MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG 4

Mạch lọc thụ động - Bộ lọc có vai trò quan trọng trong các mạch điện tử. Những phần tử cơ sở trong mạch lọc chỉ gồm điện trở (R), tụ điện (C), và cuộn cảm (L). Thông thường gồm 2 mạch lọc RC và RLC. Mạch lọc RC được dùng nhiều vì linh kiện rẻ và chiếm ít diện tích. Còn mạch lọc RLC ít thông dụng vì có điện cảm (L) khó tiêu chuẩn hóa và có giá trị rất lớn ở phạm vi tần số thấp nên trong thực tế khó thực hiện vì giá thành...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG 4Chương 4 4.1. Mục đích ứng dụng Bộ lọc có vai trò quan trọng trong các mạch điện t ử. Nh ững phần tử cơ sở trong mạch lọc chỉ gồm điện trở (R), t ụ điện (C), và cuộn cảm (L). Thông thường gồm 2 mạch lọc RC và RLC. Mạch lọc RC được dùng nhiều vì linh kiện rẻ và chiếm ít diện tích. Còn mạch lọc RLC ít thông dụng vì có điện cảm (L) khó tiêu chuẩn hóa và có giá trị rất lớn ở phạm vi tần số thấp nên trong thực tế khó thực hiện vì giá thành đắt, lại cồng kềnh Mạch lọc sẽ làm suy giảm năng lượng qua nó mà không có khả năng khuếch đại. Khó phối hợp tổng trở với các mạch ghép. Để bổ túc các nhược diểm trên người ta thêm vào đó các phần tử khuếch đại như transistor, vi mạch, v.v, để có th ể khuyếch đại tín hiệu, phối hợp tổng trở, điều chỉnh độ suy giảm.4.2. Phân loại mạch lọc Dựa vào đặc điểm cấu tạo, ta phân ra hai loại: mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực. Cả hai loại mạch lọc này đều có các dạng đáp ứng tần số sau: Mạch lọc thông cao (High pass Filter) Mạch lọc thông thấp (Low pass Filter) Mạch lọc thông dai (Band pass Filter) ̉ Mạch lọc chặn dai (Reject Band Filter) ̉Đáp ứng tần sốĐáp ứng tần số stop) 4.3. Lý thuyết cơ sở về mạch lọc• 4.3.1. Khái niệm về hàm truyền mạch lọc Hàm truyền của mạch lọc được định nghĩa là tỉ số giữa điễn áp tín hiệu ra Vo trên điện áp tín hiệu vào Vi theo biểu thức:4.3.2. Hàm truyền tổng quát theo tham số S(s=jω)• Với K là hệ số phụ thuộc vào cấu tạo của mạch và Ai= const; Bk= const cũng phụ thuộc vào cấu tạo của mạch• Hàm truyền thường gặp có dạng : A0 = 1, đa thức bậc không với: A1=A2= ... Am= 0 Đáp ứng biên độ chuẩn hóa :• Điều kiện tối ưu : Khi đó ta có : Đây là hàm có đáp tuyến phẳng tối đa hay còn gọi là hàm Butterworth Tần số chuẩn hóa : 4.4. Mạch lọc thụ động 4.4.1. Mạch lọc thông thấp a. Mạch lọc RC• Hàm truyền của mạchb. Mạch lọc thông thấp RC bậc 1:Sơ đồ mạch thực tế Đáp ứng biên độ:• Nhận xét : Ở tần số thấp: Ở tần số cao : Tân số căt fC ̀ ́• Biên độ tín hiệu ngõ ra bị giảm đi √2 lân so tin hiêu vao ̀ ́ ̣ ̀ Như vậy: Tín hiệu ra bị chậm pha so với tín hiệuvào .Ở tần số thấp mức chậm pha nhỏ ,ở tần sốcao mức chậm pha lớn. Ở tần số cắt là 45o A fC-3dBc. Mạch lọc thông thấp bậc 2Sơ đồ mạch thực tếHàm truyền của mạch lọc thông thấp bậc 2 (SV tự CM) 4.4.2. Mạch lọc thông cao• a. Mạch lọc thông cao bậc 1• Sơ đồ mạch 4.4.2. Mạch lọc thông cao• Đáp ứng tần số :Đáp ứng biên độ : • Ơ tần số cao : Ở tần số cắt biên độ giảm đi 0.707 so với biên độ pha