Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 6 docx

50
3.2.4 ióửu bión duỡng phỏn tổớ tuyóỳn tờnh coù tham sọỳ thay õọứi
ỏy laỡ quaù trỗnh nhỏn tờn hióỷu duỡng bọỹ nhỏn tổồng tổỷ





v
õb
= (E
o
+ V
S
.cos
s
t) . V
t
.cos
t
t
v
õb
= E
o
V
t
.cos
t
t +

2
V.V
st
cos (
t
+
s
) t +
2
V.V
st
cos (
t
-
s
) t
Caùc maỷch õióửu bión cuỷ thóứ :
a. ióửu bión cỏn bũng duỡng diode









ióỷn aùp õỷt lón D
1,
D

2
:




+=
+=
tcos.VtcosVv
t
cos.V
t
cosVv
ttsS2
ttsS1
(1)
Doỡng õióỷn qua diode õổồỹc bióứu dióựn theo chuọựi Taylo :






++++=
++++=


3
23
2

22212
3
13
2
12111
vavavaai
vavavaai
o
o
(2)
Doỡng õióỷn ra : i = i
1
- i
2
(3)
Thay (1), (2) vaỡo (3) vaỡ chố lỏỳy 4 vóỳ õỏửu ta nhỏỷn õổồỹc bióứu thổùc doỡng õióỷn ra :

K = 1


~

=
E
0

~

V
S

(t)
V
t
(t)
V
õb
Hỗnh 3.11. Maỷch õióửu bión duỡng phỏửn tổớ tuyóỳn tờnh
Hỗnh 3.12. Maỷch õióửu chóỳ cỏn bũng duỡng diode
v
t
i = i
1
- i
2
i
1


i
2


v
dB
v
S
E
O
D
2

D
1
C
b
C
b

51
i = A cos
s
t + B cos 3
s
t + C [cos (
t
+
s
) t + cos (
t
-
s
) t]
+ D [cos (2
t
+
s
) t + cos (2
t
-
s
) t] (4)

Trong õoù :







===








++=
2
3,.2,
2
2
32
32
2
3
2
3
2
31

t
StS
S
S
tS
V
VaDVVaC
Va
B
V
aVaaVA






b. Maỷch õióửu bión cỏn bũng duỡng 2BJT







Kóỳt quaớ cuợng tổồng tổỷ nhổ trổồỡng hồỹp trón.
c. Maỷch õióửu chóỳ voỡng

t
-

s


t
+

s
2

t
-
s
2
t
+
s


t

- 3

s

t
+ 3

s


t
2
t

s
3
s

Hỗnh 3.13. Phọứ tờn hióỷu õióửu bión cỏn bũng
Hỗnh 3.14. Maỷch õióửu bión cỏn bũng duỡng 2 BJT
v
t
V
CC
v
db

V
S

V
t

~
D
3
D
C
b

C
b

D
1

D
2

v
S

v
db

Hỗnh 3.15. Maỷch õióửu chóỳ voỡng
D
4

52
Goỹi : i
I
laỡ doỡng õióỷn ra cuớa maỷch õióửu chóỳ cỏn bũng gọửm D
1
, D
2

i
II
laỡ doỡng õióỷn ra cuớa maỷch õióửu chóỳ cỏn bũng gọửm D
3
, D
4





Theo cọng thổùc (4) ồớ muỷc trón (õióửu bión cỏn bũng duỡng diode) ta coù õổồỹc
bióứu thổùc tờnh i
I
:
i
I
= A cos
s
t + B cos 3
s
t + C [cos (

t
+
s
) t + cos (
t
-
s
) t]
+ D [cos (2
t
+
s
) t + cos (2
t
-
s
) t] (*)
Ta coù : i
II
= i
D3
- i
D4
(1) Trong õoù :

vava va a i
vava va a i
3
43
2

4241oD4
3
33
2
3231o D3
++++=
++++=
(2)
Vồùi v
3
, v
4
laỡ õióỷn aùp õỷt lón D
3
, D
4
vaỡ õổồỹc xaùc õởnh nhổ sau :

tcosVtcosVv
tcosVtcosVv
sstt4
sstt3
+=



=
(3)
Thay (3) vaỡo (2) vaỡ sau õoù thay vaỡo (1), õọửng thồỡi lỏỳy 4 vóỳ õỏửu ta õổồỹc kóỳt quaớ :
i

II
= - A cos
s
t - B cos 3
s
t + C [cos (
t
+
s
) t + cos (
t
-
s
) t]
- D [cos (2
t
+
s
) t + cos (2
t
-
s
) t]
i
dB
= i
I
+ i
II
= 2C [cos (

t
+
s
) t + cos (
t
-
s
) t] (4)
Vỏỷy : maỷch õióửu chóỳ voỡng coù thóứ khổớ õổồỹc caùc haỡm bỏỷc leớ cuớa
s
vaỡ caùc bión tỏửn
cuớa 2
s
t, do õoù meùo phi tuyóỳn rỏỳt nhoớ.
3.3. ióửu chóỳ õồn bión
3.3.1. Khaùi nióỷm
Phọứ tờn hióỷu õaợ õióửu bión gọửm taới tỏửn vaỡ hai daới bión tỏửn, trong õoù chố coù caùc bión
tỏửn mang tin tổùc. Vỗ hai daới bión tỏửn mang tin tổùc nhổ nhau (vóử bión õọỹ vaỡ tỏửn sọỳ) nón
chố cỏửn truyóửn õi mọỹt bión tỏửn laỡ õuớ thọng tin vóử tin tổùc, coỡn taới tỏửn thỗ õổồỹc neùn trổồùc
khi truyóửn õi. Quaù trỗnh õoù goỹi laỡ õióửu chóỳ õồn bión.
ặu õióứm cuớa õióửu chóỳ dồn bión so vồùi õióửu chóỳ hai bión :
- ọỹ rọỹng daới tỏửn giaớm õi mọỹt nổớa.

t
-

s


t

+

s


t

Hỗnh 3.16. Phọứ tờn hióỷu õióửu chóỳ cỏn voỡng

53
- Cäng sút phạt xả u cáưu tháúp hån våïi cng mäüt cỉû ly thäng tin.
- Tảp ám âáưu thu gim do di táưn ca tên hiãûu hẻp hån,
Biãøu thỉïc ca âiãưu chãú âån biãn :V
âb
(t) = V
t
.
2
m
. cos (ω
t
+ ω
s
) t
m : hãû säú nẹn ti tin, m =
t
s
V
V
, m cọ thãø nháûn giạ trë tỉì 0 → ∞

3.3.2. Cạc phỉång phạp âiãưu chãú âån biãn
3.3.2.1. Âiãưu chãú theo phỉång phạp lc






Âàût : ∆f
s
= f
s max
- f
s min

f
t1
: táưn säú ca ti táưn thỉï nháút f
t1
: táưn säú ca ti táưn thỉï hai
x =
t
minsms
t
s
f
ff
f
f
−

=
∆
: hãû säú lc ca bäü lc.
Trong så âäư khäúi trãn âáy, trỉåïc tiãn ta dng mäüt táưn säú dao âäüng f
t1
khạ nh so
våïi di táưn u cáưu f
t2
âãø tiãún hnh âiãưu chãú cán bàòng tên hiãûu vo V
s
(t). Lục âọ hãû säú
lc tàng lãn âãø cọ thãø lc b âỉåüc mäüt biãn táưn dãù dng. Trãn âáưu ra bäü lc thỉï nháút s
nháûn âỉåüc mäüt tên hiãûu ccọ di phäø bàòng di phäø ca tên hiãûu vo.
∆f
s
= f
s max
- f
s min
, nhỉng dëch mäüt lỉåüng bàòng f
t1
trãn thang táưn säú, sau âọ âỉa âãún
bäü âiãưu chãú cán bàòng thỉï hai m trãn âáưu ra ca nọ l tên hiãûu phäø gäưm hai biãn táưn
cạch nhau mäüt khong ∆f ‘ = 2 (f
t1
+ f
s min
) sao cho viãûc lc láúy mäüt di biãn táưn nhåì bäü
lc thỉï hai thỉûc hiãûn mäüt cạch dãù dng.
3.3.2.2. Âiãưu chãú âån biãn theo phỉång phạp quay pha

Tên hiãûu ra ca 2 bäü âiãưu chãú cán bàòng:
V
CB1
= V
CB
cosω
s
t cosω
t
t =
2
1
V
CB
[cos (ω
t
+ ω
s
) t + cos (ω
t
- ω
s
) t]
V
CB2
= V
CB
sinω
s
t sinω

t
t =
2
1
V
CB
[- cos (ω
t
+ ω
s
) t + cos (ω
t
- ω
s
) t]
ÂCCB1 ÂCCB1LC1
LC2
Dao âäüng Dao âäüng
f
t1
± f
S
f
t1
+ f
S
f
t2

±

(f
t1
+ f
S
)
f
t2
+ f
t1
+ f
S

f
t1


f
t2

v
S
(t)

Hçnh 3.17. Så âäư khäúi mảch âiãưu chãú theo
p
hỉån
g

p
hạ

p
lc

54










Hiãûu hai âiãûn ạp ta s cọ biãn táưn trãn :
⇒ V
DB
= V
CB1
- V
CB2
= V
CB
cos (ω
t
+ ω
s
) t
Täøng hai âiãûn ạp ta s cọ biãn táưn dỉåïi :
⇒ V

DB
= V
CB1
+ V
CB2
= V
CB
cos (ω
t
- ω
s
) t
3.4 Âiãưu táưn v âiãưu pha
3.4.1. Quan hãû giỉỵa âiãưu táưn v âiãưu pha
ω =
dt
d
ϕ
(1)
Våïi ti tin l dao âäüng âiãưu ha :
V(t) = V
t
. cos (ω
t
t + ϕ
o
) = V
t
. cos ϕ (t) (2)
Tỉì (1) rụt ra :

ϕ (t) =
∫
ϕ+ω
t
o
)t(dt).t( (3)
Thay (3) vo (2), ta âỉåüc :
v(t) = V
t
. cos [
∫
ϕ+ω
t
o
)t(dt).t( ] (4)
Gi thiãút tên hiãûu âiãưu chãú l tên hiãûu âån ám :
v
s
= V
s
cos ω
t
t (5)
Khi âiãưu táưn v âiãưu pha thç ω (t) v ϕ (t) âỉåüc xạc âënh theo cạc biãøu thỉïc :
ω (t) = ω
t
+ K
ât
V
s

cos ω
t
t (6)
Cáưu Diode
ÂCCB1
0
0
90
0
0
0
90
0
Cáưu Diode
ÂCCB2
MẢCH
MẢCH
ÂIÃÛN
TÄØNG
HỒÛC
HIÃÛU
v
CB2
v
CB2
V
DB
v
S
v

t
Hçnh 3.18. Så âäư mảch âiãưu chãú âån biãn theo phỉång phạp ph
a

55
(t) =
o
+ K
õf
V
s
cos
t
t (7)

t
: tỏửn sọỳ trung tỏm cuớa tờn hióỷu õióửu tỏửn.
K
õt
.V
s
=
m
: lổồỹng di tỏửn cổỷc õaỷi
K
õf
.V
s
=
m

: lổồỹng di pha cổỷc õaỷi
(t) =
t
+
m
cos
t
t (8)
(t) =
o
+
m
cos
t
t (9)
Khi õióửu tỏửn thỗ goùc pha õỏửu khọng õọứi, do õoù (t) =
o
.
Thay (8), (9) vaỡo (4) vaỡ tờch phỏn lón, ta nhỏỷn õổồỹc :
v
õt
(t) = V
t
. cos (
t
t +
s
m

sin
t
t +
o
) (10)
Tổồng tổỷ thay (t) trong (9) vaỡo (4) vaỡ cho =
t
= cte ta coù :
v
õf
(t) = V
t
.cos (
t
t
+

m
cos
t
t +
o
) (11)
Lổồỹng di pha õaỷt õổồỹc khi õióửu pha : =
m
cos
t
t
Tổồng tổỷ vồùi lổồỹng di tỏửn :

=
dt
d


=
m

s
.sin
s
t
Lổồỹng di tỏửn cổỷc õaỷi õaỷt õổồỹc khi õióửu pha :

m
=
s
.
m
=
s
.K
õf
.V
s
(12)
Lổồỹng di tỏửn cổỷc õaỷi õaỷt õổồỹc khi õióửu tỏửn :

m
= K

õt
.V
s
(13)
Tổỡ (12) vaỡ (13) ta thỏỳy rũng : õióứm khaùc nhau cồ baớn giổợa õióửu tỏửn vaỡ õióửu pha laỡ:
- Lổồỹng di tỏửn khi õióửu pha tố lóỷ vồùi V
s
vaỡ
s

- Lổồỹng di tỏửn khi õióửu tỏửn tố lóỷ vồùi V
s
maỡ thọi.
Tổỡ õoù ta coù thóứ lỏỷp õổồỹc hai sồ õọử khọỳi minh hoỹa quaù trỗnh õióửu tỏửn vaỡ õióửu pha :




Tờch phỏn

aỷo haỡm

ióửu pha
ióửu tỏửn
T/h õióửu tỏửn

T/h õióửu pha
v
S
v

S
Hỗnh 3.19. Sồ õọử khọỳi quaù trỗnh õióửu pha va õióửu tỏửn

56
3.4.2. Phọứ cuớa dao õọỹng õaợ õióửu tỏửn vaỡ õióửu pha
Trong bióứu thổùc (10), cho
o
= 0, õỷt
s
m



= M
f
goỹi laỡ hóỷ sọỳ õióửu tỏửn, ta seợ coù
bióứu thổùc õióửu tỏửn : v
õt
= V
t
cos [
t
t + M
f
.sin
t
t] (14)
Tổồng tổỷ, ta coù bióứu thổùc cuớa dao õọỹng õaợ õióửu pha :
v
õf

= V
t
cos [
t
t + M. cos
t
t] (15)
Trong õoù : M =
m

Thọng thổồỡng tờn hióỷu õióửu chóỳ laỡ tờn hióỷu bỏỳt kyỡ gọửm nhióửu thaỡnh phỏửn tỏửn sọỳ.
Luùc õoù tờn hióỷu õióửu chóỳ tỏửn sọỳ vaỡ õióửu chóỳ pha coù thóứ bióứu dióựn tọứng quaùt theo bióứu
thổùc : V
dt
= V
t
cos [
t
t +

=
+
m
1i
iSiti
)cos(M ]
Phọứ cuớa tờn hióỷu õióửu tỏửn gọửm coù tỏỳt caớ caùc thaỡnh phỏửn tỏửn sọỳ tọứ hồỹp :
t
+

=
à
m
1i
Sii

Vồùi à
i
laỡ mọỹt sọỳ nguyón hổợu tố; - à
i

3.4.3 Maỷch õióửu tỏửn vaỡ õióửu pha
3.4.3.1 ióửu tỏửn duỡng diode bióỳn dung






L, C
v
taỷo thaỡnh khung cọỹng hổồớng dao õọỹng cuớa mọỹt maỷch dao õọỹng
C
1
: tuỷ ngn DC
C
2
: tuỷ thoaùt cao tỏửn õóứ ọứn õởnh phỏn cổỷc cho C
v

RFC : cuọỹn caớn cao tỏửn
R
1
: trồớ

ngn caùch giổợa maỷch cọỹng hổồớng vaỡ nguọửn cung cỏỳp khi R
v
thay õọứi
V
PC
thay õọứi C
V
thay

õọứi theo laỡm cho tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng rióng f =
V
LC2
1

cuớa
khung cọỹng hổồớng LC
V
thay õọứi, dỏựn õóỳn quaù trỗnh õióửu tỏửn.

C
V
V
V
C2
L

Cv
C1
RFC
R1
+
V
Rv
Hỗnh 3.20. Maỷch õióửu tỏửn duỡng Diode bióỳn dung vaỡ õỷc tuyóỳn cuớa C
V

57
3.4.3.2 Âiãưu pha theo Amstrong








Ti tin tỉì thảch anh âỉa âãún bäü âiãưu biãn 1 (ÂB1) v âiãưu biãn 2 (ÂB2) lãûch pha
90
o
, cn tên hiãûu âiãưu chãú v
s
âỉa âãún hai mảch âiãưu biãn ngỉåüc pha. Âiãûn ạp ra trãn hai
bäü âiãưu pha :
v
âb1
= V

t1
(1 + m cos ω
s
t) cos ω
t
t
=
2
]t)cos(t)[cos(mVtcosV
stst1tt1t
ω+
ω
+
ω
+
ω
−
ω

v
âb2
= V
t2
(1 - m cos ω
s
t) sinω
t
t
=
2

]t)sin(t)[sin(mVtsinV
stst2tt2t
ω+
ω
+
ω
+
ω
−
ω

Âäư thë vẹc tå ca tên hiãûu
1db
V
→
v
2db
V
→
v vẹc tå täøng ca chụng
→
V=
1db
V
→
+
2db
V
→

l mäüt dao âäüng âỉåüc âiãưu chãú pha v biãn âäü. Âiãưu biãn åí âáy l âiãưu biãn k sinh.
Âãø hản chãú âiãưu biãn k sinh → chn ∆ϕ nh (∆ϕ < 0,35)

3.4.3.3 Âiãưu táưn dng Transistor âiãûn khạng
Pháưn tỉí âiãûn khạng : dung têch hồûc cm tênh cọ trë säú biãún thiãn theo âiãûn ạp âiãưu chãú
âàût trãn nọ âỉåüc màõc song song våïi hãû dao âäüng ca bäü dao âäüng lm cho táưn säú dao
âäüng thay âäøi theo tên hiãûu âiãưu chãú. Phán tỉí âiãûn khạng âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì mäüt mảch
di pha trong mảch häưi tiãúp ca BJT. Cọ 4 cạch màõc phán tỉí âiãûn khạng nhỉ hçnh v.




ÂB1
ÂB2
Täøng
Di
pha 90
0
v
S
v
âb1
v
âb2
v
âb2
→
v
âb1
→

v

→
V
t2
V
t1
mV
t2
mV
t1
Hçnh 3.21. Mảch âiãưu pha theo Amstrong v âäư thë vectå ca tên hiãû
u


58

Caùch mừc
maỷch
Sồ õọử nguyón lyù
ọử thở veùc tồ Trở sọỳ õióỷn khaùng
Tham sọỳ tổồng
õổồng
Maỷch
phỏn aùp
RC

Z = j.
S
RC

L
td
=
S
RC

Maỷch
phỏn aùp
RL

Z = - j.
LS
R

C
td
=
R
LS

Maỷch
phỏn aùp
CR

Z = - j.
RCS`
1

C
td
= RCS
Maỷch
phỏn aùp
LR

Z = j.
RS
L
L
td
=
RS
L



Vồùi maỷch phỏn aùp RC ta tờnh õổồỹc :
Z =
BE
V.S
V
I
V
=
(I
C
= S.V
BE

I
C
luọn luọn cuỡng phờa vồùi V
BE
)
Z =
C.j
1
C.j
1
R
C.j
1
R
C.j
1
.V.S
V


+
=

+


V
_
_
V

R
_
V
C
_
V
L
_
V
_
_
V
R
_
_
V
_
V
R
_
V
C
_
_
V
_
V
R
_
V

L
_
I
I
I
I
V
_
_
V
_
_
V
_
_
V
_
_
I
I
I
I
C
R
L
R
C
R
L
R

59
Nóỳu choỹn
Cj
1

<< R (hồỹp lyù vỗ
Cj
1

tổồng ổùng vồùi V
BE
; R tổồng ổùng vồùi V
CB
)

S
CRj

= jX
L
= j
L
td Vồùi L
td
=
S
RC

Tham sọỳ cuớa õióỷn khaùng tổồng õổồng phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹ họự dỏựn S cuớa BJT.

ióửu tỏửn duỡng phỏn tổớ õióỷn khaùng coù thóứ õaỷt õổồỹc lổồỹng di tỏửn tổồng õọỳi laỡ
t
f
f


khoaớng 2%

Sồ õọử bọỹ taỷo dao õọỹng õióửu tỏửn bũng phỏửn tổớ õióỷn khaùng phỏn aùp RC :









T
1
: BJT õióỷn khaùng; T
2
: BJT dao õọỹng
Hỗnh 3.22. Sồ õọử maỷch taỷo dao dọỹng õióửu tỏửn
p
hỏửn tổớ õióỷn khaùng phỏn aùp RC

V
CC
c

k
Lk
C
b4
R
3
L
gh
C
b3
R
2
R1
C
b2
C
Lc
C
b1
R
T
2
T
1