bài giảng kĩ thuật mạch điện tử.pdf

Yeu Khoa Hoc
Yeu Khoa Hoc(5858 tài liệu)
(69 người theo dõi)
Lượt xem 552
16
Tải xuống 2,000₫
Số trang: 161 | Loại file: PDF
0
Thêm vào bộ sưu tập

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 20/08/2012, 11:57

Mô tả: Tài liệu bài giảng kĩ thuật mạch điện tử. Vro Vr Hà nội 5/ 2005Đào Thanh Toản Phạm Thanh Huyền Võ Quang Sơn ----- ----- Bài giảng Kỹ thuật mạch điện tử Chuyên ngành: KTVT, KTTT, ĐKH-THGT BomonKTDT-ĐHGTVT 2 Lời nói đầu: Bài giảng Kỹ thuật Mạch Điện tử đợc biên soạn dựa trên các giáo trình và tài liệu tham khảo mới nhất hiện nay, đợc dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành: Kỹ thuật Viễn thông, Kỹ thuật Thông tin, Tự động hoá, Trang thiết bị điện, Tín hiệu Giao thông. Trong quá trình biên soạn, các tác giả đã đợc các đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến, mặc dù cố gắng sửa chữa, bổ sung cho cuốn sách đợc hoàn chỉnh hơn, song chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Chúng tôi mong nhận đợc các ý kiến đóng góp của bạn đọc! Xin liên hệ: daothanhtoan@uct.edu.vn DTT_PTH_VQS 3 BomonKTDT-ĐHGTVT 4 Chơng I. Những khái niệm chung và cơ sở phân tích mạch điện tử I. Mạch điện tử: Mạch điện tử là loại mạch có nhiệm vụ gia công tín hiệu theo những thuật toán khác nhau, chúng đợc phân loại theo dạng tín hiệu đợc xử lý. Tín hiệu: là số đo điện áp huặc dòng điện của một quá trình, sự thay đổi của tín hiệu theo thời gian tạo ra tin tức hữu ích. Tín hiệu đợc chia làm 2 loại là tín hiệu tơng tự Anolog và tín hiệu só Digital. Tín hiệu tơng tự là tín hiệu biến thiên liên tục theo thời gian và có thể nhận mọi giá trị trong khoảng biến thiên của nó. Tín hiệu số: là tín hiệu đã đợc rời rạc hoá về mặt thời gian và lợng tử hoá về mặt biên độ, nó đợc biểu diễn bởi tập hợp xung tại những điểm đo rời rạc. Tín hiệu có thể đợc khuếch đại; điều chế; tách sóng; chỉnh lu; nhớ; đo ; truyền đạt; điều khiển; biến dạng; tính toán bằng các mạch điện tử. Để gia công 2 loại tín hiệu số và tơng tự dùng 2 loại mạch cơ bản: mạch tơng tự và mạch số, trong khuôn khổ giáo trình này chỉ xem xét các mạch tơng tự. Với mạch điện tử tơng tự, chỉ quan tâm tới 2 thông số: biên độ tín hiệu và độ khuếch đại tín hiệu. Biên độ tín hiệu: liên quan mật thiết đến độ chính xác của quá trình gia công tín hiệu và xác định mức độ ảnh hởng của nhiễu đến hệ thống. Khi biên độ tín hiệu nhỏ mV, huặc àV, thì nhiễu có thể lấn át tín hiệu, vì vậy khi thiết kế các hệ thống điện tử cần lu ý nâng cao biên độ tín hiệu ngay ở tầng đầu của hệ thống. Khuếch đại tín hiệu là chức năng quan trọng nhất của mạch tơng tự, có thể thực hiện trực tiếp huặc gián tiếp trong các phần tử chức năng của hệ thống, thông thờng trong một hệ thông lại chia thành tầng gia công tín hiệu, tầng khuếch đại công suất. Hiện nay các mạch tổ hợp(IC) tơng tự đợc dùng phổ biến, không những đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật mà còn có độ tin cậy cao và chi phí thấp, tuy nhiên chúng đợc dùng chủ yếu cho tín hiệu có phạm vi tần số thấp. Xu hớng phát triển của kỹ thuật mạch điện tử tơng tự là nâng cao độ tích hợp, và khả năng ứng dụng của mạch. II. Các kiến thức cơ bản về transistor Xem lại ở các giáo trình Cấu kiện Điện tử, những nội dung sau: 1- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, 2- Có 3 cách mắc cơ bản của BJT(FET) : EC(SC); CC(DC); BC(GC). 3- Các ứng dụng của BJT và FET, tuỳ theo việc phân cực mà T sẽ làm việc theo các chế độ sau: + Chế độ khuếch đại tín hiệu: phân cực ở chế độ khuếch đại + Làm việc ở chế độ khoá: miền bão hoà và miền cắt 4- Các sơ đồ tơng đơng của T 5- Đặc tính tần số của T 6- Sơ đồ và cách tính toán cuả T khi khuếch đại tín hiệu nhỏ 7- So sánh giữa BJT và FET, Gợi ý : DTT_PTH_VQS 5Fet có u điểm kích thớc và điện áp cung cấp(dẫn đến công suất tiêu thụ) nhỏ hơn và độ tin cậy cao hơn BJT, nhng Fet lại có nhợc điểm là điện dẫn g nhỏ và nhạy cảm với điện tích tĩnh, vì vậy Fet thờng đợc tích hợp trong mạch IC, còn BJT thờng dùng cho mạch rời. III. Mạch cấp nguồn và ổn định chế độ làm việc 1. Đặt vấn đề: Trong các tầng khuếch đại tín hiệu nhỏ, điểm làm việc nằm trong miền tích cực của BJT, trong miền thắt của FET, ở chế độ tĩnh, trên các cực của T có các dòng điện tĩnh Ic(TD); IB(IG) và điện áp một chiều UCE(UDS); UBE(UGS). Điểm làm việc tơng ứng với chế độ này là điểm làm việc tĩnh Q. Khi có tín hiệu vào thì điện áp và dòng điện thay đổi xung quanh giá tri tĩnh, để đảm bảo cho các tầng làm việc bình thờng trong những điều kiện khác nhau, ngoài việc cung cấp điện áp thích hợp cho các cực, còn cần phải ổn định điểm làm việc tĩnh đã chọn, nếu không chất lơng làm việc của tầngbị giảm sút. 2. Với BJT. a. Sơ đồ ổn đinh tuyến tính: Sơ đồ phổ biến là sơ đồ hồi tiếp- một chiều: nhằm biến đổi điện áp mạch vào của T sao cho có thể hạn chế sự di chuyển điểm tĩnh trên đặc tuyến ra, gây nên bởi các yếu tố mất ổn định. Sơ đồ nh sau: Ví dụ hình a: Vcc Uv R1RcC5 R2 VccUrUv Q3 UrC2 Q2 C1R1 Re UvUrR2 R1 C2C1Q1Rc Vcc Ic I1 I1h.ah.bh.cMạch cung cấp và ổn định điểm làm việc bằng hồi tiếp âm điện áp ha. EC; hb:CC; hc: BC BomonKTDT-ĐHGTVT 6 Nguyên tắc ổn định: nếu có một nguyên nhân mất ổn định nào đó làm cho dòng một chiều ICEo trên colector tăng thì điện thế UCEo giảm, do đó dòng định thiên IBo= UCEo/R1 giảm theo, làm ICEo giảm xuống, nghĩa là dòng tĩnh ban đầu giữ nguyên. Cũng có thể dùng sơ đồ hồi tiếp dòng điện: Nguyên tắc ổn định nh sau: Khi IC tăng, thì điện áp UEo=Ie. Re, tăng. vì điện áp Ue lấy trên bộ phân áp R1 và R2 không đổi, nên UBEo=IBR2- UEo giảm làm cho IB giảm, do vậy IC không tăng. Tụ Ce có tác dụng tránh hồi tiếp - xoay chiều. a. Sơ đồ ổn đinh phi tuyến : áp dụng phơng pháp bù nhiệt nhờ các phần tử có tham số phụ thuộc vào nhiệt độ nhứ T, D, Điện trở nhiệt, phơng pháp này thích hợp cho mạch tổ hợp. - Nếu D và T nh hình a đều đợc sản xuất từ một loại bán dẫn nh nhau, và nhiệt độ mặt ghép của chúng nh nhau, thì đặc tính nhiệt của điện áp B-E và của điện áp hạ trên D là nh nhau; hơn nữa UBE; UD có chiều ngợc nhau, nên ảnh hởng của nhiệt độ đợc bù hoàn toàn. - Sơ đồ hình B cũng làm việc theo nguyên tắc đó, khi mắc nối tiếp R2 với D phân cực thuận, thì R1, R2, D tạo thành mạch phân áp đa điện áp vào B, nếu chọn R2<<R1 thì UB hầu nh không phụ thuộc nguồn Vcc. - Sơ đồ hình c: dùng điện trở có hệ số nhiệt - để bù, khi nhiệt độ tăng thì RT giảm, do đó điện áp UE tăng làm IC giảm sao cho có thể bù lại sự tăng của IC theo nhiệt độ Các mạch loại này có u điểm có tổn hao phụ không đáng kể, không gây ảnh hởng đến áp ra. RcRe 1k R2 CeRe R1C 1uF R2 VccUrUv Q3 UrC2 Vcc Q2 C1R1 Re UvUrUv R2 R1 C2 C1Q1 Rc Vcc hahb hcSơ đồ cung cấp và ổn định điểm làm việc bằng hồi tiếp - dòng điện một chiều.ha. EC; hb: CC; hc: BC Rt (-) Vcc Rc Q3 C2C1 R1 R2 UvUrRe Re1UrUvR2R1C3C4Q2Rc1VccRe Ur Uv R2R1C2 C1 Q1 Rc Vcc DTT_PTH_VQS 7 c. ổn định trong mạch tổ hợp tơng tự Dùng các nguồn điện để ổn định vì nguồn dòng dễ chế tạo dới dạng tổ hợp, trên sơ đồ dới đây, giả thiết IC không phụ thuộc UCE và Q1, Q2 có tham số hoàn toàn giống nhau và ở cùng một nhiệt độ, do đó: IC1=IC2 và IB1=IB2= IC1/BN Theo sơ đồ hình a: I1=IC1+ 2IB2 = IC2+ 2IC2/BN Từ đó suy ra: IC2= I1/(1+2/BN) I1 khi BN>>2 Từ đây ta thấy có thể dùng I1 để điều khiển trị số của IC2. Để I1 ổn định, đơn giản nhất là nối A với Vcc qua R. Trong các mạch tổ hợp, tránh chế tạo các điện trở có trị số lơn, do vậy khó có dòng I1 nhỏ, vì vậy để đạt đợc I1 nhỏ thờng dùng sơ đồ bên phải. 3. với FET Vấn đề ổn định nhiệt của FET là làm cho điểm làm việc không phụ thuộc vào độ tạp tán tham số của FET, không phụ thuộc nhiệt độ, thời gian, và các biến đổi của điện áp nguồn cung cấp, cũng giống BJT biện pháp ổn định nhiệt của FET cũng dùng nguyên tắc hồi tiếp - dòng điện và điện áp. ví dụ: Các loại sơ đồ hồi tiếp - dòng điện thông qua RS có dạng nh hình sau: Nếu coi IG=0, ta có U'G=IDRS + UGS; biểu thức này cho biết dạng của đờng điện trở Rs với độ dốc: R Ucc UccQ1 Q2A UccUcc Q1Q2Ur+-Vs1RGRSUDDRDQ1IS BomonKTDT-ĐHGTVT 8 tg=-(dID/dUGS) U'G phải chọn sao cho dòng máng ID không đổi khi thay FET, chọn U'G chính là chọn RG , điện trở ổn định. DTT_PTH_VQS 9 chơng 2. Hồi tiếp I. Khái niệm: 1. Định nghĩa: Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra(điện áp huặc dòng điện) của mạng 4 cực tích cực(phần tử khuếch đại- Transistor huặc KĐTT) về đầu vào thông qua một mạng 4 cực, mạng 4 cực này gọi là mạng hồi tiếp. Hồi tiếp đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử tơng tự, nó cho phép cải thiện các tính chất của bộ khuếch đại nh: trở kháng vào, trở kháng ra, băng thông, . 2. Phân loại: Theo tác dụng hồi tiếp có hai loại về hồi tiếp cơ bản: - Hồi tiếp (-) : Tín hiệu hồi tiếp ngợc pha với tín hiệu vào - Hồi tiếp (+): Tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu vào Trong các loại hồi tiếp ta lại quan tâm: tín hiệu hồi tiếp là một chiều hay xoay chiều, hồi tiếp âm một chiều đợc dùng để ổn định chế độ công tác, còn hồi tiếp âm xoay chiều đợc dùng để ổn định các tham số của bộ khuếch đại. Quan tâm đến cách ghép nối tiếp hay song song. Tổng hợp ta có các loại nh sau: + Hồi tiếp nối tiếp điện áp: tín hiệu hồi tiếp đa đến đầu vào nối tiếp với nguồn tín hiệu ban đầu và tỷ lệ với điện áp đầu ra. + Hồi tiếp song song điện áp: tín hiệu hồi tiếp đa đến đầu vào song song với nguồn tín hiệu ban đầu và tỷ lệ với điện áp đầu ra. + Hồi tiếp nối tiếp dòng điện: tín hiệu hồi tiếp đa đến đầu vào nối tiếp với nguồn tín hiệu ban đầu và tỷ lệ với dòng điện đầu ra. + Hồi tiếp song song dòng điện: tín hiệu hồi tiếp đa đến đầu vào song song với nguồn tín hiệu ban đầu và tỷ lệ với dòng điện đầu ra. KKht+(-) XV XR Xht Xh XV: tín hiệu vào XR: tín hiệu ra Xht: tín hiệu hồi tiếp K: Hệ số khuếch đại của mạch Khuếch đại Kht: Hệ số khuếch đại mạch hồi tiếpHình. Sơ đồ khối bộ khuếch đại có hồi tiếp BomonKTDT-ĐHGTVT 10 KKhtuV uR uht Hình. Sơ đồ khối hồi tiếp nối tiếp điện áp KKhtuV uR uht Hình. Sơ đồ khối hồi tiếp nối tiếp dòng điện iht KKhtuV uR uht Hình. Sơ đồ khối hồi tiếp song song điện áp KKhtuV uR uht Hình. Sơ đồ khối hồi tiếp song song dòng điện iht . ----- Bài giảng Kỹ thuật mạch điện tử Chuyên ngành: KTVT, KTTT, ĐKH-THGT BomonKTDT-ĐHGTVT 2 Lời nói đầu: Bài giảng Kỹ thuật Mạch Điện tử đợc. chung và cơ sở phân tích mạch điện tử I. Mạch điện tử: Mạch điện tử là loại mạch có nhiệm vụ gia công tín hiệu theo những thuật toán khác nhau, chúng

— Xem thêm —

Từ khóa: công nghệđiện tửkỹ thuậtđiện kỹ thuật mạch điện tử điện điện tử mạch điện điều khiển Điện tử tương tự kĩ thuậtĐiện từ học chữ kí điện tử kĩ thuật viễn thông quang điện tử vi điện tử

Xem thêm: bài giảng kĩ thuật mạch điện tử.pdf, bài giảng kĩ thuật mạch điện tử.pdf, bài giảng kĩ thuật mạch điện tử.pdf

Gửi bình luận

Bình luận
Lên đầu trang
  • Yeu Khoa Hoc
    Yeu Khoa Hoc · Vào lúc 01:43 am 05/08/2013
    Mình chỉ chỉnh sửa lại phần mờ đầu thôi còn nội dung tốt. Tks chủ thớt
  • ma.nu.kute
    ma.nu.kute · Vào lúc 04:10 pm 31/08/2013
    Tài liệu hay và bổ ích quá ạ. Em cám ơn mọi người đã chia sẻ những thông tin hữu ích này nhiều ạ
  • Juu
    Juu · Vào lúc 03:27 am 10/11/2013
    Hihhii, tài liệu hay lắm, cám ơn bạn nhé
  • Liễu Diệp Nhi
    Liễu Diệp Nhi · Vào lúc 03:53 am 03/12/2013
    Thanks bạn nhìu nha, rất hợp nhu cầu hì hì
  • fresh boy 39
    fresh boy 39 · Vào lúc 06:33 am 17/12/2013
    cám ơn bạn nhiều nhiều nhé, bài này rât hữu ích với mình
Đăng ký

Generate time = 0.113223075867 s. Memory usage = 13.91 MB