lý thuyết điện tử thông tin

Trang 1



PHAÀN I

LYÙ THUYEÁT
Trang 2
Chương 1: MẠCH LỌC TÍCH CỰC
1-1 Hàm truyền có đáp ứng phẳng tối đa:
Còn gọi là hàm Butterworth. Khi bậc của bộ lọc tăng lên, tần số cắt không thay đổi, nhưng
độ dốc của bộ lọc tăng dần đến lý tưởng. Khi thiết kế các bộ lọc bậc cao: 3, 4, 5 ta dựa vào
bảng các hàm Butterworth đã chuẩn hóa.
1-2 Mạch lọc tích cực bậc nhất
a- Mạch lọc thông thấp bậc nhất: LTT1





Hàm truyền:
( )
(
)
( )
SCR1
A
SV
S
V
SH

11
0V
1
2
+
==
(1)




3
2
0V
R
R
1A +=
(2)
12
C
CR
1
=ω (3)






C

1
V
2
(S)

R
1
+
-
R
2
R
3
Bộ khuếch đại đảo

ω

ω
C

0

A
V0
H(S)

C
1
R
1

R
2
+

-

Bộ khuếch đại không đảo

Trang 3
Hàm truyền:
( )
(
)
( )
SCR1
A
SV
S
V
SH
12
0V
1
2
+
==
(1)
1
2
0V

R
R
A −=
(2)
12
C
CR
1
=ω
(3)
b- Mạch lọc thông cao bậc nhất




Hàm truyền:
( )
(
)
( )
SRC
1
1
A
SV
S
V
SH
11
0V

1
2
+
== (1)




1
2
0V
R
R
A −=
(2)
11
t
CR
1
=ω (3)
1-3 Mạch lọc tích cực bậc hai
a- Mạch LTT2






C
1

V
2
(S)

R
1
R
2
+

-

ω

11
1
RC
1
=ω
0

A
V0
H(S)

C
1
V
2
(S)

R

+

-

V
1
(S)

R

R

R

C
2
C
2
Mạch hồi tiếp âm một vòng

Trang 4
A
V0
= 1 (1)
21
2
2

0
CCR
1
=ω (2)
10
C2
2
R
ω
= (3)
1
22
0
2
CR
1
C
ω
= (4)




1
2
0V
R
R
A −=
(1)

3221
2
0
RRCC
1
=ω (2)
Nếu chọn:
(
)
2
1
0V2
1
2
b
A1b4
C
C
+
= (3)
10
1
2
Cf4
b
R
π
=
(4)
0V

2
1
A
R
R
=
(5)
221
2
0
2
2
3
RCCf4
b
R
π
=
(6)






C
1
V
2
(S)

R
1
V
1
(S)

R
3
R
2
C
2
+

-

Mạch hồi tiếp âm 2 vòng

C
1
V
2
(S)

R
1
R
4
V

1
(S)

R
3
R
2
C
2
+

-

Mạch LTT2 dùng hồi tiếp dương

Trang 5
Trường hợp 1: A
V0
= 1 (R
3
= 0).
Nếu chọn
2
1
2
1
2
b
b
4

C
C
=
(1)
Thì
10
1
21
Cf4
b
RR
π
==
(2)
2121
2
0
CCRR
1
=ω
(3)
Trường hợp 2:
R
1
= R
2
= R; C
1
= C
2

= C;
⇒
A
V0

≠
1.
RC
1
0
=ω (1)
4
3
0V
R
R
123A +=−=
(2)
⇒
59,022
R
R
4
3
=−=
(3)
b- Mạch LTC2

Trường hợp 1:
A
V0
= 1 và C
1
= C
2
= C.
21
2
2
0
RRC
1
=ω (1)
C
2
R
0
1
ω
= (2)
2
R
R
1
2
= (3)

C
1
V
2
(S)

R
1
R
4
V
1
(S)

R
3
R
2
C
2
+

-

Bộ LTC dùng hồi tiếp dương

Trang 6
Trường hợp 2: C
1
= C

2
= C; R
1
= R
2
= R;
RC
1
0
=ω (1)
23
R
R
1A
4
3
0V
−=+=
(2)
⇒
59,022
R
R
4
3
=−=
(3)
c- Mạch LTD2:

Xét trường hợp C
1
= C
2
= C ta có:
3
321
11
0
R'RC2
1
RRR
RR
C2
1
f
π
=
+
π
= (1)
1
3
01
0V
R2
R
CR

Q
A =
ω
=
(2)
(
)
21
213
30
RR
RRR
2
1
CR
2
1
Q
+
=ω=
(3)
CR
1
Q
f
D
3
0
π
==

(4)







C
1
V
2
(S)

R
1
V
1
(S)

R
3
R
2
C
2
+

-

Bộ LTD hồi tiếp âm 2 vòng

ω
min
ω
max
ω

D

ω

Q

H

Trang 7
21
21
RR
R
R
'R
+
=
(5)
ẹieu kieọn: A
0L
> 2Q
2

.





Haứm truyen:
( )
( )( )
2211
21
1
2
RSC1RSC1
R
SC
Z
Z
SH
++
==
(1)




11
1
CR2
1

f

= (2)
22
2
CR2
1
f

= (3)
21
3
RC2
1
f

= (4)
( )
3
1
0V
f
f
lg10dBA =



C
1
R

1
R
2
C
2
+

-

LTD baọc 2

f
1

f

0

A

H(dB)

f
2

f
3

-
40dB

Trang 8
Chương 2: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT CAO TẦN
(KĐCSCT)

2-1 Góc cắt của bộ KĐCSCT:







Góc cắt tính theo độ:
T
t
T
180
0
00
−
=θ (1)
Các thành phần dòng điện ra được tính dựa theo hệ số phân giải xung dòng điện ra của
Transistor:
- Thành phần trung bình một chiều:
(
)
(
)
θα=θα=

0m0max0
I
.
I
I

- Thành phần hài bậc nhất:
(
)
(
)
θα=θα=
1m1max1
I
.
I
I

- Thành phần hài bậc n:
(
)
(
)
θα=θα=
nmnmaxn
I
.
I
I

2-2 Các mode hoạt động của bộ KĐCSCT lớp C dùng Transistor






V
m

V
m
V
min
C

A

0

i
b
V
θ
B

D

V
max

V
b
i
C
I
max

T


t
0
ω
θ

t


I
max
Hình 2
-
1
Dạng đặc tuyến động và giản đồ thời gian của
dòng điện ở chế độ C
h
fe
f
cao

β
0
= h
FE
0,707
β
0
f

1

0

0,3f
β
3f
β
f
β
f
T
f
trungbình
f
thấp
Trang 9
Dải tần số làm việc của Transistor được chia làm 3 đoạn:
- f
0
≤ f

β
: tần số thấp, các tham số được coi là không thay đổi; h
fe
= β
0
;
- 0,3f
β
≤ f
0
≤ 3 f
β
: tần số trung bình, các tham số của Transistor thay đổi và xuất hiện
điện trở ký sinh (r
bb’
), điện dung ký sinh (C
b’e
, C
b’c
)
2
0
fe
2
0
0
*
f
f
1

h
1








+
=








ω
ω
+
β
=β
ββ
(3)
- f
0
≥ 3 f

β
: tần số cao, các tham số của Transistor thay đổi, xuất hiện r
bb’
, C
b’e
, C
b’c
và các
điệm cảm ký sinh L
ks
.
0
0
0
0
f
f
jj
ββ
β−=
ω
ω
β−=β (4)
Trong giáo trình
Điện tử thông tin chủ yếu chúng ta sẽ nghiên cứu bộ KĐCSCT ở tần
số thấp và tần số trung bình và chỉ xét ở chế độ kém áp. (Transistor như mộ nguồn
dòng)
2-3 Bộ KĐCSCT dùng Transistor
1. Bộ KĐCSCT dùng Transistor ở chế độ kém áp mắc Emitter chung.

Các bước thiết kế bộ KĐCSCT khi chưa kể đến ảnh hưởng của mạch ghép đầu vào và đầu
ra (Chú ý: các bước thiết kế không nhất thiết theo trình tự đưa ra)
0-
Xác đònh phạm vi làm việc của Transistor theo (2-2) để vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ
chó đúng.
1-
V
CC
= (0,5 ÷ 0,8)V
CEmax cho phép

2-
Chọn góc cắt: θ = 60
0
÷ 90
0

3-
Chọn hệ số lợi dụng điện áp: ξ
1
= 0,85 ÷ 0,95 = V
Cm1
/V
CC.

C
C
L
C
+

V
BB
-

L
ch
C
ng
C
ng
L
ch
C
ng
R
E
e
n
R
b
R
n
C

ng
L
C
|h
fe
|i’
b
C’
C
C
b’e
r
b’e
C
*
M
R
tđ1
I’
n
R
1
C
*
b’e
Trang 10
4- Xác đònh biên độ hài bậc nhất trên Collector: V
Cm1
= ξ
1

V
CC
.
5-
Xác đònh các dòng điện:
( )
*
1
1Cm
n
I
'I
βθγ
=
;
(
)
[
]
1tđ1c'bTnn
R
C
1
'
I
I
θγω+=
BOnB
I
t

cos
'
I
i
−ω= ;
bmn
I
'
I
= ;
*
CO
BO
I
I
β
=
;
(
)
( )
1Cm
1
0
CO
II
θγ
θγ
=

6-

*
M
*
e'b
*
b
CC'C += ;
( )
θ−πγ
=
1
e'b
*
e'b
C
C
;
(
)
( )
θ−πγ
θγω
=
1
11tđc'be'bT
*
M
R

C
C
C

(
)
[
]
( )
θ−πγ
θγω+
=
1
1tđc'bTe'b
*
b
R
C
1
C
'C

*
'b
iEC
Cj
1
Z
ω
= ;

( )






θγβ+=
1
*
c'b
*
e'b
1CC
Nếu kể cả r
b’e
ta có: Z’
iEC
= r
b’e
//Z
iEC

Nếu r
b’e
>> Z
iEC
ta có Z’
iEC
≈ Z

iEC

Nếu r
b’e
so sánh được với Z
iEC
ta có:
( )
2
0
e'b
2
0e'be'b
e'b
iEC
1
r
Cr1
r
Z








ω
ω

+
=
ω+
=
β

7-
Biên độ điện áp kích thích vào: V
bm1
= I’
n
|Z
iEC
|
8-
Công suất vào của nguồn kích thích:
iEC
2
ni
Z.'I
2
1
P =
9-
Xác đònh trở kháng nguồn tương đương
e'bnn
C
R
=τ
T

fe
e'be'b
h
1
Cr
ω
=
ω
==τ
β
β

Để dòng điện đầu vào không bò méo thì:
β
τ=τ
n

Trang 11
e'be'bT
fe
n
C
1
C
h
R
β
ω
=
ω

=
2
0
n
*
n
1
R
Z








ω
ω
+
=
β

10-
Thiên áp Base
)(Z'I7,0
)(Z'IVV
0
*
nn

0
*
nnBEB
θ−πγ−≈
θ−πγ−≈

11-
Điện trở tải tương đương:
1Cm
1Cm
tđ
*
L
I
V
RZ ==

12-
Công suất nguồn cung cấp: P
CC
= I
CO
V
CC
.
13-
Công suất hữu ích trên tải
tđ
2
1Cm

tđ
2
1Cm1Cm1CmL
R
V
2
1
RI
2
1
IV
2
1
P ===
14-
Công suất tiêu tán trên Collector: P
C
= P
CC
– P
L
.
15-
Hiệu suất của mạch:
)(
)
(
2
1
P

P
0
1
CC
L
θγ
θγ
ξ==η

Trong thực tế thường công suất ra trên tải được biết trước nên ta có thể tính các bước 0 ÷ 4,
13, 11, 5, . . .
2. Bộ KĐCSCT dùng Transistor ở chế độ kém áp mắc Base chung.



2
0
0
*
1








ω
ω

+
α
=α
β
;
( )
θ−πγ
=
e'b
*
e'b
C
C
;
*
e'b
iEC
Cj
1
Z
ω
=
Các bước thiết kế tương tự như trên.
i’
e
L
C
|h
*
fb

|i
e
C’
C
C
b’c
fe
e'b
h
r

R
tđ1
I
n
R
n
C
*
b’e
Trang 12
16.
CC
0
CL
1
f = với
C
*
c'bC

'CCC +=
R
tđ1
= ω
0
Q
0
L
C
⇒
00
1tđ
C
Q
R
L
ω
=
với Q
0
= 50 ÷ 100
C
2
0
2
C
Lf4
1
C
π

=⇒
c'bCC
C
C
'
C
−=⇒
Nếu ở đầu vào bộ KĐCSCT có mạch cộng hưởng L
b
, C
b
thì ta cũng xác đònh tương tự như
trên với:
bb
0
CL
1
f = ; R
tđ1
= ω
0
Q
0
L
C
;
b
2
0
2

b
Lf4
1
C
π
=⇒
b
*
'bb
'CCC += với C
*
b’
tính theo bước 6 ở trên.
2-4 Bộ nhân tần dùng Transistor






Mục đích của bộ nhân tần:
- Nâng cao tần số sóng mang
- Mở rộng thang tần số làm việc
- Nâng cao chỉ số điều chế trong máy phát FM
- Nâng cao độ ổn đònh tần số vì không có hiện tượng hồi tiếp ký sinh qua C
b’c
do tần số
hoạt động đầu vào và đầu ra khác nhau.
 Tần số cộng hưởng đầu vào:
bb

0V
CL
1
=ω=ω với
*
e'bbb
C'CC +=
với
( )
θ−πγ
=
e'b
*
e'b
C
C
;
b0101tđ
L
Q
R
ω=
C
C
L
C
+

V
BB

-

L
ch
C
ng
C
ng
L
ch
C
ng
R
E
L
b
R
b
C
b
C
ng
i’
b
L
C
|h
*
fe
|i’

b
C
C
C’
b
L
b
R
tđ2
R
tđ1
r
b’e
C
*
b’e
Trang 13
 Tần số cộng hưởng đầu ra:
CC
0ra
CL
1
k =ω=ω ;
C020tđn
L
Q
k
R
ω=
 Góc cắt tối ưu của bộ nhân tần dùng Transistor

k
180
TƯ
=θ ; k: hệ số nhân tần của bộ nhân
Các bước thiết kế của bộ nhân tần:
0- Xác đònh phạm vi làm việc của Transistor theo (2-2)
1-
V
CC
= (0,5 ÷ 0,8)V
CEmax cho phép

2-
Chọn góc cắt tối ưu:
k
180
TƯ
=θ
3-
Chọn hệ số lợi dụng điện áp:
ξ
k
= ξ
1
=0,85 ÷ 0,95 = V
Cm1
/V
CC
= V
Cmk

/V
CC
V
Cmk
= ξ
k
V
CC

4-
Xác đònh xung dòng hài bậc k
( ) ( )
1bm
*
km
*
kCmk
I.'I.I βθγ=βθγ=
5-
Xác đònh công suất hữu ích trên tải ứng với hài bậc k
(
)
( )
1L
1
k
1L
1
k
1Cm1Cm

1
k
CmkCmkLk
P
2
1
P
2
1
VI
2
1
VI
2
1
P
α
α
=
γ
γ
=
θγ
θγ
==

6-
Điện trở cộng hưởng tương đương của mạch ra ứng với hài bậc k:
1tđ
k

1
1Cm
1
k
1Cm
Cmk
Cmk
tđk
R
I
V
I
V
R
γ
γ
=
γ
γ
==
7-
Hiệu suất của bộ nhân tần:
CC
Lk
k
P
P
=η
; với P
CC

= I
CO
.V
CC

8-
Do không có hiện tượng hồi tiếp qua C
b’c
nên
( ) ( )
*
k
Cmk
*
1
1Cm
bnnn
I
I
I'II
βθγ
=
βθγ
===

Trang 14
i
B
= I
n

cosωt – I
BO
với
(
)
( )
Cmk
k
0
**
CO
BO
I.
1
I
I
θγ
θγ
β
=
β
=

9-
Trở kháng vào của tầng
*
'b
iEC
Cj
1

Z
ω
= ; với
( )
θ−πγ
=
1
*
'b
e
'
Cb
C
Nếu kể cả r
b’e
ta có Z’
iEC
= r
b’e
//Z
iEC
(tính như trên)
10-
Biên độ điện áp kích thích vào: V
bm1
= I
n
|Z
iEC
|

11-
Công suất của nguồn kích thích:
iEC
2
ni
ZI
2
1
P =
12-
CBn
P,V,Z
tính như bộ KĐCSCT
13-
Tính mạch cộng hưởng vào:
bb
0
CL
1
=ω ; với
010
1tđ
bb
*
e'bb
Q
R
L;'CCC
ω
=+=

14-
Tính mạch cộng hưởng ra
CC
0
CL
1
k =ω ; với
020
tđn
C
Qk
R
L
ω
=

Trang 15
Chương 3: CÁC MẠCH TẠO DAO ĐỘNG
3-1 Các vấn đề chung về mạch tạo dao động
-
Bộ tạo dao động ở tần số thấp, trung bình: dùng bộ khuếch đại thuật toán + RC hoặc
dùng Transistor + RC.
- Bộ tạo dao động ở tần số cao: 0,3f
β
≤ f
0
≤ 3f
β
dùng Transistor + LC hoặc dùng Transistor

+ thạch anh
- Bộ tạo dao động ở tần số siêu cao: dùng Diode Tunel, Diode Gunn.
- Các tham số cơ bản của mạch dao động: tần số dao động, biên độ điện áp ra, độ ổn đònh
tần số, công suất ra, hiệu suất.
- Trong chương 3 ta chỉ xét mạch dao động LC, dao động thạch anh và chỉ xét điều kiện
dao động của mạch



- Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại
( )
*
1
*
2
A
*
*
V
V
jexpAA =ϕ=
+ Modul hệ số khuếch đại:
*
1
*
2
*
V
V
A =

+ ϕ
A
góc di pha của bộ khuếch đại.
- Hệ số truyền đạt của bộ hồi tiếp
( )
ht
*
*
jexp ϕβ=β
+ Modul hệ số hồi tiếp:
*
2
*
1
*
V
V
=β

+ ϕ
B
góc di pha của bộ hồi tiếp
- Điều kiện pha để mạch dao động: ϕ = ϕ
B
+ ϕ
B
= 0,2π
Bộ khuếch đại A

Bộ hồi tiếp
β

V
1
V
2
Trang 16
- Điểu kiện biên bộ để mạch dao động: 1.A
**
≥β
3-2 Bộ dao động LC dùng Transistor
a- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc EC









R
b
= R
1
//R
2
; R’
b

= R
b
//r
b’e
≈ r
b’e
(nếu R
b
>> r
b’e
)
Các bước thiết bộ tạo dao động 3 điểm C:
1-
Xác đònh phạm vi tần số làm việc của mạch
2-
Xác đònh điều kiện pha
0
C
1
XX
2
BE1
<
ω
−== ;

0
C
1
XX

1
CE2
<
ω
−== ;

X
3
= X
CB
= ωL > 0
3-
Xác đònh hệ số hồi tiếp
n
C
C
V
V
2
1
CE
BE
−=−≈−=β

(1)

- Ta thường biết f
0
, L từ đó suy ra:
21

21
2
0
2
tđ
CC
C
C
Lf4
1
C
+
=
π
=
(2)
- n có thể tình theo công thức (3-45) nhưng nhiều khi không đủ dữ liệu để tính
- Nếu mạch làm việc ở tần số thấp ta có thể chọn
L
ch
R
1
+V
CC
C
ng
L

R
2

R
E
C
b’e
C
ng
C
1
C
2

V
k
C

E

B

L

C
1
C
2

V
k
C

E

B

C
b’e
Trang 17
n = 0,01 ÷ 0,05, từ đó tính C
1
, C
2
.
- Nếu mạch làm việc ở tần số trung bình, để mạch hoạt động ổ đònh ta chọn: C’
2
= 10C
b’e

⇒ C
2
= 11C
b’e
rồi từ (2) tính C
1
, thay vào (1) tính n
4-
Hệ số khuếch đại của sơ đồ mắc EC







−
=−=
2
11
K
2
e11
e21
C
n
h
//Rp
h
h
SZA
(3)
- Ở tần số thấp: h
21e
= h
fe
, h
11e
= h
ie
= r
b’e

- Ở tần số trung bình:

2
0
fe
*
e21
1
h
|h|








ω
ω
+
=
β
;
e'b
e'b
C.f2
1
r
β
π
=

- R
k
= ω
0
LQ
0
thường biết trước ω
0
,

L, Q
0
(4)
- p: hệ số ghép đầu ra của Transistor với khung cộng hưởng
n1
1
CC
C
C
CC
C
C
V
V
p
21
2
1
21

21
K
CE
+
=
+
=
+
== (5)
5-
Điều kiện biên độ để mạch dao động: 1.A
**
≥β (6)
b- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc BC











L

C
1
C

2

V
k
C
b’e
+V
CC
R
1
R
2
R
E
C
ng
L

C
1
C
2

V
k
C
b’e
Trang 18

Giả thiết R

E
>> h
ib

- Bước 1 và 2 làm như trên, thường mạch mắc BC làm việc ở tần số thấp.
- Bước 3: Hệ số hồi tiếp:
21
1
2
21
21
K
CE
CC
C
C
CC
C
C
V
V
p
+
=
+
==
 Nếu mạch làm việc ở tần số thấp ta có thể chọn n = 0,1 ÷ 0,5; từ đó tính C
1
, C
2

vì
C
tđ
thường tính được.
 Nếu mạch làm việc ở tần số trung bình, tính như trên
- Bước 4:






==
2
11
K
2
b11
b21
C
n
h
//Rp
h
h
SZA
 Ở tần số thấp: h
21b
≈ 1, h
11b

= h
ie
/h
fe

 Ở tần số trung bình:
2
T
0
*
b21
1
1
|h|








ω
ω
+
=
;
e'bT
*
b11

Cf2
1
h
π
=

 R
k
tính như trên.
 Hệ số ghép đầu ra của Transistor với khung cộng hưởng:
1
V
V
V
V
p
BC
BC
K
BC
===

- Bước 5: Điều kiện biên độ để mạch dao động: 1.A
**
≥β
c- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Clapp mắc EC

L
ch
R
1
+V
CC
C
ng
L

R
2
R
E
C
b’e
C
ng
C
1
C
2

V
k
C

E

B

C
0

Trang 19




-
Các bước thiết kế tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc EC, chỉ khác
về C
tđ
và hệ số ghép p của Transistor với khung cộng hưởng.
tđ
0
LC2
1
f
π
= với
021tđ
C
1
C
1
C
1

C
1
++=
Nếu ta chọn C
1
, C
2
>> C
0
thì C
tđ
≈ C
o
khi đó nhánh cộng hưởng nối tiếp L, C
0
sẽ quyết
đònh tần số cộng hưởng của mạch và mạch sẽ ổn đònh tần số hơn
- Hệ số ghép p:
1
0tđ
K
CE
C
C
1C
C
V
V
p ≈==

d- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Clapp mắc BC








Các bước thiết kế tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc BC, chỉ khác về
C
tđ
và hệ số ghép p.
- Khi biết f
0
, L ta tính được C
tđ
, ta sẽ chọn C
0
lớn hơn C
tđ
một chút ví dụ: C
tđ
= 25pF thì ta
chọn C
0
= 30pF.
- Hệ số ghép p:
21
21

tđ
21
21
tđ
K
BC
CC
C
C
C
CC
CC
C
V
V
p
+
=
+
==

L

C
1
C
2

V
k

C

E

B

C
0
L
ch
R
1
+V
CC
L

R
2
R
E
C
ng
C
1
C
2

V
k
C

E

B

C
0
L

R
E
C
1
C
2

V
k
C

E

B

C
0
Trang 20
3-3 Các mạch dao động dùng thạch anh
a- Sơ đồ tương đương của thạch anh
-

L
q
, C
q
, r
q
là L, C, r của thạch anh (r
q
= 0Ω)
- C
p
: điện dung giá đỡ (C
p
= 10 ÷ 100pF) (C
q
= 0,01 ÷ 0,1pF)




- Tần số cộng hưởng nối tiếp:
qq
q
CL
1
=ω
(1)
- Tần số cộng hưởng song song:









+ω≈+ω=
+
ω
=
+
=ω
p
q
q
p
q
q
pq
p
q
pq
pq
q
p
C2
C
1
C
C

1
CC
C
CC
CC
L
1

- Trở kháng tương của thạch anh:
Z
q
= X
q
= jω
0
L
tđ
(3)
Với

















ω
ω
−+ω
−








ω
ω
=
p
2
q
0
qp
2
0
2
q
0

tđ
CCC
1
L (4)
 Để thay đổi tần số cộng hưởng riêng của thạch anh ta mắc C
S
nối tiếp với thạch anh:


(
)
pqq
2
0qp
Spqq
2
0Spq
S
tđ
CCLCC
CCCLCCC
Cj
1
Z
ω−+
+ω−++
ω
=
(5)
khi đó tần số cộng hưởng nối tiếp của mạch sẽ là

Sp
q
qq
CC
C
1f'f
+
+=
(6)
r
q
L
q
C
p
C
q
C
S
TA

Trang 21
sp
q
q
CC
C
2
1
f

f
+
≈
∆


Để giảm ảnh hưởng của Cp

người ta mắc tụ C
0
song song với C
q

p0q
q0
q
qp
CCnếuf
CC
C
1ff >>≈
+
+=

b- Mạch tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng song song


Để mạch dao động theo kiểu 3 điểm C kiểu Colpits, thạch anh phải tương đương như
cuộn cảm, nghóa là: ω
q
< ω
0
< ω
p

Thực tế ω
0
⇒ ω
p
nhưng để tính toán đơn giản do ω
p
≈ ω
q
ta coi
2
qp
0
ω
+
ω
=ω (1)









+ω=ω
p
q
qp
C2
C
1
(2)




Biết
0
ω , C
q
, C
p
ta tính được ω
q

L

ch
+V
CC
C
ng
R
2
C
1
C
2
LTA

C
ng
C
ng
R
1
R
E
C
1
C
2
L
tđTA
ω

jX

q
0

ω
q
ω
p
ω
0
L
tđ
C
tđ
C
tđ
Trang 22
-

Điện cảm riêng của thạch anh:
q
2
q
q
C.
1
L
ω
= (3)
-

Điện cảm tương đương của thạch anh:
[ ]
pqq
2
0qp
2
0
2
q
0
tđ
CCLCC
1
L
ω−+ω
−








ω
ω
= (4)
tđ0tđTA
LjZ ω= (5)
-

21
21
tđ
2
0
tđ
CC
C
C
L
1
C
+
=
ω
=
(6)
Các phần còn lại tính toàn tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc
EC.




Áp dụng các công thức (1) → (6) ở trên và các công thức trong mạch dao động 3
điểm C kiểu Colpits mắc BC.

Khi tụ C
S
mắc nối tiếp với thạch anh nó đóng vai trò như tụ C

0
trong mạch dao động 3
điểm C kiểu Clapp. Khi tính L
tđ
, C
tđ
ta sẽ chọn C
S
lớn hơn C
tđ
một chút, rồi tính C
1
, C
2

như các mạch ở trên.
c- Mạch tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng nối tiếp
Trong loại mạch này thạch anh đóng vai trò
mạch hồi tiếp. Chỉ đúng tại tần số cộng hưởng nối tiếp
của thạch anh thì Z
q
≈ 0Ω khi đó B ≡ B’ và mạch sẽ
hoạt động như 3 điểm C kiểu Colpits hoặc Clapp và
cũng có thể mắc EC hay BC




3-4 Mạch tạo dao động RC
C

1
C
2
TA

R
E
Mạch B.C

B

R

B’

Z
3
Z
1
Z
2
Trang 23
Đơn giản và thông dụng nhất là mạch dao động cầu Wiew






-

Tần số dao động:
RC
1
=ω
-

Điều kiện dao động về biên độ: 1.A.A
***
≥β=β
+

Mà
3
1
=β
+
nên 3A
*
=
-

Mặt khác
21
2
1
*
R2R3
R
R

1A =⇒=+=

D
2
C

R
2

V
in
R

R
1
+

-

R

D
1

V
out
Trang 24
Chương 4: ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ
4-1 Điều biên
a- Phổ của tín hiệu điều biên và quan hệ năng lượng trong điều biên.

V
Ω
(t) = V
Ω
cosΩt (1)
V
ω0
(t) = V
0
cosω
0
t (2)
V
AM
(t) = V
0

(1+mcosΩt)cosω
0
t (3)
)1(
V
V
m
0
<=
Ω
(4)
( ) ( ) ( )
tcos
2
mV
tcos
2
mV
tcosVtV
0
0
0
0
00AM
Ω−ω+Ω+ω+ω=
-

Công suất tải tin:
L
2

0
0
R2
V
P =
ω
(6)
V
Ω
0

t

V
ωo
0

t

V
AM
0

t

V
AM
0

t

V
0
2
mV
0

ω
0

-

Ω

ω
0
+
Ω

ω
0


Trang 25
-

Công suất hai biên tần:
2
m
PP

2
0bt ω
= (7)
-

Công suất điều biên:








+=+=
ωω
2
m
1PPPP
2
0bt0AM
(8)
-

Hệ số lợi dụng công suất:
AM
bt
P
P
k =

(9)
-

Công suất điều biên lớn nhất:
(
)
2
0maxAM
m1PP
+=
ω
(10)
Đây là điều kiện để chọn Transistor sao cho
P
AMmax
< P
Cmax
b- Điều biên Collector

Điện áp Collector biến đổi theo điện áp âm tần:
tcosVVV
CC
*
CC
Ω+=
Ω
(11)
với
1
V

V
CC
1Cm
≈=ξ

Để đảm bảo Transistor không bò đánh thủng, phải thỏa mãn điều kiện:
CEOmaxCE0
BV
V
V
V
=≤+
Ωω
(12)
(
)
(
)
(
)
maxCECCCC000
V
V
2
m
1
V
m
1
V

mV
V
2
≤≈+≈+=+⇒
ωωω
Đối với điều biên thì
maxCECC
V
5
,
0
V
≤ (13)

Nếu đầu ra của mạch điều biên là mạch lọc có hiệu suất η
CH
thì điều biên Collector có
công suất đỉnh là:
(
)
phépchomaxC
CH
2
0
maxAM
P
m1P
'P ≤
η
+

=
ω
(14)
Đây là điều kiện để chọn Transistor có P
Cmax cho phép


Để thiết kế bộ điều biên Collector ta sẽ tiến hành theo hai phần như sau:
-

Cho trước








+
=→
η
=→
ω
2
m
1
P
P
P

PP
2
AM
0
CH
A
AM
m
A
khi đã biết
0
P
ω
ta tiến hành các
bước thiết kế như đối với mạch KĐCSCT (mục 2-3)
-

Thiết kế phần điều biên:
1Cm0
mV
mV
V
==
Ω