Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 3 - TS. Ngô Văn Thanh

Chia sẻ: Little Little | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vô tuyến điện đại cương - Chương 3: Phaso. Những nội dung chính được trình bày trong chương 3 gồm có: Số phức, hàm e mũ, Phaso, trở kháng, bộ lọc RC, mạch cộng hưởng nối tiếp, mạch cộng hưởng song song, công suất Phaso.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 3 - TS. Ngô Văn Thanh

VÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016
2 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B. Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999). [2] Dennis L. Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011). [3] Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009). [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn
3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 3. PHASO 1. Số phức 2. Hàm e mũ 3. Phaso 4. Trở kháng 5. Bộ lọc RC 6. Mạch cộng hưởng nối tiếp 7. Mạch cộng hưởng song song 8. Công suất Phaso
4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Số phức  Số phức  Ký hiệu số phức trong toán học :  Ký hiệu số phức trong kỹ thuật điện :  Số phức:  Liên hợp phức : Ảo  Phần thực :  Phần ảo :  Biểu diễn số phức qua biên độ và pha  Biên độ :  Pha :  Phần thực và phần ảo: Thực  Biểu diễn rút gọn:  Modun và pha của số phức z :
5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Số phức  Các biểu thức liên hệ  Xét hai số phức z và t  Tích của hai số phức : • Ví dụ: xét tích (-1) và z  Thương của hai số phức :  Bình phương của số phức :  Khai căn của số phức : • Mặt khác, xét tích (1) và • Căn thức của số phức có 2 nghiệm
6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Hàm e mũ  Hàm exponent  Các tính chất  Xét số ảo :  Biểu diễn theo hàm lượng giác :  Các hệ thức Euler Quỹ tích của hàm e mũ
7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Phaso  Phasors  Biểu thức liên hệ trong các mạch R, L, C :  Biểu diễn điện thế :  A : đỉnh biên độ (Volts)   : góc pha (radian)   : tần số góc (radian/second) : • f : tần số tính theo chu kỳ/giây hoặc hertz  Biểu diễn dòng điện :  B : đỉnh biên độ (ampere)   : góc pha của dòng điện (radian) • : dòng điện sớm pha hơn điện áp • : dòng điện muôn pha hơn điện áp
8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Phaso  Xét mạch có tụ điện C  Ta nói : Dòng điện qua tụ điện sớm pha hơn điện áp một lượng là /2 hoặc 90o  Áp dụng hệ thức Euler, ta có:  Viết lại biểu thức cho điện áp :  Viết lại biểu thức cho dòng điện :
9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Phaso  Xét trường hợp Điện áp và dòng không đổi  Biên độ và pha :  V và I được gọi là phasors • Là một đại lượng phức không phụ thuộc vào thời gian  Sử dụng các biểu thức biên độ và pha, ta có  Lấy đạo hàm theo thời gian tương đương với việc nhân thêm 1 lượng • Mạch tụ điện • Mạch cuộn cảm • Mạch điện trở
10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Trở kháng  Impedence  Xét trường hợp điện áp và dòng không đổi (Phasors)  Trở kháng Z : là tỷ số giữa điện áp và dòng điện  Đơn vị đo : ohm  Biểu diễn trở kháng dưới dạng số phức : • R : điện trở thuần; X : độ điện kháng  Mạch cuộn cảm :  Mạch tụ điện :  Trị tuyệt đối của điện kháng :  Mạch nối tiếp :  Mạch song song :  Độ dẫn nạp Y :  Nghịch đảo của trở kháng :  Đơn vị đo siemen (S)  G : độ dẫn; B : độ điện nạp
11 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Bộ lọc RC  RC Filters  Bộ lọc âm tần (chặn tần số cao) I R C +  Điện áp ngoài trên tụ điện : Vi V -  Hằng số thời gian :  Ở miền tần số thấp :  Tần số ngưỡng (cut-off) :  Ở miền tần số cao : • Ứng dụng nhiều trong bộ lọc chặn tần số cao và giữ lại tần số âm thanh.
12 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Bộ lọc RC I+ V -  Bộ lọc cao tần (chặn tần số thấp) R  Điện áp trên điện trở : C Vi  Ở miền tần số thấp :  Ứng dụng trong bộ lọc tiếng ồn do nguồn điện gây ra.
13 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 6. Mạch cộng hưởng nối tiếp  Series Resonance C  Mạch RLC – bộ lọc băng tần L +  Điện áp trên điện trở : Vi R V -  Điện kháng :  Miền tần số thấp : đóng góp của tụ điện => Điện kháng lớn và có giá trị âm  Miền tần số cao : Đóng góp của cuộn cảm => Điện kháng lớn và có giá trị dương  Tần số cộng hưởng : khi điện kháng bằng 0  Tại tần số cộng hưởng :
14 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 6. Mạch cộng hưởng nối tiếp  Khi điện kháng và điện trở bằng nhau :  Tại tần số cao:  Tại tần số thấp :  Sử dụng hệ thức tần số cộng hưởng , ta có :  Hệ số âm sắc : tỷ số giữa điện kháng và điện trở  Viết lại các hệ thức trên :
15 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 6. Mạch cộng hưởng nối tiếp  Xét hệ thức :  Ta có :  Thay vào biểu thức cho Q :  suy ra :  Dải tần số ứng với một nửa công suất :  Xét mạch ở vùng nghỉ :  Ở tần số cách xa tần số cộng hưởng :  Tính gần đúng :  Điện áp mạch ngoài :  : hằng số của cuộn cảm (ở miền tần số thấp)  Xét miền tần số thấp :  : hằng số của tụ điện (thời gian)
16 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 7. Mạch cộng hưởng song song  Parallel Resonance +  Biểu diễn qua độ dẫn nạp I L C G V -  Độ điện nạp  B = 0 tại tần số cộng hưởng  Điện áp cực đại  Tần số tại ½ điện áp :  Đặt :  Viết lại :
17 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 8. Công suất Phaso  Phasor Power  Công suất tức thời :  Công suất trung bình : • Ip : dòng cực đại.  Công suất biểu diễn qua các phasor  Thay trở kháng  ta có :  Công suất trung bình :
18 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 8. Công suất Phaso  Công suất phản ứng là phần ảo của P  Vc : điện áp trên tụ điện  Viết lại biểu thức trên dưới dạng năng lượng : • Năng lượng cực đại tích trữ trong cuộn cảm : • Năng lượng cực đại tích trữ trong tụ điện :  Biểu thức tổng quát cho hệ số âm sắc  Khi năng lượng tích trữ trong tụ điện là bằng 0, năng lượng tích trữ trong cuộn cảm đạt cực đại và bằng năng lượng toàn phần của mạch điện