Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Chương 6: Các mạch xung - Lê Thị Kim Anh

Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
1
Chương 6
CÁC MẠCH XUNG
I. MẠCH LỌC RC
vi vo
C
R
q
i
+ +
--
)(vvv RCi 1+=
dt
dv
dt
dv
dt
dv RCi +=⇒
Mà: 
C
i
dt
dv
dt
dv
Ci CC =⇒=
Mặc khác: 
RC
v
dt
dv
R
v
i RCR =⇒=
RC
v
dt
dv
dt
dv
)( RRi +=⇒1
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
2
ðây là phương trình vi phân ñối với vR, khi RC 
rất nho1 sẽ có nghiệm gần ñúng: 
τ = RC: thời hằng
dt
dv
)t(v iR τ=
Phương trình (1) có thê1 viết dưới dạng:
Ci viRv +=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
3
C
C
i
C v
dt
dv
RCv
dt
dv
Ci +=⇒=Mà:
ðây là phương trình vi phân ñối với vC, khi RC 
rất lớn sẽ có nghiệm gần ñúng: 
dtv)t(v iC ∫τ=
1
τ = RC: thời hằng
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
4
* ðáp ứng của mạch lọc thông cao
a. Ngõ vào là ñiện áp bước



≥−
<−
=
0
00
tkhiE
tkhi
v i
ðiện áp ra sẽ có dạng:
viE
t
v
Với: τ = RC
τ
−
==
t
Ro e.Evv
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
5
Sau khoảng thời gian 3τ ñược gọi là thời
gian quá ñôM: ngõ ra ñạt khoảng 95% giaQ trị 
cuối cùng.
Tần sôQ cắt thấp: 
RC
f
π
=
2
1
1
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
6
x
t
o ee
E
v −τ− ==
E
v o
1=
E
v o
ðáp ứng ñiện áp bước của mạch RC thông cao
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
7
b. Ngõ vào là xung vuông




≤≤−
><−
=
p
p
i ttkhiV
tt,tkhi
v
0
00
Có thê1 phân tích vi thành
tổng của 2 ñiện áp bước:
-Một ñiện áp là +V tại t = 0.
-Một ñiện áp là –V tại t = tp.
Với tp: ñôM rộng xung
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
8
Ta có thê1 phân tích ñáp ứng của ngoa ra theo 2 
khoảng thời gian:
* 0 ≤ t ≤ tp: 
Ngõ ra chỉ có tác ñộng của một ñiện áp bước
với biên ñôM +V.
τ
−
=
t
o e.Vv
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
9
* t > tp:
Ngõ ra sẽ là tổng ñáp ứng của 2 ñiện áp bước: 
+V vae -V 
τ
−
−
τ
−
τ
−
−
τ
−








−=−=
pppp tttttt
o e.eVe.Ve.Vv 1
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
10
ðáp ứng xung vuông của mạch RC thông cao
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
11
c. Ngõ vào là chuỗi xung vuông (sóng vuông)
Có thê1 xem vi là một dạng sóng tuần hoàn với
chu kye:
T = T1 + T2
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
12
Dạng sóng ở ngoa ra có các tính chất sau:
-Mức DC của tín hiệu ra luôn bằng 0 vae bao
gồm 2 phần dương vae âm có ñiện tích bằng
nhau.
- Khi có một biến ñổi ñiện áp là V ở ngoa vào thie 
ngoa ra cũng biến ñổi một lượng V vae cùng
hướng với ngoa vào.
- Trong một khoảng thời gian xác ñịnh bất kye, 
nếu ngoa vào là 1 hằng sôQ, ngoa ra sẽ luôn suy
giảm vêe không theo hàm mua.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
13
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
14
* Trường hợp T1>> τ
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
15
* Trường hợp T1 << τ
τ
−
t
e.V
1
τ
−
−
)Tt(
e.V
1
2
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
16
* ðáp ứng của mạch lọc thông thấp
a. Ngõ vào là ñiện áp bước



≥−
<−
=
0
00
tkhiE
tkhi
v i
ðiện áp ra sẽ có dạng:






−== τ
−
t
Co e1.Evv
Với: τ = RC
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
17
Thời gian lên tr: 
khoảng thời gian mà 
ñiện áp ra ñạt 90% giaQ 
trị cuối cùng.
22
r f
35.0
f2
2.2
RC2.22.2t =
π
==τ=
Tần sôQ cắt cao:
RC2
1
f2 π
=
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
18
b. Ngõ vào là xung vuông:
ðáp ứng ở ngoa ra:
- Ở thời ñiểm nho1 hơn
ñôM rộng xung thie mạch
giống với trường hợp
ngoa vào là ñiện áp
bước.
- Sau khi ñạt giaQ trị là 
Vp, ngoa ra sẽ giảm dần
vêe giaQ trị 0. 
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
19
ðê1 giảm tối thiểu sưM 
méo dạng ở ngoa ra:
- Chọn thời gian lên
phải ñu1 nho1 khi so 
sánh với ñôM rộng
xung.
- Chọn f2 = 1 / tp
⇒ tr = 0.35 tp.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
20
Sóng ngoa vào
τ nho1 nhất
c. Ngõ vào là chuỗi xung vuông (sóng vuông):
Dạng sóng ở ngoa ra sẽ phuM thuộc vào giaQ trị 
của τ vae ñôM rộng xung tp.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
21
τ lớn nhất
τ bình thường
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
22
II. MẠCH XÉN
-Mạch xén còn gọi là mạch giới hạn biên ñôM 
tín hiệu.
- Tín hiệu ra vo luôn ti1 lêM với tín hiệu vào vi khi
vi chưa vượt quá một giaQ trị ngưỡng cho trước
VR. Ngược lại, nếu vượt quá ngưỡng vo luôn
giưa giaQ trị không ñổi.
- Các linh kiện tích cực ñược sư1 dụng trong
mạch xén thường là diode, transistor, ñèn ñiện
tư1
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
23
Mạch xén dùng diode
- Tùy theo cách mắc diode nối tiếp hay song 
song với tải, người ta phân biệt thành mạch
xén nối tiếp hay xén song song.
- Cũng có thê1 phân loại theo chức năng: xén ở 
mức trên hay xén ở mức dưới.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
24
Xét hoạt ñộng của mạch xén song song trên:
- Khi vi < VR: diode tắt⇒ vo = vi.
- Ngược lại, diode dẫn⇒ vo = vR.
(Xem diode lyQ tưởng: Vγ = 0)
* Mạch xén ở mức trên
vi vo
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
25
Dạng sóng ở ngo+ ra va- ñặc tuyến truyền ñạt của mạch
vi
vo
VR
VR
ðối với mạch xén nối tiếp cũng thực hiện chức
năng xén trên nhưng hoạt ñộng khác với mạch
xén song song.
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
26
Hoạt ñộng của 2 mạch xén này ñược giải thích
một cách tương tưM.
* Mạch xén ở mức dưới
Bài giảng môn Kỹ thuật ðiện tử
GV: Lê Thị Kim Anh
27
vi
vo
VR
VR
Dạng sóng ở ngo+ ra va- ñặc tuyến truyền ñạt
của mạch xén dưới