Giáo trình Lý thuyết mạch (Tập 2): Phần 2

Chia sẻ: ViOishi2711 ViOishi2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:166

Thêm vào BST

Báo xấu

63
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp phần 1, phần 2 của Giáo trình Lý thuyết mạch (Tập 2) sẽ tiếp tục trình bày các nội dung về ứng dụng của bốn cực, tổng hợp mạch tuyến tính, thụ động và phương pháp tổng quát tổng hợp mạch tích cực RC. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lý thuyết mạch (Tập 2): Phần 2

Chương 14 ỨNG DỤNG CỦA BổN cực 14-1. Các bốn cực suy giảm và phối hạp trở kháng Hai loại bốn cực thụ động và tuyến tính thường gặp là các suy giảm và phối hợp trở kháng. 14-1.1. Đốn cực suy giảm Một bốn cực suy giảm có thể coi như một mạch chia điện áp chính xác mà không’ làm thay đổi điện trở trong của nguồn. Để thỏa mãn yêu cầu như vậy, suy giảm phải làm một bốn cực đối xứng với trở kháng đặc tính bằng điện trở trong R ị của nguồn. Thêm vào đó, để đơn giản tính toán và kết cấu, không yêu cầu dịch pha giữa tác động vào và đáp ứng ra. Nói cách khác, truyền đạt đặc tính Ịỉ = a > 0 (14—1>'V Các phần tử của bốn cực suy giảm được tính như sau: a) Sơ đồ hình T (hình 1 4 - la ) Hình 14-1. Các kết quả (1 4 - 2 ) và (1 4 -3 ) chỉ rõ các bốn cực suy giảm có kết cấu thuần điện trở. Ví dụ hãy tính một bốn cực suy giảm làm việc với nguồn có điện trở tro n g Rị = 6 0 0 Q và suy giảm đặc tín h b ằn g 2 ,7 5 n êp e.
14-1.2. Bốn Cực phối họp tró khống Khác với bốn cực suy giảm, một bốn cực phối hợp trở kháng kết hợp với một nguồn để làm thay đổi điện trờ trong của no'. Do đó, đặc điểm chủ yếu của bốn cực phối hợp trở kháng là tỉnh không đối xứng. Thêm vào đó, để đơn giản tính toán, người ta coi truyền đạt đặc tính của nó là thuàn túy áo nghĩa là gán = * (1 4 -4 ) cho tác động và đáp ứng một quan hộ pha nào đo'. Với những điều kiện như vậy và già thiết yêu cầu biến đổi điện trở trong /?jị thành Rp, các phần tử của bốn cực phối hợp trở kháng co' giá trị như sau: a) Sơ đồ hình T (hình 1 4 -2 a ) ¿2 z3 - -j sinò R; Z \=j ( (1 4 -5 ) sin b t gb a) R; z2 = j ( sin b t gh yc b) Sơ đồ hình Jí (hình 14—26) 1 Y' = - j V r ~ R ị sin 6 ya yb 1 t~ 1 1 y, = j ( —f==— -----------------— (1 4 -6 ) Vi?/, R: sinỏ R ịịtg b b) 1 '2 1 1 Y* = j (- Hình 14-2. V r ~ R ~ sìnb R \1 tg 6 Các kết quà ( 1 4 - 5 ) và (1 4 - 6 ) chi rõ các bốn cực phối hợp trở kháng co' kết cấu thuàn điện kháng. Ví dụ hãy tính một bốn cực phối hợp trở kháng đặt giữa nguồn co' điện trở trong i?jị = 5000Q với tài R ị 2 = 75Q. Các điện áp vào và ra dịch pha với nhau một go'c 6 . à = *P{ 11 - 'P\)2 = 45°. 14-2. Mạch lọc tằn sỗ 14-2.1. Khái niệm mỏ đầu Mạch lọc tần số là một loại mạch chọn lọc tần số đặc biệt. Chú ý ràng mọi mạch co' chứa các phần tử điện kháng sao cho trở kháng của nó phụ thuộc vào tần số đều có th ể coi như có tính chất chọn lọc đôi với tần số. Do đo' để phân biệt chúng với nhau càn phải dựa vào vào các đặc điểm khác nữa. ò đây sẽ định nghĩa mạch lọc tần số dựa vào tính ch ất của sự phụ thuộc theo tàn số của các thông số đặc tính.
Một cách định tính có thể định nghỉa mạch lọc tàn số là những mạch cho những dao động có tần số nàm trong một hay một số khoảng nhất định đi qua và chặn các dao động cd tần số nằm trong những khoảng còn lại. Về mặt. kết cấu cd thể định nghĩa, mạch lọc tàn số là một bốn cực có suy giam đặc tính a(cu) = 0 trên một, hay một số khoảng nhất định của thang tần số gọi là dải thông của mạch (cho đi qua) và rt(w) = 00 trong những khoảng còn lại gọi là dải chắn (bị chặn lại). Các định nghĩa trên, rõ ràng là để xác định một mạch lọc tàn số lý tưởng. Dối với các mạch chọn lọc tần số thực tế, sẽ tùy tníờng hợp cụ thể, qui định các giới hạn thích hợp cho dài thông và dải chán như đã tìíng làm với các mạch dao động đơn, ghép, v.v... Nếu muốn biểu diễn tính chất của mạch lọc tần số thông qua hệ số truyền đạt điện áp của nó, thì cd thể nói mạch lọc lý tưởng là một bốn cực cd m ô-đun của hệ số truyền đạt điện áp thỏa mãn hệ thức sau 1 trong dải thông (1 4 - 7 ) 0 trong dài ch ắ n . I Dặc tính tần số I K {iư) I của mạch lọc lý tưởng vẽ trong hình 14—3a, trong đó dải tần số (CV|, w2) thuộc về dải thông iK l còn dải tân số ( 0 — ƠJ|) và tìí (cu2 — °°) thuộc về dải chán. ừ) Ồ đây chúng ta sẽ xét các mạch lọc U)ị mà sơ đồ của nó cd dạng hình cái thang như vẽ trong hình 1 4 -3 b . 0) Các kết cấu này giữa cửa vào và cửa ra của mạch lọc có một điểm chung là r Zn Zq Zq và 2 \ Tính chất này giúp cho mạch lọc làm việc được ổn định. Do đd loại sơ đồ này được sừ dụng rộng rãi. i— r — i h - ; r — 1 Dể phân tích một mạch lọc phức tạp, người ta thường cát nd ra thành những b) đoạn nhò đơn giản theo các đoạn nhỏ đơn giản theo các đoạn hình r thuận, r ngược (hình 1 4 -4 a , 6 ) hay các đoạn hình T và Hình ¡4-3. hình JI (hình 1 4 -4 c , d ) y sao cho nếu nối dây truyền nhiều đoạn với nhau sẽ cd lại mạch hình cái thang như hình 1 4 -3 6 . Trong bốn loại sơ đồ trên, các sơ đồ hình T và K được dùng nhiều, còn các sơ đồ hình T do tính chất không đối xứng nên ít được sử dụng. za za Zalz Z a/ĩ za or o- ĩ a) -0 b) C) d) Hình ¡4-4.
Trong chương trình trước đã tính được các thông số đặc tính của các sơ đồ hình T và JI đối xứng. Áp dụng các kết quả đó cho các sơ đồ hình 14—4c, d sẽ viết được Za / 4z b Z0(T) = — \ 1 + ----- - 2 V Z 0(j i ) — 2Zb — (1 4 -8 ) 1 + 4 + 4 Za thgo=- ~2Zị 1 + zT ỏ đây chúng ta vẫn co' nhận xét như trong chương trước là truyền đạt đặc tính 0 của các khâu hình T và K bầng nhau. Diều đo' chứng tỏ rằng về mặt truyền đạt tín hiệu, chúng là hai đoạn đều nhau của toàn bộ mạch hình cái thang. 14-2.2. Điều kiện dải thông của mạch lọc tần số Dối với một kết cấu (Zỉì và z h) đã cho, cần xác định điều kiện cho một tần số cư nào đd nằm trong dải thông (hay dải chấn) của mạch. Xuất phát tìí định nghĩa của mạch lọc tần số và công thức (14—8), hãy dẫn tới điều kiện dải thông của mạch lọc. Theo định nghĩa của mạch lọc, có: Trong dải thông ữ =0 hay g = jb V (1 4 -9 ) và t.hg = jt gò. Ậ Trong khuôn khổ của nội dung giáo trình, chương này chủ yếu chỉ xét một loại mạch lọc đơn giản có kết cấu thỏa mãn điều kiện z.,zb = k 1 (14-10) với k là một hằng số. Các mạch lọc thỏa mãn điều kiện (1 4 - 1 0 ) gọi là mạch lọc loại k . • • Dể thỏa mãn ( 1 4 - 1 0 ) đơn giản nhất là chọn Z.A và z h là Za các điện kháng khuẩn khác tính nhau, sao cho tỷ số là một sô z b thực. Lúc đó công thức ( 1 4 - 9 ) được thỏa mãn khi điều kiện dưới đây được thực hiện. 1 + 4 z. < 0 ] hay 4Z| (1 4 - 1 1 ) 1 < - < 00 z„
Dó là điều kiện dải thông của mạch lọc tần số có kết cấu như hình 14—3b. Dể làm ví dụ, hãy áp dụng điều kiện (1 4 -1 1 ) cho một số mạch cụ thể. 1. L ọc th ôn g tháp z« = jw L ữ 1 (1 4 - 1 2 ) La Lq Lạ z b — :— — / — Ị-^rrr^-p-^rrìri-Ị—nrrr>-| 2 j (ư c h C* T C‘ T ‘*T C tT ■■ Sơ đồ của mạch lọc này vẽ trên hình 14—5. Áp dụng điều kiện (1 4 - 1 1 ) ta cđ Hình ¡4-5. 4 1 < - = —y--------- < 00 ì hay (1 4 - 1 3 ) 2 0 < ca a i > (1 4 -1 4 ) 1 ----- zb= j(v L b J 1' ----- Sơ đồ mạch vẽ trong hình 1 4 - 6 . Áp dụng điều kiện (1 4 - 1 1 ) co' Hình 14-6. I 1 < = 4oi2 L bCa z. ► hay (1 4 -1 5 ) 1 cok = < cư < 00 ✓ Kết quả (1 4 - 1 5 ) chỉ rõ, các dao động co' tần số hữu hạn và lớn hơn a>k thỏa mãn điều kiện dải thông, nghĩa là đi qua được mạch lọc. Mạch lọc có tính chất như vậy gọi ' ; ■1
là mạch lọc thông cao. Tân số oưk như xác định trong (1 4 —15) là giới hạn giữa dải thông và dải chán gọi là tân số cát của mạch lọc. Người ta còn bảo, mạch lọc thông cao la loại mạch lọc có tần số cất xác định bởi (1 4 —15) và dải thông chứa tân sô UJ. Về mặt vật lý, cũng như những nhận xét về tính chất cùa phân tử điện cảm và điện dung như trên sẽ thấy rằng các dao động có tần số cao có thê đi tư cưạ vao đen cửá ra cùa mạch lọc một cách dễ dàng còn các dao động có tàn số thấp thi bị chạn lại và đi tắ t qua các cuộn dây điện cảm xuống điểm chung (1*, 2*). Do đo' mạch lọc là thông cao. 3) Lọc thông d ả i z » = j (wL» - ¿ > 1 z " = ------------— — I (1 4 - 1 6 ) j (
Với X 0 từ (1 4 —19) rút ra hai'bất phương trình X2 + 2 Vp X —1 > 0 ỉà (1 4 -2 0 ) X2 - 2 Vp X — 1 < 0 B ất phương trình thứ nhất của (1 4 - 2 0 ) được thỏa mãn với X ở ngoài khoảng các nghiệm. Nếu bỏ đi các nghiệm âm, bất phương trình sẽ thỏa mãn với *■ >*, = - V jỡ ■ + y/p + ĩ (1 4 -2 1 a ) B ất phương trinh thứ hai của (1 4 —20) được thỏa mãn với các X nằm trong khoảng giữa các nghiệm. Do đó nếu bỏ đi nghiệm âm, sẽ có X < x 2 =Vp +Vp + 1 (1 4 -2 1 6 ) Kết hợp cả (1 4 —21a) và (1 4 -2 1 b ), viết được với JCj < X < x2 * 12 = Vp + 1 ± Vp ■ (1 4 - 2 2 ) trở lại với tần số (V, viết được dải thông cùa mạch lọc nằm trong khoảng Wj < OI < gư2 (1 4 -2 3 ) với w ỉ '2 = wo (Vp + 1 ± Vp ). ( 1 4 - 2 3 ’) Nếu xét cà giới hạn trên của (1 4 -1 8 ), sẽ có w = 0Jo nằm trong dải thông xác định bởi ( 1 4 - 2 3 ’). Kết quả (1 4 —23) chỉ rõ mạch lọc có dải thông nằm trong khoảng (oij, ƠJ2)Ì do đó gọi là mạch lọc thông dải. Các tần số cát (ứị và ù)2 xác định bởi ( 1 4 - 2 3 ’). To'm lại có thể nói, lọc thông dải là loại lọc có hai tần số cắt GƯ|, a>2 xác định bởi (1 4 —22) và dải thông không chứa các tần số 0 và 00 Chú ý rằng giữa các tần số cắt và tần số cộng hưởng của các nhánh của mạch lọc thông dài có các quan hệ sau đây rất thuật lợi cho việc tính toán: WịOj7 = 0)02 (14—24) nghĩa.là tần số cộng hưởng của các nhánh là trung bình nhân của các tần số cắt. Thêm vào đd, nếu lập hiệu số các tần số cắt, sẽ có (V2 — w ị = 2w 0 Vj0 = ------ —---- (1 4 —25) v ^cb Vê m ặt vật lý, cố thể qui mạch lọc thông dải trên các đoạn tần số khác nhau về tương đương với các mạch thông thấp và thông cao. Cụ thể ở các tần số (V w a nhánh Z.A mang tính chất của một điện cảm, còn nhánh zb mang tính chất của một điện dung, mạch lọc thông dải tương đương với lọc thông thấp. Ngược lại trong khoảng tàn số 0 tí) 0Jo nhánh Za mang tính chất của một điện dung, nhánh zb mang tính chất của Đổ/ chôn U)Ị Dỗ ỉ thông U)2 Dồi chân một điện cảm, mạch lọc thông dải tương đương với lọc thông cao, sao cho dài thông V N ------ V----------- V V__________________________ ^ s u) nằm trên thang tần số như minh họa trong Thong cao Thõng thơp hình 1 4 - 8 . Hình 14-8.
N hận x é t này sẽ được sử dụng m ột cách thuận lợi khi xét sự phụ thuộc của các thông số đặc tín h của m ạch lọc thông dài theo tàn số, tránh được các tính toán phức tạp. 4. L ọc ch ắn d ả i 1 3 . =■ J Ci Sơ đồ mạch vẽ trong hình 14—9. nghĩa là nhánh Za, Z b có cùng tàn số cộng hưởng. Hình 14-9. Lúc đó, áp dụng điều kiện ( 1 4 - 1 1 ) sẽ có: 1 < _ _ V Ị w _ ^o\ 2 < (1 4 - 2 8 ) za ■ V L ,C h \
B ấ t phương trình thứ hai của (1 4 —29) sẽ được thỏa mãn với X nằm ở trong khoảng các nghiệm. Nếu bỏ đi các nghiệm âm sẽ co' 1 1 V\/ / - 1 + 4 < = --------- 7=- + — — (14 - 306) 2 V X X , 4vp 4p 1 K ết hợp (1 4 —30a) với (1 4 —30b) và đặt p = — sẽ viết được 16p X < JC*Ị, X < X 2 vớ« * 1.2 = Vp’ + r ± Vp7 . (1 4 - 3 1 ) Trở lại với tần số a dải thông của mạch lọc sẽ được xác định như sau: 0J < (Vị'f (V > a>2 (14 - 32) với W[.2 = wo ^ p ’ + 1 ) ± / p ’. Còn dải chắn của no' nằm trong khoảng co*| < (V < (V*2 (14 —33) Nếu xét cả giới hạn trẽn của (14—28) cũng sẽ rút ra được các kết quà: (V > 0, (V < 00 . (14—34) Các kết quả (1 4 —22, 23, 24) làm cho mạch lọc đang xét có tên gọi là lọc chắn dải. Các tần số cắt của no' được xác định bởi (1 4 —32). To'm lại cđ thể no'i, lọc chắn dải là loại lọc có hai tần số cất xác định bởi (14 —32) và dải thông co' chứa hai tần số 0 và 00. Chú ý rằn g: giữa các tàn số cất và tần số cộng hưởng của các nhánh của mạch lọc cũng có các quan hệ sau đây: > » _ cư, U) ị ơ ) 2 — > » (1 4 - 3 5 ) w 2 —w = 2« > ' = 2 V L ,Ã Giống như (1 4 —25) và (14—26) công thức (1 4 —35) rất thuận tiện cho việc tính toán Tương tự mạch lọc thông dải, mạch lọc chán dải co' thể qui về tương đương với mạch lọc thông thấp và thông cao và được minh họa như trong hình 1 4 -1 0 . Dỏi thong . co' U)'0. U)'z Dài thõng u 0 •"•VVVVVtVVVVVM VVVV*------------------- -------------------- ------------------------------------------------------------•» V ------------ ---------- ----------------------------------- ĩ hồng thõp Thông cao Hình 14-10. 14-2.3. Các tính chất của mạch lọc loại K ò trên đã xét bốn ví dụ về lọc loại K . Dến đây, hãy xét chi tiết về các tính chất
của chúng, cụ thể đối với từng loại sẽ xét các trở kháng và truyền đạt đặc tính của chúng. 1- L ọc thôn g tháp Các sơ đồ hình T và 31 của mạch lọc Lq thông thấp được vẽ trong hình 1 4 -1 1 . —'Trv-t------ - Trở kháng đặc tính cùa các khâu T và Jt có biểu thức khác nhau, do đo' phải o- tính chúng riêng rẽ. Trước hết theo (1 4 —2) có: Hình 14-11. 2 4Z, . «1 1 / 1 1 +. (1 4 -3 6 ) °( 0 V1 ■V ¡ 4 Công thức (1 4 —36) chỉ rõ, trong dải chắn khi cư >cưk thì \/ 1 - là một số thực V cư và-Zd^ mang tính chất điện cảm. Trong dải thông cư cuk* (14—36) đữợc viết lại dưới dạng cư :± t i- ^k như vậy z ^ là một số thực nghĩa là một điện trở thuần và do đó chỉ co' nghĩa khi mang dấu + sao cho co ao cno có tne thể viết viet ở ơ trong dài aai thông: tnong: I La / 0 J2 (1 4 - 3 7 ) Za(V) •_ 17 < Sự phụ thuộc cùa theo tàn số ở trong và rigoài dải thông được biểu diễn trong hình 1 4 -1 2 . 'u(jr) ĩ 4 ừ> > 0Jk thì \yl - 2 tè số thực và Zứ( 7 ) niang tính chất của điện dung. 7Vong dải thông (tu
1 1 "('■ 0 ~ja>cb n ' hay - 1 UJ tgf>0=± - (14—41a) CƯL- 1 - U) Trong kết quả (1 4 -4 1 a ), vế phải được chọn dấu ( - ) vì dựa vào tính chất của trở kháng đậc tính ở trong dải thống là điện trở thuân, từ đó xác định được một cách định tính điện áp ư 2 chậm pha so với ƠJ sao cho b = (pu - 0 Đồ thị vecto vẽ trong các hình 1 4 - 1 4 ứng với các sơ đồ hình T và chứng minh điều đo'. Ra ngoài dải thông điện áp ở cửa ra ư 2 giảm nhỏ một cách đáng kể sao cho lúc đó không cần chú ý đến dịch pha giữa no' với điện áp cửa vào. Một cách qui ước, người
ta coi trong dài chán, 6 giữ nguyên giá trị ở tàn sổ cất Gưk, sao cho sang dài chán tg 3 = 0 va thg0= t.ha0,Như vậy theo (1 4 —40) viết được trong dài chắn Hình 14-14. / / 1 an = arth (1 4 - 4 1 b) 1 - Hỉnh 14—15 biểu diễn sự phụ thuộc của a và ệ theo tần số trong các dải tàn sô khác nhau 2. Lọc thông cao Các sơ đồ hỉnh T và JI của mạch lọc thông cao có dạng vẽ trong hlnh 1 4 -1 6 . 0 đây có Hĩnh 14-15. 1 - (1 4 - 4 2 ) '° (T ) 2>ca y U)\ Hình 14-16. 2 T ron g dải chắn khi Oỉ «Ắ>\ ; 1 ------- 2 là sã thvteí ^a(T) manể tính chất cùa diện “>k dung. T ro n g dài thông (a) >(ư\) (1 4 - 4 2 ) được viết lại dưới dạng
2 1 2 1 '0(71) -r' jw C b / cư ■ i/1 1w 'i n 2 1 _ L* l « 2 V Do đó cũng giống như đối với Z 0ự]y viết được /T 7 1 Z 0 (.T )< “ » " k ) = - ị ----------- V
Trong dài thông, với a = 0, G — j b và theo công thức (1 4 —8), có 2 cư th ể0= j t g b 0= (1 4 - 4 6 ) 2 - cư 1 - hay (1 4 - 4 7 ) 1 - Gư Vì ở trong dài thông trở kháng đặc tính là điện trở thuần nên co' thể xác định điện áp cửa ra ơ 2 nhanh pha hơn điện áp cửa vào ơ j, do đo' vế phải của (1 4 - 4 7 ) được chọn dấu (+ ). Đồ thị vectơ hình 14—19 chứng minh quan hệ pha giữa các điện áp cửa ra va điện áp cửa vào. Cũng giống như trên, trong dải chắn không cần chú ý đến dịch pha giữa điện áp ờ các cửa vào và ra, do đò qui ước nó giữ nguyên giá trị ở tần số cát, sao cho trong dải chắn tgß = 0 và thớ = tha. Lúc đó theo (1 4 —46) viết được aQ= Arth (1 4 - 4 8 ) Hình 14-19. Hỉnh 1 4 —20 biểu diễn sự phụ thuộc của aỡ và theo tàn số trong các dải tàn số khác nhau. 3. L ọc khôn g d ải Các sơ đồ hỉnh T và Jí của mạch lọc thông dài có dạng như hình 1 4 - 2 1 .
Hình ¡4-20. Hình ¡4-21. Dối với mạch lọc này, việc tỉnh toán các thông số đặc tính khá phức tạp. Do đó, ở dây không tinh toán trực tiếp mà chỉ dựa vào tính chất tương đương của no' với các lọc thông (hấp và thông cao ở các dải tán số khác nhau như đã nêu trong tiết trước để suy ra cá đặc tính cùa lọc thông dải. Kết quả sẽ cho các đồ thị hĩnh 14—23 và 24. /z 0(T) 'ỉ Hình ¡4-22. 4. Lọc ch ấn d ã i Các sơ đồ hình T và hình JI của mạch lọc chắn dải có dạng vẽ trong hình 1 4 -2 5 .
La / 2 L -ah 2Co Ì Lb 2 Ca 6----------------T1----------------a ẻb Hình 14-25. 14-2.4. Tải của mạch lọc loại K Chú ý rằng, trong lý thuyết bốn cực, truyền đạt đặc tính được tính nghĩa dựa trên điều kiện phối hợp trở kháng ở hai cửa. Đối với các mạch lọc loại K điều kiện này thường rất kho' thực hiện vl lý do sau đây: Thông thường trở kháng tải hay trở kháng trong của nguồn có giá trị là các điện trở thuần cố định, hay nếu có phụ thuộc tần số thì cũng theo qui luật riêng của no'. Còn trở kháng đặc tính của mạch lọc loại K tuy rằng có tính chất điện trở thuần trong dải thông nhưng biến thiên khá nhiều theo tần số. Do tình trạng này, nên ở đây nảy ra vấn đề phải xét ảnh hưởng của sự không phối hợp trở kháng đến truyền đạt tín hiệu của mạch lọc. Chúng ta sẽ xét vấn đề này dựa trên ví dụ cụ th ể về mạch lọc thông thấp hình Jt với tải R ị bất kỳ như vẽ trong hình 14—29. Hệ số truyền đạt của sơ đồ này
K = Dựa vào trong trở kháng trung gian Z ’ như vẽ trong hình 1 4 -2 9 , có thể viết dưới dạng phức: . ư2 Z’ k = ưỉ jcưL, + Z ’ với 2 Ri z- J 0 ,c * Ri — + Rt 1 + — j
Còn trong các trường hợp khác tỉnh chất lọc của mạch giảm sút nhiều. Song nếu tài của mạch lọc là cố định, theo hình 1 4 - 3 0 nên chọn Rị = p(n = 1 ) thì ảnh hưởng của tải đến chất lượng lọc là ít nhất. Qua lý luận tron, thấy ràng nhược điểm lớn của lọc loại K là trở kháng đặc tính cùa nó trong dải khổng phụ thuộc vào tần số. Dế khắc phục nhược điểm này cần cải tiến thèm một bước về kết cấu của mạch lọc để đạt chất, lượng lọc cao hơn. Các mạch lọc này gọi là lọc loại M mà chúng ta sẽ xét sau đây. 14-2.5. Các mạch lọc loại M Xuất phát tìí lọc loại K co' thể chuyển sang lọc loại M theo hai cách OI Chuyền nổi tiếp 1 — Chọn khâu cơ bản hình T và tính toán dựa vào trở kháng cùa nhánh 2 - Trong nhánh nối tiếp Z ;1 chỉ giữ lại một phân trở kháng của no' sao cho nó trở thành: Z ’ it = m Z (, im < 1) (14 — 50 ) 3 - Chuyển một phán trở kháng cùa nhánh nối tiốp sang nhánh song song (Zh) sao cho nó trở thành z\y 4 - Xác định Z ’ị, dựa vào diêu kiện cân bàng các trở kháng đặc tính cùa các khâu loại K và loại M. z \i{T) - z ứ{’i y (1 4 - 5 1 ) trong đó dấu phây chỉ các thông số cùa lọc loại M. Khâu lọc loại M xây dựng được bàng cách như vậy gọi là khâu lọc M nối tiếp. R õ ràng nó cũng có kết cấu hình T. Hình 1 4 -3 1 minh họa quá trình chuyến nối tiếp vừa trình bày ở trên. Theo điều kiện (1 4 —51) và các công thức (1 4 —18) và (14 —56) hãy tính Z ’h cùa khâu lọc loại M nối tiếp. Chúng ta có (1 4 - 5 2 ) tìí đo' suy ra: ■) (1 4 - 5 3 ) fĩìZgỊ2 —Z(jfz
1 — Chọn khâu cơ bàn hình 71 và tính toán sẽ dựa vào dẫn nạp của các nhánh. 2 - Trong nhánh song song (Yb) chỉ giữ lại một phần dẫn nạp của nd sao cho no' trở thành: Y\ = m Y h (m < 1). (1 4 -5 4 ) 3 - Chuyển một phần dẫn nạp của nhánh song song sang nhánh nối tiếp (Ya) sao cho bây giờ no' trở thành Y\. 4 - Xác định Y ’.A theo điều kiện cân bàng các trở kháng đặc tính của các khàu loại K và loại M. ZV ) = Zd(.T) (1 4 -5 5 ) Trong đo' dấu phẩy chỉ các thông số của lọc loại M. Khâu lọc loại M xây dựng như vậy gọi là khâu lọc M song song. R õ ràng nó cũng có kết cấu hình 71. Hình 1 4 -3 2 minh họa quá trình chuyển song song vừa trình bày ở trên. yơ \¥ề. Zđa\)- z'đơi) ----- 9 *- Hình 14-32. Cũng giống như trong cách chuyển nối tiếp, hãy xác định dẫn nạp của nhánh nối tiếp Y\t. Trước hết hãy viết công thức ( 1 4 - 8 ) theo dẫn nạp 1 z d{.7) ” 4K 1 +- Ấp dụng điều kiện 14—55 và chú ý đến 14—54 sẽ có 2 1 2 1 (1 4 -5 6 ) mKb 4Y, 1 + a Y„ mYh Tìí do' suy ra: 1 — ni Y. = n + 4 Y. Báy giờ hãy áp dụng (1 4 - 5 3 ) và cho một số trường hợp cụ thể lấy làm ví dụ /- Lọc thôn g tháp lo ạ i M 1 1 1 z a = J w L .I = T T 7-b = r ~ x - ~ n — Y,. jw C b
Lúc đó theo (1 4 —50) và 0 4 —53) co': Z ’a = ju>tnLa 0 4 -5 7 ) - m2 1 1 = jơJ :------------ L., + 4m > c b Hình 1 4 - 3 3 minh họa cách chuyển nối tiếp một khâu lọc thông thấp. Mạt khảc theo (1 4 —54) ta co' /' /, mLg tọ /2 Lọỉz L°lz — =I—2—n n r' J 0 à r'- -nnp- i£L = r c6 4/77 Cj,= /wC6 //íVí/í 1 4 - 3 3 . ì 1 - m i ỉ 7 ’ • = jw ---------- C k + 4m ju>mLn (1 4 - 5 8 ) r , , = Jw m Cb j Hình 1 4 - 3 4 minh hộa cách chuyển song song khâu lọc thông thấp. Lo = mLi t-a +i -* /DtVi 0 0 9A ---------------- d í*---------- - --------- p c'b„ Q>_ mCb- i-/n 2 - /7>cò 2 2 " 2 r c( a=J ĩ ỉ r Lb 2 * ---------- -------- 5* 0 --------- ---------- 0 H ìn h 1 4 -3 4 . 2- L ọc thôn g cao lo ạ i M 1 1 Za = - — = — 7a 1 z b -jo jL h - — ỵb 'Theo 0 4 - 50) và (1 4 - 5 3 ), có Z ’a =■ wCa m (1 4 - 5 9 ) jw L b z\, =- 4/71 2 c, 1 - m Hỉơ