Bài giảng Chương 9: Mạch khuếch đại nối tiếp | Điện tử cơ bản

Bài giảng môn Điện tử cơ bản Chương 9: Mạch khuếch đại nối tiếp của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh giúp bạn củng cố kiến thức, ôn tập và đạt kết quả cao trong kỳ thi kết thúc học phần. Mời bạn đọc đón xem!

85 43 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Cơ sở kỹ thuật điện

Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

22 trang 10 tháng trước

Tác giả:

Profile VietJack
BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO
TẠO
ĐH
Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện
CHƯƠNG 9: MẠCH
KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP
9.1. Giới thiệu
Hồi tiếp âm
Hồi tiếp âm là mạch có tín hiệu hồi tiếp
ngược pha với tín hiệu ngõ vào.
Làm giảm tín hiệu ngõ vào của mạch.
Hồi tiếp âm duy trì độ ổn định cũa hệ
số chống lại sự thay đổi các thông số của
transistor do nhiệt độ, do điện áp nguồn
cung cấp
2
9.1 Giới thiệu
Hồi tiếp dương
Hồi tiếp dương là mạch có tín hiệu
hồi tiếp cùng pha với tín hiệu ngõ vào.
Làm tăng tín hiệu ngõ vào của mạch.
Hồi tiếp sử dụng để thiết kế mạch dao
động vào một số ứng dụng khác
3
9.2 Ưu và nhược điểm của mạch hồi tiếp âm
Ưu điểm:
Ổn định hàm truyền: A
F
= const.
Cải thiện băng thông.
Giảm méo, giảm nhiễu.
Cải thiện tổng trở vào, ra: Z
i
, Z
o
Khuyết điểm:
Giảm hệ số khuếch đại.
Có thể làm mạch dao động ở tần số cao.
4
9.3 Khái niệm cơ bản về hồi tiếp
9.3.1 Sơ đồ khối mạch khuếch đại
có hồi tiếp
•
A: mạch khuếch đại
vòng hở có hệ số khuếch
đại là A.
•
β: là mạch hồi tiếp có
hệ số hồi tiếp là β.
•
S
fb
: là tín hiệu hồi tiếp.
•
S
i
: tín hiệu ngõ vào.
•
S
€
: tín hiệu ngõ vào của
mạch khếch đại khi có
hồi tiếp
•
S
O
: tín hiệu ngõ ra.
A
F
: độ lợi vòng kín của
mạch khuếch đại khi có hồi
tiếp
5
9.3 Khái niệm cơ bản về hồi tiếp
9.3.2 Phân loại:
Có nhiều loại mạch hồi tiếp nhưng về cơ bản có
thể phân ra làm bốn loại hồi tiếp dựa vào các
đặc điểm sau:
Tín hiệu hồi tiếp (điện áp hay dòng điện).
Cách mắt tín hiệu với ngõ vào (nối tiếp hay song
song).
6
9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp điện áp nối tiếp
7
9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp dòng điện song song
8
9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp dòng điện nối tiếp
9
9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp điện áp song song
10
Các kiểu hồi tiếp
11
A
F
S
O
S
S
O
S
O
S
O
i
S S
fb
ε
S
O
S
S
fb
1
A
1 βA
S
O
1
A
9.4. Các tính chất của hồi tiếp âm:
9.4.1
hệ số khuếch đại có hồi tiếp
Nhận xét: độ lợi của mạch khi có hồi tiếp giảm đi(1+βA) lần
so với khi chưa hồi tiếp . Vậy hồi tiếp âm làm giãm hệ số
KĐ của mạch KĐ.
Nếu mạch có hệ số khuếch đại đủ lớn sao choβA>>1, thì có
thể xem như giá trị hàm truyền của mạch không đổi hay nói
cách khác là mạch có độ ổn định cao. Lúc đó độ lợi của
mạch là :
12
A
F
1
1
A
S
O
S
S S
ε
S
S
1
β
A
1 βA
1
A
dA
F
1
dA
1 βA
1
dA
A
(1 βA)
2
A
1 βA A
A
F
A
F
1 βA A
1
A
9.4.2. Ổn định hàm truyền:
Độ bất ổn định của hàm truyền trong một mạch khuếch đại khi
chưa có hồi tiếp là A. Vậy độ bất ổn định của hàm truyền trong
A
một mạch khuếch đại có hồi tiếp là :
Vậy độ bất ổn định của hàm truyền khi có hồi tiếp giảm đi
lần so với khi chưa có hồi tiếp.
A
F
A
F
Nếu mạch có hệ số hồi tiếp đủ lớn sao cho βA>>1, thì có thể xem
như giá trị cũa hàm truyền của mạch không đổi hay nói cách khác
là mạch có độ ổn định cao. Lúc đó độ lợi cũa mạch là:
A
F
β
13
dA
F
dA
1 βA βA
1
(1 βA)
2
(1 βA)
2
dA
1
dA
F
(1 βA)
2
9.4.3 Cải thiện băng thông:
ảnh hưởng của hồi tiếp âm trên độ lợi băng thông
Hình chỉ rõ cho ta thấy khi có hồi tiếp âm thì độ lợi băng thông lớn hơn khi
chưa có hồi tiếp (do hệ số khếch đại của mạch giảm
14
9.4.4. Giảm méo, giảm nhiễu:
Trong mạch KĐ có hồi tiếp âm khi
βA>>1, độ lợi của mạch là A
F
= 1/β, khi
đó độ lợi của mạch không phụ thuộc
vào tần số. Lúc đó méo tần số phát sinh
do sự thay đổi độ lợi với tần số tín
hiệu( do các sóng hài) giảm.
Giảm méo do sự không tuyến tính của hàm truyền.
V
O
AV
ε
V
n
V
ε
V
i
V
fb
V
i
βV
O
V
O
A(V
i
βV
O
) V
n
V
fb
β V
O
V
A
V
1
V
O
1 βA
i
1 βA
n
15
R
if
V
i
I
V
ε
V
fb
i
I
i
1
V
fb
R
V
V
i
V
ε
I
I
1
V
V
fb
O
V
O
if
) R (1 β A )
i
v v
i
V
9.4.5. Cải thiện tổng trở vào, ra:
a. Z
i
: a.1 Hồi tiếp nối tiếp
16
R
if
V
i
I
V
ε
i
I I
fb
R
if
V
ε
/ I
ε
1 I
fb
/ I
R
i
1 β A
i i
a.2 Hồi tiếp song song:
17
R
Of
V
O
I
V
i
0
V
x
O
I
x
b.1
Hồi tiếp điện áp:
V
ε
V
fb
V
ε
β
v
V
x
0
V
ε
β
v
V
x
18
I
V
x
A
v
V
ε
V
x
A
v
(βV
x
)
x
R
O
R
O
R
Of
V
x
I
x
R
O
1 βA
v
R
Of
V
O
I
I
i
0
V
x
O
I
x
b.2
Hồi tiếp dòng điện:
I
ε
I
fb
I
ε
β
i
I
x
0
I
ε
β
i
I
x
V
x
(I
x
A
i
I
ε
)R
O
[I
x
A
i
(
β
I
x
)R
O
]
I
x
(1
β
i
A
i
)R
O
19
R
V
x
I
R (1 β A )
O
x
9.5. Bảng so sánh các dạng hồi tiếp
20
A
V
O
A
v
vF
V 1β A 11(h R h ) h h R
h
fe
R
E
h
ie
h
fe
R
E
i
v v
fe E ie
ie
fe E
Độ lợi vòng hở:
Hệ số hồi tiếp:
Độ lợi vòng kín:
9.6. Các ví dụ
9.6.1
Mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp
21
A
v
V
O
V
h
fe
I
b
R
E
h
fe
R
E
I h
b ie
h
ie
v
V
fb
O
V
1
| 1/22
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:


BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện CHƯƠNG 9: MẠCH
KHUẾCH ĐẠI HỒI TIẾP 9.1. Giới thiệu Hồi tiếp âm
 Hồi tiếp âm là mạch có tín hiệu hồi tiếp
ngược pha với tín hiệu ngõ vào.
 Làm giảm tín hiệu ngõ vào của mạch.
 Hồi tiếp âm duy trì độ ổn định cũa hệ
số chống lại sự thay đổi các thông số của
transistor do nhiệt độ, do điện áp nguồn cung cấp 2 9.1 Giới thiệu
Hồi tiếp dương
 Hồi tiếp dương là mạch có tín hiệu
hồi tiếp cùng pha với tín hiệu ngõ vào.
 Làm tăng tín hiệu ngõ vào của mạch.
 Hồi tiếp sử dụng để thiết kế mạch dao
động vào một số ứng dụng khác 3
9.2 Ưu và nhược điểm của mạch hồi tiếp âm Ưu điểm:
 Ổn định hàm truyền: AF = const.
 Cải thiện băng thông.
 Giảm méo, giảm nhiễu.
 Cải thiện tổng trở vào, ra: Zi, Zo
Khuyết điểm:
 Giảm hệ số khuếch đại.
 Có thể làm mạch dao động ở tần số cao. 4
9.3 Khái niệm cơ bản về hồi tiếp
9.3.1 Sơ đồ khối mạch khuếch đại có hồi tiếp
• A: mạch khuếch đại
vòng hở có hệ số khuếch đại là A.
• β: là mạch hồi tiếp có
hệ số hồi tiếp là β.
• S : là tín hiệu hồi tiếp. fb
• S : tín hiệu ngõ vào. i
• S€: tín hiệu ngõ vào của
mạch khếch đại khi có hồi tiếp
• S : tín hiệu ngõ ra. O
A : độ lợi vòng kín của F
mạch khuếch đại khi có hồi tiếp 5
9.3 Khái niệm cơ bản về hồi tiếp
9.3.2 Phân loại:
Có nhiều loại mạch hồi tiếp nhưng về cơ bản có
thể phân ra làm bốn loại hồi tiếp dựa vào các đặc điểm sau:
 Tín hiệu hồi tiếp (điện áp hay dòng điện).
 Cách mắt tín hiệu với ngõ vào (nối tiếp hay song song). 6 9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp điện áp nối tiếp 7 9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp dòng điện song song 8 9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp dòng điện nối tiếp 9 9.3.2 Phân loại:
Hồi tiếp điện áp song song 10
Các kiểu hồi tiếp 11
9.4. Các tính chất của hồi tiếp âm:
9.4.1 hệ số khuếch đại có hồi tiếp SO S S 1 A O SO O   A F S S S S S 1 1  βA i fb ε fb S S A O O
Nhận xét: độ lợi của mạch khi có hồi tiếp giảm đi(1+βA) lần
so với khi chưa hồi tiếp . Vậy hồi tiếp âm làm giãm hệ số KĐ của mạch KĐ.
 Nếu mạch có hệ số khuếch đại đủ lớn sao choβA>>1, thì có
thể xem như giá trị hàm truyền của mạch không đổi hay nói
cách khác là mạch có độ ổn định cao. Lúc đó độ lợi của mạch là : A  1 F 12
9.4.2. Ổn định hàm truyền: S 1 A O    A S S S S S 1 1  βA ε β A
 Độ bất ổn định của hàm truyền trong một mạch khuếch đại khi
chưa có hồi tiếp là  A. Vậy độ bất ổn định của hàm truyền trong A 1 một dA
1  βA βA 1
mạch khuếch đại có hồi tiếp là : F   dA dA F dA (1  βA)2 (1  βA)2 (1  βA) 2 dA 1 1 βA 1 dA F dA      A 1 A F   A (1  βA)2 A 1  βA A A 1  βA A F  A
Vậy độ bất ổn định của hàm truyền khi có hồi tiếp giảm đi F
lần so với khi chưa có hồi tiếp. A F
 Nếu mạch có hệ số hồi tiếp đủ lớn sao cho βA>>1, thì có thể xem
như giá trị cũa hàm truyền của mạch không đổi hay nói cách khác 1
là mạch có độ ổn định cao. Lúc đó độ lợi cũa mạch là: A F β 13
9.4.3 Cải thiện băng thông:
ảnh hưởng của hồi tiếp âm trên độ lợi băng thông
Hình chỉ rõ cho ta thấy khi có hồi tiếp âm thì độ lợi băng thông lớn hơn khi
chưa có hồi tiếp (do hệ số khếch đại của mạch giảm 14
9.4.4. Giảm méo, giảm nhiễu:
 Trong mạch KĐ có hồi tiếp âm khi
βA>>1, độ lợi của mạch là A = 1/β, khi F
đó độ lợi của mạch không phụ thuộc
vào tần số. Lúc đó méo tần số phát sinh
do sự thay đổi độ lợi với tần số tín
hiệu( do các sóng hài) giảm.
Giảm méo do sự không tuyến tính của hàm truyền. V AVVV O ε Vn Vε i Vfb i βVO
V A(V βV ) V V β V O i O n fb O A 1 V V V
O 1 βA i 1 βA n 15
9.4.5. Cải thiện tổng trở vào, ra:
a. Z : a.1 Hồi tiếp nối tiếp i V fb V V ε V 1  fb V R i V V V
 1  fb O if R
)  R (1  β A ) I I if I i v v i I V V i i i O Vε 16
a.2 Hồi tiếp song song: V R R i Vε
R Vε / I ε i if I I if I 1  I / I 1  β A i fb fb i i 17
b.1 Hồi tiếp điện áp: V V R O x Of I Vi 0 I O x V   βε V V 0 fb ε vVx V ε βvVx A Vε A (βV ) I Vx vVx v x x R R O O V x RO R Of I 1  βA x v 18
b.2 Hồi tiếp dòng điện: V V R O x Of I 0 I i I O x Iε I 0
fb Iε βiIx
I ε  β I i x V
R x R (1  β A ) O I x
V (I A I
[I A (βI )R ] I (1β A)R x x i ε )RO x i x O x i i O 19
9.5. Bảng so sánh các dạng hồi tiếp 20
9.6. Các ví dụ
9.6.1 Mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp Độ lợi vòng hở: V h I R h R A O fe b E fe E v V I h h b ie ie Hệ số hồi tiếp: Vfb  1 v V O Độ lợi vòng kín: h R h h R A VO A fe E ie fe E v   vF V
1β A 11(h R h ) h h R i v v fe E ie ie fe E 21