lần lượt là đáp ứng của hai nguồn  kích thích độc lập với nhau x1(t) và x2(t), mạch là  tuyến tính nếu và chỉ nếu đáp ứng đối với : ◦x(t)= k1x1(t) + k2x2(t)  ◦là y(t)= k1y1(t) + k2y2(t) với mọi x(t) và mọi k1 và k2.  ...