Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG SÓNG BẰNG RC, RL, RLC

CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG SÓNG BẰNG RC, RL, RLC

Tải bản đầy đủ

I. Quá trình nạp xả tụ
1. Quá trình nạp của tụ

Do kích thích là hằng số nên Uc.xl(t) = B = const
(1) : B = E
Uc(t) = Uc.qđ(t) + Uc.xl(t) = E + A.e-t/RC
Tại t = 0: Uc(0+) = Uc(0-) = 0
A=–E
Uc(t) = E (1 – e-t/RC)

(PT nạp tụ)
24

U R (t ) E − U c (t ) E −t / τ
i (t ) =
=
= .e
R
R
R
Khi tụ nạp dòng qua tụ sẽ giảm

 Ảnh

Xét

hưởng của τ đến quá trình nạp xả của tụ

−t −t
τ1 < τ 2 →
<
→ E (1 − e −t / τ1 ) > E (1 − e −t / τ 2 )
τ1 τ 2

→ U c (t ) τ 1 > U c (t ) τ 2
* NX: Nếu τ tăng quá trình
nạp của tụ điện xảy ra càng
chậm

25

2. Quá trình xả
* Giả sử t = 0 khi K đóng về vị trí 2 và tụ nạp đầy: Uc(0 ) = E

-R.i(t) = Uc(t)

i(t)

i(t) = c.u’c(t)
du c (t )
− RC.
= U c (t )
dt
uc ( t )


E

Uc(t)

du c (t ) t − 1
=∫
dt
u c (t ) 0 RC

→ u c (t ) = E.e

− t / RC

(PT xả của tụ)

26

Dòng qua tụ khi tụ xả
− U c (t ) − E −t / τ
i(t ) =
=
.e
R
R

 Ảnh hưởng thời hằng
−t −t
τ1 < τ 2 →
<
→ Ee −t / τ 1 < Ee −t / τ 2
τ1 τ 2

→ U c (t ) τ 1 < U c (t ) τ 2
NX: Khi thời hằng tăng quá
trình xả của tụ diễn ra chậm

27

II. Mạch lọc thụ động
1. Mạch lọc thông thấp (bộ lọc cao) – mạch tích phân (LPF)

RR

Vi(t)

R.i(t) + Vo(t) = Vi(t)
i(t) = C.V’o(t)

i(t)

C

Vo(t)

→ RC.Vo′ (t ) = Vi (t ) − Vo (t )
- Nếu Vi(t) >> Vo(t)
→ RC.Vo′ (t ) ≈ Vi (t )

1
→ Vo (t ) =
Vi (t )dt + A

RC

( Mạch tích phân)

* Nếu Vi(t) là xung vuông thì điều kiện để có mạch tích
28
phân là RC >> T

Hàm truyền
V o ( jω )
K ( jω ) =
= K (ω ).e jϕ (ω )
Vi ( jω )

1
1
1
jωC
K ( jω ) =
=
=
.e − jarctg (ωCR )
2
1
1 + jωCR
(
)
1
+
ω
CR
R+
jω C

+ Vẽ

K(ω)

K[dB] = 20lgK[ lần] = − 20 lg 1 + (ωRC )
- Nếu ωRC <<1

K[dB] = 0dB

- Nếu ωRC >>1

K[dB] = -20lgωRC

2

ω=

10
→ K = −20dB
RC

100
ω=
→ K = −40dB
RC
29

K[dB]
+ K = 0dB
K[ lần] = 1
Vom = Vim

0 dB

(tín hiệu không bị suy giảm

-20dB

+ K giảm
-40dB

Vom < Vim

(tín hiệu ra bị suy giảm)
1/RC 10/RC 100/RC lgω

Bộ lọc chỉ cho tần số ω < 1/RC đi qua
Bộ lọc thông thấp
1
1
* Tần số cắt:
( K (dB) = −3dB )
ω =
→ K [lan] =
C

RC

2
Tần số cắt là tần số mà tại đó biên độ của hàm truyền suy giảm đi
2

lần hoặc giảm 3dB hay tín hiệu ngõ ra giảm ½ công suất
30

2. Mạch lọc thông cao (bộ lọc thấp) – mạch vi phân (HPF)

R.i(t) = Vo(t)

i(t)

Vi(t)

Vo(t)

i(t) = C.V’o(t)
Vo(t)=RC.dUc/dt = RC.d(Vi – Vo)/dt

- Nếu Vi(t) >> Vo(t)

dVi (t )
→ Vo (t ) ≈ RC
(
Mạch
vi
phân)
dt
* Nếu Vi(t) là xung vuông thì điều kiện để có
mạch vi phân là RC << T

31

Hàm truyền
Vo ( jω )
K ( jω ) =
= K (ω ).e jϕ (ω )
Vi ( jω )
K ( jω ) =

R

1
R+
j ωC

=

1

1
1+
jωCR

=

1
 1 
1+ 

 ωCR 

+ Vẽ K(ω)

2

.e jϕ

2

 1 

K[dB] = 20lgK[ lần] = − 20 lg 1 + 
 jωRC 
10
ω=
→ K = 20dB
RC
K[dB] = 0dB
- Nếu ωRC >>1
- Nếu ωRC <<1

K[dB] = -20lg1/ωRC

100
ω=
→ K = 40dB
RC
32

K[dB]

+ K = 0dB

0 dB

K[ lần] = 1

Vom = Vim
(tín hiệu không bị suy giảm
+ K tăng
1/RC

Vom < Vim

(tín hiệu ra bị suy giảm)
lgω

Bộ lọc chỉ cho tần số ω > 1/RC đi qua
Bộ lọc thông cao
33

MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG
DÙNG OPAMP
1. Mạch tích phân

Ta có iR = iC
C

iC

iR
Vi

R

Vi − V−
d
(V− − Vo )
10k
= C100n
.
R
dt

Mà V- = V+ = 0

_
+

Vo

1
→ V0 (t ) = −
Vi (t ).dt + A

RC

Vi
dVo (t )

= −C
R
dt
(Mạch tích phân)
34