Bài giảng Mạch điện tử nâng cao: Chương 3 - ThS. Nguyễn Thanh Tuấn

Chương 3: MKĐ cộng hưởng
Th.S. Nguyễn Thanh Tuấn
Bộ môn Viễn thông (B3)

1


Nội dung
• Mạch cộng hưởng RLC.
• Song song
• Nối tiếp

•
•
•
•
•

Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng.
Khuếch đại cộng hưởng đồng bộ.
Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp.
Khuếch đại cộng hưởng dạng Cascode.
Thiết kế mạch khuếch đại công hưởng.
2


Mạch cộng hưởng RLC
• Cách ghép
– Song song
– Nối tiếp

•
•
•
•

Tần số cộng hưởng
Băng thông
Hệ số phẩm chất
Tích độ lợi khổ tần
3


Khuếch đại cộng hưởng

4


Cuộn dây
Qc 

L
rc

R p  rcQ  LQc
2
c

5

Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng
Aim
  0 

1  jQi 

 0  

1
2RC

6


1
0 
LC
2

R
Qi 
 0 RC
0 L

 gm R
iL
Ai  
ii 1  j0 RC / 0   0 /  

0

1
BW  f H  f L 

2Qi 2RC

gm
GBW  Aim BW 
2C
7


Ảnh hưởng rbb’

8


Vcc

R2
10k

RFC Cc2
->oo

Cc1 ->o
o

i

i

L

R1
1k

Re

Ce ->o
o

R
L
1k

100
9


Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp

10




iL
1
Ai   ag m R 


ii
1  jQi  / 0   0 /  
where
Qi  0 RC
C  C   a 2Cb '
R  ri || R p ||

Rb '
a2

1
0 
LC 
1
BW 
2RC
gma
GBW 
2C
2

11


12


Khuếch đại cộng hưởng nối tiếp
• Ở tần số >
50MHz, mạch

cộng hưởng song
song có Q rất
thấp => băng
thông rộng.

• Mạch cộng
hưởng nối tiếp
cho hệ số phẩm
chất Q cao hơn ở
tần số cao với trị
số chấp nhận
được của điện
cảm.

13


Khuếch đại cộng hưởng đồng bộ
N

 (a)
j 1

N

V

L

.g m j .R j

100

i

i

L1

C1


0 
2  1

2Qi 

1
N

Rc

R1

Vi

/ri

i

C'

L2

R

L

10k

1
2

V

DD

Rd2

Rd1
C2 ->o
o

C1
o
n:n
2 1 ->o

r

C2

Rg

Rs

1

Cs->o
o

C3 ->o
o

n:n
21
C"

Rg

Rs2

Cs2->o
o

1

14

R

L


2N422
3

n:1
i

i

i=1K

r

L1

Rg

m:1
L2

RL
1k

15


16

Mạch cộng hưởng dạng Cascode

Tầng 1: CE

Tầng 1: CB

-Trở kháng vào lớn (Q cao)

-Trở kháng vào nhỏ

- Điện dung ngỏ vào tỉ lệ
thuận với trở tải.

- Tần số hoạt động cao,
f .

Tác dụng:
- Điện dung ngỏ vào thấp do điện dung Miller của
tầng 1 thấp.
- Điện cảm tại tần số cộng hưởng đủ lớn => điện trở
song song của L đủ lớn => Q cao

-Đóng vai trò bộ chuyển
đổi trở kháng, từ trở
kháng cao của tải sang
trở kháng thấp của ngỏ
vào CB
17

• f << f0 << f = fT
4-9
gm = 0,003 mho ;Cgd = 2p
rds = 80K Cgs = 6p

15V
RFC

o
>o Rs

Cc2ri
+

o
>o

Cc1-

10k

RG

L

Vi
-

50K

2N42
23
RE
300

300
RFC

o
>o

Cc3-

2N42
23

RFC

V

RL
10K

+
15V

18

Rp lớn

hib có trị số thấp
CM có trị số bé

19


Bài tập 1
• BJT có fT = 500 MHz; Cb’c = 2pF; rbb’ = 0; rb’e = 1KΩ;
hfe = 100. Mạch cộng hưởng tại tần số f0 = 10MHz
với L = 1µH, cuộn dây có hệ số phẩm chất bằng 100.

20


a)
b)
c)
d)

Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ.
Tìm tỉ số biến áp .
Tìm băng thông của mạch này.
Xác định hệ số khuếch đại dòng tại tần số cộng
hưởng và viết hàm truyền Ai.

21

Bài tập 2
• BJT (hfe =  = 100, hie = rbe = 2.5KΩ)
• Tỉ số biến áp N1:N2 = 1:2

22


Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ?
Tính tần số cộng hưởng?
Tính độ lợi áp Av = Vo/Vi tại tần số cộng hưởng?
Tính hệ số phẩm chất và xác định tần số cắt thấp (-3dB) và tần số cắt cao
(-3dB) của toàn mạch cộng hưởng?
e) Xác định giá trị của tụ điện C1 và cuộn dây L1?
f) Làm lại câu e trong trường hợp cuộn dây L2 có hệ số phẩm chất Qc = 20?
g) Làm lại câu e trong trường hợp BJT có tụ ký sinh Cbe = 1000pF?
a)
b)
c)
d)

23


Bài tập 3

24


25