Bài giảng môn: Kĩ thuật xung số - Trần Văn Hội

Chia sẻ: Tieppham Tieppham | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

86
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn: Kĩ thuật xung sốn do Trần Văn Hội biên soạn giới thiệu đến các bạn một số chương bài học cơ bản như: Khái niệm cơ bản về kĩ thuật xung, mạch biến đổi xung, mạch giao động xung. Mời các bạn tham khảo để nắm chi tiết nội dung và ứng dụng hiệu quả vào học tập.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn: Kĩ thuật xung số - Trần Văn Hội

ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG PT – TH I BÀI GIẢNG MÔN: KĨ THUẬT XUNG SỐ Giảng viên: Trần Văn Hội Khoa Kỹ thuật Điện tử PT-TH Email: tranvanhoi@vov.org.vn 1
CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT XUNG BÀI 1: TÍN HIỆU XUNG I. Khái niệm tín hiệu xung • Xung điện là những dòng họăc áp chỉ tồn tại trong 1 khoảng thời gian ngắn có thể so sánh được với thời gian của quá trình quá độ trong mạch điện mà nó tác động. • Xung: là 1 đại lượng vật lý có thời gian tồn tại rất nhỏ so với toàn bộ thời gian ma nó tác động. • Mốc so sánh: là thời gian quá độ - khoảng thời gian mà hệ thống vật lý chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác 2
BÀI 1: TÍN HIỆU XUNG II. Phân loại tín hiệu xung. Xung vuông Xung nhọn Xung răng cưa Xung hình thang Xung hàm mũ Xung tam giác 3
III. Các tham số của tín hiệu xung. Dãy xung Độ rộng xung τ x : thời gian τx tồn tại xung.(s) Khoảng cách xung τ α : Um K/c giữa 2 xung liên tiếp. Chu kì xung: Tx. τα 1 Tần số fx = số xung Tx trên 1 giây. Tx Độ dày: Qx = τ x Tx Qx > 0.5 - Xung rộng Qx < 0.5 - Xung hẹp. Độ rỗng(xốp): 1 Tx η= = Qx τ x 4
Tham số dạng xung t s1 :Độ rộng sườn trước. U t s 2 :Độ rộng sườn sau. ∆Um Um :Biêm độ lớn nhất của xung. Um ∆ Um :Độ sụt đỉnh tuyệt đối. ∆Um δUm = %: Độ sụt đỉnh tương ts2 đối. Um t s1 τx t Thực tế chọn hệ số α
Bài 2: Phương pháp phân tích tín hiệu xung • Phương pháp xếp chồng: S1 (t ) Mạch tuyến tính S 2 (t ) Đầu vào: S1(t), đầu ra S2(t). n S1 (t ) = s11 (t ) + s12 (t ) + ... + s1n (t ) = ∑ s1i (t ) n1 i= S1 (t ) = s11 (t ) + s12 (t ) + ... + s1n (t ) = ∑ s1i (t ) i =1 • Toán tử laplace. Mỗi f(t) đều có ảnh F(p). ∞ a + jω 1 F ( p) = ∫ f (t )e − pt dt f (t ) = ∫ F ( p ) e pt dt 0 2π a − jω 6
I. Các dạng tín hiệu xung đơn giản. U(t) Dạng đột biến: U(t) =E.1(t) = E t ≥ t0 0 t < t0 E Với 1t0 =1(t-t0) = 1 t ≥ t0 0 t < t0 Dạng tuyến tính: U(t) K = const = tgα E K (t − to) t ≥ to U (t ) = K (t − to)1(to) =  α  0 t< to 7
Các dạng tín hiệu xung đơn giản.(tiếp) U Dạng hàm mũ. U (t ) = E (1 − e β ( t −to ) ).1(to). E  E (1 − e β ( t −to ) ). t ≥ to U (t ) =   0 t < to Kết luận: Tín hiệu xung rất đa dạng song tất cả đều được coi là tổng hợp của 3 dạng tín hiệu nói trên. 8
Ví dụ Ta có U(t) = U’(t) + U’’(t) Cho t1 =0, t2 = T U’(t) = E.1(t) . U’’(t) =-E.1(t-Tx) U(t) = E[1(t) -1(t-Tx) ] 9
Ví dụ U(t) = U1(t)+U2(t)+U3(t)+U4(t) U U1(t) U4(t) t U2(t) U3(t) 10
II. Phản ứng của mạch RC,RL • Tín hiệu đột biến: t 1 E 1 E ( − RC ) Mạch RC:U1(t) =E.1(t)-> Z p = R + ; Ip = ; i (t ) = .e pC p R + pC R U C = U 1(t ) − U R (t ); U R = i(t ).R t C Uc U R (t ) = E. exp(− ) τ t E U1 R Ur U C (t ) = E[1 − exp( − )] τ τ = RC U NX: Ur (t ) t =0 = E ; Ur (t ) t =∞ = 0 E Uc Uc (t ) t =0 = 0; Uc (t ) t =∞ = E ; Ur t Định luật đóng mạch thứ nhất: Ko bao giờ có đột biến U trên tụ điện. Thường chọn t tl = 3τ Hằng số thời gian:đặc trưng cho quán tính của mạch, chỉ phụ thuộc tham số mạch điện mà ko phụ thuộc tín hiệu vào. 11
II. Phản ứng của mạch RC,RL • Tín hiệu đột biến • Mạch RL C Uc t U L (t ) = E. exp(− ) E U1 τ L Ul t U R = E.(1 − exp(− )) τ L τ= R U • Định luật đóng mạch 2:Ko bao giờ có E Uc đột biến dòng trên cuộn cảm. Ul t 12
II. Phản ứng của mạch RC,RL • Tín hiệu tuyến tính. U1 t U R = Kτ .(1 − exp(− )) τ t U C = K .(t − τ exp( − )) τ NX: Uc(t ) = K (t − τ ) Ur (t ) t =∞ = Kτ Uc(t ) t =∞ = K (t − τ ) Kτ Ur (t ) Nếu thay RC bằng RL: t U L = Kτ .[1 − exp(− )] τ t τ U R = Kτ .{t − τ [1 − exp(− )]} τ 13
II.Phản ứng của mạch RC,RL • Tín hiệu hàm mũ. C Uc τ 1 = Ri C i Hằng số thời gian của nguồn tín hiệu. U1 τ 2 = RC Hằng số t/g của mạch. R t Ur U 1 (t ) = E.[1 − exp( − )].1(t ) τ Uc(t)/E q t t U U R (t ) = E. [exp(− ) − exp( − )] q=0.1 q +1 τ2 τ1 q=1 Uc(t ) = U 1 (t ) − Ur (t ) q=10 τ RC q= 2 = = const τ 1 Ri Ci q=100 t • Ur: q lớn, Ur->U1. q giảm thì biên độ Ur giảm q=1 thì Ur =o.37E. Ur là xung nhọn. • Uc:khi q nhỏ, Uc->U1 q tăng, tốc độ Uc giảm nhanh khi q =100 -> Uc có diểm uốn 14
III. Phản ứng của mạch RC đối với dãy xung vuông. τ C U1 R U2 • T/h q/t quá độ sớm k thúc: U11 Cho: t1 = 0; t 2 = τ x U 11 (t ) = E.1(t ) U 21 1 t U (t ) = E. exp(− ) 2 U22 τ U 12 (t ) = − E (t − τ x ) U 12 2 t −τ x U 2 (t ) = − E. exp(− ) τ Do đó: t t −τ x U 2 (t ) = E.[exp(− ) − exp(− )] τ τ 15
Quá trình quá độ sớm kết thúc • Khi τ = RC >> τ x U Các thành phần Ura b/đ chậm,dạng xung E ∆E gần giống dạng xung vào->độ sụt đỉnh xung ∆E ∆E Độ sụt đỉnh xung tương đối. δE = % ∆E E Mạch RC làm mạch phân cách,truyền t/h xung. • Khi τ = RC
Tín hiệu ra trên tụ τ U1 • Cho t1 = 0; t 2 = τ x U 11 1 t U 22 U (t ) = E.[1 − exp(− )] 2 τ t −τ 2 U (t ) = − E.[1 − exp(− 2 x )] τ t −τ x t U 2 (t ) = E.[exp(− ) − exp(− )] U 21 τ τ U12 17
Tín hiệu ra trên tụ • Khi:τ = RC >> τ x các thành phần U thay đổi chậm,t/h ra có dạng tam giác và sườn trước gần như đường thẳng.Trong khoang t/g t1-t2 ta có. Đây là trường hợp dùng mạch RC làm mạch tích phân U t • U 2 (t ) = E.[1 − exp(− )] theo Macloranh: τ t U 2(t ) ≈ E U2 τ • -> U2 =Kt với K = E t τ • Khi τ = RC
Quá trình quá độ chậm Uc(t) Uo t Ur(t) S1 t S2 19
IV. Mạch phân áp xung • KN:là mạch 4 cực có nhiệm vụ trích 1 phần tín hiệu từ nguồn đua tới tải để p/hợp về mặt biên độ. Y/c: không gây méo tín hiệu->hệ số truyền đạt là 1 hằng số , ko fụ thuộc vào f. • Các mạch phân áp: 1. Phân áp điện trở: U 2 = iR 2 U1 i= R1 + R2 i R1 R2 U 2 = U1. = ξ RU 1 R1 + R2 U1 R2 R2 U2 ξR = = const,∉ f R1 + R2 20