intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 6 - Lưu Đức Trung

Chia sẻ: Bạch Khinh Dạ Lưu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:66

Thêm vào BST
Báo xấu
32
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 6 - Lưu Đức Trung cung cấp cho học viên các kiến thức về các hệ thống tương tự; ví dụ về hệ điện tử tương tự; các vấn đề khuếch đại: Hệ số khuếch đại điện áp, dòng, công suất, thang decibel; các mô hình hai cổng;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 6 - Lưu Đức Trung

  1. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ 6.1 Ví dụ về hệ điện tử tương tự 6.2 Các vấn đề  khuếch đại: Hệ  số  khuếch  đại điện áp,  dòng, công suất, thang decibel 6.3 Các mô hình hai cổng BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1
  2. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ 6.1 Ví dụ về hệ điện tử tương tự Vô số  thông tin về  thế giới, chẳng hạn nhiệt độ, độ  ẩm,  áp   suất,   vận  tốc,   cường   độ   ánh  sáng,   âm   thanh  v.v…   là  “tương tự” trong tự nhiên, chúng được tạo ra bởi bất cứ giá  trị nào trong miền liên tục và có thể được biểu diễn bởi tín  hiêu tương tự. Dưới dạng sóng điện, các tín hiệu này có thể  là kết xuất  của các bộ  chuyển đổi   từ  áp suất, nhiệt độ, tốc độ  dòng  chảy,   hay   là   tín   hiệu   audio   từ   một   microphone   hay   bộ  khuếch đại stereo. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2
  3. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Đặc trưng của các tín hiệu này là hầu hết chúng có thể  thao tác được sử dụng các bộ  khuếch đại tuyến tính, là bộ  thay đổi biên độ  và/hoặc pha của tín hiệu mà không  ảnh  hưởng tới nội dung của phổ. Phát minh đèn điện tử  ba cực của Lee Deforest vào năm  1906 là mốc quan trọng trong các lĩnh vực điện tử, là thiết  bị  đầu tiên trình bày khuếch đại bằng cách cô lập hợp lý  giữa đầu vào và đầu ra. Các bộ  khuếch đại ngày nay – hầu hết dùng bán dẫn –  đóng vai trò chủ yếu trong các thiết bị điện tử  mà chúng ta  tiếp xúc hàng ngày, kể  cả  các thiết bị  mà chúng ta thường  nghĩ chúng là các thiết bị có bản chất số. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 3
  4. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Ví dụ  như  điện thoại di động, các  ổ  đĩa, các bộ  audio số  và DVD, hay là hệ thống định vị toàn cầu GPS. Dù chúng ta có coi chúng là các thiết bị có bản chất số, thì  trên thực tế, chúng vẫn tận dụng các bộ  khuếch đại để  chuyển đổi các tín hiệu tương tự  rất nhỏ  thành các mức  khác nhau mà chúng có thể nhận biết được để chuyển sang  dạng tín hiệu số. Công nghệ mạch tương tự cũng là trung tâm của sự tương  tác giữa các phần tương tự  và phần số của các thiết bị này  dưới dạng các bộ chuyển đổi từ tương tự – số (A/D) và số­ tương tự (D/A). BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 4
  5. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Thế   giới   ngày   càng   liên   thông   với   sự   gia   tăng   của   rất  nhiều liên kết giao tiếp. Các hệ thống cáp quang, cáp modem, các kênh thuê bao số  và   các   giao   tiếp   sử   dụng   công   nghệ   không   dây   dựa   vào  khuếch đại trong cả trạm phát, và rồi dò tìm các tín hiệu vô  cùng nhỏ  chứa các thông tin đã được truyền đi  ở  các trạm  thu. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 5
  6. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Hình 6.1.1. Một máy thu FM stereo. 6.2 Các vấn đề khuếch đại: Hệ số khuếch đại điện  áp, dòng, công suất, thang decibel BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 6
  7. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Các bộ  khuếch đại tuyến tính là một lớp các mạch vô  cùng quan trọng, và hầu hết phần III thảo luận nhiều mặt  về phân tích và thiết kế chúng. Như một lời mở đầu về  khuếch đại, chúng ta cùng tập  trung vào một kênh âm thanh, là một phần của trạm thu FM,  minh họa trong hình 6.2.1. Trong hình  6.2.1, đầu vào của kênh khuếch đại stereo  được trình bày bằng nguồn tương đương Thévenin, v, điện  trở nguồn Rs = 5k . BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 7
  8. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Loa tại đầu ra được biểu thị bởi một điện trở 8 . Hình 6.2.1 Kênh khuếch đại audio từ một trạm thu FM Dựa vào phân tích Fourier, ta biết rằng một tín hiệu chu  kỳ  phức tạp, v, có thể  được trình bày như  tổng của nhiều  sóng hình sin riêng biệt: BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 8
  9. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ vs Vi sin i t i       (6.2.1) i 1 với Vi = biên độ thành phần của tín hiệu thứ i i  = radian của tần số  = pha i Nếu   bộ   khuếch   đại   là   tuyến   tính,   nguyên   tắc   chồng  chất được áp dụng, qua đó, mỗi tín hiệu thành phần được  xử lý riêng lẻ và lấy tổng các kết quả để tìm ra cho toàn bộ  tín hiệu. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 9
  10. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Nhằm đơn giản hóa phân tích, ta sẽ  chỉ  xét một thành  phần tín hiệu, với tần số  s, và biên độ Vi : vs Vs sin s t      (6.2.2) Với ví dụ  này, giả  thiết  Vs  = 0.001V, 1mV. Bởi vì tín  hiệu này được coi như đầu vào, ta có thể giả thiết  s = 0 và  không có suy hao. Đầu ra của bộ  khuếch đại tuyến tính là một tín hiệu  hình sin có cùng tần số nhưng khác biên độ với V0 và pha   : BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 10
  11. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ vo Vo sin( s t )    (6.2.3) Đầu ra có công suất khuếch đại là : 2 Vo 1 Po RL       (6.2.4) 2 Với một bộ  khuếch đại công suất 100W kết nối với  một tải 8Ω, biên độ của điện thế kết xuất sẽ là: Vo = 2 Po RL = 2 100 8 = 40V BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 11
  12. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Mức năng lượng kết xuất này cũng đòi hỏi một cường  độ dòng điện: io I o sin( s t ) (6.2.5) với một biên độ Vo 40V Io 5A RL 8 Chú ý rằng thành phần tải là một điện trở,  io  và  vo, có  cùng pha BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 12
  13. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Hệ số khuếch đại điện áp Với các tín hiệu hình sin, hệ  số khuếch đại điện áp Av,  của một bộ khuếch đại được định nghĩa theo các khái niệm  biểu diễn pha của hiệu điện thế đầu vào và đầu ra. Sử  dụng   sin t Im[ jwt ]   như  một tham chiếu, biểu diễn   pha  của vs là  vs Vs 0 o  và  vo Vo  . Tương tự,  is I s 0 o  và  io I o 0 o . Thì hệ số khuếch đại  điện thế được biểu diễn bằng tỷ số phức:  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 13
  14. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ vo Vo Av (6.2.6) vs Vs 0 o Cường độ và pha của Av được cho bởi Vo Av =  và  Av (6.2.7) Vs Với bộ khuếch đại âm thanh trong hình 6.2.1, cường độ  yêu cầu của hệ số khuếch đại điện thế là Vo 40V Av 4 10 4 Vs 10 3V BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 14
  15. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Hệ số khuếch đại dòng Bộ khuếch đại trong ví dụ trên cũng đòi hỏi một lượng  gia tăng đáng kể về dòng. Dòng của đầu vào được xác định bởi điện trở  nguồn  Rs và điện trở vào Rin của bộ khuếch đại. Khi ta viết dòng của đầu vào là   is I s sin s t , cường  độ của dòng là BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 15
  16. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Vs 10 3 V Is 1.82 10 8 A Rs Rin 5k 50k (6.2.8) Góc pha  =0 bởi vì mạch điện là thuần trở. Hệ  số  khuếch đại dòng được định nghĩa theo tỷ  lệ  của  biểu diễn phức giữa io và is như sau: io Io Io Ai (6.2.9) is Is 0 Is Cường độ của dòng khuếch đại của toàn mạch là tỷ  lệ  giữa các cường độ đầu ra và cường độ đầu vào: BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 16
  17. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Io 5A Ai 2.75 10 8 Is 1.82 10 8 A Mức dòng khuếch đại có được cũng đòi hỏi phải qua  nhiều giai đoạn. Hệ số khuếch đại công suất Công suất đầu vào của bộ  khuếch đại khá nhỏ, trong  khi công suất đầu ra đến các loa là rất đáng kể. Do   đó,   bộ   khuếch   đại   cũng   đưa   ra   một   công   suất  khuếch đại khá lớn. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 17
  18. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Hệ số khuếch đại công suất Ap được định nghĩa là tỷ lệ  giữa công suất đầu ra Po  đến tải với công suất công suất  nguồn Ps: Vo I o Po 2 2 Vo I o AP = = Ps V I = Vs I s = Av Ai   (6.2.10) s s 2 2 Với ví dụ mà chúng ta đang phát triển thì: 40 5 Ap 3 8 1.10 1013  một số rất lớn. 10 1.82 10 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 18
  19. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Thang bậc đêxiben Sự trình bày về khuếch đại đôi khi cần có các những số  lớn hơn và đó là thông lệ  biểu diễn các giá trị  điện áp,  cường độ và công suất khuếch đại trong khái niệm đêxiben  hay dB (một phần mười Ben) APdB 10 log A p AvdB 20 log A p (6.2.11) AidB 20 log Ai BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 19
  20. BÀI 6 CÁC HỆ THỐNG TƯƠNG TỰ Số  đêxiben là 10 lần logarit cơ  số  10 của tỷ  số  công  suất số học, và các đêxiben có thể cộng và trừ  được giống  như với logarit để biểu diễn nhân và chia. Bởi  vì   công suất  là  tương   ứng  với  bình phương  của  điện áp và dòng, một thừa số  20 xuất hiện trong các biểu  thức AvdB và AidB. Bảng 6.1 chứa một số ví dụ điển hình. Từ bảng này, ta  có thể  thấy rằng nếu tăng điện áp hay dòng khuếch đại  tương  ứng với thừa số  10 thì tương  ứng với một sự  thay  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2