Cơ Sở Điện Tử - Kỹ Thuật Ngành Điện Tử part 7

Tham khảo tài liệu cơ sở điện tử - kỹ thuật ngành điện tử part 7, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ Sở Điện Tử - Kỹ Thuật Ngành Điện Tử part 7 Hình 2.56: Nguyên lí mạch Sc và Dc2.3. KHUẾCH ĐẠI2.3.1. Những vấn đề chunga – Nguyên lý xây dựng một tầng khuếch đại Một ứng dụng quan trọng nhất của tranzito là sử dụng nó trong các mạng để làmtăng cường độ điện áp hay dòng điện của tín hiệu (mà thường gọi là mạch khuếchđại). Thực chất khuyếch đại là một quá trình biến đổi năng lượng của nguồn cung cấp1 chiều (không chứa đựng thông tin) được biến đổi thành dạng năng lượng xoaychiều (có quy luật biến đổi mạng thông tin cần thiết).Nói cách khác, đây là một quátrình gia công xử lí thông tin dạng analog. Hình 2.57 đưa ra cấu trúc nguyên lí để xây dựng một tầng khuếch đại.Phần tử cơbản là phần tử điều khiển (tranzito) có điện trở thay đổi theo sự điều khiển của điện áphay dòng điện đặt tới cực điều khiển bazơ của nó, qua đó điều khiển quy luật biến đổidòng điện của mạch ra bao gồm tranzito và điện trở Rc và tại lối ra ví dụ lấy giữa 2cực colectơ và emitơ, người ta nhận được một điện áp biến thiên cùng quy luật với tínhiệu vào nhưng độ lớn được tăng lên nhi ều lần. Để đơn giản, giả thiết điện áp vàocực điều khiển có dạng hình sin. Từ sơ đò hình 2.57, ta thấy rằng dòng điện và điệnáp ở mạch ra(tỉ lệ với dòng điện và điện áp tín hiệu vào) cần phải coi như là tổng cácthành phần xoay chiều(dòng điện và điện áp) trên nền của thành phần một chiều Io vàUo (h.2.57). Phải đảm bảo sao cho biên độ thành phần xoay chiều không vươtj quáthành phần một chiều, nghĩa là Io ≥ Im và Uo ≥ Um. Nếu điều kiện đó không được thoảmãn thì dòng điện ở mạch ra trong từng khoảng thờigian nhất định sẽ bằng không vàsẽ làm méo tín hiệu dạng ra. 73 Hình 2.57: Nguyên lý xây dựng tầng khuếch đại Để đảm bảo công tác cho tầng khuếch đại mạch ra của nó phải có thành phầndòng một chiều Io và điện áp một chiều Uo. Tương tự, ở mạch vào, ngoài nguồn tínhiệu cần khuếch đại, người ta đặt thêm điện áp một chiều Uvo(hay là dòng điện mộtchiều Ivo). Thành phần dòng điện và điện áp một chiều xác định chế độ tĩnh của tầngkhuếch đại. Tham số của chế độ tĩnh theo mạch vào (Ivo, Uvo) và theo mạch ra (Io, Uo)đặc trưng cho trạng thái ban đầu của sơ đồ khi không có tín hiệu vào.b – Các chỉ tiêu và tham số cơ bản của một tầng khuếch đại Để đánh giá chất lượng của 1 tầng khuyếch đại, người ta định nghĩa các chỉ tiêuvà tham số cơ bản sau:Hệ số khuếch đại K= Đại lượng đầu ra / Đại lượng đầu vào Nói chung vì t ầng khuếch đại có chứa các phần tử điện kháng nên K là một sốphức: K= K exp(j j k ) Phần môđun K thể hiện quan h ệ về cường độ (biên độ) giữa các đại lượng đầura và đầu vào, phần góc pha j k thể hiện độ dịch pha giữa chúng và nhìn chung độlớn của K và j k phụ thuộc vào tần số w của tín hiệu vào. Nếu biểu diễn K = f1( w )ta nhận được đường cong gọi là đặc tính biên độ - tần số của tầng khuếch đại. Đườngbiểu diễn j k =f2( w ) được gọi là đặc tính pha - tần số của nó. Thường người ta tính K theo đơn vị logarit gọi là đơn vị đexiben (dB) 74 K (dB) = 20lg K (2-103) Khi ghép liên tiếp n tầng khuếch đại với các hệ số khuếch đại tương ứng làk1…kn thì hệ số khuếch đại tổng cộng của bộ khuếch đại xác định bởi: K= k1,k2,…,knHay K (dB) = k 1 (dB) + … + k n (dB) (2-104) Hình 2.58: Đặc tuyến biên độ - tần số và pha của tầng khuếch đại· Đặc tính biên độ của tầng khuếch đại là đường biểu diễn quan hệ Ura =f3(Uvào)lấy ở một tần số cố định của dải tần số tín hiệu Uvào. Dạng điển hình của K = f1( w ) và Ura = f3(Uvào) đối với một bộ khuếch đại điện áptần số thấp cho trên hình 2.58:· Trở kháng lối vào và lối ra của tầng khuếch đại được định nghĩa: Uvao U ; Zra = ra Zvào= (2-105) Ivao IaNói chung chúng là các đại lượng phức : Z= R + jX· Méo không đường thẳng do tính chất phi tuyến các phần tử như tranzito gây rathể hiện trong thành phần tần số đầu ra là tần số lạ(không có mặt ở đầu vào). Khi Uvàochỉ có thành phần tần số w , Ura nói chung có các thành phần n w (n = 0,1,2…) với các 75biên độ tương ứng là Unm lúc đó hệ số méo không đường thẳng do tầng khuếch đạigây ra được đánh giá là: 1 (U2 + U3m + ... + Unm ) 2 2 2 g = 2m % (2-10 ...