chương 7 Ứng dụng khuếch đại thuật toán vào việc thiết kế các bộ lọc tần số thấp

Chia sẻ: Nguyen Ngoc Hieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

2
241
lượt xem
66
download

chương 7 Ứng dụng khuếch đại thuật toán vào việc thiết kế các bộ lọc tần số thấp

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạch khuếch đại thuật toán (tiếng Anh: operational amplifier), thường được gọi tắt là op-amp là một mạch khuếch đại "DC-coupled" (tín hiệu đầu vào bao gồm cả tín hiệu BIAS) với hệ số khuếch đại rất cao, có đầu vào vi sai, và thông thường có đầu ra đơn. Trong những ứng dụng thông thường, đầu ra được điều khiển bằng một mạch hồi tiếp âm sao cho có thể xác định độ lợi đầu ra, tổng trở đầu vào và tổng trở đầu ra. Các mạch khuếch đại thuật toán có những ứng dụng trải rộng trong rất nhiều...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: chương 7 Ứng dụng khuếch đại thuật toán vào việc thiết kế các bộ lọc tần số thấp

  1. Chöông 7 : ÖÙNG DUÏNG KHUEÁCH ÑAÏI THUAÄT TOAÙN VAØO VIEÄC THIEÁT KEÁ CAÙC BOÄ LOÏC TAÀN SOÁ THAÁP I. Haøm truyeàn : ( s − z1 )( s − z 2 ) … ( s − z m ) N ( s) = H0 H(s) = ( s − p1 )( s − p 2 ) … ( s − p n ) D( s ) a Trong ñoù : + H0 = m : heä soá tyû leä bn + N(s) = 0 töông öùng vôùi caùc ñieåm 0 → z1, z2, …, zm + D(s) = 0 töông öùng vôùi caùc ñieåm cöïc → p1, p2, …, pn ⇒ Caùc nghieäm naøy ñöôïc goïi laø caùc taàn soá tôùi haïn. II. Maïch loïc tích cöïc baäc nhaát : Maïch loïc thoâng thaáp coù ñoä lôïi : R2 H(s) (dB) C H0 R1 vo vi 0 ω ω0 Ñaây laø boä khueách ñaïi ñaûo neân ta coù : Z2 H(s) = - (1) R1 44
  2. 1 R2 . R2 sC = Z2 = (2) 1 + sR2 C 1 R2 + sC Thay (2) vaøo (1) : R2 1 1 = H0 H(s) = - (3) . ω R1 1 + sR2 C 1+ j ω0 R2 1 (4) vaø ω0 = Trong ñoù : H0 = - (5) R1 R2 C Maïch loïc thoâng cao coù ñoä lôïi : R1 R2 C vi vo Ñaây laø boä khueách ñaïi ñaûo neân ta coù : R2 H(s) H(s) = -(1) (dB) Z1 R Cs + 1 1 H =1 Z1 = R1 + (2) sC sC 0 Thay (2) vaøo (1) : ω0 ω 0 45
  3. ω j ω0 R sR1C = H0 H(s) = - 2 . (3) ω R1 1 + sR1C 1+ j ω0 R2 1 (4) vaø ω0 = Trong ñoù : H0 = - (5) R1 R1C Maïch loïc thoâng daûi baêng roäng : R2 R1 C C vi vo Z2 Ñaây laø maïch khueách ñaïi ñaûo neân : H(s) = - (1) Z1 R C s +1 1 = 11 Z1 = R1 + (2) H(s) sC1 sC1 (dB) 1 R2 . H sC 2 R2 = Z2 = (3) 0 1 + sR2 C 2 1 R2 + sC 2 ω ωL ω 0 Thay (2) vaø (3) vaøo (1) ta ñöôïc : ω j ωL R2 sR1C1 1 = H0 H(s) = - (4) . . R1 1 + sR1C1 1 + sR2 C 2    ω ω 1 + j 1 + j     ωL ωH    46
  4. R2 1 1 (5) ; ωL = (6); ωH = Trong ñoù : H0 = - (7) R1 R1C1 R2 C 2 III. Caùc öùng duïng maïch loïc aâm thanh : Boä tieàn khueách ñaïi phono : R’ vo vi RP CP R2 R3 C2 C3 R1 C1 Cp, Rp laø maïch shunt ñaàu H(s) (dB) vaøo cho ta phoái hôïp trôû khaùng vôùi nguoàn. C1 cho ta ñieåm gaõy 20 ôû taàn soá thaáp (döôùi 20 Hz) ñeå ngaên chaën thaønh phaàn DC vaø 1K 10K baát kyø thaønh phaàn taàn soá naøo 0 f2 f1 f3 f (Hz) naèm döôùi baêng aâm thanh, neân 100 C1 khaù lôùn vaø ñöôïc coi laø ngaén f1 = 500 Hz; f2 = 50 Hz; f3 = 2122 Hz maïch AC. f 1+ j R2 + R3 f1 H(s) = 1 + (1) . f  f  R1 1 + j 1 + j   f 2  f3     R + R3 1 H0 = 1 + 2 (2); f1 = (3) 2π ( R2 // R3 )(C 2 + C 3 ) R1 47
  5. 1 1 f2 = (4); f3 = (5) 2πR2 C 2 2πR3C3 Boä tieàn khueách ñaïi baêng töø : vo vi R2 C2 R1 R3 C1 H(s) (dB) C1 khaù lôùn vaø ñöôïc coi laø ngaén maïch AC : Z C1
  6. H (dB) ABmax ATmax ABmin ATmin R + R2 R1 1 ≤ AB ≤ 1 (1) vaø fB = (2) 2πR2 C1 R1 + R2 R1 R + R3 + 2 R5 R3 1 ≤ AT ≤ 1 (3); fT = (4) 2πR3C 2 R1 + R3 + 2 R5 R3 Boä caân baèng graphic : C1 R1 R1 R2 R3 C2 R3 vi vo 49
  7. C2 ñoùng vai troø hôû maïch ôû taàn soá thaáp, C1 ñoùng vai troø ngaén maïch ôû taàn soá cao. Caùc linh kieän ñöôïc choïn sao cho : R3 >> R1 R3 = 10R2 (1); C1 = 10C2 (2) thì taàn soá trung taâm H (dB) cuûa daûi baêng taàn laø : 2 + R2 / R1 f0 = (3); 20πR2 C 2 3 R + R2 3R1 ≤ A0 ≤ 1 0 f 3R1 + R2 3R1 IV. Ñaùp öùng baäc hai chuaån : Boä loïc thoâng thaáp baäc hai KRC : C1 Maïch khueách ñaïi 1 R R khoâng ñaûo coù ñoä lôïi : v o /K 1 2 RB vo K=1+ vi C2 RB RA 2 (1) RA K H(s) = (2) 1 + s[(1 − K ) R1C1 + R1C 2 + R2 C 2 ] + sR1C1 R2 C 2 1 (3); ω0 = H H0 = K (4) R1C1 R2 C 2 H 1 1 ω1 = (5); ω2 = (6) R2 C 2 R1C1 ω0 0 ω 50
  8. 1 Q= (7) (1 − k ) R1C1 /( R2 C 2 ) + R1C 2 /( R2 C1 ) + R2 C 2 /( R1C1 ) a. Maïch KRC linh kieän baèng nhau : R1 = R2 = R; C1 = C2 = C 1 1 H0 = K(1); ω0 = (2); Q = (3) 3− K RC b. Maïch loïc KRC ñoä lôïi ñôn vò : K = 1 Goïi R2 = R; C2 = C ta coù : R1 = mR (1); C1 = nC (2) nC R mR vo vi C 1 m.n ω0 = (3); Q = (4) m +1 m.n RC Trong thöïc teá ta choïn n ≥ 4Q2 (5) n k 2 − 1 (6) vaø k = Khi ñoù : m = k + (7) 2Q 2 − 1 51
  9. Boä loïc thoâng cao KRC : R1 C1 C2 vo vi RB R2 RA H(s) (dB) 2 s  ω  H   0 0 H(s) = H0. (1) s2 1 1+ s +2 ω 0Q ω 0 ω0 ω 0 1 ω0 = (2) R1C1 R2 C 2 1 Q= (3) (1 − K ) R2 C 2 /( R1C1 ) + R1C1 /( R2 C 2 ) + R1C 2 /( R2 C1 ) * K = 1 : C1 = nC2 (1); R1 = mR2 (2); 1 n/m ω0 = (3); Q = (4) n +1 m.n RC * Neáu C1 = C2 = C vaø R1 = R2 = R thì : 52
  10. 1 1 ω0 = (1); Q = (2) 3− K RC Neáu K = 3 maïch seõ töï dao ñoäng. Boä loïc thoâng daûi KRC : R3 R1 C2 vo vi C1 RB R2 RA Q s ω 0Q H(s) = H0. (1) s2 1 1+ s +2 ω 0Q ω 0 ωL ω0 ωH ω 1 + R1 / R3 K ω0 = H0 = (2); R1  C1  R1 R1C1R2C 2 + 1 +  1 + (1 − K ) R3  C 2  R2   (3) 53
  11. 1 + R1 / R3 Q= (4) [1 + (1 − K ) R1 / R3 ] R2 C 2 /( R1C1 ) + R1C1 /( R2 C 2 ) + R1C 2 /( R2 C1 ) 2 * Neáu Q > vaø ta choïn R1 = R2 = R vaø C1 = C2 = C, khi ñoù : 3 K 2 2 (2’); ω0 = H0 = (3’); Q = (4’) 4−K 4−K RC ω0 ω Lω H (5); Q = ω0 = (6) BW  1 1 ωL = ω 0  1 +  (7) −  4Q 2 2Q     1 1 ωH = ω 0  1 +  (8) +  4Q 2 2Q    Boä loïc chaén daûi : 2C R1 R3 vo vi RB C C R/2 RA 54
  12. s2 1+ ω0 2 H(s) = H0 . (1) s2 1 1+ s +2 ω 0Q ω 0 1 1 H0 = K (2); ω0 = (3); Q= (4) 4−K RC 55

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản