bài giảng điện tử công nghiệp, chương 23 pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (370.28 KB, 5 trang )
Chương 23: Các mạch
l
ọ
c
Mạch lọc là một mạng bốn cực, dùng để tách từ một tín
hiệu phức tạp
nh
ữ
ng
thành phần có tần số nằm trong một dải
nhất
đ
ị
nh
và loại đi những thành phần ngoài dải tần số đó. Dải
tần số mà mạch lọc cho tín hiệu đi qua được gọi là dải thông
c
ủ
a
nó.
Mạch lọc được ứng dụng hết sức rộng rãi trong mọi dải tần
số. Chúng t
h
ườ
ng
được dùng để tách tín hiệu hữu ích khỏi tạp
nhi
ễ
u
.
Phụ thuộc vào
v
ị
trí của dải thông trong cả dải tần số người
ta thường dùng các mạch lọc sau:
- Mạch lọc tần thấp có dải thông từ 0 đến một tần số
ω
2
nào đấy
(h.2.116a).
- Mạch lọc tần cao có dải thông từ giá t
r
ị
ω
1
đến vô hạn (h.2.116b).
- Mạch lọc thông dải có dải thông nằm trong khoảng tần số từ
ω
1
đến
ω
2
(h.2.116c).
- Mạch lọc chắn dải có dải thông chia làm
hai vùng: 0
÷
ω
1
và từ
ω
2
÷∞,
(trong
đ
ó
ω
2
>
ω
1
) còn ở vùng tần số từ
ω
1
÷
ω
2
tín hiệu
b
ị
triệt tiêu
(h.2.116d).
K
L
K
L
ω
ω
K
L
K
L
ω ω
Hình 2.116: Đặc tuyến các dạng bộ
l
ọ
c
Gọi K
L
là hệ số truyền đạt của mạch lọc tức là K
L
= U
r
/U
v
trong
đó U
r
là tín hiệu ở
đ
ầ
u
ra, U
v
là tín hiệu ở đầu vào mạch lọc, đặc
tuyến biên độ tần số K
L
(
ω
)
của bốn loại trên ở dạng lý tưởng cho
trên hình 2.116a, b, c, d.
Mạch lọc có thể xây dựng từ các linh kiện thụ động RLC.
Tuy nhiên loại này thường có độ suy giảm lớn, và việc sử dụng
cuộn cảm L làm cho mạch lọc trở nên cồng kềnh khó chế tạo
dưới dạng vi mạch, đặc biệt là ở dải tần thấp. Vì vậy trong
d
ả
i
tần
số dưới vài trăm KHz người ta thường sử dụng mạch lọc được
xây dựng dựa trên các linh kiện thụ động RC kết hợp với các
phần tử tích cực (thông thường là các vi mạch thuật toán) và
loại này được gọi là mạch lọc tích
c
ự
c
.
Trong thực tế người ta thường sử dụng các mạch lọc có hàm
truyền đạt bậc hai vì chúng có nhiều ưu điểm như tương đối đơn
giản, hệ số phẩm chất có thể đạt
đ
ượ
c
tới vài trăm, dễ điều
ch
ỉ
nh
, làm việc ổn
đ
ị
nh
. Hàm truyền đạt bậc hai được viết
d
ướ
i
dạng sau:
2
1
0
(
P
)
Hình 2.117: Các dạng mạch
l
ọ
c
K
(P)
=
b αp
2
+
b
p
+
b a p
2
+
a
p
+
a
(2-251)
2 1 0
Ở đây p =
j
ω
RC
là biến phức đã chuẩn hoá.
Đối với bốn loại mạch lọc trên, nếu sử dụng loại mạch lọc bậc
hai thì hàm truyền
đ
ạ
t của chúng có dạng cụ thể như sau :
•
mạch lọc tần thấp bậc hai (b
1
= b
2
= 0)
b
0
K
(P)
=
a p
2
+
a
p
+
a
(2-252)
2 1 0
•
mạch lọc tần cao bậc hai (b
1
= b
0
= 0)
b
p
2
K
(P)
=
2
a p
2
+
a
p
+
a
(2-253)
2 1 0
•
mạch lọc thông dải bậc hai
(b
2
= b
0
=
0)
K =
b
1
p
a p
2
+
a
p
+
a
(2-254)
2 1 0
•
mạch lọc chắn dải bậc hai (b
1
= 0)
150
b p
2
+
b
K
(P)
=
2
0
a p
2
+
a
p
+
a
(2-255)
151
2 1 0
Trên hình 2.117 đưa ra ví dụ về dạng mạch lọc tích
cực cụ thể tương ứng
v
ớ
i
các dạng mạch lọc tần thấp, tần
cao và thông
d
ả
i
.
