Giao trinh DTTT1

PHAÀN I

LYÙ THUYEÁT



Trang 1


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

R1
+
-

C1
R3

V2(S)

R2

Bộ khuếch đại đảo

Hàm truyền: H(S) =

A V0
V2 (S)
=
V1 (S) 1 + R 1C1S

(1)

H(S)
AV0

0
A V0 = 1 +

ωC =

ωC

R2
R3

(2)

1
R 2 C1

C1
R2
R1

+

Bộ khuếch đại không đảo



ω

Trang 2

(3)


A V0
V2 (S)
=
V1 (S) 1 + R 2 C1S

Hàm truyền: H(S) =

R2
R1

(2)

1
R 2 C1

(3)

A V0 = −

ωC =

(1)

b- Mạch lọc thông cao bậc nhất

C1

R1

Hàm truyền: H(S) =

R2
+

V2 (S)
=
V1 (S)

H(S)

V2(S)

A V0
1
1+
C1 R 1 S

(1)

AV0

0

ω1 =

A V0 = −

ωt =

R2
R1

(2)

1
R 1 C1

(3)

1-3 Mạch lọc tích cực bậc hai

C1

a- Mạch LTT2

R
R

V1(S)

C2

ω

1
C1 R 1

R

R
C2

+

V2(S)

Mạch hồi tiếp âm một vòng



Trang 3


AV0 = 1
ω20 =

R=

(1)

1
R C1 C 2

(2)

2

2
2ω 0 C 1

C2 =

(3)

1
ω R 2 C1

(4)

2
0

R1
V1(S)

C2

R2

C1
+

R3

V2(S)

Mạch hồi tiếp âm 2 vòng
A V0 = −

ω 20 =

R2
R1

(1)

1
C1 C 2 R 2 R 3

Nếu chọn:

(2)

C 2 4 b 2 (1 + A V 0
=
C1
b12

)

(3)

R2 =

b1
4πf0 C1

(4)

R1 =

R2
A V0

(5)

R3 =

b2
4 π f C1 C 2 R 2

(6)

2 2
0

C2
V1(S)

R1

R2

C1

+
-

R3

V2(S)

R4

Mạch LTT2 dùng hồi tiếp dương



Trang 4


Trường hợp 1: AV0 = 1 (R3 = 0).
Nếu chọn

C 2 4b 2
= 2
C1
b1

Thì R 1 = R 2 =
ω20 =

(1)

b1
4πf0 C1

(2)

1
R 1 R 2 C1 C 2

(3)

Trường hợp 2: R1 = R2 = R; C1 = C2 = C; ⇒ AV0 ≠ 1.

ω0 =

1
RC

(1)

R3
R4

(2)

R3
= 2 − 2 = 0,59
R4

(3)

A V0 = 3 − 2 = 1 +

⇒

b- Mạch LTC2

R2
V1(S) C1

C2

R1

+
-

R3

V2(S)

R4

Bộ LTC dùng hồi tiếp dương
Trường hợp 1: AV0 = 1 và C1 = C2 = C.

ω20 =

1
C R1R 2

(1)

R1 =

2
ω0 C

(2)

R2 =

R1
2

(3)

2



Trang 5


Trường hợp 2: C1 = C2 = C; R1 = R2 = R;
ω0 =

1
RC
R3
= 3− 2
R4

(2)

R3
= 2 − 2 = 0,59
R4

(3)

A V0 = 1 +

⇒

(1)

c- Mạch LTD2:
C2

R3

C1

V1(S) R1

+

R2

V2(S)

Bộ LTD hồi tiếp âm 2 vòng
Xét trường hợp C1 = C2 = C ta có:
f0 =

R1 + R1
1
1
=
2πC R 1 R 2 R 3 2πC R' R 3

A V0 =

(1)

R
Q
= 3
R 1Cω 0 2R 1

(2)

Q=

1

1 R 3 (R 1 + R 2 )
ω0 R 3C =
2
2
R1R 2

(3)

D=

f0
1
=
Q πR 3 C

(4)
H
Q

ωmin ω ωmax
D



Trang 6

ω


R' =

R1R 2
R1 + R 2

(5)

ẹieu kieọn: A0L > 2Q2.

R2
C2
C1

R1

+

LTD baọc 2

Haứm truyen: H(S) =

Z2
SC1 R 2
=
Z1 (1 + SC1 R 1 )(1 + SC 2 R 2 )

(1)

H(dB)
A
-40dB

0

f3

f1

f2

f

f1 =

1
2R 1C1

(2)

f2 =

1
2R 2 C 2

(3)

f3 =

1
2C1 R 2

(4)

A V 0 (dB) = 10 lg



f1
f3

Trang 7


Chương 2: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT CAO TẦN
(KĐCSCT)
2-1 Góc cắt của bộ KĐCSCT:
ib

iC
D

Imax

C
A 0 Vθ B
Vmin
Vmax
Vm
Vm

θ
ω

Vb

t Imax
t0
T

Hình 2-1 Dạng đặc tuyến động và giản đồ thời gian của
dòng điện ở chế độ C
Góc cắt tính theo độ: θ 0 = 180 0

T − t0
T

(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:
I 0 = I max .α 0 (θ) = I m α 0 (θ)

-

Thành phần hài bậc nhất:
I 1 = I max .α 1 (θ) = I m α 1 (θ)

-

Thành phần hài bậc n:

I n = I max .α n (θ) = I m α n (θ)
2-2 Các mode hoạt động của bộ KĐCSCT lớp C dùng Transistor
hfe
β0 = hFE

0,707β0

1
0

0,3fβ
fthấp



fβ

ftrungbình

3fβ fT
fcao

Trang 8

f

Dải tần số làm việc của Transistor được chia làm 3 đoạn:
-

f0 ≤ fβ: tần số thấp, các tham số được coi là không thay đổi; hfe = β0;

-

0,3fβ ≤ f0 ≤ 3 fβ: tần số trung bình, các tham số của Transistor thay đổi và xuất hiện
điện trở ký sinh (rbb’), điện dung ký sinh (Cb’e, Cb’c)
β0

*

β=

⎛ω ⎞
1+ ⎜ 0 ⎟
⎜ω ⎟
⎝ β⎠
-

h fe

=

2

⎛f ⎞
1+ ⎜ 0 ⎟
⎜f ⎟

⎝ β⎠

(3)

2

f0 ≥ 3 fβ: tần số cao, các tham số của Transistor thay đổi, xuất hiện rbb’, Cb’e, Cb’c và
các điệm cảm ký sinh Lks.
β = − jβ 0

ωβ
ω0

= − jβ 0

fβ

(4)

f0

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.

Cng
Rn Cng

Lch

Lch
en

I’n

Rb

+
VBB
-

R1

rb’e

*

C

b’e

LC

RE Cng

*

C

Cng

Cb’e LC
M

CC

|hfe|i’b

Rtđ1 C’C

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- VCC = (0,5 ÷ 0,8)VCEmax cho phép
2- Chọn góc cắt: θ = 600 ÷ 900



Trang 9


3- Chọn hệ số lợi dụng điện áp: ξ1 = 0,85 ÷ 0,95 = VCm1/VCC.
4- Xác đònh biên độ hài bậc nhất trên Collector: VCm1 = ξ1VCC.
5- Xác đònh các dòng điện:
I Cm1

I' n =

*

γ 1 (θ) β

; I n = I' n [1 + ω T C b'c γ 1 (θ)R tđ1 ]

i B = I' n cos ωt − I BO ; I' n = I bm ; I BO =

*

β

; I CO =

C b'e [1 + ω T C b'c R tđ γ 1 (θ)]
γ 1 (π − θ)

Z iEC =

*
1
⎡
⎤
*
=
+
β
γ 1 (θ)⎥
C

C
1
;
b
'
e
b
'
c
*
⎢
jωC b'
⎣
⎦

Nếu kể cả rb’e ta có: Z’iEC = rb’e//ZiEC
Nếu rb’e >> ZiEC ta có Z’iEC ≈ ZiEC
Nếu rb’e so sánh được với ZiEC ta có:
Z iEC =

rb 'e
1 + (rb'e C b'e ω 0 )

2

=

rb 'e

⎛ω ⎞

1+ ⎜ 0 ⎟
⎜ω ⎟
⎝ β⎠

2

7- Biên độ điện áp kích thích vào: Vbm1 = I’n|ZiEC|
8- Công suất vào của nguồn kích thích:

Pi =

1 2
I' n . Z iEC
2

9- Xác đònh trở kháng nguồn tương đương
τ n = R n C b 'e
τ β = rb 'e C b'e =

h
1
= fe
ωβ ω T

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


γ 0 (θ)
I Cm1
γ 1 (θ)

C b 'e
ω C C R γ (θ)
; C *M = T b'e b'c tđ1 1
γ 1 (π − θ)
γ 1 (π − θ)

6- C'*b = C *b'e + C *M ; C *b'e =

C'*b =

I CO

Trang 10


h fe
1
=
ω T C b 'e ω β C b 'e

Rn =

Rn

*

Zn =

⎛ω ⎞

1+ ⎜ 0 ⎟
⎜ω ⎟
⎝ β⎠

2

10- Thiên áp Base
*

VB ≈ VBE − I' n Z n γ 0 (π − θ)
*

≈ 0,7 − I' n Z n γ 0 (π − θ)
*

11- Điện trở tải tương đương: Z L = R tđ =

VCm1
I Cm1

12- Công suất nguồn cung cấp: PCC = ICOVCC.
13- Công suất hữu ích trên tải
PL =

2
1
1
1 VCm
1
VCm1 I Cm1 = I 2Cm1 R tđ =

2
2
2 R tđ

14- Công suất tiêu tán trên Collector: PC = PCC – PL.
15- Hiệu suất của mạch: η =

PL
1 γ (θ)
= ξ 1
PCC 2 γ 0 (θ)

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.

i’e
Rn

In
*

α =

α0
⎛ω ⎞
1+ ⎜ 0 ⎟
⎜ω ⎟
⎝ β⎠

2

rb'e
h fe

; C *b'e =

C*b’e

Cb’c
|h*fb|ie

C b 'e
1
; Z iEC =
γ (π − θ)
jωC *b 'e

Các bước thiết kế tương tự như trên.



Trang 11

LC

Rtđ1 C’C


16. f0 =

1

với C C = C *b'c + C' C

L CCC

Rtđ1 = ω0Q0LC ⇒ L C =
⇒ CC =

R tđ1
với Q0 = 50 ÷ 100
ω0 Q 0

1
⇒ C' C = C C − C b 'c
4π f L C
2 2
0

Nếu ở đầu vào bộ KĐCSCT có mạch cộng hưởng Lb, Cb thì ta cũng xác đònh tương tự như
trên với:
f0 =

1
LbCb

; Rtđ1 = ω0Q0LC; ⇒ C b =

1

4π f L b
2 2
0

C b = C *b' + C' b với C*b’ tính theo bước 6 ở trên.
2-4 Bộ nhân tần dùng Transistor

Cng

Cng

Lch

Lch
Lb

Lb

Cb

+
VBB
-

Rtđ1 C’
b

Rb

LC

RE Cng

C*b’e

i’b
rb’e

CC

Cng

|h*fe|i’b

LC

Rtđ2

CC

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 Cb’c do tần số
hoạt động đầu vào và đầu ra khác nhau.

¾ Tần số cộng hưởng đầu vào:

ωV = ω0 =

với C *b'e =

1
LbCb

với C b = C' b +C *b'e

C b 'e
; R tđ1 = ω 0 Q 01 L b
γ (π − θ)



Trang 12


¾ Tần số cộng hưởng đầu ra:
1

ω ra = kω 0 =

L CCC

; R tđn = kω 0 Q 02 L C

¾ Góc cắt tối ưu của bộ nhân tần dùng Transistor

θ TƯ =

180
; k: hệ số nhân tần của bộ nhân
k

Các bước thiết kế của bộ nhân tần:

0- Xác đònh phạm vi làm việc của Transistor theo (2-2)
1- VCC = (0,5 ÷ 0,8)VCEmax cho phép
2- Chọn góc cắt tối ưu: θ TƯ =

180
k

3- Chọn hệ số lợi dụng điện áp:
ξk = ξ1 =0,85 ÷ 0,95 = VCm1/VCC = VCmk/VCC
VCmk = ξkVCC
4- Xác đònh xung dòng hài bậc k
*

*

ICmk = γ k (θ) β .I'm = γ k (θ) β .I bm1

5- Xác đònh công suất hữu ích trên tải ứng với hài bậc k
PLk =

6- Điện
R tđk

1
1 γ k (θ)
1 γk
1 αk
I Cmk VCmk =
I Cm1 VCm1 =
PL1 =
PL1
2
2 γ 1 (θ)
2 γ1
2 α1

trở cộng hưởng tương
V
VCm1
γ
= Cmk =
= 1 R tđ1
γ

I Cmk
γk
k
I Cm1
γ1

đương

của

7- Hiệu suất của bộ nhân tần:
ηk =

PLk
; với PCC = ICO.VCC
PCC

8- Do không có hiện tượng hồi tiếp qua Cb’c nên
I n = I' n = I bn =

I Cm1
*

γ 1 (θ) β



=

I Cmk

*

γ k (θ) β

Trang 13

mạch

ra

ứng

với

hài

bậc

k:


iB = Incosωt – IBO với I BO =

I CO
*

=

β

1 γ 0 (θ)
.
I Cmk
*
γ k (θ)
β

9- Trở kháng vào của tầng
Z iEC =

Cb' e
1
; với C *b' =
*
γ 1 (π − θ)
jωC b'

Nếu kể cả rb’e ta có Z’iEC = rb’e//ZiEC (tính như trên)
10- Biên độ điện áp kích thích vào: Vbm1 = In|ZiEC|
11- Công suất của nguồn kích thích: Pi =

1 2
I n Z iEC
2

12- Z n , VB , PC tính như bộ KĐCSCT
13- Tính mạch cộng hưởng vào:
ω0 =

1

L bCb

; với C b = C *b 'e + C' b ; L b =

R tđ1
ω 0 Q 01

14- Tính mạch cộng hưởng ra
kω 0 =

1
L CCC

; với L C =



R tđn
kω 0 Q 02

Trang 14


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: 0,3fβ ≤ f0 ≤ 3fβ 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
Bộ khuếch đại A

V1

Bộ hồi tiếp β
-

Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại
*

*

A = A exp( jϕ A ) =

*

V2
*

V1
*

*

+ Modul hệ số khuếch đại: A =

V2
*

V1
+ ϕA góc di pha của bộ khuếch đại.

-

Hệ số truyền đạt của bộ hồi tiếp
*

*

β = β exp( jϕ ht )
*

+ Modul hệ số hồi tiếp: β =

*

V1
*

V2
+ ϕB góc di pha của bộ hồi tiếp
-

Điều kiện pha để mạch dao động: ϕ = ϕB + ϕB = 0,2π



Trang 15

V2


*

*

Điểu kiện biên bộ để mạch dao động: A . β ≥ 1

-

3-2 Bộ dao động LC dùng Transistor

a- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc EC
Lch
+VCC

Cng

R2

C
E

R1

Cb’e

RE

C1

L Vk

C2

Cng

B

C
E

C1
C2

L Vk
Cb’e
B

Rb = R1//R2; R’b = Rb//rb’e ≈ rb’e (nếu Rb >> rb’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
X1 = X BE = −

1
1
< 0 ; X 2 = X CE = −
< 0;
ωC 2
ωC1

X3 = XCB = ωL > 0
3- Xác đònh hệ số hồi tiếp

β=−
-

VBE
C
≈ − 1 = −n

VCE
C2

(1)

Ta thường biết f0, L từ đó suy ra:
C tđ =

C1 C 2
1
=
4 π f L C1 + C 2

(2)

2 2
0

-

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



Trang 16

n = 0,01 ÷ 0,05, từ đó tính C1, C2.
-

Nếu mạch làm việc ở tần số trung bình, để mạch hoạt động ổ đònh ta chọn: C’2 =
10Cb’e ⇒ C2 = 11Cb’e rồi từ (2) tính C1, thay vào (1) tính n

4- Hệ số khuếch đại của sơ đồ mắc EC
A = −SZ C =

− h 21e
h 11e

h 11 ⎤
⎡ 2
⎢ p R K // n 2 ⎥
⎣
⎦

(3)

-

Ở tần số thấp: h21e = hfe, h11e = hie = rb’e

-

Ở tần số trung bình: | h 21e |=

h fe

*

⎛ω ⎞
1+ ⎜ 0 ⎟
⎜ω ⎟
⎝ β⎠

; rb'e =

2

1
2πfβ .C b'e

-

Rk = ω0LQ0 thường biết trước ω0, L, Q0

-

p: hệ số ghép đầu ra của Transistor với khung cộng hưởng

p=

VCE
VK

(4)

C1 C 2
C + C2
C2
1
= 1
=
=
C1
C1 + C 2 1 + n
*

(5)
*

5- Điều kiện biên độ để mạch dao động: A . β ≥ 1

(6)

b- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc BC

C1

Cng

R1

RE

C2

R2

Cb’e
+VCC

C1
C2



L Vk

L Vk
Cb’e

Trang 17


Giả thiết RE >> hib
-

-

Bước 1 và 2 làm như trên, thường mạch mắc BC làm việc ở tần số thấp.

Bước 3: Hệ số hồi tiếp: p =

VCE
VK

C1 C 2
C + C2
C1
= 1
=
C2
C1 + C 2

¾ Nếu mạch làm việc ở tần số thấp ta có thể chọn n = 0,1 ÷
Ctđ thường tính được.
¾ Nếu mạch làm việc ở tần số trung bình, tính như trên

-

Bước 4: A = SZ C =

h 21b
h 11b

h 11 ⎤
⎡ 2
⎢ p R K // n 2 ⎥
⎣
⎦

¾ Ở tần số thấp: h21b ≈ 1, h11b = hie/hfe
¾ Ở tần số trung bình:
*

| h 21b |=

1

*

⎛ω
1 + ⎜⎜ 0
⎝ ωT

⎞
⎟⎟
⎠

2

; h 11b =

1
2πfT C b'e

¾ Rk tính như trên.
¾ Hệ số ghép đầu ra của Transistor với khung cộng hưởng:
p=

VBC VBC
=
=1
VK
VBC
*

-

*

Bước 5: Điều kiện biên độ để mạch dao động: A . β ≥ 1

c- Mạch tạo dao động 3 điểm C kiểu Clapp mắc EC
Lch
+VCC

Cng

R2

C
E

R1



Cb’e

RE

Cng

Trang 18

C1

L
C0

C2
B

Vk

0,5; từ đó tính C1, C2 vì


C
E

C1

Vk

L
C0

C2
B

-

Các bước thiết kế tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc EC, chỉ
khác về Ctđ và hệ số ghép p của Transistor với khung cộng hưởng.

f0 =

1
2π LC tđ

1
1
1
1
=
+
+
C tđ C1 C 2 C 0

với

Nếu ta chọn C1, C2 >> C0 thì Ctđ ≈ Co khi đó nhánh cộng hưởng nối tiếp L, C0 sẽ quyết
đònh tần số cộng hưởng của mạch và mạch sẽ ổn đònh tần số hơn
-

Hệ số ghép p: p =

VCE C tđ C 0
=
≈
VK
C1 C1

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

+VCC
C

R2
Cng

C1

E

Vk

C0

C2

RE

R1

L
B

C
E
RE

C1

L

Vk

C0

C2
B

Các bước thiết kế tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc BC, chỉ khác
về Ctđ và hệ số ghép p.
-

Khi biết f0, L ta tính được Ctđ, ta sẽ chọn C0 lớn hơn Ctđ một chút ví dụ: Ctđ = 25pF thì
ta chọn C0 = 30pF.

-

Hệ số ghép p: p =



VBC
C tđ
C + C2
=
= C tđ 1
C1 C 2
C1 C 2
VK
C1 + C 2

Trang 19


3-3 Các mạch dao động dùng thạch anh
a- Sơ đồ tương đương của thạch anh

-

Lq, Cq, rq là L, C, r của thạch anh (rq = 0Ω)

-

Cp: điện dung giá đỡ (Cp = 10 ÷ 100pF) (Cq = 0,01 ÷ 0,1pF)

Lq
Cp

rq
Cq

-

Tần số cộng hưởng nối tiếp: ω q =

-

Tần số cộng hưởng song song:

1

ωp =
Lq

-

ωq

=

CqCp
Cq + Cp

Cp

1

(1)

LqCq

= ωq 1 +

Cq + Cp

Cq

⎛
Cq ⎞
⎟

≈ω q ⎜1 +
⎜ 2C ⎟
Cp
p
⎝
⎠

Trở kháng tương của thạch anh:
Zq = Xq = jω0Ltđ

(3)
2

Với L tđ =

⎛ ω0 ⎞
⎟ −1
⎜
⎜ω ⎟
⎝ q⎠
2
⎡
⎤
⎛ ω0 ⎞
2
⎟ Cp ⎥
ω 0 ⎢C p + C q − ⎜
⎜ω ⎟
⎢
⎥

⎝ q⎠
⎣
⎦

(4)

¾ Để thay đổi tần số cộng hưởng riêng của thạch anh ta mắc CS nối tiếp với thạch anh:

CS

TA

2
1 C q + C p + C S − ω 0 L q C q (C p + C S )
Z tđ =
jωC S
C p + C q − ω20 L q C q C p

khi đó tần số cộng hưởng nối tiếp của mạch sẽ là



Trang 20

(5)


f ' q = fq 1 +

Cq

(6)

C p + CS

Δf 1 C q
≈
fq 2 C p + C s
¾ Để giảm ảnh hưởng của Cp người ta mắc tụ C0 song song với Cq
Cq
f p = fq 1 +
≈ fq nếu C 0 >> C p
C0 + Cq
b- Mạch tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng song song
+VCC
Cng

Lch

R2
Cng
R1

C1
RE

Cng

C2

LTA

C1
LtđTA

C2

¾ Để mạch dao động theo kiểu 3 điểm C kiểu Colpits, thạch anh phải tương đương như
cuộn cảm, nghóa là: ωq < ω0 < ωp

Thực tế ω0 ⇒ ωp nhưng để tính toán đơn giản do ωp ≈ ωq ta coi ω 0 =
⎛
Cq ⎞
⎟
ω p = ω q ⎜1 +
⎜ 2C ⎟
p
⎝
⎠

Ltđ
ωq
ω0
Ctđ



2

(1)

(2)

jXq

0

ωp + ωq

ωp
Ctđ

Trang 21

ω


Biết ω 0 , Cq, Cp ta tính được ωq
1
ω .C q

-

Điện cảm riêng của thạch anh: L q =

-

Điện cảm tương đương của thạch anh:

(3)

2
q

2

⎛ ω0 ⎞
⎜
⎟ −1
⎜ω ⎟
q
⎝
⎠
L tđ = 2
ω 0 C p + C q − ω 20 L q C q C p

[

(4)

]

Z tđTA = jω 0 L tđ
-

C tđ =

(5)

C1C 2

1
=
ω L tđ C1 + C 2

(6)

2
0

Các phần còn lại tính toàn tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits mắc
EC.
C1
RE

C2

TA
Mạch B.C

Áp dụng các công thức (1) → (6) ở trên và các công thức trong mạch dao động 3
điểm C kiểu Colpits mắc BC.

¾ Khi tụ CS mắc nối tiếp với thạch anh nó đóng vai trò như tụ C0 trong mạch dao động 3
điểm C kiểu Clapp. Khi tính Ltđ, Ctđ ta sẽ chọn CS lớn hơn Ctđ một chút, rồi tính C1, C2
như các mạch ở trên.
c- Mạch tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng nối tiếp

Z3

B

B’
R

Z1



Z2

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 Zq ≈ 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

Trang 22


3-4 Mạch tạo dao động RC
Đơn giản và thông dụng nhất là mạch dao động cầu Wiew
D2

R2

R1
D1
+

R

Vin

R

Vout

C
1
RC

-

Tần số dao động: ω =

-

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

*

Mà β + =
-

*

*

*
1
nên A = 3

3
*

Mặt khác A = 1 +



R1
= 3 ⇒ R 1 = 2R 2
R2

Trang 23


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.
VΩ

0

t
Vωo

0

t
VAM

0

V0
mV0
2

t

VAM

0

ω0 - Ω

ω0 ω0 + Ω

t

VΩ(t) = VΩcosΩt

(1)

Vω0(t) = V0cosω0t

(2)

VAM(t) = V0(1+mcosΩt)cosω0t

(3)

m=

VΩ
(< 1)
V0

VAM (t ) = V0 cos ω 0 t +
-

(4)
mV0
mV0
cos(ω 0 + Ω )t +
cos(ω 0 − Ω )t
2
2

Công suất tải tin: Pω0 =



V02
2R L

(6)

Trang 24


m2
2

-

Công suất hai biên tần: Pbt = Pω0

-

⎛
m2 ⎞
⎟
Công suất điều biên: PAM = Pω0 + Pbt = Pω0 ⎜⎜1 +
2 ⎟⎠
⎝

-

Hệ số lợi dụng công suất: k =

-

Công suất điều biên lớn nhất: PAM max = Pω0 (1 + m )

(7)

Pbt
PAM

(8)

(9)

2

(10)

Đây là điều kiện để chọn Transistor sao cho
PAMmax < PCmax

b- Điều biên Collector
¾ Điện áp Collector biến đổi theo điện áp âm tần:
*

(11)

VCC = VCC + VΩ cos Ωt

với ξ =

VCm1
≈1
VCC

¾ Để đảm bảo Transistor không bò đánh thủng, phải thỏa mãn điều kiện:
Vω0 + VΩ ≤ VCE max = BVCEO
(12)

(2) ⇒ Vω0 + mVω0

= Vω0 (1 + m ) ≈ VCC (1 + m ) ≈ 2VCC ≤ VCE max Đối với điều biên thì
(13)

VCC ≤ 0,5VCE max

¾ Nếu đầu ra của mạch điều biên là mạch lọc có hiệu suất ηCH thì điều biên Collector
có công suất đỉnh là:
P' AM max =

Pω0 (1 + m )
≤ PC max cho phép
η CH
2

(14)

Đây là điều kiện để chọn Transistor có PCmax cho phép

¾ Để thiết kế bộ điều biên Collector ta sẽ tiến hành theo hai phần như sau:

PA
PAM
→ Pω0 =
khi đã biết Pω0 ta tiến hành các
η CH
⎛ m2 ⎞
⎜⎜1 +
⎟
2 ⎟⎠
⎝
bước thiết kế như đối với mạch KĐCSCT (mục 2-3)

-

Cho trước PAm → PAM =

-

Thiết kế phần điều biên: VΩ = mV0 = mVCm1



Trang 25