Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 6

Chia sẻ: Awtaf Csdhhs | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

149
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Độ phân biệt được đặc trưng bởi số bit N. Giả sử một ADC có số bit ở đầu ra là N → có thể phân biệt được 2N mức trong dải điện áp vào của nó. Chẳng hạn N = 12 → có 212 = 4096 mức. Độ phân biệt của một ADC được ký hiệu là Q và được xác định theo biểu thức : Q = VLSB = VAM 2N −1

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 6

50 3.2.4 Âiãöu biãn duìng phán tæí tuyãún tênh coï tham säú thay âäøi Âáy laì quaï trçnh nhán tên hiãûu duìng bäü nhán tæång tæû E0 VS(t) ~ = Vâb K=1 ~ Vt(t) Hçnh 3.11. Maûch âiãöu biãn duìng pháön tæí tuyãún tênh vâb = (Eo + VS.cosωst) . Vt.cosωtt Vt .Vs V .V vâb = EoVt.cosωtt + cos (ωt + ωs) t + t s cos (ωt - ωs) t 2 2 • Caïc maûch âiãöu biãn cuû thãø : a. Âiãöu biãn cán bàòng duìng diode i1 D1 i = i1 - i2 Cb vS vdB i2 D2 Cb EO vt Hçnh 3.12. Maûch âiãöu chãú cán bàòng duìng diode Âiãûn aïp âàût lãn D1, D2 : ⎧v 1 = VS cos ωs t + Vt . cos ω t t ⎨ (1) ⎩v 2 = − VS cos ωs t + Vt . cos ω t t Doìng âiãûn qua diode âæåüc biãøu diãùn theo chuäùi Taylo : ⎧ ⎪i1 = ao + a1v1 + a 2 v1 + a3 v1 + ... 2 3 ⎨ (2) ⎪i2 = ao + a1v2 + a 2 v 2 + a3 v 2 + ... 2 3 ⎩ Doìng âiãûn ra : i = i1 - i2 (3) Thay (1), (2) vaìo (3) vaì chè láúy 4 vãú âáöu ta nháûn âæåüc biãøu thæïc doìng âiãûn ra :
51 i = A cos ωst + B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] + D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) t] (4) ⎧ ⎛ ⎞ VS2 ⎪ A = VS ⎜ 2a1 + 3a3Vt + a3 ⎟ 2 ⎜ ⎟ ⎪ ⎝ ⎠ 2 ⎨ Trong âoï : ⎪ aV2 Vt B = 3 S , C = 2a 2VS .Vt , D = 3a 3 .VS . ⎪ ⎩ 2 2 ωt - ωs ωt + ωs 2ωt - ωs 2ωt + ωs ωt + 3ωs ωt - 3ωs ωs 3ωs ωt 2ωt Hçnh 3.13. Phäø tên hiãûu âiãöu biãn cán bàòng b. Maûch âiãöu biãn cán bàòng duìng 2BJT VCC vt VS vdb Hçnh 3.14. Maûch âiãöu biãn cán bàòng duìng 2 BJT Kãút quaí cuîng tæång tæû nhæ træåìng håüp trãn. c. Maûch âiãöu chãú voìng D1 D3 Cb vS vdb D4 D2 Cb D ~ Vt Hçnh 3.15. Maûch âiãöu chãú voìng
52 Goüi : iI laì doìng âiãûn ra cuía maûch âiãöu chãú cán bàòng gäöm D1, D2 iII laì doìng âiãûn ra cuía maûch âiãöu chãú cán bàòng gäöm D3, D4 ωt - ωs ωt + ωs ωt Hçnh 3.16. Phäø tên hiãûu âiãöu chãú cán voìng Theo cäng thæïc (4) åí muûc trãn (âiãöu biãn cán bàòng duìng diode) ta coï âæåüc biãøu thæïc tênh iI : iI = A cosωst + B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] + D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) t] (*) Ta coï : iII = iD3 - iD4 (1) Trong âoï : i D3 = a o + a 1 v 3 + a 2 v 3 + a 3 v 3 + ... 2 3 (2) i D4 = a o + a 1 v 4 + a 2 v 2 + a 3 v 3 + ... 4 4 Våïi v3, v4 laì âiãûn aïp âàût lãn D3, D4 vaì âæåüc xaïc âënh nhæ sau : v 3 = − V t cos ω t t − V s cos ω s t (3) v 4 = − V t cos ω t t + V s cos ω s t Thay (3) vaìo (2) vaì sau âoï thay vaìo (1), âäöng thåìi láúy 4 vãú âáöu ta âæåüc kãút quaí : iII = - A cosωst - B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] - D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) t] ⇒ idB = iI + iII = 2C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] (4) Váûy : maûch âiãöu chãú voìng coï thãø khæí âæåüc caïc haìm báûc leí cuía ωs vaì caïc biãn táön cuía 2ωst, do âoï meïo phi tuyãún ráút nhoí. 3.3. Âiãöu chãú âån biãn 3.3.1. Khaïi niãûm Phäø tên hiãûu âaî âiãöu biãn gäöm taíi táön vaì hai daíi biãn táön, trong âoï chè coï caïc biãn táön mang tin tæïc. Vç hai daíi biãn táön mang tin tæïc nhæ nhau (vãö biãn âäü vaì táön säú) nãn chè cáön truyãön âi mäüt biãn táön laì âuí thäng tin vãö tin tæïc, coìn taíi táön thç âæåüc neïn træåïc khi truyãön âi. Quaï trçnh âoï goüi laì âiãöu chãú âån biãn. Æu âiãøm cuía âiãöu chãú dån biãn so våïi âiãöu chãú hai biãn : - Âäü räüng daíi táön giaím âi mäüt næía.
53 - Cäng suáút phaït xaû yãu cáöu tháúp hån våïi cuìng mäüt cæû ly thäng tin. - Taûp ám âáöu thu giaím do daíi táön cuía tên hiãûu heûp hån, m . cos (ωt + ωs) t Biãøu thæïc cuía âiãöu chãú âån biãn :Vâb (t) = Vt . 2 Vs , m coï thãø nháûn giaï trë tæì 0 → ∞ m : hãû säú neïn taíi tin, m= Vt 3.3.2. Caïc phæång phaïp âiãöu chãú âån biãn 3.3.2.1. Âiãöu chãú theo phæång phaïp loüc ft2 ± (ft1 + fS) ft1 ± fS ft2 + ft1 + fS vS(t) ft1 + fS LOÜC2 ÂCCB1 LOÜC1 ÂCCB1 ft1 ft2 Dao âäüng Dao âäüng Hçnh 3.17. Så âäö khäúi maûch âiãöu chãú theo phæång phaïp loüc ∆fs = fs max - fs min Âàût : ft1 : táön säú cuía taíi táön thæï nháút ft1 : táön säú cuía taíi táön thæï hai ∆f s f s maî − f s min = x= : hãû säú loüc cuía bäü loüc. ft ft Trong så âäö khäúi trãn âáy, træåïc tiãn ta duìng mäüt táön säú dao âäüng ft1 khaï nhoí so våïi daíi táön yãu cáöu ft2 âãø tiãún haình âiãöu chãú cán bàòng tên hiãûu vaìo Vs(t). Luïc âoï hãû säú loüc tàng lãn âãø coï thãø loüc boí âæåüc mäüt biãn táön dãù daìng. Trãn âáöu ra bäü loüc thæï nháút seî nháûn âæåüc mäüt tên hiãûu ccoï daíi phäø bàòng daíi phäø cuía tên hiãûu vaìo. ∆fs = fs max - fs min, nhæng dëch mäüt læåüng bàòng ft1 trãn thang táön säú, sau âoï âæa âãún bäü âiãöu chãú cán bàòng thæï hai maì trãn âáöu ra cuía noï laì tên hiãûu phäø gäöm hai biãn táön caïch nhau mäüt khoaíng ∆f ‘ = 2 (ft1 + fs min) sao cho viãûc loüc láúy mäüt daíi biãn táön nhåì bäü loüc thæï hai thæûc hiãûn mäüt caïch dãù daìng. 3.3.2.2. Âiãöu chãú âån biãn theo phæång phaïp quay pha Tên hiãûu ra cuía 2 bäü âiãöu chãú cán bàòng: 1 VCB1 = VCB cosωst cosωtt = VCB [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] 2 1 VCB2 = VCB sinωst sinωtt = VCB [- cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] 2
54 vCB2 Cáöu Diode vS 00 MAÛCH ÂCCB1 90 0 VDB MAÛCH ÂIÃÛN vCB2 TÄØNG Cáöu Diode 00 HOÀÛC vt 0 ÂCCB2 HIÃÛU 90 Hçnh 3.18. Så âäö maûch âiãöu chãú âån biãn theo phæång phaïp pha Hiãûu hai âiãûn aïp ta seî coï biãn táön trãn : ⇒ VDB = VCB1 - VCB2 = VCB cos (ωt + ωs) t Täøng hai âiãûn aïp ta seî coï biãn táön dæåïi : ⇒ VDB = VCB1 + VCB2 = VCB cos (ωt - ωs) t 3.4 Âiãöu táön vaì âiãöu pha 3.4.1. Quan hãû giæîa âiãöu táön vaì âiãöu pha dϕ ω= (1) dt Våïi taíi tin laì dao âäüng âiãöu hoìa : V(t) = Vt . cos (ωtt + ϕo) = Vt . cos ϕ (t) (2) Tæì (1) ruït ra : t ϕ (t) = ∫ ω( t ).dt + ϕ( t ) (3) o Thay (3) vaìo (2), ta âæåüc : t v(t) = Vt. cos [ ∫ ω( t ).dt + ϕ( t ) ] (4) o Giaí thiãút tên hiãûu âiãöu chãú laì tên hiãûu âån ám : vs = Vs cos ωtt (5) Khi âiãöu táön vaì âiãöu pha thç ω (t) vaì ϕ (t) âæåüc xaïc âënh theo caïc biãøu thæïc : ω (t) = ωt + Kât Vs cos ωtt (6)
55 ϕ (t) = ϕo + Kâf Vs cos ωtt (7) ωt : táön säú trung tám cuía tên hiãûu âiãöu táön. Kât.Vs = ∆ωm : læåüng di táön cæûc âaûi Kâf.Vs = ∆ϕm : læåüng di pha cæûc âaûi ω(t) = ωt + ∆ωm cos ωtt (8) ϕ (t) = ϕo + ∆ϕm cos ωtt (9) Khi âiãöu táön thç goïc pha âáöu khäng âäøi, do âoï ϕ(t) = ϕo. Thay (8), (9) vaìo (4) vaì têch phán lãn, ta nháûn âæåüc : ∆ω m vât(t) = Vt . cos (ωtt + sin ωtt + ϕo) (10) ωs Tæång tæû thay ϕ (t) trong (9) vaìo (4) vaì cho ω = ωt = cte ta coï : vâf(t) = Vt.cos (ωtt + ∆ϕm cosωtt + ϕo) (11) Læåüng di pha âaût âæåüc khi âiãöu pha : ∆ϕ = ∆ϕm cosωtt Tæång tæû våïi læåüng di táön : d∆ϕ ∆ω = = ∆ϕm ωs.sin ωst dt Læåüng di táön cæûc âaûi âaût âæåüc khi âiãöu pha : ∆ωm = ωs. ∆ϕm = ωs.Kâf.Vs (12) Læåüng di táön cæûc âaûi âaût âæåüc khi âiãöu táön : ∆ωm = Kât.Vs (13) Tæì (12) vaì (13) ta tháúy ràòng : âiãøm khaïc nhau cå baín giæîa âiãöu táön vaì âiãöu pha laì: - Læåüng di táön khi âiãöu pha tè lãû våïi Vs vaì ωs - Læåüng di táön khi âiãöu táön tè lãû våïi Vs maì thäi. Tæì âoï ta coï thãø láûp âæåüc hai så âäö khäúi minh hoüa quaï trçnh âiãöu táön vaì âiãöu pha : T/h âiãöu táön Têch phán Âiãöu pha vS vS T/h âiãöu pha Âaûo haìm Âiãöu táön Hçnh 3.19. Så âäö khäúi quaï trçnh âiãöu pha va âiãöu táön
56 3.4.2. Phäø cuía dao âäüng âaî âiãöu táön vaì âiãöu pha ∆ϕ m Trong biãøu thæïc (10), cho ϕo = 0, âàût = Mf goüi laì hãû säú âiãöu táön, ta seî coï ωs vât = Vt cos [ωtt + Mf.sin ωtt] biãøu thæïc âiãöu táön : (14) Tæång tæû, ta coï biãøu thæïc cuía dao âäüng âaî âiãöu pha : vâf = Vt cos [ωtt + M. cos ωtt] (15) Trong âoï : M = ∆ϕm Thäng thæåìng tên hiãûu âiãöu chãú laì tên hiãûu báút kyì gäöm nhiãöu thaình pháön táön säú. Luïc âoï tên hiãûu âiãöu chãú táön säú vaì âiãöu chãú pha coï thãø biãøu diãùn täøng quaït theo biãøu m ∑ ∆M Vdt = Vt cos [ωtt + cos(ωSit + ϕ i ) ] thæïc : i i =1 m ∑µ ω Phäø cuía tên hiãûu âiãöu táön gäöm coï táút caí caïc thaình pháön táön säú täø håüp : ωt + i Si i =1 Våïi µi laì mäüt säú nguyãn hæîu tè; - ∞ ≤ µi ≤ ∞ 3.4.3 Maûch âiãöu táön vaì âiãöu pha 3.4.3.1 Âiãöu táön duìng diode biãún dung CV C1 RFC + R1 Rv L V C2 Cv VV Hçnh 3.20. Maûch âiãöu táön duìng Diode biãún dung vaì âàûc tuyãún cuía CV L, Cv taûo thaình khung cäüng hæåíng dao âäüng cuía mäüt maûch dao âäüng C1 : tuû ngàn DC C2 : tuû thoaït cao táön âãø äøn âënh phán cæûc cho Cv RFC : cuäün caín cao táön R1 : tråí ngàn caïch giæîa maûch cäüng hæåíng vaì nguäön cung cáúp khi Rv thay âäøi → 1 thay âäøi → CV thay âäøi theo laìm cho táön säú cäüng hæåíng riãng f = VPC cuía 2π LC V khung cäüng hæåíng LCV thay âäøi, dáùn âãún quaï trçnh âiãöu táön.
57 3.4.3.2 Âiãöu pha theo Amstrong → vâb1 ÂB1 vâb1 → mVt2 v Vt2 vS Täøng vâb2 Di ÂB2 pha 900 mVt1 → Vt1 vâb2 Hçnh 3.21. Maûch âiãöu pha theo Amstrong vaì âäö thë vectå cuía tên hiãûu Taíi tin tæì thaûch anh âæa âãún bäü âiãöu biãn 1 (ÂB1) vaì âiãöu biãn 2 (ÂB2) lãûch pha o 90 , coìn tên hiãûu âiãöu chãú vs âæa âãún hai maûch âiãöu biãn ngæåüc pha. Âiãûn aïp ra trãn hai bäü âiãöu pha : vâb1 = Vt1 (1 + m cos ωst) cos ωtt Vt1 cos ω t t − mVt1 [cos(ω t + ωs ) t + cos(ω t + ωs ) t ] = 2 vâb2 = Vt2 (1 - m cos ωst) sinωtt Vt 2 sin ω t t − mVt 2 [sin(ω t + ωs ) t + sin(ω t + ωs ) t ] = 2 → → → → → Âäö thë veïc tå cuía tên hiãûu V db1 vaì V db 2 vaì veïc tå täøng cuía chuïng V = V db1 + V db 2 laì mäüt dao âäüng âæåüc âiãöu chãú pha vaì biãn âäü. Âiãöu biãn åí âáy laì âiãöu biãn kyï sinh. Âãø haûn chãú âiãöu biãn kyï sinh → choün ∆ϕ nhoí (∆ϕ < 0,35) 3.4.3.3 Âiãöu táön duìng Transistor âiãûn khaïng Pháön tæí âiãûn khaïng : dung têch hoàûc caím tênh coï trë säú biãún thiãn theo âiãûn aïp âiãöu chãú âàût trãn noï âæåüc màõc song song våïi hãû dao âäüng cuía bäü dao âäüng laìm cho táön säú dao âäüng thay âäøi theo tên hiãûu âiãöu chãú. Phán tæí âiãûn khaïng âæåüc thæûc hiãûn nhåì mäüt maûch di pha trong maûch häöi tiãúp cuía BJT. Coï 4 caïch màõc phán tæí âiãûn khaïng nhæ hçnh veî.
58 Caïch màõc Så âäö nguyãn lyï Tham säú tæång Âäö thë veïc tå Trë säú âiãûn khaïng maûch âæång _ _ VR _ I _ _ _ R Maûch V RC RC I VC Z = j.ω V Ltd = phán aïp S S RC C _ I _ _ R _ Maûch _ R LS V V I Z = - j. Ctd = phán aïp VL ωLS R _ L RL VR _ _ _ I VR _ I _ _ C Maûch V 1 VC V Z = - j. phán aïp Ctd = RCS ω`RCS CR R _ I _ L Maûch _ _ L L V Z = jω. _ Ltd = VL V phán aïp RS RS I _ LR R VR Våïi maûch phán aïp RC ta tênh âæåüc : V V (IC = S.VBE ⇒ IC luän luän cuìng phêa våïi VBE) = Z= I S.V BE 1 R+ j.ωC V = Z= 1 1 j.ωC j.ωC S.V. 1 R+ j.ωC
59 1 1 Nãúu choün