Mạch điện tử - Tách sóng

60
CHỈÅNG 4
TẠCH SỌNG
4.1. Khại niãûm
Tạch sọng l quạ trçnh tçm lải tên hiãûu âiãưu chãú. Tên hiãûu sau khi tạch sọng phi
giäúng tên hiãûu âiãưu chãú ban âáưu.
Thỉûc tãú tên hiãûu âiãưu chãú v
s
sau khi qua âiãưu chãú v qua kãnh truưn sọng âỉa
âãún bäü tạch sọng â bë mẹo dảng thnh v’
s
. Do mẹo phi tuún trong bäü tạch sọng nãn
sau khi tạch sọng ta lải nháûn âỉåüc tên hiãûu v”
s
khạc våïi v’
s
. do âọ v”
s
khạc v
s
ban âáưu.
Vç váûy chäúng mẹo phi tuún l mäüt trong nhỉỵng u cáưu cå bn ca quạ trçnh tạch
sọng.
4.2. Tạch sọng biãn âäü
4.2.1. Cạc tham säú cå bn
4.2.1.1. Hãû säú tạch sọng

Tên hiãûu vo ca bäü tạch sọng l tên hiãûu â âiãưu biãn :
v
vTS

= V
vTS
(t) . cos ω
t
t = V
Zt
cos ω
t
t
Trong âọ : V
vTS
(t) : biãún thiãn theo qui lût ca tin tỉïc.
Tên hiãûu ra bäü tạch sọng :
V
rTS
(t) = K
TS
.V
vTS
(t)
Våïi: K
TS
=
)t(V
)t(V
vTS
rTS
= hãû säú tè lãû v âỉåüc gi l hãû säú tạch sọng
V
rTS

(t), V
vTS
(t) gäưm cọ thnh pháưn mäüt chiãưu v thnh pháưn xoay chiãưu biãún
thiãn cháûm theo thåìi gian: V
rTS
(t) = V’
o
+ v’
s

V
vTS
(t) = V”
o
+ v”
s

Chè cáưn quan tám âãún thnh pháưn biãún thiãn cháûm (mang tin tỉïc) → hãû säú tạch
sọng:
K
TS
=
'
s
"
s
v
v

v’

s
v v”
s
l âiãûn ạp vo v ra ca bäü tạch sọng
K
TS
cng låïn thç hiãûu qu tạch sọng cng cao.
Nãúu K
TS
= Cte thç v’’
s
tè lãû v’
s
v bäü tạch sọng khäng gáy mẹo phi tuún, gi l bäü
tạch sọng tuún tênh.

61
4.2.1.2. Trồớ khaùng vaỡo cuớa bọỹ taùch soùng
Z
vTS
=
vTS
vTS
I
V

Thọng thổồỡng doỡng vaỡ aùp lóỷch pha Z
vTS
laỡ mọỹt sọỳ phổùc.
4.2.1.3. Meùo phi tuyóỳn

Hóỷ sọỳ meùo phi tuyóỳn : K =
ZS
3
ZS3
2
ZS2
I
...II ++
. 100%
I
ZS
, I
2ZS
, I
3ZS
... bión õọỹ thaỡnh phỏửn cồ baớn vaỡ caùc haỡi cuớa tờn hióỷu õióửu chóỳ.
Ta khọng quan tỏm õóỳn caùc doỡng õióỷn cao tỏửn (taới tỏửn vaỡ hai bỏỷc cao cuớa noù), vỗ
trong maỷch õióỷn bọỹ taùch soùng coù thóứ dóự daỡng loỹc boớ caùc thaỡnh phỏửn naỡy.
4.2.2. Maỷch õióỷn bọỹ taùch soùng bión õọỹ
4.2.2.1. Maỷch taùch soùng bión õọỹ bũng maỷch chốnh lổu








Ta phỏn tờch vaỡ tờnh toaùn õọỳi vồùi sồ õọử taùch soùng nọỳi tióỳp. Khi tờn hióỷu vaỡo lồùn thỗ
õỷc tuyóỳn Volt - Ampe cuớa diode :

i
D
=



<

0V0
0VVS
D
DD
(1)
i
D
= S.V
D
= S (V
õb
- V
C
) (2)
Vồùi : V
õb
= V
T
(1 + m cos
S
t) . cos
t

t = V
õb
cos
t
t
i
D
= S (V
õb
. cos
t
t - V
c
) (3)
Khi cos
t
t = thỗ i
D
= 0, thay vaỡo bióứu thổùc (3) ta coù :
0 = S (V
õb
. cos
t
t - V
c
) (4)
Goùc dỏựn õióỷn cuớa diode : cos =
db
C
V

V
(4)
0
Hỗnh 4.1. Maỷch tờch soùng bión õọ bũng maỷch chốnh lổu
a) Taùch soùng nọỳi tióỳp b) Taùch soùng song song
R
C
D
D
C
R

62
















Khai trióứn i

D
theo chuọựi Fourrier :
i
D
= I
o
+ I
1
cos
t
t + I
2
cos
t
t + ...... + I
n
cos
t
t (5)
Trong õoù :

=
=
=












o
ttDn
o
ttD1
o
tDo
tdtni
2
I
tdtcosi
2
I
tdi
1

I
(6)
Tờnh bũng caùch thay thóỳ dỏửn ta õổồỹc :I
o
=
)cos(sin
U.S
db


(7)
I
1
=
)cossin(
U.S
db


(8)
Tổỡ doỡng mọỹt chióửu I
o
ta tờnh õổồỹc õióỷn aùp ra trón taới :
V
c
= R.I
o
=

S.R

V
db
(sin - cos) (9)
i
D
i
D
v
D
v
D
t
t

Hỗnh 4.2. ỷc tuyóỳn cuớa diode vaỡ õọử thở
cuớa tờn hióỷu vaỡo ra khi laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ C
E
o

63
Thay (9) vo (4’), ta âỉåüc :
cosθ =
π
S.R
(sinθ - θ cosθ) (10)
⇒ tg θ - θ =
R.S
π
(11)
Tỉì (11) ta suy ra :

Gọc âiãûn dáùn θ chè phủ thüc vo tham säú mảch âiãûn (S, R) m khäng phủ thüc
vo tên hiãûu vo. Do âọ tạch sọng tên hiãûu låïn l tạch sọng khäng gáy mẹo phi tuún.
Chụ : phäø ca dng âiãûn i
D
gäưm cọ cạc thạnh pháưn : mäüt chiãưu. ω
t
, ω
s
, ω
t
± ω
s
,
nω
t
± ω
s
. Thäng thỉåìng ω
t
>> ω
s
do âọ cạc thnh pháưn ω
t
, ω
t
± ω
s
, v nω
t
± ω

s
âỉåüc
loải b dãù dng nhåì mảch lc thäng tháúp. Chè cn thnh pháưn hỉỵu êch :
i
S
= m.S.V
t
. cosω
t
.
Âãø trạnh mẹo, trỉåïc khi tạch sọng cáưn phi khúch âải âãø tên hiãûu â låïn âãø âm
bo chãú âäü tạch sọng tuún tênh.







T = RC l hàòng säú thåìi gian phọng nảp ca tủ âiãûn.
Âãø âiãûn ạp ra ti gáưn våïi dảng âỉåìng bao ca âiãûn ạp cao táưn åí âáưu vo, ta phi
chn T = RC â låïn. Tuy nhiãn, nãúu chn C quạ låïn thç âiãûn ạp ra khäng biãún thiãn këp
våïi biãn âäü âiãûn ạp vo gáy ra mẹo tên hiãûu.
Täøng quạt ta chn :
st
1
RC
1
ω
<<<<

ω
Trong hai så âäư trãn, så âäư tạch sọng näúi
tiãúp cọ âiãûn tråí vo låïn hån så âäư tạch sọng song song.
Ngoi ra, trãn ti ca så âäư tạch sọng song song cn cọ âiãûn ạp cao táưn, do âọ phi
dng bäü lc âãø lc nọ.
Vç nhỉỵng l do trãn nãn så âäư tạch sọng song song chè âỉåüc dng trong trỉåìng håüp
cáưn ngàn thnh pháưn mäüt chiãưu tỉì táưng trỉåïc âỉa âãún.
U
C
U
C
t

Hçnh 4.3. Âäư thë theo thåìi gian ca tên hiãûu trỉåïc v sau tạch sọng

64
4.2.2.2 Taùch soùng bión õọỹ duỡng phỏn tổớ tuyóỳn tờnh tham sọỳ



V
dB
= V
t
(1 + m cos
s
t) . cos
t
t vaỡ V
t

= V
t
cos (
t
t + ) V
r
= V
dB
.V
t
.K
V
r
=
2
KV
2
t
(1 + m cos
s
t) cos + K.






+
2
tcosm1

V
s
2
t
.cos (2
t
t + ) (1)
Duỡng maỷch loỹc thọng thỏỳp coù thóứ taùch ra thaỡnh phỏửn tổớ hổợu ờch :

2
KV
V
2
t
"
S
=
(1 + m cos
s
t) . cos) Nhỏỷn xeùt :
- Trong phọứ õióỷn aùp ra khọng coù thaỡnh phỏửn taới tỏửn
-
Muọỳn taùch õổồỹc soùng u
t
phaới coù tỏửn sọỳ bũng tỏửn sọỳ taới tin cuớa t/h õaợ õióửu bión

- Bión õọỹ õióỷn aùp õỏửu ra phuỷ thuọỹc vaỡo goùc pha vồùi laỡ goùc lóỷch pha giổợa tờn
hióỷu cỏửn taùch soùng vaỡ taới tin phuỷ.

- Khi = 0
"
S
V
cổỷc õaỷi, khi =
0V
2
"
S
=



- Bọỹ taùch soùng vổỡa coù tờnh choỹn loỹc vóử bión õọỹ, vổỡa coù choỹn loỹc vóử pha goỹi laỡ bọỹ
taùch soùng bión õọỹ pha
-
óứ taùch soùng coù hióỷu quaớ cỏửn phaới õọửng bọỹ tờn hióỷu vaỡo vaỡtaới tin phuỷ vóử tỏửn sọỳ
vaỡ goùc lóỷch pha. Bọỹ taùch soùng naỡy coỡn coù tón goỹi laỡ bọỹ taùch soùng õọửng bọỹ.

4.2.3 Hióỷn tổồỹng phaùch vaỡ hióỷn tổồỹng cheỡn eùp trong taùch soùng bión õọỹ
où laỡ trổồỡng hồỹp trón õỏửu vaỡo bọỹ taùch soùng bión õọỹ coù hai dao õọỹng cao tỏửn: tờn
hióỷu vaỡ nhióựu.
4.2.3.1 Hióỷn tổồỹng phaùch
Tờn hióỷu : v
1
= V
1
cos
1
t

Nhióựu : v
2
= V
2
cos
2
t


V
=

1
V
+

2
V
= V(t) cos [
1
t + (t)]
Xem

1
V
õổùng yón thỗ

2
V
quay quanh 0 vồùi vỏỷn tọỳc

=
2
-
1
. Vỗ

1
V
,

2
V
coù tỏửn sọỳ khọng cọỳ
õởnh nón bión õọỹ vectồ tọứng khọng cọỳ õởnh. Aùp
duỷng hóỷ thổùc lổồỹng trong tam giaùc thổồỡng :
0

0




1

2
(t)

V
1

V
2


V


K
v
õb
v
t
v
r
Hỗnh 4.4. Maỷch tờch soùng tờn hióỷu duỡng phỏửn tổớ tuyóỳn tờnh