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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 5 - TS. Ngô Văn ThanhVÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 20162 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.vn3 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 kháng4 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 cảm5 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 lọc7 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 dung9 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 ...