Khuếch đại là làm gia tăng tín hiệu về mặt năng lượng. Năng lượng của tín hiệu chính là công
suất của tín hiệu. Như vậy khuếch đại là nâng cao công suất của tín hiệu.
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì bản chất của khuếch đại là mạch biến đổi
năng lượng có điều khiển. Ở đây dùng nguồn tín hiệu có công suất nhỏ để điều khỉên, biến đổ năng
lượng của của nguồn chung cấp một chiều thành tín hiệu có năng lượng lớn hơn.
Công suất của tín hiệu điện là tích số của điện áp và dòng điện P=U.I. Do đó để năng luợng tín
hiệu lớn hơn có thể gia tăng biên độ điện áp hoặc dòng điện.
153 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1535 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng thương mại điện tử, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bài giảng thương mại điện tử
1
Chương 1
KHUẾCH ĐẠI VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG
§1-1 ĐỊNH NGHĨA PHÂN LOẠI
1. Định nghĩa:
Khuếch đại là làm gia tăng tín hiệu về mặt năng lượng. Năng lượng của tín hiệu chính là công
suất của tín hiệu. Như vậy khuếch đại là nâng cao công suất của tín hiệu.
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng thì bản chất của khuếch đại là mạch biến đổi
năng lượng có điều khiển. Ở đây dùng nguồn tín hiệu có công suất nhỏ để điều khỉên, biến đổ năng
lượng của của nguồn chung cấp một chiều thành tín hiệu có năng lượng lớn hơn.
Công suất của tín hiệu điện là tích số của điện áp và dòng điện P=U.I. Do đó để năng luợng tín
hiệu lớn hơn có thể gia tăng biên độ điện áp hoặc dòng điện.
2. Phân loại
Dựa vào nhiều dấu hiệu để phân loại mạch khuếch đại
a. Theo dạng tín hiệu
- Khuếch đại tín hiệu nhỏ
- Khuếch đại tín hiệu lớn
Chúng ta thường hiểu đơn giản mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ là tín hiệu vào – ra đủ nhỏ. Hiểu
như vậy chua đủ, để hiểu đầy đủ có thể nhắc lại đặc tuyến truyền đạt của transistor như hình vẽ:
b. Theo tần số của tín hiệu
- Bộ khuếch đại một chiều (Khuếch đại biến thiên chậm)
- Mạch khuếch đại tần số thấp
- Mạch khuếch đại tần số cao
c. Theo phần tử tích cực xây dựng mạch khuếch đại
- Mạch khuếch đại dùng đèn điện tử
- Mạch khuếch đại dùng transistor lưỡng hạt (BJT)
- Mạch khuếch đại dùng transistor trường (FET)
IC
IB
B
A
ICB
ICA
IBA IBB
H1-1 Đặc tuyến truyền đạt của transistor
Trên đặc tuyến này chỉ có đoạn đặc tuyến A – B là có
dạng tuyến tính nên IV chỉ thay đổi trong đoạn IBA đến IBB.
Và dòng ra thay đổi trong đoạn ICA đến ICB lúc này dòng ra
thay đổi tuyến tính với dòng vào và không bị méo. Nếu tín
hiệu vào bé quá hoặc lớn quá thì tín hiệu ra thay đổi không
tỉ lệ với tín hiệu vào nên sinh ra méo dạng. Chúng ta gọi bộ
khuếch đại tín hiệu nhỏ là bộ khuyếch đại mà tín hiệu vào
của nó chỉ thay đổi trong vùng tuyến tính của đặc tuyến
truyền dẫn (đoạn AB). Vì vậy bộ khuếch đại tín hiệu nhỏ
còn gọi là bộ khuếch đại tuyến tính.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
- Mạch khuếch đại dùng tổ hợp mạch (IC)
Do đèn điện tử hiẹn nay hâu như không còn sử dụng nên trong tài liệu này không đề cập đến các
mạch khuếch đại dùng đèn điện tử
§1-2 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1. Sơ đồ khối
Bộ khuếch đại điện tử là bộ khuếch đại 4 cực và thường có sơ đồ khối như sau:
Ký hiệu ► mô tả đây là một bộ khuếch đại
2. Hệ số khuếch đại:
Hệ số khuếch đại là đại lượng đánh giá khuếch đại của một bộ khuếch đại, có ký hiệu là K. K
được tính theo công thức:
Có ba hệ số khuếch đại chủ yếu đó là:
Hệ số khuếch đại điện áp
v
ra
U
U
U
K
Hệ số khuếch đại dòng điện
v
ra
U
I
I
K
Hệ số khuếch đại công suất
v
ra
U
P
P
K
3. Hiệu suất:
Là tỉ số của công suất tín hiệu ra và công suất của nguồn cung cấp tính theo %
%
v
ra
P
P
4. Các thông số vào ra:
a. Thông số vào
en và Zn là sức điện động và trở kháng trong của nguồn tín hiệu đặt vào mạch khuếch đại.
Zv là trở kháng vào của mạch khuếch đại: nó đặc trưng cho sự tiêu hao tín hihiệu ở lối vào:
v
v
v
I
U
Z
en
ZN
ZR ZV
IV
UV
IR
UR
ZT
K
H1-2 Sơ đồ khối của bộ khuếch đại
K =
Đại lượng ra
Đại lượng vào
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Như vậy ta thấy rằng Zv tỉ lệ nghịch với dòng đầu vào, do đó yêu cầu trở kháng vào càng lớn thì
tiêu hao năng lượng tín hiẹu vào càng nhỏ.
b. Thông số ra
Trở kháng ra là đại lượng đặc trưng cho nội trở trong của nguồn tín hiệu ra của bộ khuếch đại trở
kháng ra được tính bằng công thức:
ra
ra
ra
I
U
Z
Trở kháng ra thì tỉ lệ nghịch với dòng đầu ra. Nó đánh giá khả năng cấp dòng điện cho tải của bộ
khuếch đại. Do đó yêu cầu đối với một bộ khuếch đại là trở kháng ra càng nhỏ càng tốt.
c. Phối hợp trở kháng
Phối hợp trở kháng giữa các bộ khuếch đại, hoặc giữa bộ khuếch đại với nguồn tín hiệu vào hoặc
giữa bộ khuếch đại với tải. Là đảm bảo sao cho sự tiêu hao năng lượng hữu ích là bé nhất.
Nếu trở kháng vào của bộ khuếch đại càng lớn thì dòng tiêu thụ tín hiệu càng nhỏ. Tức là nó dễ
phối hợp trở kháng với nguồn tín hiệu vào.
Nếu trở kháng ra của một bộ khuếch đại càng nhỏ khi cấp dòng điện cho tải sự tiêu hao của
nguồn tín hiệu ra càng ít. Ta nói bộ khuếch đại dễ phối hợp trở kháng ra với tải.
5. Đặc tuyến biên độ
6. Đặc tuyến biên độ tần số
minmax fff
Yêu cầu giải thông của một bộ khuếch đại càng lớn càng tốt
7. Méo tín hiệu:
a. Định nghĩa
Ura
H1-3 Đặc tuyến biên độ của bộ KĐ
Đặc tuyến biên độ là đường biểu diễn mối quan hệ giữa
biên độ của tín hiệu ra với biên độ của tín hiệu vào . Tức là
)( vra UfU hoặc )( vra IfI tại một tần số nào đó. Ví dụ
đường đặc tuyến biên độ của một bộ khuếch đại âm tần tại
tần số 1Khz được vẽ như hình H1-3.
Yêu cầu của đường đặc tuyến biên độ là càng tuyến
tính càng tốt.
Ura
K (U)
1
0.707
fmin fmax∆f
f
Là đường biễu diễn mối quan hệ giữa hệ số
khuếch đại hoặc biên độ của tín hiệu ra với tần số
của tín hiêu vào. Với một bộ khuếch đại chuẩn đặc
tuyến biên độ - tần số có dạng như hình H1-4.
Qua đặc tuyến biên độ - tần số chúng ta có thể
xác định được giải thông của một bộ khuếch đại.
Là giới hạn tần số mà trong đó hệ số khuếch đại
hoặc biên độ suy giảm đi 0.707 =
2
1
lần
H1-4 Đặc tuyến biên độ tần số
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Méo tín hiệu là sự sai khác về dạng của tín hiệu ra với tín hiệu vào.
Méo tín hiệu do hai nguyên nhân cơ bản là:
- Do đặc tuyến truyền đạt của phần tử khuếch đại không đường thẳng
- Hệ số khuếch đại không đồng đề trong cả dải tần công tác.
b. Méo phi tuyến
Méo phi tuyến do đặc tuyến biên đông không đường thẳng. Điều này dẫn đến khi tín hiệu vào
của mạch khuếch đại chỉ có một tần số ω, thì trong thành phần đầu ra xuất hiện các thành phần tần
số lạ nω.
Giả sử ở đầu vào chỉ có một tín hiệu xoay chiều tUU vMv cos. thì khi đặc tuyến biên độ của
bộ khuếch đại không đường thẳng thì ta có tín hiệu ra là:
tnUtUtUtUUU nMMMMra cos...3cos.2coscos. 3.210
Trong đó chỉ có một thành phần U1M có tần số giống tần số tín hiệu vào được gọi là thành phần
cơ bản còn các thành phần có có tần số bội của tần số cơ bản (nω) được gọi là sóng hài nếu n=2 gội
là sóng hài bậc 2, n=3 gọi là sóng hài bậc 3…và nó chính là nguyên nhân dẫn đến méo tín hiệu. Khi
sóng hài bậc càng cao thì biên độ càng giảm.
Để đánh giá méo không đường thẳng ta có hệ số meo không đường thẳng được tính theo công
thức:
%
...
1
22
3
2
2
m
nmmm
U
UUU
hệ số méo không đường thẳng càng bé càng tốt
c. Méo tuyến tính (méo tần số)
Là méo do hệ số khuếch đại không đồng đều trong cả dải tần công tác. Nguyên nhân chủ yếu là
do trong mạch khuếch đại có các phần tử dẫn điện phụ thuộc vào tần số
. như cuộn cảm, tụ điện và đặc biệt là các tụ ký sinh điều đó làm biến dạng tín hiệu đầu ra dẫn
đến méo. Méo tần số làm hẹp dải thông của mạch khuếch đại.
Câu hỏi ôn tập cuối chương
Câu 1: Khuếch đại là gì? Trình bày cách phân loại của các mạch khuếch đại điện tử.
Câu 2: Trình bày các thông số đặc trưng cơ bản của mạch khuếch đại.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Chương 2
HỒI TIẾP
§2-1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI HỒI TIẾP
1. Định nghĩa
Hồi tiếp là ghép một phần tín hiệu ra (điện áp hoặc dòng điện) của mạng 4 cực (Phần tử khuếch
đại là transistor hoặc khuếch đại thuật toán) về đầu vào thông qua một mạng bốn cực. mạng bốn cực
này được gọi mà mạng hồi tiếp.
Trong đó:
Us : là tín hiệu vào
Uv : là tín hiệu vào phần tử khuếch đại
Ur : là tín hiệu ra
Uf : là tín hiệu hồi tiếp
K : là hàm truyền của khâu khuếch đại
β : Là hệ số hồi tiếp.
Hồi tiếp đóng một vai trò quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử tương tự. Nó cho phép cải
thiện các tính chất của bộ khuếch đại như: trở kháng vào, trở kháng ra, băng thông ..vv. Điều này sẽ
được phân tgích kỹ ở phần tiếp theo.
2. Phân loại hồi tiếp.
Có nhiều dấu hiệu để phân loại hồi tiếp cụ thể như sau:
a. Dựa vào pha của tín hiệu hồi tiếp và tín hiệu vào
- Hồi tiếp âm: là tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào
- Hồi tiếp dương: là tín hiệu hồi tiếp đồng pha với tín hiệu vào.
b. Dựa vào cách lấy tín hiệu hồi tiếp ở đầu ra
- Hồi tiếp điện áp: Là tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với điện áp ra
- Hồi tiếp dòng điện: Là tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với dòng điẹn đầu ra.
c. Dựa vào cách đưa tín hiệu hồi tiếp trở về đầu vào
- Hồi tiếp nối tiếp: Tín hiệu hồi tiếp nối tiếp với tín hiệu vào
- Hồi tiếp song song: Tín hiệu hồi tiếp mắc song song với tín hiệu vào
Tuy nhiên trong các mạch khuếch đại người ta chỉ sử dụng hồi tiếp âm vì nó cải thiện được các
thông số của mạch. Còn hồi tiếp dương làm cho mạch hoạt động mất ổn định. Tuy nhiên hồi tiép
dương có tác dụng trong các mạch dao động, điều này được đề cập trong chương mạch dao động.
Còn ở đây chỉ phân tích mạch có hồi tiếp âm. Tổng hợp lại có 4 mạch hồi tiếp âm chủ yếu như sau
d. Các mạch hồi tiếp âm:
+(-)
K
β
Us Ur Uv
Uf =β.Ur
H2-1 Sơ đồ khối của mạch hồi tiếp
K
β
Us Ur Uv
Uf =β.Ur
Rt
H2-2 Hồi tiếp điện áp nối tiếp
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Hồi tiếp điện áp nối tiếp (hình 2-2): Tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với điện áp đầu ra và nối tiếp với tín
hiệu vào
Hồi tiếp điện áp song song (hình 2-3): Tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với điện áp đầu ra và song song với
tín hiệu vào.
Hồi tiếp dòng điện nối tiếp (Hình 2-4) tín hiệu hồi tiếp tỉ lệ với dòng điện đầu ra và nối tiếp với
tín hiệu vào
Hồi tiếp dòng điện song song (hình 2-5) tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với dòng điện đầu ra và song song
với tín hiệu vào
Hồi tiếp nối tiếp làm tăng trở kháng vào, còn hồi tiếp song song làm giảm trở kháng vào. Hồi
tiếp điện áp làm giảm trở kháng ra, còn hồi tiếp dòng điện làm tăng trở kháng ra. trở kháng vào lớn
K
β
Is Ur Uv
If =β.Ur
Rt
H2-3 Hồi tiếp điện áp song song
Iv
K
β
Us
Ir
Uv
Uf =β.Ur
Rt
H2-4 Hồi tiếp dòng điện nối tiếp
K
β
Is
Ir = It
Uv
If =β.Ur
Rt
H2-5 Hồi tiếp dòng điện song song
Iv
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
và trở kháng ra nhỏ là mang muốn của hầu hết các tầng khuếch đại. Cả hai yêu cầu đều được đáp
ứng trong hồi tiếp điện áp nối tiếp.
§2-2 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA MẠNG BỐN CỰC HỒI TIẾP
1. Sơ đồ khối tổng quát
Để phân tích và viết phương trình cơ bản của mạng bốn cực có hối tiếp ta xét sơ đồ khối tổng
quát của một mạng bốn cực có hồi tiếp như sau:
Trong đó:
- Xv : là tín hiệu vào
- Xr : là tín hiệu ra
- Xht: là tín hiệu hồi tiếp
- Xn : Làd tín hiệu nguồn của bộ khuếch đại
- Xh : là tín hiệu thực đưa vào phần tử khuếch đại
- K : là hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại
- β : là hệ số truyền đạt của mạch hồi tiếp
- Kn: là hệ số của mạch ghép
2. Phương trình cơ bản
Từ sơ đồ khối tỏng quát ta có phương trình cơ bản của mạch khuếch đại có hồi tiếp như sau:
+ Xr = K.Xh
+ Xv = Kn.Xn
+ Xh = Xv – Xht Nếu tín hiệu vào và tín hiệu hồi tiếp ngược pha
+ Xh = Xv + Xht Nếu tín hiệu vào và tín hiệu hồi tiếp đồng pha
+ Xht = β. Xr
Tư đó suy ra được
+
K
β
Xn Xr Xh
Xht
H2-6 Sơ đồ khối tông quát của mạch khuếch đại có hồi tiếp
Kn XV
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
.1
'
K
K
X
X
K
v
r
Ta có hệ số khuếch đại toàn phần của mạch là:
n
n
r
tp KK
X
X
K .'
Trong đó : K’ là hàm truyền của một mạng 4 cực có hồi tiếp
Ktp Là hàm truyền toàn phần của nó
Kn Là hàm truyền đạt của khâu ghép
Nếu ta gọi Kv = K.β là hệ số khuếch đại vòng
.11 KKg v độ sâu hồi tiếp.
Các tham số Kv và g là những tham số để đánh giá mức độ thay đổi các tham số của bộ khuếch
đại do hồi tiếp gây ra. Và đánh giá độ ổn định của bộ khuếch đại đó
Nếu g > 1 tức K’ < K Tức là mạch hồi tiếp làm giảm hệ số khuếch đại ta có hồi tiếp âm
Nếu g K tức là mạch hồi tiếp làm tăng hệ số khuếch đại ta có hồi tiếp dương. Hồi
tiếp dương làm tăng hệ số khuếch đại nhưng làm giảm các thông số khác của một mạch khuếch đại
đặc biệt là độ ổn định. Chính vì vậy nó chỉ sư dụng trong các mạch dao động mà không sử dụng
trong các mạch khuếch đại
Nếu g = 1 K’=K có mạch dao động (ở chế độ xác lập)
§2-3 TÁC DỤNG CỦA HỒI TIẾP ÂM
1. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến hệ số khuếch đại
Khi không có hồi tiếp: K là hệ số khuếch đại. Khi có hồi tiếp: β là hế số hồi tiếp của khâu hồi
tiếp thì hệ số khuếch đại của mạch giảm đí (1 + Kβ) lần so với khi không có hồi tiếp. Chi tiết hệ số
khuếch đại của khâu khuếch đại, hệ số hồi tiếp của khâu hồi tiếp và hế số khuếch đại của mạch có
hồi tiếp được thể hiện ơ bảng 2-1 sau
Điện áp
Nối tiếp
Điện áp
Song song
Dòng điện
nối tiếp
Dòng điện
song song
Hệ số khuếch đại khi
không có hồi tiếp
K
v
r
U
U
v
r
I
U
v
r
U
I
v
r
I
I
Hế số hồ tiếp β
r
f
U
U
r
f
U
I
r
f
I
U
r
f
I
I
Hệ số khuếch đại khi
có hồi tiếp
Kf
s
r
U
U
s
r
I
U
s
r
U
I
s
r
I
I
Bảng 2-1 Hệ số khuếch đại, hệ số hồi tiếp và hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp
a. Hồi tiếp âm điện áp nối tiếp
K
β
Us Ur Uv
Uf =β.Ur
Rt
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Từ sơ đồ khối của mạch hồi tiếp âm điện áp nối tiếp ta có:
Khi không có hồi tiếp thì hệ số khuếch đại là
s
r
U
U
K
Khi có hồi tiếp âm thì tín hiệu vào là
fsv UUU
Do đó hệ số khuếch đại của mạch sẽ là:
fs
r
v
r
UU
U
U
U
K
'
Mà ta có: rfsfsvr UKUKUKUKUUKUKU ....... s
Suy ra rs UKUK .1.
Vi vậy hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp sẽ là:
.1 K
K
U
U
K
s
r
f
Từ đó ta thấy rằng khi có hồi tiếp âm thì mạch khuếch đại điện áp nối tiếp sẽ có hệ số khuếch đại
giảm đi 1 + K.β lần so với khi không có hồi tiếp
b. Hồi tiếp điện áp song song
Sơ đồ hồi tiếp điện áp song song như hình H2-8 sau:
Công thức tính hệ số khuếch đại của mạch
Khi không có hồi tiếp (If=0) hệ số khuếch đại sẽ là
s
r
I
I
K
Khi có hồi tiếp hệ số khuếch đại sẽ là
K
β
Is Ur Uv
If =β.Ur
Rt
H2-8 Hồi tiếp điện áp song song
Iv
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
v
r
I
I
K
Mà khi có hồi tiếp âm thì fsv III vì vậy
fs
r
II
I
K
fsr IKIKI ..
Do If = β.Ir nên rsr IKIKI ...
→ K.Is = (1 + K.β).Ir
.1 K
K
I
I
K
s
r
f
Hệ số khuếch đại dòng điện của mạch hồi tiếp điện áp song song sẽ giảm đi 1+K.β lần so với khi
không có hồi tiếp.
2. Ảnh hưởng của hồi tiếp đến trở kháng vào
a. Hồi tiếp điện áp nối tiếp
Mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp có sơ đồ khối như hình vẽ sau:
Mạch hồi tiếp điện áp nối tiêpa được thể hiện chi tiết như ở hình vẽ H2-9
Ta có:
v
vs
v
rs
v
fs
v
v
v
Z
UKU
Z
UU
Z
UU
Z
U
I
...
Suy ra vsvv UKUZI ...
vvvvvvvs ZIKZIUKZIU .......
Từ đó ta có khi có hồi tiếp thì trở kháng vào của mạch sẽ là:
vvv
v
s
vf ZKZKZ
I
U
Z ..1..
Kết luận: Khi có hồi tiếp điện áp nối tiếp thì trở kháng vào sẽ tăng lên một lượng là (1+Kβ) lần
khi không có hồi tiếp. Điều này đúng cho cả mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp và hồi tiếp dòng điện nối
tiếp.
b. Hồi tiếp điện áp song song
Us
Zv
ZR
ZV
ZR
UV
Uf =β.Ur
UR
ZT
K
H2-9 Sơ đồ khối của bộ khuếch đại có hồi tiếp điện áp nối tiếp
β
Is
Zv
ZR
ZV
ZR
UV
If =β.Ur
UR
ZT
K
β
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
Hồi tiếp điện áp song song được thể hiện chi tiết trong hình vẽ H2-10
Với sơ đồ hồi tiếp điện áp song song ta có trở kháng vào khi có hồi tiếp dược tính theo công thức
sau:
.1.. K
Z
I
U
I
I
I
U
UI
U
II
U
I
U
Z v
v
r
v
v
v
v
rv
v
sv
v
s
v
vf
Như vậy ta thấy rằng đối với mạch hồi tiếp điện áp song song trở kháng vào giảm đi 1+K.β lần
so với khi không có hồi tiếp. Điều này cũng đúng cho cả mạch hồi tiếp dòng điện song song.
3. Ảnh hưởng của hồi tiếp đến trở kháng ra.
Trở kháng ra chỉ phụ thuộc và hồi tiếp điện áp hay hồi tiếp dòng điện mà không phụ thuộc vào
hồi tiếp nối tiếp hay hồi tiếp song song. Để thuận tiên ta chỉ nghiên cứu mạch hồi tiếp nối tiếp.
a. Hồi tiếp điện áp nối tiếp
Trở kháng ra được xác định bằng điện áp cung cấp U gây ra dòng điện I, khi ngắn mạch Us (Us
= 0) điện áp ra được tính:
vr UKZIU ..
Nếu Us = 0 thì Uv = - Uf
Vì vậy ta có:
UKZIUKZIU rfr .....
UKUKUZI r .1...
Vì vậy trở kháng ra khi có hồi tiếp điện áp nối tiếp sẽ là:
.1 K
Z
I
U
Z rrf
Kết luận: Trong mạch khuếch đại điện áp nối tiếp làm trở kháng ra của mạch đi 1+K.β lần so với
khi không có hồi tiếp.
Us
Zv
ZR
ZV
ZRf
U
Uf =β.Ur
U
ZT
K.Uv
H2-11 Sơ đồ khối của bộ khuếch đại hồi tiếp điện áp nối tiếp
β
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
b. Hồi tiếp dòng điện nối tiếp.
Trở kháng ra khi có hồi tiếp nối tiếp dòng điện được xác định bằng tín hiệu U ở đầu ra tạo ra
dòng điện I khi ngắn mạch Us tỉ số giữa U và I chính là trở kháng đầu ra. Trong hình H2-11 chỉ rõ
chi tiết hồi tiếp dòng điện nối tiếp. giá trị của trở kháng ra được tính như sau:
Với Us = 0 thì Uv = Uf ta có:
IK
Z
U
UK
Z
U
UK
Z
U
I
r
f
r
v
r
....
UKZr ).1(
).1( KZ
I
U
Z rrf
Như vầy hồi tiếp dòng điện nối tiếp làm trở kháng ra tăng 1+Kβ lần
Bảng tổng kết ảnh hưởng của hồi tiếp đến trở kháng vào ra
Điện áp nối tiêp Dòng điện nối tiêp Điện áp song song Dòng điện song song
Zvf .1 KZv
Tăng
.1 KZv
Tăng
.1/ KZv
Giảm
.1/ KZv
Giảm
Zrf .1/ KZr
Giảm
.1 KZr
Tăng
.1/ KZr
Giảm
.1 KZr
Tăng
Bảng 2-2 Ảnh hưởng của hồi tiếp đến trở kháng vào và ra
Ví dụ : Xác định hệ số khuếch đại điẹn áp, trở kháng vào và ra của mạch khuếch đại có hồi tiếo
điện áp nối tiếp. với K=-100, Zv = 10KΩ, Zr = 20KΩ, hệ số hồi tiếp a. β=-0.1, b. β=-0.5
Giải: Sử dụng các công thức trong phần lý thuyết đã nêu ta có:
a)
09.9
100.1.01
100
.1
K
K
K f
K
K
Z
Z rrf 82.110.82.1
11
10.20
.1
3
3
KKZZ vvf 11010.11011.10.10.1
33
b)
96.1
51
100
1005.01
100
.1
K
K
K f
16.392
51
10.20
.1
3
K
Z
Z rrf
Us
Zv
ZR
ZV
ZRf
U
Uf =β.Ir
U ZT
Ir=K.Uv
H2-11 Sơ đồ khối của bộ khuếch đại hồi tiếp dòng điện nối tiếp
β
Iv
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1
KKZZ vvf 51010.51051.10.10.1
33
Từ ví dụ trên cho ta thấy rằng khi hệ số hồi tiếp thay đổi thì sẽ làm thay đổi hệ số khuếch đại, trở
kháng vào, trở kháng ra của mạch.
4. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến méo tần số:
Theo phân tích ở những phần trên ta thấy rằng khi có hồi tiếp âm có:
.1 K
K
K f
nếu K.β>>1
thì lúc này
1
.
K
K
K f : khi đó có thể xem mạch khuếch đại đơn thuần như một điện trở, nó
không phụ thuộc vào tần số. cho dù mạch khuếch đại có chứa những phần tử phụ thuộc vào tần số.
Thực tế thì méo tần số giảm là do sự thay đổi hệ số khuếch đại theo tần số trong mạch có hồi tiếp âm
điện áp được giảm đáng kể.
5. Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến tạp âm và méo phi tuyến.
Khi có hồi tiếp âm làm nhỏ tín hiệu nhiễu (ví dụ tiếng ù của nguốn cung cấp) và giảm nhỏ méo
phi tuyến.
Khi hệ số khuếch đại giảm đi 1 + K.β lần thì độ méo phi tuyến cũng giảm đi 1 + K.β. Vì vậy để
giảm được méo phi tuyến mà vẫn đảm bảo được hệ số khuếch đại cần thiết ta sử dụng phần tử có hệ
số khuếch đại lớn hoặc số tầng khuếch đại tăng lên.
Kết luận: Khi