MẠCH ĐIỆN TỬ 2 - CHƯƠNG 4 pptx

Chương 4

4.1. Mục đích ứng dụng

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 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 thể
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 dải (Band pass Filter)

Mạch lọc chặn dải (Reject Band Filter)

Đáp ứng tần số

Đáp 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
A
i
= const; B
k
= const cũng phụ thuộc vào cấu tạo của
mạch

•
Hàm truyền thường gặp có dạng :
A
0
= 1, đa thức bậc không với: A
1
=A
2
= A
m
= 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 mạch

b. 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 :

Tần số cắt f
C
•
Biên độ tín hiệu ngõ ra bị giảm đi √2 lần so tín hiệu vào


Như vậy: Tín hiệu ra bị chậm pha so với tín hiệu
vào .Ở tần số thấp mức chậm pha nhỏ ,ở tần số
cao mức chậm pha lớn. Ở tần số cắt là 45
o


A
f
C
-3dB

c. Mạch lọc thông thấp bậc 2
Sơ đồ mạch thực tế

Hàm 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


4.4.2. Mạch lọc thông cao
•
a. Mạch lọc thông cao bậc 1
•
Sơ đồ mạch


b. Mạch lọc thông cao bậc 2

Đáp ứng tần số mạch lọc triệt dải