mạch lọc

14
Chương7 Mạch lọc điện Tóm tắt Lý thuyết Mạch lọc điện là một mạng bốn cực thực hiện biến đổi phổ của tín hiệu theo một quy luật toán học nào. Mạch lọc thông dụng thất là mạch lọc thuần kháng LC. Mạch lọc LC lại chia thành loại “k” và loại “m”.Lý thuyết mạch lọc thuần kháng thường xuất phát từ MBC hình “Ô hình 7.1a). Để nhận được công thức có dạng toán học thuận tiện, người ta ký hiệu trở kháng nhánh ngang là 2 1 Z , nhánh dọc là 2Z 2 . Từ mạch lọc hình 7.1a) tạo ra mạch loc đối xứng hình Thình 7.1b) và lọc đối xứng hình hình 7.1c). Lý thuyết chung lọc thuần kháng xây dựng cho mạch hình 7.1a) xuất phát từ công thức hằng số truyền đặc tính g C của MBC . A A b sin a jch b cos a sh ) b j a ( sh g sh c c c c c c C 21 12 2 2 2 2 2 2 2 (7.1) Từ (7.1) tìm được điều kiện có lọc là Z 1 và Z 2 phải khác tính. Trường hợp tích tổng trở hai nhánh là một hằng thì lọc là lọc loại k. Lúc đó Z 1 Z 2 =R 0 2 =K 2 =const. (7.2) Trong đó 2 1 Z Z có thứ nguyên của điện trở, gọi là điện trở danh định của mạch lọc, ký hiệu là R 0 hoặc K. Trong công thức 7.1 thì g C /2 là hằng số truyền đặc tính của mạch lọc hình “Ô hình 7.1a) , thường gọi là một nửa đốt lọc. Mắc liên thông hai nửa đốt được một đốt hình T hoặc , có hằng số truyền đặc tính là g C . +Lọc thông thấp (hay lọc tần số thấp) loại K nhánh ngang là điện cảm, H×nh 7.1 Z1 Z2 b) c) 2Z2 a) 2 1 Z 2 1 Z 2 1 Z 2Z2 2Z2 H ×nh 7.2 b) c) a) 2 1 L 2 1 L 2 1 L 2 2 C 2 C 1 L 2 2 C 2 2 C ZCT ZCT ZCT ZC ZC ZC 192

Upload: nguyen-nhan

Post on 18-Dec-2015

5 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Mạch lọc

TRANSCRIPT

Chng7

Mch lc in

Tm tt L thuyt

Mch lc in l mt mng bn cc thc hin bin i ph ca tn hiu theo mt quy lut ton hc no. Mch lc thng dng tht l mch lc thun khng LC. Mch lc LC li chia thnh loi k v loi m.L thuyt mch lc thun khng thng xut pht t MBC hnh hnh 7.1a). nhn c cng thc c dng ton hc thun tin, ngi ta k hiu tr khng nhnh ngang l , nhnh dc l 2Z2. T mch lc hnh 7.1a) to ra mch loc i xng hnh Thnh 7.1b) v lc i xng hnh ( hnh 7.1c). L thuyt chung lc thun khng xy dng cho mch hnh 7.1a) xut pht t cng thc hng s truyn c tnh gC ca MBC

(7.1) T (7.1) tm c iu kin c lc l Z1v Z2 phi khc tnh.

Trng hp tch tng tr hai nhnh l mt hng th lc l lc loi k. Lc

Z1Z2=R02=K2=const. (7.2) Trong c th nguyn ca in tr, gi l in tr danh nh ca mch lc, k hiu l R0 hoc K.

Trong cng thc 7.1 th gC/2 l hng s truyn c tnh ca mch lc hnh hnh 7.1a) , thng gi l mt na t lc. Mc lin thng hai na t c mt t hnh T hoc (, c hng s truyn c tnh l gC.

+Lc thng thp (hay lc tn s thp) loi K c nhnh ngang l in cm, nhnh dc l in dung nh hnh 7.2. (di thng 0((C, di chn (C(() Cc cng thc tnh cc thng s ca mch lc thng thp:

in tr danh nh: (7.2) Tn s ct: (7.3) H s suy gim c tnh trong di chn:

(7.4) H s pha c tnh: Trong di thng:] (7.5) Trong di chn: bC = (.

Tng tr c tnh: (7.6) Ch : Mch lc c tng tr c tnh ph thuc vo tn s nn ni chung l khng th m bo HHPT. V vy nh ngha mt cch tng i trong cac bi tp s gii l: ch HHPT l ch ti thun tr Rt=R0. S mt ho hp ph ti c c trng bi h s ti: (7.7)+Lc thng cao (hay lc tn s cao) loi K c nhnh ngang l in dung, nhnh dc l in cm nh hnh 7.3. (di thng (C( (, di chn 0 ( (C ) Cc cng thc tnh cc thng s ca mch lc thng cao:

in tr danh nh: (7.8)

Tn s ct: (7.9) H s suy gim c tnh trong di chn:

(7.10) H s pha c tnh: Trong di thng:] (7.12) Trong di chn: bC = -(.

Tng tr c tnh: (7.13) +Lc thng di(hay lc di thng) loi K c nhnh ngang l khung cng hng ni tip, nhnh dc l khung cng hng song song, hai nhnh c cng tn s cng hng (0 (Hnh 7.4). (di thng (C1((C2, di chn 0 ( (C1, (C2 ( ( )

Cc cng thc tnh cc thng s ca mch lc thng di loi k:

in tr danh nh: (7.14)

Tn s ct:

(7.15) Di thng: ((=(C2-(C1= (7.16) Tn s trung tm (7.17) H s suy gim c tnh trong di chn:

(7.18) (7.19) (7.20) H s pha c tnh: bc= (7.21) Tng tr c tnh: (7.22) +Lc chn di (hay lc chn di hay lc di chn) loi K c nhnh ngang l khung cng hng song song, nhnh dc l khung cng hng ni tip hnh 7.5 (di thng 0((C1 v (C2((, di chn (C1((C2). Cc cng thc tnh cc thng s ca mch lc chn di loi K:

in tr danh nh: (7.23)

Tn s ct (ging lc thng di) :

(7.24) Di chn: ((=(C2-(C1= (7.25) Tn s trung tm (7.26) H s suy gim c tnh trong di chn: (7.27)

(7.28) H s pha c tnh: bc= (7.29) Tng tr c tnh: (7.30) Lc loi M:

Kt cu ni tip (hnh 7.6a)

(7.31) Kt cu song song (hnh 7.6b)

(7.32) Cc tham s:

(7.33) Tn s ct gi nguyn cc cng thc nh lc loi k.

Tn s t bin ca aC (tn s ((, ti aC= () =0 (7.34) Suy gim c tnh trong di chn: (7.35) Pha c tnh trong di thng: (7.36) Tng tr c tnh:

(7.37) (7.38) Mch lc RC.

Lc RC thng thp (hnh 7.7) Tn s ct: (7.39) H s suy gim c tnh:

(7.40)

(7.41.) Ti tn s ct shaC=2,2, tc aC=1,53 nepe

Ghp hai na t hnh 7.7a) c mt t lc hnh T hnh 7.7b) hoc mt t lc hnh ( hnh 7.7c). t lc hnh ( s dng s t tn hao nng lng hn t lc hnh T v dng hnhT i qua hai in tr mc ni tip. Lc RC thng cao (hnh 7.8) Tn s ct: (7.42) H s suy gim c tnh: (7.43) Khi (7.44)

Ti tn s ct shaC=2,2, tc aC=1,53 nepe.

Ghp hai na t hnh 7.8a) c mt t lc hnh T hnh 7.8b) hoc mt t lc hnh ( hnh 7.8c). Mc lin thng mt t lc thng thp v mt t lc thng cao c lc RC thng di.

bi tp

7.1.Mch lc thng thp c tn s ct l 15Khz, in tr ti 500(. Hy xc nh:

a) Cc thng s vt l ca mch lc.

b) V s hnh , hnh T v hnh ( ca mch lc, in trn hnh v tr s cc thng s vt l ca mch. c) H s suy gim c tnh tn s 10 Khz, 20 Khz v 25 Khz.

d) H s pha c tnh tn s 5 Khz, 10 Khz v 20 Khz.

e) Tng tr c tnh tn s 5 Khz, 10 Khz.

7.2. Mch lc thng thp tn s ct fC=12 Khz.

a) tn s no th h s suy gim c tnh t 2,172 nepe?

b) tn s no th h s pha c tnh t 90,20?

7.3.Mch lc thng thp loi k c tn s ct 8 Khz. Hy xc nh h s suy gim c tnh tn s 12 Khz v 18 Khz, h s pha c tnh tn s 2,5 Khz v 6 Khz.

7.4.Mch lc thng thp c tn s ct l 500 Hz, in tr ti 600(. Hy xc nh:

a) Cc thng s vt l ca mch lc.

b) V s hnh , hnh T v hnh ( ca mch lc, in trn hnh v tr s cc thng s vt l ca mch. c) H s suy gim c tnh tn s 1000 Hz v 1500 hz.

d) H s pha c tnh tn s 120 Hz v 320 Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 120 Hz v 320 Hz.

7.5. t lc thng thp hnh T c in tr danh nh l 450 (, tn s ct 1200 Hz.

a) Xc nh cc thng s vt l ca t lc.

b) tn s no th h s suy gim c tnh ca t lc l 2,585 nepe?

c) tn s va tm c mun c h s suy gim c tnh l 7,755 nepe th phi kt cu mch lc nh th no?

d) Tnh h s suy gim c tnh ca mch lc va kt cu tn s 2000 Hz.

7.6. t lc thng thp hnh T c in tr danh nh l 450 (, tn s ct 1200 Hz. Hy xc nh:

a) Tng tr c tnh tn s 250 Hz.

b) tn s no th tng tr c tnh ca t lc l 320 (?

c) Nu in tr ti l 520 ( th nn kt cu t lc nh th no m bo phi hp tr khng vi ti? Khi tn s no s c phi hp tr khng hon ton?

7.7. t lc thng thp hnh ( c in tr danh nh l 450 (, tn s ct l 1500 Hz.Hy xc nh:

a) tn s no th tng tr c tnh ca mch lc l 600( b) tn s no th h s pha c tnh c tr s 1,46 rad.

7.8.Cho mch lc hnh 7.9.Hy xc nh:

a) Tn s ct ca mch lc. b) in tr danh nh R0 ca mch lc.

c) H s suy gim c tnh tn s 2000 Hz v 2500 hz.

d) H s pha c tnh tn s 500 Hz v 920 Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 500 Hz

f) V mch lc hnh ( tng ng v in tr s cc thng s mch trn hnh .

7.9.Cho mch lc hnh 7.10.Hy xc nh:

a) Tn s ct ca mch lc. b) in tr danh nh R0 ca mch lc.

c) H s suy gim c tnh tn s 4000 Hz v 6 000 hz.

d) H s pha c tnh tn s 1000 Hz v 1800 Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 500 Hz

f) V t lc hnh T v hnh ( tng ng ; in tr s cc thng s mch trn hnh .

7.10.Cho mch lc hnh 7.11.Hy xc nh:

a) Tn s ct ca mch lc. b) in tr danh nh R0 ca mch lc.

c) H s suy gim c tnh tn s 1000 Hz v 2500 hz.

d) H s pha c tnh tn s 350 Hz v 1200 Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 250 Hz

f) V hnh T tng ng v in tr s cc thng s mch trn hnh .

7.11. Mch lc thng cao c tn s ct l 800 Hz,in tr ti 250(.Hy xc nh:

a) Cc thng s vt l ca mch lc.

b) V s hnh , hnh T v hnh ( ca mch lc, in trn hnh v tr s cc thng s vt l ca mch. c) H s suy gim c tnh tn s 150 Hz, 500 Hz v 1000 Hz.

d) H s pha c tnh tn s 250 Hz, 1000 Hz v 1500 Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 1200 Hz.

7.12. Mch lc thng cao c tn s ct l 500 Hz.

a) tn s no th h s suy gim c tnh c tnh ca mch lc t 3 nepe.b) tn s no th h s pha c tnh c tr s -1,46 rad.

7.13. Mch lc thng cao c tn s ct l 200 Hz.

a) tn s no th h s suy gim c tnh c tnh ca mch lc t 35,86 dB.b) tn s no th h s pha c tnh c tr s - 600.

7.14.Cho mch lc hnh 7.12.Hy xc nh:

a) Tn s ct ca mch lc. b) in tr danh nh R0 ca mch lc.

c) H s suy gim c tnh tn s 90 Hz v 180 hz.

d) H s pha c tnh tn s 100 Hz v 320Hz.

e) Tng tr c tnh tn s 300 Hz

f) V mch lc hnh T tng ng v in tr s cc thng s mch trn hnh .

7.15. Cho mch lc hnh 7.13. Hy xc nh:

a) Tn s ct ca mch lc. b) in tr danh nh R0 ca mch lc.

c) H s suy gim c tnh tn s 200 Hz.

d) tn s no th h s suy gim t 3,5 nepe.

e) tn s no th h s pha c tnh c tr s l - 700f) V mch lc hnh T v hnh ( tng ng ; in tr s cc thng trn cc hnh .

7.16. Mch lc thng di loi k c tn s ct fC1=8 Khz, fC2= 12,5 Hz, in tr ti 850 (. Hy xc nh:

a) Cc thng s vt l ca mch lc.

b) V s hnh , hnh T v hnh ( ca mch lc, in trn hnh v tr

s cc thng s vt l ca mch. c) H s suy gim c tnh cc tn s 5 Khz v 20 Kz.

d) H s pha c tnh cc tn s 5 Kz, 9 Khz, 11,111 Khz v 20 Khz.

e) Tng tr c tnh cc tn s 9 Khz v 11,111 Khz

7.17. Cho mch lc hnh 7.14.

a) y l mch lc loi g,ti sao?

b) V s hnh hnh ( tng ng ca mch lc v in trn tr s cc thng s vt l ca mch lc trn .c) Tnh h s suy gim c tnh cc tn s 4,5 Khz v 16,082 Kz.

d) H s pha c tnh cc tn s 4 Kz, 7,5 Khz, 9,65 Khz v 18,092Khz.

e) Tng tr c tnh cc tn s 7,5 Khz v 9,65 Khz.

7.18. Mch lc di chn loi k c in tr danh nh l 1000 (, cc tn s ct l 6,25 Khz v 10,24 Khz.a) Cc thng s vt l ca mch lc.

b) V s hnh , hnh T v hnh ( ca mch lc, in trn hnh v tr s cc thng s vt l ca mch. c) V nh tnh dng c tnh bin tn s aC v pha tn s bC (theo l thuyt). d) Tnh h s suy gim c tnh cc tn s 7,5 Khz v 8,533 Kz.

e) Tnh h s pha c tnh cc tn s 4 Kz; 7,5Khz; 8,533 Khz v 16 Khz.

7.19. Mch lc thng thp loi m hnh T c m=0,5; kt cu ni tip, c to t mch lc loi K tng ng c in tr danh nh R0 =1000(, tn s ct fC=1Khz

a) Tnh cc thng s vt l ca mch lc

b) V s mch lc v in tr s cc thng s mch trn s . c) Tnh tn s t bin (( ca c tnh bin tn s (tn s c aC ( ( ) d) Tnh suy gim c tnh tn s 1100 Hz v 1160 Hz

7.20. Mch lc thng thp loi m hnh T c m=0,5, kt cu song song, c to t mch lc loi K tng ng c in tr danh nh R0 =1000(, tn s ct fC=1000 Hz

a) Tnh cc thng s vt l ca mch lc

b) V mch lc v in tr s cc thng s mch trn s

c) Tnh tn s t bin (( ca c tnh bin tn s (tn s c aC ( ( ) d) Tnh suy gim c tnh tn s 1100 Hz v 1160 Hz

7.21. Vi mch lc hnh 7.15

a) y l lc loi no?Ti sao?

b) Tnh tn s ct ca mch lc.

c) tnh h s suy gim aC ca mch lc in vo bng 7.1, t v th tng ng. (Nn lp trnh tnh theo cng thc 7.40). Bng 7.1

( rad/s0102030405060708090100

aC nepe

7.22. Cho mch lc hnh 7.16

a) y l mch lc loi no,ti sao?

b) Xc nh cc tn s ct ca mch lc.

c) Tnh h s suy gim aC ca mch lc in vo bng 7.2, t v th tng ng.

Bng 7.2

(rad/s0255075100125150175200225250275300

aCnepe

EMBED Visio.Drawing.11

PAGE 200

_1244289611.unknown

_1244289055.vsd2

2

2

2

2

2

Hnh 7.3

b)

c)

a)

ZCT

ZCT

ZCT

ZC

ZC

ZC