MẠCH LỌC TƯƠNG TỰ ppt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (16.94 MB, 132 trang )
The chapter outline is shown below.The chapter outline is shown below.
KHÁI NIỆMKHÁI NIỆM
Mạch lọc là mạch xử lý tín hiệu dựa vào sự phụ
thuộc tần số của các tham số mạch.
Bộ lọc có vai trò quan trọng trong các mạch điện tử.
Những phần tử cơ sở trong mạch lọc gồm điện trở
(R), tụ điện (C), và cuộn cảm (L).
Trong dải tần thấp (<100kHz) thường dùng mạch lọc
RC. Còn ở tần cao (>100kHz) thường dùng mạch
lọc RLC.
Mạch lọc là mạch xử lý tín hiệu dựa vào sự phụ
thuộc tần số của các tham số mạch.
Bộ lọc có vai trò quan trọng trong các mạch điện tử.
Những phần tử cơ sở trong mạch lọc gồm điện trở
(R), tụ điện (C), và cuộn cảm (L).
Trong dải tần thấp (<100kHz) thường dùng mạch lọc
RC. Còn ở tần cao (>100kHz) thường dùng mạch
lọc RLC.
Mạch lọc chỉ gồm các phần tử R,L,C gọi là mạch lọc thụ
động. Chúng thường làm suy giảm năng lượng của tín hiệu
truyền qua nó mà không khuếch đại. Khó phối hợp trở kháng
với các mạch ghép nối.
Để bổ túc các nhược điểm trên người ta sử dụng mạch lọc
tích cực nhờ thêm các phần tử khuếch đại như transistor, vi
mạch, v.v, để có thể khuếch đại tín hiệu, phối hợp trở kháng,
điều chỉnh độ suy giảm.
Mạch lọc chỉ gồm các phần tử R,L,C gọi là mạch lọc thụ
động. Chúng thường làm suy giảm năng lượng của tín hiệu
truyền qua nó mà không khuếch đại. Khó phối hợp trở kháng
với các mạch ghép nối.
Để bổ túc các nhược điểm trên người ta sử dụng mạch lọc
tích cực nhờ thêm các phần tử khuếch đại như transistor, vi
mạch, v.v, để có thể khuếch đại tín hiệu, phối hợp trở kháng,
điều chỉnh độ suy giảm.
KHÁI NIỆMKHÁI NIỆM
Dựa vào đặc điểm cấu tạo, ta phân ra hai loại:
mạch lọc thụ động (Passive filter)
mạch lọc tích cực. (Active Filter)
Dựa vào đáp ứng biên độ-tần số phân ra:
Mạch lọc thông cao (HPF-High pass Filter)
Mạch lọc thông thấp (LPF-Low pass Filter)
i (BPF-Band pass Filter)
i (BRF- Band Reject Filter)
Classification of FiltersClassification of Filters
Ideal Filter Response Curves
General Considerations
a) Tín hiệu cellphone mong muốn X(f), có bandwidth 200
kHz, tần số trung tâm 900 MHz.
b) Tín hiệu nhận được kèm nhiễu lớn 900 MHz + 200 kHz
c) Sử dụng bộ lọc để loại bỏ nhiễu
a)
b)
c)
amount of stopband attenuation
Classification of FiltersClassification of Filters
Classification of FiltersClassification of Filters
presses components between f
1
and f
2
.
Classification of FiltersClassification of Filters
• Note. The former is called the “cellular band” and
the latter, the “PCS band,” where PCS stands for
Personal Communication System.
• Note. The former is called the “cellular band” and
the latter, the “PCS band,” where PCS stands for
Personal Communication System.
Classification of FiltersClassification of Filters
Filter Characteristics
Đáp ứng tần số
A
A
2
m
A
Mạch lọc thông thấp (a), tuyến tính lý tưởng hóa (b)
A
A
2
m
A
Mạch lọc thông cao (a), tuyến tính lý tưởng hóa (b)
Đáp ứng tần số
Đáp ứng tần số
Mạch lọc thông dải (a), tuyến tính lý tưởng hóa (b)
A
2
m
A
A
Đáp ứng tần số
A
2
m
A
A
Mạch lọc chặn dải (a), tuyến tính lý tưởng hóa (b)
Lý thuyết cơ sở về mạch lọc
• Khái niệm về hàm truyền mạch lọc
• Khi cho tín hiệu truyền qua, các phần tử L, C có trở kháng
phụ thuộc vào tần số:
Hoạt động của mạch lọc được đặc trưng bằng hàm truyền
H(s), được định nghĩa là tỉ số giữa điện áp tín hiệu ra V
o
trên điện áp tín hiệu vào V
i
:
1
L C
Z sL; Z
sC
s j
- Tần số phức, (Np/s)
- Tần số Neper, (Np/s); - tần số
góc (rad/s)
0
i
V ( s )
H( s )
V ( s )
Hàm truyền tổng quát theo tham số s
Với V
0
(s), V
i
(s) là các đa thức bậc m và n với các hệ số thực
A
i
, B
k
. Bậc của đa thức ở mẫu số xác định bậc của mạch lọc.
Các nghiệm của phương trình V
0
(s) = 0 và V
i
(s)=0 được gọi là
các điểm 0 (zezor) và điểm cực (pole) ký hiệu tương ứng là z
1
,
z
2
,…, z
m
và p
1
, p
2
, …, p
n
1 2
0
1 2
m
n
( s z )( s z ) ( s z )
H( s ) H
( s p )( s p ) ( s p )
Phân tích thừa số theo các nghiệm ta có:
1
1
1 0
0
1 2
1 2 1 0
A
m
m m
m
n n
i
n n
A s A s s A
V ( s )
H( s )
V ( s )
B s B s B s B s B
0
m
n
A
H
B
- Hệ số tỉ lệ
Hàm truyền tổng quát theo tham số s
H
0
, H(s) xác định duy nhất khi biết các điểm 0 và cực. Các
nghiệm được gọi là các tần số tới hạn hay tần số đặc tính.
H
0
, H(s) xác định duy nhất khi biết các điểm 0 và cực. Các
nghiệm được gọi là các tần số tới hạn hay tần số đặc tính.
Ví dụ: Xác định giản đồ cực – không của mạch sau:
k k k
p j
- Nếu cực là phức sẽ là cặp liện hợp, chúng biểu diễn trên mặt
phẳng phức s. Ví dụ:
k
– vẽ trên trục ngang (trục thực), đơn vị Np/s
k
– vẽ trên trục đứng (trục ảo), đơn vị rad/s
• Ta có:
0
1
i
R
V V
R sL / sC
2 2
1 1
o
i
V
RCs R s
H( s )
L
V LCs RCs s ( R / L )s / LC
• Thay gía trị trên sơ đồ, phân tích thành thừa số ta có:
3
3 3
1
2 10
1 2 10 1 2 10
H( s ) . s
s j . s j
• Hàm có H
o
= 2.10
3
V/V, 0 tại gốc và một cực liên hợp phức
