Những vẫn đề chung về khuếch đại

Mạch khuếch đại được cấu tạo từ các phân tử tích cực và các phân tử thị động...Thông thường một mạch khuếch đại là một thiết bị hoặc linh kiện bất kỳ nào, sử dụng một lượng công suất rất nhỏ ở đầu vào để điều khiển một luồng công suất lớn ở đầu ra. Trong các ứng dụng thông dụng, thuật ngữ này hiện nay được dùng chủ yếu cho các bộ khuếch đại điện tử và thông thường là các ứng dụng thu và tái tạo âm thanh. Mối liên quan giữa đầu vào và đầu ra của...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Những vẫn đề chung về khuếch đại Những vẫn đề chung về khuếch đại Ch−¬ng I: nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ khuÕch ®¹i 1. M« h×nh m¹ch khuÕch ®¹i M¹ch khuÕch ®¹i ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c ph©n tö tÝch cùc v c¸c phÇn tö thô ®éng. Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn dßng, ¸p trong m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc thùc hiÖn nhê c¸c phÇn tö tÝch cùc. §Ó nghiªn cøu m¹ch khuÕch ®¹i, ng−êi ta m« t¶ nã b»ng m« h×nh m¹ng hai cöa tuyÕn tÝnh, tÝn hiÖu nhá, h×nh 1: 2. C¸c tham sè c¬ b¶n cña khuÕch ®¹i C¸c tham sè c¬ b¶n cña m¹ch khuÕch ®¹i ®−îc xÐt dùa trªn c¸c ®Þnh nghÜa vª tham sè m¹ng hai cöa ®èi víi tÝn hiÖu, nh− h×nh 2, víi c¸c ®Þnh nghÜa sau: a. Quan hÖ dßng _ ¸p trªn lèi v o Uv = ivRv U Rv = v iv Khi nguån tÝn hiÖu Ux cã néi trë l Rx ®Æt ë lèi v o th× cã quan hÖ Rv Uv = Ux Rv + Rx b. Quan hÖ dßng _ ¸p trªn lèi ra U ra ( ho) Khi ch−a cã t¶i: Rra = i ra ( ngan ) Khi cã t¶i Rt: Ura = iraRt = itRt c. HÖ sè khuÕch ®¹i • HÖ sè khuÕch ®¹i ¸p dông (Ký hiÖu l Ku hoÆc Av) U Ku = ra U vao • HÖ sè khuÕch ®¹i dßng ®iÖn (Ký hiÖu l Ki hoÆc Ai) i Ki = ra i vao • Quan hÖ gi÷a Ki, Ku,Rt v Rv: Tõ c¸c biÓu thøc ®Þnh nghÜa trªn suy ra: R Ku = Ki t Rv • Tr−êng hîp néi trë cña nguån tÝn hiÖu Rx ≠ 0 v trë ra cña m¹ch khuÕch ®¹i kh¸c víi trë t¶i tøc Rra ≠ Rt th× hÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc tÝnh l tû sè cña ®iÖn ¸p ra t¶i trªn ®iÖn ¸p v o Ux. Khi ®ã cã hÖ sè khuÕch ®¹i ®èi víi tÝn hiÖu v o l : U Kux = t = kv . KO . kr Ux Trong ®ã: Rv kv = Rv + Rx U ra ( ho ) K0 = Uv Rt kr = R ra + R t d. HÖ sè khuÕch ®¹i decibel dB D¹ng decibel cña hÖ sè khuÕch ®¹i ®−îc sö dông thuËn tiÖn. Khi ph©n tÝch v tÝnh to¸n ®Æc tÝnh tÇn khuÕch ®¹i. HÖ sè khuÕch ®¹i ¸p decibel ®−îc ®Þnh nghÜa: Ku(dB) = 20 log10Ku VÝ dô, mét m¹ch khuÕch ®¹i cã hÖ sè khuÕch ®¹i ¸p Ku = 100 th× hÖ sè khuÕch ®¹i ¸p decibel l dB = 20lg100 = 40dB • B¶ng 1: Cho mét sè trÞ sè Ku v KudB. 3. §Æc tÝnh tÇn cña khuÕch ®¹i • HÖ sè khuÕch ®¹i nãi chung l h m tÇn sè, ®−îc biÓu thÞ b»ng biÓu thøc U (t) = Ku(ω).ejϕ(ω) Ku(jω) = ra U v (t) Trong ®ã Ku(ω) l Modul ϕ(ω) l arfument • §Æc tÝnh tÇn 1 tÇng khuÕch ®¹i ®−îc m« t¶ nh− ®Æc tÝnh tÇn cña läc th«ng thÊp RC víi tö sè l hÖ sè l hÖ sè khuÕch ®¹i trong d¶i th«ng Ku0, cã d¹ng: K uO K uO Ku(jω) = = ω f 1+ j 1+ j ωc fc K uO K uO Do ®ã: Ku(ω) = = 2 2 ω f  1+   1+   ω  f   c  c ω f ϕ(ω) = - arctg = - arctg ωc fc ωc (hay fc) l tÇn sè c¾t, ë tÇn sè c¾t th× cã K Ku (ωc) = uO 2 hay Ku(ωc) dB = 20 log10=Ku0= - 3,01) dB ωc (hay fc) cßn gäi l tÇn sè g y gãc hay tÇn sè 3dB. Ku 2 3,16 10 31,6 100 1000 10000 ... KudB 6 10 20 30 40 60 80 ... B¶ng 1: Mét v i trÞ sè Ku v KudB. • Trong tr−êng hîp chung (khuÕch ®¹i xoay chiÒu) ®Æt tÝnh biªn tÇn v pha tÇn cã d¹ng H×nh 3a, b NÕu khuÕch ®¹i lý t−ëng th× ®Æc tÝnh biªn tÇn Ku(ω) l ®−êng (1) cã hÖ sè khuÕch ®¹i lu«n b»ng KuO ®èi víi mäi tÇn sè, v gãc lÖch pha ϕ tû lÖ víi tÇn sè hoÆc kh«ng ®æi víi mäi tÇn sè. Thùc tÕ th× ®Æc tÝnh biªn tÇn v pha tÇn l ®−êng (2). Trong d¶i th«ng B = fH - f1 th× Ku ®−îc coi l kh«ng ®æi b»ng KuO v gãc lÖch pha trong d¶i th«ng rÊt nhá. KhuÕch ®¹i tÇn sè thÊp cã gi¶i th«ng tõ (5÷150) Hz ®Õn 5 ÷ 10) KHz. KhuÕch ®¹i d¶i réng v khuÕch ®¹i xung th× gi¶i th«ng lín h¬n MHz. K uO K uO Tû sè gäi l hÖ sè mÐo cña tÇn thÊp v l mÐo tÇn sè cao. K uL K uH • §Æc tÝnh v o ra cña khuÕch ®¹i Ura = f(Uvao) cña khuÕch ®¹i cã d¹ng tæng qu¸t nh− h×nh 4. Khi tÝn hiÖu v o nhá th× ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh. Trong miÒn tuyÕn tÝnh viÖc ph©n viÖc ph©n tÝch m¹ch khuÕch ®¹i dïng Transistor v FET ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å t−¬ng ®−¬ng. Khi tÝn hiÖu lín th× ®Æc tÝnh cã phi tuyÕn v b o ho . Trong miÒn phi tuyÕn th× trong khuÕch ®¹i ph¸t sinh mÐo phi tuyÕn. • §å thÞ Bode §Ó ®¸nh gi¸ ®Æc tÝnh tÇn cña h m khuÕch ®¹i Ku(jω), ng−êi ta th−êng dïng ®å thÞ Bode. §ã l ®å thÞ cã trôc tung biªn ®é tÝnh b¨ng dB, trôc ho nh tÇn sè tÝnh theo thang logarith. §å thÞ Bode cña m¹ch khuÕch ®¹i mét chiÒu ®¬n gi¶n gåm mét ®o¹n th¼ng song so ...