Điện tử thông tin
-
Upload
dang-ngoc-khoa -
Category
Documents
-
view
189 -
download
5
description
Transcript of Điện tử thông tin
![Page 1: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/1.jpg)
MẠCH ĐIỆN TỬ 3MẠCH ĐIỆN TỬ 3
60 TIẾT
![Page 2: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/2.jpg)
NỘI DUNG MÔN HỌC• Chương 1 Mạch Lọc • Chương 2 Khuếch Đại công suất cao tần và nhân tần • Chương 3 Mạch Dao động và tổng hợp tần số • Chương 4 Điều chế tương tự • Chương 5 Máy Phát và máy thu
Tài liệu tham khảo:[1] Giáo trình Điện tử thông tin - Phạm Hồng Liên , Nhà xuất bản
ĐHQG TP. HCM[2] Mạch điện tử 3 - Mạch điện tử thông tin , Hoàng Đình Chiến , Nhà
xuất bản ĐHQG TP. HCM[3] Electronic communication technology , James K. Hardy, Prentice-
Hall[4] RF Microelectronics , Behzad Razavi , Prentice-Hall
![Page 3: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/3.jpg)
Chương 1 Mạch Lọc
• Mạch lọc thụ động– Mạch lọc thông thấp, thông cao RC bậc 1– Mạch lọc RLC bậc 2
• Mạch lọc tích cực– Mạch lọc tích cực bậc 1– Mạch lọc tích cực bậc 2– Mạch lọc thông dải
![Page 4: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/4.jpg)
V s
0
Time
1.00us 1.05us 1.10us 1.15us 1.20us 1.25us 1.30us 1.35us 1.40us 1.45us 1.50usV(L1:1)
0V
1.0V
2.0V
3.0V
3.5V
1. Giới thiệu
Frequency
0Hz 10MHz 20MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHzV(L1:1)
0V
0.5V
1.0V
1.5V
![Page 5: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/5.jpg)
V s
0
R L
0
Frequency
0Hz 10MHz 20MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHzV(L1:1)
0V
0.5V
1.0V
1.5V
Frequency
0Hz 10MHz 20MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHzV(R3:2)
0V
0.5V
1.0V
Time
1.00us 1.05us 1.10us 1.15us 1.20us 1.25us 1.30us 1.35us 1.40us 1.45us 1.50usV(R3:2) V(L1:1)
0V
2.0V
-1.0V
3.5V
![Page 6: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/6.jpg)
V s
0
R L
0
Frequency
0Hz 10MHz 20MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHzV(L1:1)
0V
0.5V
1.0V
1.5V
Frequency
0Hz 10MHz 20MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHzV(R4:1)
0V
0.5V
1.0V
Time
1.00us 1.05us 1.10us 1.15us 1.20us 1.25us 1.30us 1.35us 1.40us 1.45us 1.50usV(L1:1) V(R4:1)
0V
2.0V
-1.0V
3.5V
![Page 7: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/7.jpg)
Đáp ứng của mạch lọc( )
dBH j
|H(jw)|dB
![Page 8: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/8.jpg)
Mạch lọc với điểm cực thực (Real poles)
0
1( )
1nH s
s
Hàm truyền:
Tần số cắt:
2 2
0
1( )
1
nH s
![Page 9: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/9.jpg)
Mạch lọc có đáp ứng phẳng tối đa (Butterworth)
Hàm truyền:
CTần số cắt:
1( )
( )H s
B s
![Page 10: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/10.jpg)
Đặc tính của mạch lọc Butterworth
•Đáp ứng phẳng tối đa trong dải thông.
•Độ suy giảm ngoài dải thông dốc hơn bộ lọc Bessel và điểm cực thực cùng bậc.
•Đáp ứng đối với hàm nấc (step) có độ vột lố cao và dao động tắt dần.
•Dạng mạch lọc được sử dụng phổ biến.
![Page 11: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/11.jpg)
Xét một mạch lọc có hàm truyền bậc 4:
Tần số cắt: C
H(s)
![Page 12: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/13.jpg)
( )dB
H j
![Page 14: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/14.jpg)
Mạch lọc Chebyschev
Hàm truyền:
CTần số cắt:
1( )
( )H s
B s
(độ gợn trong dải thông là 3dB)
![Page 15: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/15.jpg)
Đặc tính của mạch lọc Chebyschev
•Có độ gợn trong dải thông. (đối với bảng ở trên độ gợn là 3dB)
•Độ suy giảm ngoài dải thông dốc hơn bộ lọc Butterworth, Bessel và điểm cực thực cùng bậc.
•Đáp ứng đối với hàm nấc (step) có độ vột lố cao và dao động tắt dần.
![Page 16: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/16.jpg)
Xét một mạch lọc có hàm truyền bậc 4:
H(s)
![Page 17: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/19.jpg)
Mạch lọc Bessel
Hàm truyền: 0
0
( )
n
KH s
sBe
K0: độ lợi được chọn để độ lợi ở DC là 1
W0: được chọn để đạt được tần số cắt wc.
Ben(s) : đa thức Bessel
![Page 20: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/20.jpg)
Đặc điểm của mạch lọc Bessel
• Đáp ứng pha tuyến tính trong dải thông
• Độ dốc ngòi dải thông kém chỉ hơn bộ lọc điểm cực thực.
• Đáp ứng đối với hàm nấc với độ vọt lố thấp và dao động tắt dần
![Page 21: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/21.jpg)
So sánh đáp ứng của các loại mạch lọc bậc 4
|H(jw)|dB
![Page 22: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/22.jpg)
Lưu ý
• Để có được mạch lọc thông cao: thay (s/w0) trong hàm truyền bằng (w0/s).
• Để có được mạch lọc thông dải (hoặc chắn dải): nối xâu chuỗi một mạch lọc thông cao và một mạch lọc thông thấp.
![Page 23: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/23.jpg)
2. Mạch lọc thụ động
Mạch lọc thông thấp, thông cao RC bậc 1
Mạch lọc thông thấp RC bậc 1
R
CinV
outV
1( )
( )1( )
out
in
V S SCH SV S R
SC
1( )
1H S
SRC
1( )
1 .H j
j RC
![Page 24: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/24.jpg)
1( )
1 .H j
j RC
. ( )( ) ( ) . jH j H j e
• Module:
2
1( )
1H j
RC
090
045
00
( )Arg H
• Argument:
( ) ( )Arg H j arctg RC
• Tần số cắt:
1C RC
H j dB
C
![Page 25: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/25.jpg)
Mạch lọc thông cao RC bậc 1
C
RinV
outV
( )( )
1( )out
in
V S RH S
V S RSC
( )1
SRCH S
SRC
.( )
1 .
j RCH j
j RC
![Page 26: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/26.jpg)
• Module:
2( )
1
RCH j
RC
C
045
090
00
0dB
( )H j dB
60dB• Argument:
0( ) 90 ( )Arg H j arctg RC
• Tần số cắt:
1C RC
![Page 27: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/27.jpg)
Mạch lọc RLC bậc 2
Mạch lọc thông thấp LC
C RL
L
inV
LV
1//( )
( )1( ) //
LL
inL
RV S SCH SV S SL R
SC
1.1
//1 1
LL
LL
L
R RSCRSC SR CR
SC
2
1( )
1
L
L L
L L L
L
R
SR C RH S
R S R LC SL RSLSR C
2
1
1 1
L
LC
S SR C LC
Đặt: 20
1
LC
12
LR C
20
2 20
( )2
H SS S
![Page 28: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/28.jpg)
20
22 20
2 20 0
1( )
221
H SSS S
S
Chuẩn hoá: 0
n
SS
2
0
1( )
12 1
n
n n
H SS S
0 0
2 1 1 1
LR C Q
2
1( )
11
n
n n
H SS S
Q
0
1LRQ
C
Nếu tín hiệu là tín hiệu điều hoà: n nthay S j
2 2
1 1( )
1 11 1
n
n n n n
H jj j j
Q Q
0n
![Page 29: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/29.jpg)
Biên độ:
2
22
1( )
11
n
n n
H j
Q
2
22 1( ) 20log 20log 1n n n nH j dB H j
Q
Pha: 2
1
( )1
n
nn
QArg H j artg
![Page 30: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/30.jpg)
100m 300m 1.0 3.0 10 -40
-20
0
15
0n
( )nH j dB
0.5Q
1Q
2Q
4Q
100m 300m 1.0 3.0 10 -200d
-150d
-100d
-50d
-0d
![Page 31: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/31.jpg)
0 00
( ) ( ) ( ) ( )( ) . .
( ) ( ) ( ) ( )Vi i i
V S V S V S V SH S A
V S V S V S V S
10
2
1V
RA
R
1( )( ) 1
1( ) ( ) 1C
i i
V SV S SCV S V S SRCR
SC
.nS S RC0
1( ) .
1n Vn
H S AS
1C RC
Mạch lọc tích cực bậc 1
C
20 /dB dec
+
-
.
R1
R
R2
C
V+Vi
Vo
Mạch lọc thông thấp bậc 1
3. Mạch lọc tích cực
![Page 32: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/32.jpg)
0 02 2
1 1 2 1 1 2 1 2 1
( ) 1 1( ) . .
( ) 1 1 1f V
i
ZV S AR RH S
V S R R SR C R SR C SR C
20
1 2 1
1,V C
RA
R R C
C
20 /dB dec
+
-
.
R2R1
C1
Vo
Vi
Mạch thông thấp bậc 1
![Page 33: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/33.jpg)
0 02 2 2
1 1 1
1 1 1 1
( ) 1( ) .
1 1( ) 1/ 1 1
V
i i
V S AR R RH S
V S Z R SC RSRC SRC
1 1.nS S RC0
1( ) .
11
n V
n
H S A
S
1 1
1C RC
C
20 /dB dec
+
-
.
R2R1 C1
Vo
ViVi
Mạch lọc thông cao bậc 1
![Page 34: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/34.jpg)
Mạch lọc tích cực bậc 2
02 2 2
0 1 0 1 2
( ) 1( )
( ) 1 2i
V SH S
V S RC S R C C S
20 2
1 2
1
R C C 1 0 1
2 22 0 1 2
2 2
1
b RC
b R C C
1 2, ,R C C
0
40 /dB dec
+
-
.
R
C2
ViViR
R R
C1
C2
Vo
Mạch hồi tiếp âm 1 vòng
![Page 35: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/35.jpg)
02 2
1 1 2 0 0 1 2 1 2
( ) 1( )
( ) 1 ( )i
V SH S
V S C R R S R R C C S
20
1 2 1 2
1
R R C C 1 0 1 1 2
22 0 1 2 1 2
( ) 2
1
b C R R
b R R C C
Chọn: 0 1 2,C C
2 21 2 1 2 2 1 2
1,20 1 2
4
4
bC b C b C CR
f C C
0
40 /dB dec
+
-
.
R1
C1
Vo
ViViR2
C2
Mạch lọc thông thấp hồi tiếp dương
![Page 36: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/36.jpg)
0
2 2 20 1 0 1 2
( ) 1( )
2 1 1 1( ) 1 . .i
V SH S
V SRC S R R C S
10 1
2 2 20 1 2
22
11
bRC
bR R C
20 2
1 2
1
R R C 1
1 10
2,
2
RR R
C
C
40 /dB dec
+
-
.Vo
ViViC C
R2
R1
Mạch lọc thông cao hồi tiếp dương
![Page 37: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/37.jpg)
Mạch lọc Thông dải
Lọc thông cao
1Cf f
Lọc thông thấp
2Cf f
1f
2f
2f1f
![Page 38: Điện tử thông tin](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061109/5451a9fcb1af9f0a328b45db/html5/thumbnails/38.jpg)
0 2
1
( )( )
( )i
V S ZH S
V S Z
1 11 1
1 1
11 SRCZ R
SC SC
22 2
22 2
22
1
1 1
RSC R
ZSR CR
SC
1 2
2 1
1 1 2 2
1 1
( )(1 )(1 )
SR CH S
S RC S R C
21
20 /dB dec20 /dB dec
+
-
.
R2
C2
R1 C1
Vo
ViVi
Mạch lọc thông dải bậc 2