Tài liệu Thiết kế mạch phân cực pptx

5.2 MẠCH LỌC THƯỢNG THÔNG R.C:
Dạng mạch căn bản như hình 5.2


Tụ C được xem như nối tắt (short-circuit), kết quả là: v
0
≈

v
i
- Ở khoảng giữa 2 tần số này, độ lợi điện thế A
V
=v
0
/v
i
thay đổi nhu hình
5.3. Khi tần số tăng, dung kháng của tự C giảm và tín hiệu ở ngỏ ra v
0
lớn dần. Ðiện thế
ngõ vào và ngõ ra liên hệ với nhau bằng công thức:

Tại A
V
=1 ⇒v
0
=v
i
(trị tối đa) A
V
(dB)=20Log1=0dB
Vậy tần số cắt là tần số tại đó độ lợi giảm đi lần hay giảm đi 3dB.
Nếu phương trình độ lợi được viết dưới dạng số phức:

Khi f<<f
i
, phương trình trên có thể viết gần đúng:

Với công thức gần đúng này ta thấy:


Mạch lọc nêu trên có độ lợi giảm đi 20dB khi tần số giảm đi 10 lần hay độ
lợi giảm 6dB khi tần số giảm phân nửa được gọi là mạch lọc 6dB/octave hay
20dB/decade







5.3 MẠCH LỌC HẠ THÔNG RC:
Dạng mạch căn bản như hình 5.6.


Ở khoảng giữa 2 tần số này, độ lợi điện thế thay đổi như hình 5.7. Khi
tần số tăng dần, dung kháng của tụ C càng giảm và v
0
càng giảm.

Tương tự như mạch lọc hạ thông, khi f>>f
i
thì A
V
(dB) =-20log(f/f
i
) và độ
dốc của giản đồ cũng là 20dB/decade.

7.3.3 Mạch lọc tích cực: (Active filter)
Có 4 loại mạch chính:
- Mạch lọc hạ thông.
- Mạch lọc thượng thông.
- Mạch lọc dải thông.
- Mạch lọc loại trừ (dải triệt).
a/ Mạch lọc hạ thông(Low pass Filter-LPF)
* Mạch lọc hạ thông căn bản:
Dạng mạch
Nếu ta chọn R
2
=R
1
thì |A
V0
|=1
Ðáp tuyến tần số độ dốc -20dB/dec vì khi tần số tăng lên 10 lần thì độ
khuếch đại giảm đi 10 lần tức -20dB. Người ta hay dùng mạch voltage follower để làm
mạch lọc như hình 7.41. Ðây là mạch khuếch đại không đảo, nhưng do không có điện trở
nối mass ở ngõ vào (-) nên độ lợi bằng +1.
Người ta thường chọn R
f
=R để giảm dòng offset.
* Mạch lọc hạ thông -40dB/dec:
Trong nhiều ứng dụng, ta cần phải giảm nhanh độ lợi của mạch khi tần số
vượt quá tần số cắt, có nghĩa là độ dốc của băng tần phải lớn hơn nữa. Ðó là mục đích
của các mạch lọc bậc cao.
Dạng mạch
Nếu chọn C
2
=2C
1
, ta có:
Ở mạch này độ khuếch đại sẽ giảm đi 40dB khi tần số tăng lên 10 lần (độ lợi giảm
đi 100 lần khi tần số tăng lên 10 lần).

* Mạch lọc hạ thông -60dB/dec:
Ðể đạt được độ dốc hơn nữa-gần với lý tưởng-người ta dùng mạch lọc
-20dB/dec mắc nối tiếp với mạch lọc -40dB/dec để được độ dốc -60dB/dec (độ lợi giảm
đi 60dB khi tần số tăng lên 10 lần-góc pha tại tần số cắt là -1350).
Dạng mạch căn bản như hình 7.44



b/ Mạch lọc thượng thông (high-pass filter)
Ðây là một mạch mà độ lợi của mạch rất nhỏ ở tần số thấp cho đến một
tần số nào đó (gọi là tần số cắt) thì tín hiệu mới qua được hết. Như vậy tác dụng của
mạch lọc thượng thông ngược với mạch lọc hạ thông.
* Mạch lọc thượng thông 20dB/dec:
Dạng mạch như hình 7.46
Ðây là mạch voltage follower nên A
V
=1. Do điện thế ngõ ra v
0
bằng với
điện thế 2 đầu điện trở R nên:
Khi tần số cao, tổng trở của tụ điện không đáng kể nên A
V0
=v
0
/v
i
=1. Khi
tần số giảm dần, đến lúc nào đó độ lợi bắt đầu giảm. Tần số mà tại đó độ lợi giảm còn
0.707 A
V0
gọi là tần số cắt. Lúc đó ta có:

Ta cũng có thể dùng mạch như hình 7.48

* Mạch lọc thượng thông 40dB/dec:
Dạng mạch
Do là mạch voltage follower nên điện thế 2 đầu R
1
chính là v
0
. Ta có:

Xem chi tiết: Tài liệu Thiết kế mạch phân cực pptx