Bài giảng "Nhập môn điện tử - Chương 2: Mạch chức năng trong kỹ thuật viễn thông" trình bày các nội dung: Các mạch chứa phần tử phi tuyến, mạch nhân tương tự, mạch điện tử logarit, mạch tạo dao động. Mời các bạn cùng tham khảo.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 2: Mạch chức năng trong kỹ thuật viễn thông
- Tr ường Đ ại H ọc Công Ngh ệ
Thông Tin
KHOA MẠNG & TRUYỀN THÔNG
BÀI GIẢNG
NHẬP MÔN ĐI Ệ
THÁNG 9/2012
N TỬ
1
- Chương 2:
Mạch chức năng trong
kỹ thuật viễn thông
1. Các mạch chứa phần tử phi tuyến
2. Mạch nhân tương tự
3. Mạch điện tử logarit
4. Mạch tạo dao động
2
- 1. Các mạch chứa phần tử phi tuyến
Mạch điện tử có chứa các phần tử phi tuyến (có trị số
thay đổi theo thời gian) như: nhiệt điện trở thermistor,
điện trở phi tuyến varistor, điốt điện tử, điốt bán dẫn
Điện trở phi tuyến:
Điện dung phi tuyến:
Cuộn dây phi tuyến:
3
- Đặc tính mạch phi tuyến
Đặc tuyến VônAmpe là đường phi tuyến.
Kh«ng thÓ ¸p dông nguyªn lý xÕp chång
cho m¹ch phi tuyÕn.
HÖ ph¬ng tr×nh ®Æc trng cho m¹ch
®iÖn phi tuyÕn lµ mét hÖ ph¬ng tr×nh vi
ph©n phi tuyÕn, tøc lµ hÖ cã hÖ sè phô
thuéc vµo biÕn sè.
M¹ch ®iÖn phi tuyÕn cã kh¶ n¨ng lµm giµu
phæ cña tÝn hiÖu, tạo tần số.
4
- Các phương pháp giải
các bài toán về mạch phi tuyến
1. Phương pháp đồ thị
2. Phương pháp số
5
- Các phương pháp giải
1.các bài toán v ềị m
Phương pháp đồ th : từạ ch phi
các đ ặc tuyến của
tuy ến ử ta vẽ đặc tuyến chung của mạch sau
các phân t
đó xác định điểm làm việc của mạch theo các
điều kiện của bài toán.
Mạch ghép các phần tử song song Mạch ghép các phần tử nối
tiếp
6
.Nhược điểm: tính chính xác không cao, giải bằng
- 2. Phương pháp số: đưa bài toán về dạng
đại số và giải phương trình đại số
a) Phương pháp lặp cơ bản
◦ Cơ sở toán học: xét phương trình g(x) = 0 (1)
◦ Ta đưa phương trình về dạng x = f(x) (2) sao
cho f(x) là hàm có tập xác định là R
◦ Chọn x0 là một nghiệm gần đúng của (1)
◦ Ta có x1 = f(x0); x2 = f(x1); x3 = f(x2),…, xn+1
= f(xn)
◦ Ta lặp đi lặp lại đến khi xn+1 = xn = x (*) thì x
là nghiệm của (1)
◦ Chứng minh: dễ dàng thấy rằng khi xảy ra điề7u
- b) Phương pháp lặp Newton
Cơ sở toán học: xét phương trình g(x) = 0.
Chọn nghiệm ban đầu tương đối gần đúng là x0
Ta có: nghiệm gần đúng bậc 1 là:
Nghiệm gần đúng bậc n là:
Phép lặp càng lớn thì hiệu xn+1 – xn càng nhỏ, do
đó biểu thức tổng quát của đạo hàm càng đúng cho
8
- Một số bài toán về mạch phi tuyến:
Bài 1:
Cho VA > VB, với A1 và A2 là 2 ampe kế lí tưởng lần lượt
chỉ IA1 = 30mA và IA2 = 5mA. R1 = 1 kΏ ;R2 = 2 kΏ ; R3 = 3
kΏ; R4 = 4kΏ. X là một phần tử phi tuyến. Tính UAB và
công xuất trên X ?
a/ Nếu X là một varistor có đặc trưng vôn – ampe là i = ku2 .
K đo bằng mA/V2
b/ Nếu X là một đèn điện tử đóng – mở. Nếu VD > VB thì đèn
cho dòng chạy qua với I5
- Giải:
a/ Phương trình điện thế nút sau:
10
- Nếu: u4=20 Nếu: u4=20
Tuy nhiên khi u5 > 0 mà i5
- b/ Giả sử VD>VB:
Vậy VD ≤ VB và khi đó thì UAB VB
Do đó điều kiện đề bài không phù hợp với thực tế.
12
- Bài 2:
Cho mạch điện như hình vẽ, với R1=1k;
R2=2k; R3=3k;R4=4k.
Q là một đèn quang điện có anôt nối với
điểm C, catôt nối với điểm D. Nếu điện thế
anôt cao hơn điện thế catôt thì đèn mở i0 =
10 mA đi qua, ngược lại thì đèn đóng, không
có dòng đi qua. Hiệu điện thế đặt giữa A,B
là UAB = 100 V.
1. a. Đèn Q đóng hay mở ?
b. Tính hiệu điện thế giữa 2 cực của 13
- Giải:
1) a) Giả sử bóng đèn đóng, khi đó mạch
điện cho điện trở tương đương là R = 2,4 kΏ
Khi đó UCB = 75 V và UDB = 33,3 V => VC
> VB nên đèn mở. Vậy đèn điện tử mở.
b) Đèn mở. Ta xét mạch ACB có:
i1R1 + i3R3 =UAB
hay i1 + 3(i1 – 10) = 100
hay i1 = 32,5mA, i3 = 22,5 mA
Tương tự với mạch ADB. Ta cũng được:
14
i4 = 13,3mA và i2 = 23,3 mA,
- b) Tương tự như câu 1 ta có:
Dòng qua Diode là i1 – i3 = 7 mA và UCD = 27,2 V
>20V
15
- Bài 3:
Trong mạch cầu hình có các điện trở R1= 2 Ώ;
R2=4 Ώ; R3= 1 Ώ; X là một varistor có i=kU2.
a. Vẽ đường đặc tuyến VônAmpe U= f(i) của
varistor. Gọi là điện trở tức thời của
varistor. Có thể nói gì về điện trở này khi i biến
thiên từ 0 đến +∞.
b. Biết k= 0,25 (A/V2). Người ta điều chỉnh hiệu
điện thế U0= UAD để cầu cân bằng. Tính công
suất điện P tiêu thụ trên varistor ? Tính các dòng
i1, i2 qua 2 nhánh và hiện điện thế U ?
16
- Giải:
a/ Ta có i=kU2 ,
Khi i biến thiên từ 0→+∞ thì R biến thiên từ +∞ →0.
b/ Khi cầu cân bằng thì ta có:
Từ đó rút ra được i1 = 0.5A và i2 = 1A và P = 2W
17
- 2. Mạch nhân tương tự
a) Mạch khuếch đại thuật toán:
b) Các mạch khuếch đại thuật toán:
◦ Mạch cộng
◦ Mạch vi phân
◦ Mạch tích phân
◦ Mạch nhân tương tự
18
- Mạch khuếch đại thuật toán:
Các vi mạch khuếch đại thuật toán bao gồm ba phần:
1. Khuếch đại vi sai: Dùng khuếch đại tín hiệu vào, có đặc điểm là
khuếch đại nhiễu thấp, trở kháng vào cao, thường đầu ra vi sai.
3. Khuếch đại điện áp: Tạo ra hệ số khuếch đại điện áp cao,
thường đầu ra đơn cực.
5. Khuếch đại đầu ra: Dùng với tín hiệu ra, cho phép khả năng tải
dòng lớn, trở kháng ra thấp, có các mạch chống ngắn mạch và
hạn chế dòng điện. 19
- Mạch khuếch đại vi sai (mạch
trừ)
•Tổng trở vi sai Zin (giữa 2 chân đầu vào) = R1 + R2
•Hệ số khuếch đại vi sai: Nếu R1 = R2 và Rf = Rg,
Vout = A(V2 − V1) và
A = Rf / R1 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
