BÀI TẬP CHƯƠNG 1 - ĐÁP ỨNG TẦN SỐ doc

BÀI TẬP CHƯƠNG 1
ĐÁP ỨNG TẦN SỐ
BÀI VÍ DỤ MẪU SỐ 1:
Cho mạch điện như hình 1a:
Hình 1a. Sơ đồ mạch của bài ví dụ mẫu số 1.
Cho các thông số của mạch
FC
S
µ
10=
,
FC
E
µ
20=
,
FC
C
µ
1=
Ω= kR
S
1
,
Ω= kR 40
1
,
Ω= kR 10
2
,
Ω= kR

E
2
,
Ω= kR
C
4
,
Ω= kR
L
2.2
100=
β
,
Ω∞= kr
o
,
VV
CC
20=
a. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
b. Vẽ đáp ứng tần số dùng giản đồ Bode.
Giải:
a. Xác đònh giá trò
e
r
Xét điều kiện:
Ω=>>Ω=Ω×= kRkkR
E
100102002100
2

β
Điều kiện này thoả nên ta sử dụng phương pháp tính gần đúng:
VV
kk
k
V
RR
R
V
CC
420
4010
10
12
2
=×
Ω+Ω
Ω
=×
+
≅
β
Tính dòng
mA
k
VV
R
V
I
E

E
E
65.1
2
7.04
=
Ω
−
==
Suy ra
Ω≅== 76.15
65.1
2626
mA
mV
I
mV
r
E
e
Và
Ω=Ω=Ω×= kr
e
576.1157676.15100
β
Độ lợi điện áp tại giữa băng thông là
Điện tử cơ bản 2.
90
76.15
2.2//4

//
−≅
Ω
ΩΩ
−=
−
==
kk
r
RR
V
V
A
e
LC
i
o
V
Tổng trở vào của mạch:
Ω≅ΩΩΩ=== kkkkrRRRZ
eii
32.1576.1//10//40////
21
β
Hình 1b. Mạch tương đương ngõ vào của bài ví dụ mẫu số 1.
Từ hình 1b ta tính
S
Si
i
i

V
RR
R
V ×
+
=
Hay
569.0
132.1
32.1
=
Ω+Ω
Ω
=
+
=
kk
k
RR
R
V
V
Si
i
S
i
Suy ra
21.51)569.0)(90( −=−====
S
i

V
S
i
i
o
S
o
V
V
V
A
V
V
V
V
V
V
A
S
°Tính tần số cắt thấp do tụ
S
C
Hz
FkkCRR
f
SSi
L
S
86.6
)10)(32.11)(28.6(

1
)(2
1
≅
Ω+Ω
=
+
=
µπ
°Tính tần số cắt thấp do tụ
C
C
Hz
FkkCRR
f
CLC
L
C
68.25
)1)(2.24)(28.6(
1
)(2
1
≅
Ω+Ω
=
+
=
µπ
°Tính tần số cắt thấp do tụ

E
C
Ta có :
Ω≅ΩΩΩ== kkkkRRRR
SS
889.010//40//1////
21
/
Suy ra
Ω≅






Ω+
Ω
Ω=








+= 35.2476.15
100
889.0

||2||
/
k
kr
R
RR
e
S
Ee
β
Tần số cắt:
Hz
FCR
f
Ee
L
E
327
)20)(35.24)(28.6(
1
2
1
≅
Ω
==
µπ
b. Vẽ giản đồ bode như hình 1-1c:
Hình 1c. Giản đồ Bode của bài ví dụ mẫu số 1.
BÀI VÍ DỤ MẪU SỐ 2:
Cho mạch điện như hình 2a:

2
Chương 1: Đáp ứng tần số
Hình 2a. Sơ đồ mạch của bài ví dụ mẫu số 2.
Cho các thông số của mạch
FC
G
µ
01.0=
,
FC
C
µ
5.0=
,
FC
S
µ
2=
Ω= kR
Sig
10
,
Ω= MR
G
1
,
Ω= kR
D
7.4
,

Ω= kR
S
1
,
Ω= kR
L
2.2
mAI
DSS
8=
,
VV
P
4−=
,
Ω∞=
d
r
a. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
b. Vẽ đáp ứng tần số dùng giản đồ Bode.
Giải:
a. Tính toán phân cực DC:
Giải hệ phương trình





−=









−=
SDGS
P
GS
DSSD
RIV
V
V
II
2
1
Ta được
VV
GS
2−=
và
mAI
Q
D
2=
Suy ra
mS
V

mA
V
I
g
P
DSS
mo
4
4
)8(2
2
=
×
==
mS
V
V
mS
V
V
gg
P
GS
mom
Q
2
4
2
141 =







−
−
−×=








−=
°Tính tần số cắt thấp do tụ
G
C
( ) ( )
Hz
FMkCRR
f
Gisig
LG
8.15
01.011028.6
1
)(2

1
≅
×Ω+Ω×
=
+
=
µπ
°Tính tần số cắt thấp do tụ
C
C
Do
Ω=== kRrRR
DdD
7.4//
0
Nên
( ) ( ) ( )
Hz
FkkCRR
f
CL
LC
13.46
5.02.27.428.6
1
2
1
0
≅
×Ω+Ω×

=
+
=
µπ
°Tính tần số cắt thấp do tụ
S
C
Do
Ω=ΩΩ=Ω==
33.3335.0||1
2
1
||1
1
|| kk
mS
k
g
RR
m
Seq
Nên
( ) ( )
Hz
FCR
f
Seq
LC
73.238
233.33328.6

1
2
1
≅
×Ω×
==
µπ
3
Điện tử cơ bản 2.
Hệ số kđ giữa băng thông
( ) ( )( )
32.2||7.42|| −≅ΩΩ−=−== kkmSRRg
V
V
A
LDm
i
o
mid
b. Vẽ giản đồ bode như hình 2b:
Hình 2b. Giản đồ Bode của bài ví dụ mẫu số 2.
BÀI VÍ DỤ MẪU SỐ 3:
Cho mạch điện như hình 3a:
Hình 3a. Sơ đồ mạch của bài ví dụ mẫu số 3.
Cho các thông số của mạch
FC
S
µ
10=
,

FC
E
µ
20=
,
FC
C
µ
1=
Ω= kR
S
1
,
Ω= kR 40
1
,
Ω= kR 10
2
,
Ω= kR
E
2
,
Ω= kR
C
4
,
Ω= kR
L
2.2

100=
β
,
Ω∞= kr
o
,
VV
CC
20=
Và
pFC
be
36=
,
pFC
bc
4=
,
pFC
ce
1=
,
pFC
Wi
6=
,
pFC
Wo
8=
a. Hãy xác đònh tần số cắt cao của mạch

Hi
f
và
Ho
f
.
b. Vẽ đáp ứng tần số dùng giản đồ Bode.
Giải:
a. Áp dụng kết quả tính toán phân cực DC:
Tổng trở vào
Ω== krR
ei
576.1
β
Hệ số kđ
90−=
Vmid
A
°Tính tần số cắt cao ngõ vào
Hi
f
Tính giá trò điện trở
Ω≅ΩΩΩΩ==
kkkkkRRRRR
isTh
568.0576.1||10||40||1||||||
211
4
Chương 1: Đáp ứng tần số
Tính giá trò của tụ

( )
( )
pFpFpFpF
CACCC
beVbeWii
4064)90(1366
1
=×−−++=
−++=
Tần số cắt
( ) ( )
kHz
pFkCR
f
iTh
Hi
15.690
406568.028.6
1
2
1
1
=
×Ω×
==
π
°Tính tần số cắt cao ngõ ra
Ho
f
Tính giá trò điện trở

Ω=ΩΩ==
kkkRRR
LCTh
419.12.2||4||
2
Tính giá trò của tụ
pFpFpFpFCCCC
MoceWoo
04.1390
90
1
118 =×






−
−++=++=
Tần số cắt
( ) ( )
MHz
pFkCR
f
Th
Ho
6.8
04.13419.128.6
1

2
1
02
=
×Ω×
==
π
Vậy tần số cắt cao của mạch là
kHzff
HiH
15.690
==
b. Vẽ giản đồ bode như hình 3b:
Hình 3b. Giản đồ Bode của bài ví dụ mẫu số 3.
BÀI VÍ DỤ MẪU SỐ 4:
Cho mạch điện như hình 4a:
Hình 4a. Sơ đồ mạch của bài ví dụ mẫu số 4.
Cho các thông số của mạch
FC
G
µ
01.0=
,
FC
C
µ
5.0=
,
FC
S

µ
2=
Ω= kR
Sig
10
,
Ω= MR
G
1
,
Ω= kR
D
7.4
,
Ω= kR
S
1
,
Ω= kR
L
2.2
mAI
DSS
8=
,
VV
P
4−=
,
Ω∞=

d
r
Và
pFC
gd
2=
,
pFC
gs
4=
,
pFC
ds
5.0=
,
pFC
Wi
5=
,
pFC
Wo
6=
c. Hãy xác đònh tần số cắt cao của mạch.
d. Vẽ đáp ứng tần số dùng giản đồ Bode.
Giải:
c. Áp dụng kết quả tính toán phân cực DC:
5
Điện tử cơ bản 2.
Hệ số kđ giữa băng thông
( ) ( )( )

32.2||7.42|| −≅ΩΩ−=−== kkmSRRg
V
V
A
LDm
i
o
mid
°Tính tần số cắt cao ngõ vào
Hi
f
Tính giá trò điện trở
Ω=ΩΩ==
kMkRRR
GsigTh
9.91||10||
1
Tính giá trò của tụ
( ) ( )
pFpFpFpFCACCC
gdVgsWii
17231451 =+++=−++=
Tần số cắt
( ) ( )
kHz
pFkCR
f
iTh
Hi
67.945

179.928.6
1
2
1
1
=
×Ω×
==
π
°Tính tần số cắt cao ngõ ra
Ho
f
Tính giá trò điện trở
Ω≅ΩΩ==
kkkRRR
LDTh
5.12.2||7.4||
2
Tính giá trò của tụ
pFpFpFpFCCCC
ModsWoo
17.92
3
1
15.06 =







−
−++=++=
Tần số cắt
( ) ( )
MHz
pFkCR
f
Th
Ho
57.11
17.95.128.6
1
2
1
02
=
×Ω×
==
π
Vậy tần số cắt cao của mạch là
kHzff
HiH
67.945==
d. Vẽ giản đồ bode như hình 4b:
Hình 4b. Giản đồ Bode của bài ví dụ mẫu số 4.
BÀI 1:
Cho mạch điện như hình BT_1:
a. Hãy xác đònh hàm truyền biên độ
i

o
V
V
.
b. Dùng kết quả ở câu (a) hãy xác đònh hàm truyền biên độ
i
o
V
V
tại tần số 100 Hz, 1 kH,
2kHz, 5kHz và 10kHz và vẽ đường cong đáp ứng tần số nằm trong dãi tần số từ 100 Hz
đến 10 kHz.
c. Hãy xác đònh tần số cắt của mạch.
Hình BT_1. Bài tập 1 và 2.
BÀI 2:
Cho mạch điện như hình BT_1:
a. Hãy xác đònh hàm truyền góc pha
i
o
V
V
.
6
Chương 1: Đáp ứng tần số
b. Dùng kết quả ở câu (a) hãy xác đònh hàm truyền góc pha
i
o
V
V
tại tần số 100 Hz, 1 kH,

2kHz, 5 kHz và 10kHz và vẽ đường cong đáp ứng tần số nằm trong dãi tần số từ 100
Hz đến 10 kHz.
BÀI 3:
Cho mạch điện như hình BT_3:
a. Hãy xác đònh giá trò điện trở
e
r
.
b. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
c. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
d. Hãy tính các giá trò tần số
LS
f
,
LC
f
,
LE
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.

Hình BT_3. Bài tập 3.
BÀI 4:
Cho mạch điện như hình BT_4:
a. Hãy xác đònh giá trò điện trở
e
r
.
b. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
c. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
d. Hãy tính các giá trò tần số
LS
f
,
LC
f
,
LE
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
7

Điện tử cơ bản 2.
Hình BT_4. Bài tập 4.
BÀI 5:
Cho mạch điện như hình BT_5:
a. Hãy xác đònh giá trò điện trở
e
r
.
b. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
c. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
d. Hãy tính các giá trò tần số
LS
f
,
LE
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
Hình BT_5.
BÀI 6:
Cho mạch điện như hình BT_6:

a. Hãy xác đònh giá trò điện trở
e
r
.
b. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
c. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
d. Hãy tính các giá trò tần số
LS
f
,
LC
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
8
Chương 1: Đáp ứng tần số
Hình BT_6
BÀI 7:
Cho mạch điện như hình BT_7:
a. Hãy xác đònh giá
GSQ

V
và
DQ
I
.
b. Tìm giá trò
mo
g
và
m
g
c. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
d. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
e. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại
S
o
VS
V
V
A =

.
f. Hãy tính các giá trò tần số
LG
f
,
LC
f
,
LS
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
g. Tính f
Hi
, f
H0
. Hãy xác đònh tần số cắt cao của mạch.
Hình BT_7.
BÀI 8:
Cho mạch điện như hình BT_8:
a. Hãy xác đònh giá
GSQ
V
và
DQ
I
.
9
Điện tử cơ bản 2.
b. Tìm giá trò
mo

g
và
m
g
c. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại tại tần số trung bình
i
o
Vmid
V
V
A =
.
d. Hãy tính tổng trở vào
i
Z
.
e. Hãy xác đònh hệ số khuếch đại
S
o
VS
V
V
A =
.
f. Hãy tính các giá trò tần số
LG
f
,
LC
f

,
LS
f
. Hãy xác đònh tần số cắt thấp của mạch.
Hình BT_8.
BÀI 9:
Cho mạch điện như hình BT_3:
a. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào
Hi
f
và ngõ ra
Ho
f
.
b. Từ kết quả bài 3. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 10:
Cho mạch điện như hình BT_4:
a. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào
Hi
f
và ngõ ra
Ho
f
.
b. Từ kết quả bài 4. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 11:
Cho mạch điện như hình BT_5:
c. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào
Hi
f

và ngõ ra
Ho
f
.
d. Từ kết quả bài 5. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 12:
Cho mạch điện như hình BT_6:
a. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào
Hi
f
và ngõ ra
Ho
f
.
b. Từ kết quả bài 6. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 13:
Cho mạch điện như hình BT_7:
a. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào
Hi
f
và ngõ ra
Ho
f
.
10
Chương 1: Đáp ứng tần số
b. Từ kết quả bài 7. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 14:
Cho mạch điện như hình BT_8:
a. Hãy xác đònh tần số cắt trên ngõ vào

Hi
f
và ngõ ra
Ho
f
.
b. Từ kết quả bài 8. Hãy vẽ đáp ứng tần số của toàn bộ mạch khuếch đại.
BÀI 15:
a. Một mạch khuếch đại gồm 4 tầng khuếch đại, mỗi tầng có độ lợi là 20. Hãy cho biết
mạch khuếch đại có độ lợi bằng bao nhiêu
b. Một mạch khuếch đại gồm 4 tầng khuếch đại, mỗi tầng có độ lợi là 20dB. Hãy cho
biết mạch khuếch đại có độ lợi bằng bao nhiêu
BÀI 16:
Một mạch khuếch đại gồm 4 tầng khuếch đại, mỗi tầng có tần số cắt trên là 2.5MHz và
tần số cắt dưới lần lượt là 10KHz, 20KHz, 20KHz, 100KHz. Hãy cho biết mạch khuếch
đại có tần số cắt trên và dưới bằng bao nhiêu.
11