›
›

Bài giảng Mạch điện tử 1 - Chương 7: Mạch khuếch đại hồi tiếp

Download
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Chöông 7: MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI HOÀI TIEÁP  
7.1 Giôùi thieäu  
7.2 Khaùi nieäm cô baûn veà maïch hoài tieáp  
7.3 Ñoä lôïi cuûa maïch khueách ñaïi hoài tieáp ñieän aùp  
7.4 Trôû khaùng ngoõ vaøo vaø ngoõ ra  
7.5 Ví duï veà phaân tích maïch khueách ñaïi hoài tieáp  
7.6 Maïch khueách ñaïi hoài tieáp vaø caùc haøm ñoä nhaïy  
7.7 Kyõ thuaät thieát keá maïch khueách ñaïi hoài tieáp  
7.8 Caùc öùng duïng khaùc cuûa kyõ thuaät hoài tieáp  
Chöông 7  
1
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
7.1 Giôùi thieäu  
Maïch khueách ñaïi lyù thuyeát  
Maïch khueách ñaïi thöïc teá  
Ÿ Kyõ thuaät hoài tieáp  
7.2 Khaùi nieäm cô baûn veà maïch hoài tieáp  
4 caáu hình maïch hoài tieáp cô baûn:  
Hoài tíeâp ñieän aùp, sai leäch doøng ñieän (voltage feedback and current error)  
Chöông 7  
2
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Hoài tieáp ñieän aùp, sai leäch ñieän aùp (voltage feedback and voltage error)  
Hoài tieáp doøng ñieän, sai leäch doøng ñieän (current feedback and current error)  
Chöông 7  
3
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Hoài tieáp doøng ñieän, sai leäch ñieän aùp (current feedback and voltage error)  
Thaønh phaàn chung:  
1. Boä khueách ñaïi: Ri, ro, Ai’ (hoaëc Av’)  
2. Maïch hoài tieáp E: RE, Rf, nguoàn doøng (aùp) phuï thuoäc  
3. Maïch coäng hay tröø ñieän aùp (hoaëc doøng ñieän)  
Ñònh nghóa:  
1. Ñoä lôïi toaøn boä (overall) hay ngoaøi (external) cuûa maïch khueách ñaïi coù hoài tieáp:  
Ñoä lôïi doøng: Aif = iL / ii (hình a vaø c)  
Ñoä lôïi aùp:  
Avf = vL / vi (hình b vaø d)  
2. Ñoä lôïi thuaän (forward) hay trong (internal) cuûa maïch khueách ñaïi khoâng hoài tieáp:  
Ñoä lôïi doøng: Ai   Aif (hình a vaø c)  
Gi   0 or Ki   0  
Chöông 7  
4
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Ñoä lôïi aùp:  
Av   Avf  
(hình b vaø d)  
Kv   0 or KE   0  
7.3 Ñoä lôïi cuûa maïch khueách ñaïi hoài tieáp ñieän aùp  
7.3.1 Hoài tíeâp ñieän aùp, sai leäch doøng ñieän  
Maïch hoài tieáp: RE >> RL  
Maïch töông ñöông: (Vôùi maïch hoài tieáp, thay vL baèng vL’ )  
Chöông 7  
5
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Giaû söû trôû khaùng nhìn töø maïch hoài tieáp vaøo maïch tröø raát nhoû so vôùi Rf, suy ra: if = GivL’  
Doøng sai leäch (Giaû söû Rf >> Ri): ie = ii – if = ii – GivL’  
Doøng taûi (Giaû söû RL << ro): iL = Ai’ie = Ai’(ii – GivL’)  
Ñeå tính ñoä lôïi toaøn boä, thay vL baèng vL’, suy ra: vL = iLRL = RLAi’(ii – GivL)  
Ai '  
Ñoä lôïi doøng toaøn boä: Aif = iL / ii =  
1ꢀ Ai 'Gi RL  
Nhaän xeùt: Ai’ ñuû lôùn: Aif | 1 / (GiRL) khoâng phuï thuoäc vaøo maïch khueách ñaïi (Ai’).  
x Theo ñònh nghóa, ñoä lôïi doøng thuaän cuûa maïch khueách ñaïi khoâng coù hoài tieáp:  
Ai   Aif  
  Ai '  
Gi   0  
vL  
vL'  
x Ñoä lôïi voøng T (loop gain): T   
ii   0  
Theo ñònh nghóa treân, khi ii = 0 vaø giaû söû Rf raát lôùn: ie = -if = -GivL’  
ÔÛ ngoõ ra: vL = iLRL = Ai’ieRL = -Ai’GiRLvL’  
Ÿ T = -Ai’GiRL  
9 T<0: Hoái tieáp aâm (negative feedback)  
9 T>0: Hoái tieáp döông (positive feedback)  
Ai  
Ÿ Overall gain: Aif   
1ꢁ 
T  
Chöông 7  
6
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Ví duï 1: Xaùc ñònh Aif cuûa maïch khueách ñaïi hoài tieáp aùp – sai leäch doøng sau:  
Ñöa ñieän trôû Rf veà ngoõ vaøo vaø ra, maïch töông ñöông (Chuù yù: Thay vL baèng vL’ ôû ngoõ vaøo)  
Chöông 7  
7
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Bieàn ñoåi töông ñöông Norton – Thevenin:  
Thoâng thöôøng: Ai >> Ri / Rf vaø Rf >> RL Ÿ Ngoõ ra: Rf xem nhö khoâng aûnh höôûng  
x Ñoä lôïi doøng thuaän khi khoâng coù hoài tieáp (vL’ = 0):  
(r // R f )  
ª
º
iL  
ii  
i
Ai   
  ꢁA'  
«
»
i
vL'   0  
(r // R ) ꢀ R  
i
«
¬
»
¼
i
f
x Ñoä lôïi voøng T:  
(r // R f )  
vL  
RL  
(r // R f ) ꢀ Ri R f  
i
T   
  ꢁAi'  
vL'  
ii   0  
i
x Ñoä lôïi toaøn maïch:  
Ai  
1ꢁ T  
Aif   
(Kieåm chöùng: Xem TLTK [2])  
x Nhaän xeùt: Neáu –T >> 1 Ÿ Aif | Ai / (-T) = - Rf / RL Ÿ Neáu T ñuû lôùn:  
9 Aif chæ phuï thuoäc vaøo tyû soá cuûa ñieän trôû maïch hoài tieáp (Rf) vaø ñieän trôû taûi (RL)  
9 Avr chæ phuï thuoäc vaøo tyû soá cuûa ñieän trôû maïch hoài tieáp (Rf) vaø ñieän trôû nguoàn (RL) [2]  
Chöông 7  
8
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Ví duï 2: Tính ñoä lôïi doøng thuaän khoâng coù hoài tieáp vaø ñoä lôïi voøng cuûa maïch khueách ñaïi sau.  
x Tính ñoä lôïi doøng thuaän khoâng coù hoài tieáp Ai:  
Maïch töông ñöông (vL’ = 0):  
(r // R f )  
ª
«
º
»
iL  
ii  
ª
Rc  
Rc ꢀ RL  
º
i
Ÿ Ai   
  (ꢁAi' ) ꢁ h fe  
ꢁ
vL'   0  
«
»
(r // R f ) ꢀ 2hie ꢀ RT  
«
¬
»
¼
¬
¼
i
x Tính ñoä lôïi voøng T: Maïch töông ñöông (ii = 0):  
Chöông 7  
9
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
(r // R f )  
§
¨
¨
©
·
¸
¸
¹
ª
º
º
»
vL  
vL'  
RL  
R f  
ª
Rc  
Rc ꢀ Ri  
i
'
T   
 
(ꢁAi ) ꢁ h fe  
ꢁ
«
«
»
ii   0  
(r // R f ) ꢀ 2hie ꢀ RT  
«
¬
»
¼
¬
¼
i
Ai  
x Ñoä lôïi toaøn maïch: Aif   
1ꢁ 
T  
Nhaän xeùt: -T >> 1, Aif | Ai / (-T) = - Rf / RL :khoâng phuï thuoäc hfe vaø Ai’  
7.3.2 Hoài tieáp ñieän aùp, sai leäch ñieän aùp  
Maïch hoài tieáp:  
Chöông 7  
10  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Maïch töông ñöông: (Giaû söû maïch hoài tieáp khoâng aûnh höôûng ñeán ngoõ ra)  
Chuù yù: Thay vL baèng vL’  
Giaû söû Rf khoâng aûnh höôûng maïch tröø Ÿ vf = KvvL’  
Aùp sai leäch: ve = vi – vf = vi - KvvL’  
Ñieän aùp ngoõ ra: (giaû söû ro << RL): vL = Av’ve = Av’(vi - KvvL’)  
Av'  
1ꢀ Kv Av'  
vL  
vi  
Ñeå tính ñoä lôïi aùp toaøn boä, thay vL’ baèng vL Ÿ Avf   
 
Neáu tính theo ñoä lôïi aùp thuaän khi khoâng coù hoài tieáp (Av) vaø ñoä lôïi voøng T:  
x Ñoä lôïi aùp thuaän khi khoâng coù hoài tieáp Av   Avf  
  Av'  
Kv   0  
vL  
vL'  
x Ñoä lôïi voøng: T   
  ꢁKv Av'  
vi   0  
Chöông 7  
11  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Av  
1ꢁ 
T  
Ÿ Overall gain: Avf   
Ví duï 3: Tính Avf cuûa maïch khueách ñaïi hoài tieáp sau. Giaû söû ro << R2.  
Maïch töông ñöông:  
Chöông 7  
12  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû:  
Ñoä lôïi aùp thuaän khi khoâng coù hoài tieáp:  
ª
º
»
vL  
vi  
RL  
RL ꢀ ro  
ª
º
ꢁ1  
Av  
 
 
Av'  
>
ꢁ
h (R // R )  
@
«
fe  
c
i
vL'   0  
«
»
r ꢀ 2h ꢀ R  
«
¬
»
¼
¬
¼
i
ie  
f
Ñoä lôïi voøng T:  
ª
º
»
vL  
vL'  
ª
RL  
RL ꢀ ro  
º
R1  
@
R ꢀ R r ꢀ 2h ꢀ R  
1
T   
  Av'  
ꢁ h (R // R )  
«
fe c i  
>
«
»
vi   0  
«
¬
»
¼
¬
¼
1
2 i  
ie  
f
Ñoä lôïi aùp toaøn boä:  
Av  
1ꢁ 
T  
Avf   
Chöông 7  
13  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
7.4 Trôû khaùng ngoõ vaøo vaø ngoõ ra  
7.4.1 Trôû khaùng ngoõ vaøo (input impedance)  
i) Sai leäch doøng  
Xeùt maïch sau:  
v1  
ii  
Theo ñònh nghóa, trôû khaùng ngoõ vaøo nhìn töø nguoàn doøng: Zif   
Giaû söû Rf >> RL , töø maïch töông ñöông : v1 = ieRi  
r // R f  
§
·ª  
º
vL  
i
¨
¸
«
¸
Vôùi ie   ii ꢀ  
»
¨
R f R ꢀ r // R  
«
¹¬  
»
¼
i
i
f
©
Maët khaùc: vL = -Ai’ieRL  
Ri // r // R f  
r // R f  
i
§
¨
¨
©
·ª  
º
»
RL  
i
'
¸
«
¸
Ÿ Zif   
1ꢁ 
T  
vôùi ñoä lôïi voøng T   ꢁAi  
R f R ꢀ r // R  
«
¹¬  
»
¼
i
i
f
Trôû khaùng ngoõ vaøo khi khoâng coù hoài tieáp (vL’ = 0): Zi = Ri // ri // Rf  
Chöông 7  
14  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
Zi  
1ꢁ 
T  
Ÿ Toång quaùt: Trôû khaùng ngoõ vaøo nhìn töø nguoàn doøng: Zif   
Vôùi  
Zi: Trôû khaùng ngoõ vaøo khi khoâng coù hoài tieáp  
T: Ñoä lôïi voøng  
Chuù yù: Coâng thöùc treân chæ ñuùng trong tröôøng hôïp ri maéc song song. Trong tröôøng hôïp ri  
maéc noái tieáp nhö hình veõ döôùi, trôû khaùng ngoõ vaøo ñöôïc tính theo caùc böôùc sau:  
a) Bieán ñoài töông ñöông Thevenin o Norton, khi naøy ri seõ maéc song song  
b) Tính Zif theo coâng thöùc hoài tieáp treân  
1
Zif  
1
1
Zi'f  
c) Zif goàm ri maéc song song vôùi Zif’ Ÿ  
  ꢀ  
Ÿ Tính Zif’  
r
i
d) Vôùi maïch ban ñaàu: Zifv = ri + Zif’  
Chöông 7  
15  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
ii) Sai leäch aùp  
Xeùt maïch trong ví duï 3:  
vi  
ib1  
Theo ñònh nghóa, trôû khaùng ngoõ vaøo: Zifv   
, töø maïch töông ñöông tín hieäu nhoû:  
r ꢀ R f ꢀ 2hie  
vi ꢁ [R1 /(R1 ꢀ R2 )]vL  
i
Ÿ ib1   
. Do Avf = vL/vi Ÿ Zifv   
r ꢀ R f ꢀ 2hie  
1ꢁ [R1 /(R1 ꢀ R2 )]Avf  
[(R1 ꢀ R2 ) / R1 ]T  
i
Av  
1ꢁ 
T  
R1  
§
¨
·
Maët khaùc: Avf   
vôùi T   ꢁ¨  
¸Av Ÿ Avf   ꢁ  
¸
R ꢀ R  
1ꢁ 
T  
©
¹
1
2
r ꢀ R f ꢀ 2hie  
i
Ÿ Zifv   
  (1ꢁ T)(r ꢀ R f ꢀ 2hie )  
i
1ꢀ [T /(1ꢁ T)]  
Khi khoâng coù hoài tieáp (vL’ = 0) : Zi = ri + Rf + 2hie  
Ÿ Toång quaùt: Trôû khaùng ngoõ vaøo nhìn töø nguoàn aùp: Zifv = (1-T)Zi  
Vôùi:  
Zi: Trôû khaùng ngoõ vaøo khi khoâng coù hoài tieáp  
Chöông 7  
16  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
T: Ñoä lôïi voøng  
Chuù yù: Coâng thöùc treân chæ ñuùng trong tröôøng hôïp ri maéc noái tieáp.  
7.4.2 Trôû khaùng ngoõ ra (output impedance)  
i) Hoái tieáp aùp – Sai leäch doøng  
Xeùt maïch hoài tieáp aùp – Sai leäch doøng sau:  
vL  
io  
Theo ñònh nghóa, trôû khaùng ngoõ ra: Zof   
vi   0  
Giaû söû Rf khoâng aûnh höôûng ñeán ngoõ ra Ÿ io = iL + Ai’ie  
Treân taûi: iL = vL / RL  
r // R f  
§
¨
¨
©
·
¸
¸
vL  
i
ÔÛ ngoõ vaøo: ie   
R f Ri ꢀ r // R f  
i
¹
Ai'  
r // R f  
§
¨
¨
©
·ª  
º
»
1
1
1ꢁ T  
RL  
i
¸
«
¸
Ÿ Daãn naïp ngoõ ra (output admittance): Yof   
 
ꢀ
 
Zof RL  
R f R ꢀ r // R  
«
¹¬  
»
¼
i
i
f
Chöông 7  
17  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
RL  
1ꢁ 
T  
Ÿ Trôû khaùng ngoõ ra: Zof   
Khi khoâng coù hoài tieáp: Zo = RL  
Zo  
1ꢁ T  
Ÿ Toång quaùt: Trôû khaùng ngoõ ra: Zof   
Vôùi:  
Zo: Trôû khaùng ngoõ ra khi khoâng coù hoài tieáp  
T: Ñoä lôïi voøng  
ii) Hoài tieáp aùp – Sai leäch aùp  
Xeùt maïch hoài tieáp aùp – sai leäch aùp sau:  
vL ꢁ Av' ve  
vL  
io  
vL  
RL  
Trôû khaùng ngoõ ra: Zof   
vôùi io   
ꢀ
vi   0  
ro  
Chöông 7  
18  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
h fe R1  
§
¨
¨
©
·
ª
«
¬
º
»
¼
§
·
1
¸
¨
¨
¸
¸
ÔÛ ngoõ vaøo: v   ꢁ  
vL  
ꢂ
Rc // Ri  
ꢃ
e
¸
R1 ꢀ R2  
R f ꢀ r ꢀ 2hie  
i
©
¹
¹
h fe R1  
§
¨
¨
·
¸
¸
ª
º
»
¼
§
·
' § RL  
·
1
¨
¨
¸
¸
Maët khaùc, ñoä lôïi voøng T:  
T   ꢁ  
ꢂ
R // R A ¨  
i ꢃ  
¸
¸
c
v
«
¬
¨
R1 ꢀ R2 R f ꢀ r ꢀ 2hie  
r ꢀ R  
©
¹
i
o L  
©
¹
©
¹
-
®
¯
½
¾
¿
T
Ÿ v   
v
L
e
A' [R /(r ꢀ R )]  
v
L
o
L
§
·
1
1
1
T
1
1
ro  
¨
¨
¸
¸
Ÿ Yof   
 
ꢀ ꢁ  
 
ꢀ
(1ꢁ T)  
Zof RL ro ro RL /(ro ꢀ RL )  
R
©
¹
L
Khi khoâng coù hoài tieáp: Zo = RL // ro  
Zo  
1ꢁ T  
Ÿ Toång quaùt: Trôû khaùng ngoõ ra: Zof   
Vôùi:  
Zo: Trôû khaùng ngoõ ra khi khoâng coù hoài tieáp  
T: Ñoä lôïi voøng  
Chöông 7  
19  
http://www.khvt.com  
0ҥFKꢀÿLӋQꢀWӱꢀꢁ  
7.5 Ví duï veà phaân tích maïch khueách ñaïi hoài tieáp  
Ví duï 4: Xaùc ñònh Avf, Aif, T, Zif, Zof cuûa maïch KÑ hoài tieáp sau, giaû söû caùc TST gioáng nhau coù  
hre = hoe = 0.  
Vì Rf >> RL, chuyeàn Rf veà ngoõ vaøo, maïch töông ñöông: Maïch hoài tieáp aùp – sai leäch aùp  
Chöông 7  
20  
http://www.khvt.com  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 30 trang myanh 23300 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạch điện tử 1 - Chương 7: Mạch khuếch đại hồi tiếp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_mach_dien_tu_1_chuong_7_mach_khuech_dai_hoi_tiep.pdf