Xem mẫu
- Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
T RÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP.HCM
KHOA ÑIEÄ N TÖÛ
BOÄ MOÂN VIEÃN THOÂNG
VA
-VA
TAÙC GIAÛ : Nguyeãn Vieä t Huøng
Nguyeã n Ñình Phuù
TP.HCM 2007
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Taøi lieäu naøy giôùi thie äu cô sôû lyù luaä n, nguyeâ n lyù hoaït ñoäng cuûa maïch xung nhaèm phuïc vuï cho moân
hoïc kyõ thuaä t xung 2 tín chæ chuyeân ngaø nh ñieän töû vieãn thoâng, taø i lieäu ñöôïc chia ra laøm 6 chöông:
Chöông 1 giôùi thieä u veà caùc daïng soùng, caùc haøm cô baûn thöôøng duøng trong ló nh vöïc ñieä n, ñieän
töû goàm caùc cô baûn nhö haøm böôùc, haøm xung, haøm doác, haøm muõ, haøm sin, haøm cos vaø caùc daïng soùng
toå hôïp.
Chöông 2 trình baø y caùc maïch bieán ñoåi tín hieäu baèng maïch RC, RL vaø RLC duøng phöông phaùp
toaùn töû Laplace – chöông naøy laøm neàn taûng cho caùc chöông sau vaø caùc maïch ñieän töû öùng duï ng.
Chöông 3 trình baøy caùc kyõ thuaät chuyeån maïch ôû cheá ñoä quaù ñoä vaø xaùc ñònh cuûa caùc linh kieän
ñieän töû nhö diode, diode zener, transistor laøm aûnh höôûng ñeán daïng soùng biTán .ñoåCM caùch caûi thieän
e P H i vaø
uat
h
Ky t
ñeå daïng soùng toát hôn.
am
u ph
HS
nD
Chöông 4 trình baø y caùc maïch xeùn tín hieäuggoà m coù maïc h xeù n noái tieá p, maïch xeùn song song, xeùn
T uo
aâm, xeùn döông, xeùn 2 möùc ñoäc laäp, maïn h© xeùr thöïc teá vaø maïc h xeù n duøng transistor.
ec n
quy
Banh keïp hay coøn goïi laø maïch dôøi tín hieä u, ñaëc bieä t quan troïng laø caùc
Chöông 5 trình baø y maïc
maïch keï p vôùi taûi laø ñieän dung, taûi laø cuoä n daây.
Chöông 6 trình baøy maïch dao ñoäng ña haøi, maï ch ñôn oån duø ng op-amp, duøng IC chuyeân duøng
555, maïch dao ñoäng duøng vi maïch soá, maïch Schmitt trigger vaø maïch dao ñoäng ña haøi duøng caùc linh
kieä n coù vuøng ñieän trôû aâm.
Do chæ trình baøy nhöõng phaàn cô baûn neân chaéc chaén seõ coøn nhieà u thieáu soù t – raá t mong moïi
ñoùng goùp xaâ y döïng cuûa caùc baïn - xin haõ y gôûi veà theo ñòa chæ phu_nd@yahoo.com - xin chaân thaønh
caûm ôn.
Nhoùm bieân soaïn
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
M UÏC LUÏC
LÔØI NOÙI ÑAÀU
CHÖÔNG 1: CAÙC DAÏNG SOÙNG TÍN HIEÄU 1
I. GIÔÙI THIEÄU 3
II. DAÏ NG SOÙ NG HAØM BÖÔÙ C 5
III. HAØM XUNG (IMPULSE FUNCTION) 6
IV. HAØM DOÁ C (RAMP FUNCTION) 8
V. DAÏ NG SOÙ NG HAØM MUÕ 11
VI. DAÏ NG SOÙ NG HAØM SIN 15
VII. CAÙ C DAÏ NG SOÙNG TOÅ HÔÏ P 19
VIII. CAÙ C PHAÀN TÖÛ TRONG CAÙ C DAÏ NG SOÙ NG 24
IX. BAØI TAÄP 27
M
CHÖÔNG 2. BIEÁN ÑOÅI DAÏNG SOÙNG BAÈNG MAÏCH RC, RL VAØ RLC 29
P. HC
uat T
y th
I. PHAÂN TÍCH SOÙ NG VUOÂNG 31
am K
u ph
II. MAÏCH RC 31
DH S
g
r on
M AÏCH RC VÔÙ I TÍNH HIEÄ U VAØO LAØ HAØMuBÖÔÙC 31
1.
On T
M AÏCH RC VÔÙ I TÍNH HIEÄ U VAØyeLAØ ©HAØM XUNG 33
n qu
2.
MAÏCH LOÏ C TAÀ N SOÁ Ba P – MAÏ CH VI PHAÂN
III. THAÁ 36
M AÏCH LOÏC TAÀN SOÁ THAÁP 36
1.
M AÏCH VI PHAÂ N 37
2.
IV. MAÏCH LOÏ C TAÀ N SOÁ CAO – MAÏ CH TÍCH PHAÂN 38
M AÏCH LOÏC TAÀN SOÁ CAO 38
1.
M AÏCH TÍCH PHAÂ N 39
2.
V. CAÙ C DAÏ NG MAÏ CH DUØ NG RL 40
VI. MAÏCH VI PHAÂ N – TÍCH PHAÂ N DUØ NG OP-AMP 40
M AÏCH VI PHAÂ N 40
1.
M AÏCH TÍCH PHAÂ N 41
2.
VII. PHÖÔNG PHAÙ P TOAÙ N TÖÛ 42
1. PHEÙP BIEÁ N ÑOÅI THUAÄ N LAPLACE 42
2. PHAÂN TÍCH MAÏCH BIEÁ N ÑOÅI TÍN HIEÄ U RC DUØ NG BIEÁ N ÑOÅI LAPLACE 43
a. M aï ch RC vôùi tín hieäu vaø o laø haø m böôùc 43
b. M aï ch RC vôùi tín hieäu vaø o laø haø m xung vuoâ ng 44
M aï ch RC vôùi tín hieäu vaø o laø haø m muõ: 46
c.
d. M aï ch RC vôùi tín hieäu vaø o laø haø m doác 48
PHAÂN TÍCH MAÏCH BIEÁ N ÑOÅI TÍN HIEÄ U RL DUØ NG BIEÁ N ÑOÅ I LAPLACE 49
3.
a. M aï ch RL vôùi tín hieäu vaø o laø haøm böôùc 49
b. M aï ch RL vôùi tín hieäu vaø o laø haøm xung vuoân g 51
VIII. MAÏCH PHAÂ N AÙP 52
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
IX. MAÏCH RLC 54
X. BAØI TAÄP 57
CHÖÔNG 3. CHUYEÅN MAÏCH ÑIEÄN TÖÛ 59
I. ÔÛ CHEÁ ÑOÄ XAÙ C LAÄP 60
1. DIODE DUØNG NHÖ MOÄT CHUYEÅ N MAÏCH 61
P haâ n cöïc thuaän diode vaø ñieän aù p ngöôõng 61
a.
b. Ñ ieä n trôû ac trong dio de 62
M aï ch töông ñöông 63
c.
d. Diode khi phaâ n cöï c ngöôïc 64
DIODE ZENER 65
2.
a. K hi phaân cöïc thuaä n diode zener 65
b. K hi phaân cöïc ngöôï c diode zener 65
C aù c thoâ ng soá laø m vieäc cuûa Zener 65
c.
d. M aï ch töông ñöông cuûa Zener 66
HCM
C AÙC DAÏNG DIODE THOÂNG DUÏ NG KHAÙC 66
3.
TP.
huat
a. Diode phaùt quang LED 66
Ky t
pham
Diode Schottky 67
b.
H Su
ng D
4. TRANSISTOR 2 MOÁI NOÂÍ 67
Truo
©
a. Transis tor BJT 68
yen
K hi Transistor an t u ng khueá ch ñaïi
hoaï q ñoä
B 68
b.
c. K hi Transistor hoaït ñoäng ôû cheá ñoä chuyeån maïc h 69
K hi Transistor hoaït ñoäng ôû cheá ñoä chuyeån maïc h 71
d.
e. C aù c thoâ ng soá laø m vieäc cuûa Transistor 72
II. ÔÛ CHEÁ ÑOÄ QUAÙ ÑOÄ 74
1. C HEÁ ÑOÄ QUAÙ ÑOÄ CUÛA DIO DE BAÙN DAÃ N PN 74
X eù t traï ng thaùi chuyeå n maïch 74
a.
b. C aû i thieä n toá c ñoä 75
C HEÁ ÑOÄ QUAÙ ÑOÄ CUÛA TRANSISTOR 76
2.
a. X eù t traï ng thaùi chuyeå n maïch 76
b. C aû i thieä n daïng soùng ra 77
CHÖÔNG 4. MAÏC H XEÙN 79
I. GIÔÙI THIEÄU MAÏCH XEÙ N 83
II. MAÏCH XEÙN NOÁI TIEÁ P 83
1. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA BAÈ NG NÖÕA BAÙ N KYØ DÖÔNG 83
M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA NHOÛ HÔN NÖÕ A BAÙN KYØ DÖÔNG – DÔØI NGÖÔÕ NG CAÉT LEÂ N 85
2.
3. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA LÔÙ N HÔN NÖÕ A BAÙ N KYØ DÖÔNG – DÔØI NGÖÔÕ NG CAÉ T XUOÁ NG 87
4. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA NHOÛ HÔN NÖÕ A BAÙN KYØ DÖÔNG – DÔØI TÍN HIEÄ U LEÂ N 88
M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA LÔÙ N HÔN NÖÕ A BAÙ N KYØ DÖÔNG – DÔØI TÍN HIEÄ U XUOÁ NG 90
5.
6. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA BAÈ NG NÖÕA BAÙ N KYØ AÂM 92
M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA LÔÙ N HÔN NÖÕ A BAÙ N KYØ AÂM – DÔØI NGÖÔÕ NG CAÉT LEÂN 94
7.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
8. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA NHOÛ HÔN NÖÕ A BAÙN KYØ AÂM – DÔØI NGÖÔÕNG CAÉT XUOÁNG 95
9. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA NHOÛ HÔN NÖÕ A BAÙN KYØ AÂM – DÔØI TÍN HIEÄ U LEÂN 96
10. M AÏCH XEÙ N NOÁI TIEÁP – TÍN HIEÄU RA LÔÙ N HÔN NÖÕ A BAÙ N KYØ AÂM – DÔØI TÍN HIEÄU XUOÁNG 98
III. MAÏCH XEÙN SONG SONG 99
1. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA BAÈ NG NÖÕA BAÙ N KYØ AÂ M 99
2. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA NHOÛ HÔN NÖÕA BAÙ N KYØ AÂM – DÔØ I MAËT CAÉT XUOÁNG 100
M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA LÔÙ N HÔN NÖÕA BAÙN KYØ AÂM – DÔØ I MAËT CAÉT LEÂ N 101
3.
4. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA LÔÙ N HÔN NÖÕA BAÙN KYØ AÂM – DÔØ I TÍN HIEÄ U XUOÁ NG 101
M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA NHOÛ HÔN NÖÕA BAÙ N KYØ AÂM – DÔØ I TÍN HIEÄ U LEÂ N 101
5.
6. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA BAÈ NG NÖÕA BAÙ N KYØ DÖÔNG 102
7. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA NHOÛ HÔN NÖÕA BAÙ N KYØ DÖÔNG – DÔØI MAËT CAÉT LEÂ N 103
M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA LÔÙ N HÔN NÖÕA BAÙN KYØ DÖÔNG – DÔØ I MAËT CAÉ T XUOÁ NG 104
8.
9. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA LÔÙ N HÔN NÖÕA BAÙN KYØ DÖÔNG – DÔØ I TÍN HIEÄ U LEÂ N 104
10. M AÏCH XEÙ N SONG SONG – TÍN HIEÄ U RA NHOÛ HÔN NÖÕA BAÙ N KYØ DÖÔNG – DÔØ I TÍN HIEÄ U XUOÁ NG 104
IV. MAÏCH XEÙN VÔÙI DIODE THÖÏ C TEÁ 109
HCM
Ñieä n aù p V
1. 109
TP.
huat
Ky t
Ñieä n trôû rd
2. 109
am
Khaûo saùt aû nh höôû ng cuû a ñieän dung lieânph c Cd
H Su cöï
3. 111
gD
V. MAÏCH XEÙN DUØ NG TRANSISTORTruon 112
en ©
VI. MAÏCH XEÙN GHEÙ P CÖÏ C quy T DUØ NG TRANSISTOR
an PHAÙ 112
B
VII. MAÏCH XEÙ N DUØ NG OP – AMP 113
1. M AÏCH NAÉ N CHÍNH XAÙC – XEM NHÖ DIO DE LYÙ TÖOÛ NG 113
M AÏCH NAÉ N CHÍNH XAÙC COÙ NGUOÀ N DC 114
2.
VIII. MAÏCH XEÙN 2 MÖÙ C ÑOÄC LAÄP 114
IX. BAØI TAÄP 117
CHÖÔNG 5. MAÏCH KEÏP – MAÏC H GIAO HOAÙN 119
I. MAÏCH KEÏP 121
1. M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U XUOÁNG MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP VM 121
M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U XUOÁNG MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP NHOÛ HÔN VM 122
2.
3. M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U XUOÁNG MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP LÔÙ N HÔN VM 124
M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U LEÂ N MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP VM 126
4.
5. M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U LEÂ N MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP NHOÛ HÔN VM 128
6. M AÏCH DÔØI TÍN HIEÄ U XUOÁNG MOÄT LÖÔÏ NG ÑIEÄ N AÙP LÔÙ N HÔN VM 130
II. MAÏCH KEÏP DUØ NG DIODE XEÙT AÛ NH HÖÔÛ NG ÑIEÄN TRÔÛ DIODE VAØ ÑIEÄN TRÔÛ NGUOÀ N 1 32
X EÙT AÛ NH HÖÔÛ NG ÑEÁ N DAÏ NG SOÙ NG RA 132
1.
2. Ñ ÒNH LYÙ MAÏCH KEÏP 133
III. MAÏCH KEÏP ÔÛ CÖÏ C NEÀ N CUÛ A BJT 133
IV. CHUYEÅ N MAÏ CH C-E VÔÙI TAÛI LAØ ÑIEÄ N DUNG 135
V. CHUYEÅ N MAÏ CH C-C VÔÙI TAÛI LAØ ÑIEÄN DUNG 137
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
VI. CHUYEÅ N MAÏ CH C-E VÔÙI TAÛI LAØ CUOÄN DAÂY 139
VII. BAØI TAÄP 143
CHÖÔNG 6. MAÏC H ÑA HAØI 147
I. GIÔÙI THIEÄU 148
II. CAÙ C MAÏ CH DAO ÑOÄ NG ÑA HAØI DUØ NG OP-AMP 149
NHAÉ C LAÏ I MAÏC H SO SAÙ NH 149
2.
M AÏCH SO SAÙ NH ÑIEÄ N AÙP VÔÙI ÑIEÄN AÙP 0V 149
3.
M AÏCH SCHMITT TRIGGER ÑAÛO – ÑOÁI XÖÙNG 150
4.
M AÏCH SCHMITT TRIGGER KHOÂ NG ÑAÛ O – ÑOÁI XÖÙ NG 152
5.
M AÏCH DAO ÑOÄ NG BAÁT OÅ N DUØ NG OP-AMP 154
6.
M AÏCH ÑÔN OÅ N DUØNG OP-AMP 157
7.
III. MAÏCH DAO ÑOÄ NG ÑA HAØI DUØ NG VI MAÏ CH 555 162
C AÁU TRUÙC VI MAÏ CH 555 162
1.
M AÏCH DAO ÑOÄ NG DUØ NG VI MAÏC H 555 163
2.
HCM
TP.
M AÏCH ÑÔN OÅ N DUØNG VI MAÏ CH 555 166
3.
huat
Ky t
IV. MAÏCH ÑA HAØI DUØ NG VI MAÏ CH SOÁ 168
pham
H Su
C AÙC VI MAÏCH TRIGGER SCHMITT 168
1.
ng D
Truo
M AÏCH ÑÔN OÅ N 169
2.
M AÏCH DAO ÑOÄ NG DUØ NuyVIn © C H COÅNG NOT COÙ TRIGGER SCHMITT
qe
G MAÏ 170
3.
Ban G TRANSISTOR
V. MAÏCH DAO ÑOÄ NG DUØ N 171
M AÏCH DAO ÑOÄ NG ÑA HAØ I DUØ NG TRANSISTOR 171
1.
M AÏCH ÑÔN OÅ N GHEÙP CÖÏC THU DUØ NG TRANSISTOR 173
2.
M AÏCH ÑÔN OÅ N GHEÙP CÖÏC PHAÙT DUØ NG TRANSISTOR 176
3.
M AÏCH TRIGGER SCHMITT 177
4.
VI. MAÏCH DAO ÑOÄ NG ÑA HAØI DUØ NG CAÙ C LINH KIEÄN COÙ VUØ NG ÑIEÄ N TRÔÛ AÂM 178
DIODE TUNNEL 178
1.
UJT – TRANSISTOR ÑÔN NOÁ I 179
2.
DIODE 4 LÔÙP 180
3.
ÖÙ NG DUÏNG CUÛA CAÙC LINH KIEÄN COÙ VUØ NG ÑIEÄ N TRÔÛ AÂM ÑEÅ TAÏO MAÏCH DAO ÑOÄNG ÑA HAØI 180
4.
Taøi lieäu tham khaûo .
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Daïng soùng tín hieäu.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Chöông 1
GIÔÙI THIEÄU
HCM
DAÏ NG SOÙ NG HAØM BÖÔÙ C
TP.
huat
HAØM XUNG (IMPULSE FUNCTION)
Ky t
pham
HAØM DOÁC (RAMP FUNCTION)
H Su
ng D
DAÏ NG SOÙ NG HAØM MUÕ
Truo
©
uyen
DAÏ NG SOÙ NG HAØM SIN
an q
B
CAÙ C DAÏ NG SOÙNG TOÅ HÔÏ P
CAÙ C PHAÀN TÖÛ TRONG CAÙ C DAÏNG SOÙNG
BAØI TAÄP
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
LIEÄT KEÂ CAÙC HÌNH
Hình 1-1. Daïng soù ng tín hieäu ñieä n aù p dc.
Hình 1-2. Daï ng soù ng tín hieäu haøm böôùc.
Hình 1-3. Daï ng soù ng tín hieäu sin.
Hình 1-4. Daï ng soù ng tín hieäu haøm xung.
Hình 1-5. Daï ng soù ng tín hieäu haøm xung vuoâng ñoái xöù ng.
Hình 1-6. Daï ng soù ng tín hieäu haøm muõ .
Hình 1-7. Daïng soù ng tín hieäu xung raê ng cöa.
Hình 1-8. Daï ng soù ng tín hieäu xung tam giaùc.
Hình 1-9. Daï ng soù ng tín hieäu haøm sin giaûm theo haøm muõ.
Hình 1-10. Haøm böôùc vôùi bieâ n ñoä vaø thôøi gian treå khaùc nhau.
Hình 1-11. Daïng soùng ví duï 1-1.
HCM
Hình 1-12. Daïng soù ng ví duï 1-2.
TP.
at
(a) daï ng soù ng haøm doác. (b) daïng soù ng haøm y thutoång quaùt .
Hình 1-13. K doá c
pham
H Su
ng D
Hình 1-14. Daïng soù ng ví duï 1-3.
Truo
Sô ñoà maïch vaø daïuyen © ng ví duï 1-4.
Hình 1-15. q ng soù
Ban
Hình 1-16. Daïng soù ng haøm muõ .
Hình 1-17. Daïng soùng haøm muõ vôù i caù c giaù trò bieân ñoä vaø thôøi haèng khaù c nhau.
Hình 1-18. Daïng soù ng haøm muõ vôù i caùc giaù trò TS khaùc nhau.
Hình 1-19. Daïng soù ng ví duï 1-5.
Hình 1-20. Moät phaàn daïng soùng tín hieäu haøm sin.
Hình 1-21. Caù c daïng soùng sin bò dòch sang traù i hoaëc sang phaûi.
Hình 1-22. Daï ng soù ng toå hôï p – hay daï ng soù ng haøm muõ taê ng
Hình 1-23. Daï ng soù ng haøm toå hôï p cuû a 2 haøm muõ vaø haøm doác.
Hình 1-24. Daï ng soù ng haøm sin giaûm.
Hình 1-25. Daï ng soù ng haøm toå hôï p.
Hình 1-26. Daï ng soù ng vuoâng.
Hình 1-27. Daïng soùng xaù c ñònh giaù trò ñænh – ñænh vaø giaù trò ñænh.
Hình 1-28. Giaù trò trung bình cuû a moä t vaø i tín hieä u tuaàn hoaøn.
Hình 1-29. Hình cho ví duï 1-13.
2 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
I. GIÔÙI THIEÄU:
Chuùng ta thöôøng gaëp moät tín hieäu nhö laø doøng ñieä n i(t) hoaëc ñieän aùp v(t). Söï thay ñoåi theo
thôøi gian cuûa tín hieäu ñöôïc goïi laø daïng soùng (waveform).
Daïng soùng veõ ôû hình 1-1 khoâng thay ñoåi theo thôøi gian vaø ñöôïc goïi laø tín hieäu dc. Töø vieát taét
dc töôïng tröng cho doøng ñieän coù höôùng (direct current), daïng bieåu thöùc toaùn hoïc cho doøng ñieän dc
i(t) vaø ñieän aùp dc v(t) nhö sau:
vt VO
vôùi t (1-1)
it I o
M
P. HC
uat T
y th
am K n aù p dc.
tín h
Hình 1-1. Daïng soù ng Su phieäu ñieä
DH
ng
o uo
Khoâng coù moät tín hieäu vaät lyù naøTrmaø giöõ nguyeân giaù trò maõi theo thôøi gian, tuy nhieân noù coù
n©
e
theå gaàn ñuùng ñoái vôùi tín hieäantaïoy bôûi moät thieát ñoù laø nguoàn pin.
qu ra
Bu
Tín hieäu haøm böôùc:
Hình 1-2. Daï ng soù ng tín hieäu haøm böôùc.
Tín hieäu haøm sin:
Hình 1-3. Daï ng soù ng tín hieäu sin.
Tín hieäu haøm xung:
3
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Hình 1-4. Daï ng soù ng tín hieäu haøm xung.
Tín hieäu haøm xung vuoâng ñoái xöùn g:
Hình 1-5. Daï ng soù ng tín hieäu haøm xung vuoâng ñoái xöù ng.
M
P. HC
Tín hieäu haøm muõ:
uat T
y th
K
pham
H Su
ng D
ruo
n©T
quye
an
B
Hình 1-6. Daï ng soù ng tín hieäu haøm muõ .
Tín hieäu xung raêng cöa:
Hình 1-7. Daïng soù ng tín hieäu xung raê ng cöa.
Tín hieäu xung tam giaùc:
Hình 1-8. Daï ng soù ng tín hieäu xung tam giaùc.
Tín hieäu haøm sin giaûm:
4 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
Hình 1-9. Daï ng soù ng tín hieäu haøm sin giaûm theo haøm muõ.
II. DAÏ NG SOÙ NG HAØM BÖÔÙ C:
Tín hieäu cô baûn nhaát laø daïng soùng haøm böôùc. Haøm böôùc toån g quaùt ñöôïc thieát laäp döïa vaøo
haøm böôùc ñôn vò ñöôïc ñònh nghóa nhö sau:
khi t0
0
u t (1-2)
M
khi t 0
1
. HC
Daïng soùng cuûa haøm böôùc baèng 0 khi t aâm vaø baèng 1 khi huat TP Theo toaùn hoïc thì haøm u(t)
t döông.
yt
am K
khoâng lieân tuïc taïi t = 0. h
Su p
DH c nhö vaäy, bôûi caùc ñaïi löôïng bieán ñoåi cuûa tín hieäu
Thöïc ra khoâng theå naøo taïo ra moät rhaømg böôù
n
T uo
n © nhaûy töø moät giaù trò naøy sang giaù trò khaùc taïi thôøi ñieåm t = 0.
ng e
nhö doøng ñieän vaø ñieän aùp khoâquytheå
Ban ra moät haøm gaàn ñuùng vôùi haøm böôùc vôùi yeâu caàu laø thôøi gian chuyeån
Tuy nhieâ n chuùng ta coù theå taïo
maïch phaûi ngaén khi so saùnh vôùi caùc thoâng soá thôøi gian ñaùp öùng khaùc trong maïch ñieän.
Caùc haøm böôùc gaàn ñuùng naøy thöôøng xuaát hieän trong cuoäc soáng haèng ngaøy nhö chuùng ta taét /
môû caùc thieát bò nhö ti vi, radio, ñeøn ñieän,…
Haøm böôùc ñôn vò laø moät haøm tín hieäu ña naêng ñöôïc duøng ñeå thieát laäp nhieàu daïng soùn g tín
hieäu khaùc.
Neáu nhaân haøm u(t) vôùi moät haèng soá VA, seõ taïo ra moät haøm khaùc:
khi t0
0
V A u t (1-3)
V A khi t0
Neáu thay theá t baèng t TS seõ taïo ra haøm V Au t TS :
khi t TS
0
V A u t TS (1-4)
V A khi t TS
Trong ñoù VA laø bieân ñoä cuûa haøm böôùc vaø TS laø khoaûng thôøi gian treå . Haèn g soá VA vaø thôøi gian
treå coù theå coù caùc giaù trò aâm, döông vaø baèng 0. Caùc daïng soùng ñöôïc trình baøy nhö hình 1-3: aûnh
höôûng cuûa vieäc thay ñoåi bieân ñoä vaø thôøi gian treå ñoái vôùi daïng soùng haøm böôùc ñôn vò:
5
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Hình 1-10. Haøm böôùc vôùi bieâ n ñoä vaø thôøi gian treå khaùc nhau.
Ví duï 1-1: Haõy tìm daïn g soùng cuûa tín hieäu coù daïng soùng nhö hình 1-11(a) theo daïng soùn g cuûa
caùc haøm böôùc.
HCM
TP.
huat
Ky t
pham
H Su
ng D
Truo
©
uyen
an q
B
Hình 1-11. Daïng soùng ví duï 1-1.
Giaûi:
Bieân ñoä cuûa xung nhaûy leâ n giaù trò 3 V taïi t = 1s, do ñoù 3u(t-1) laø moät haøm cuûa daïng soùng.
Xung veà giaù trò 0 V taïi t = 3 s, do ñoù moät haøm böôùc thöù 2 coù bieân ñoä baèn g nhau nhöng giaù trò aâm vaø
nhaûy taïi t = 3s ñoù chính laø haøm -3u(t-3). Coäng 2 haøm môùi vöøa tìm ta ñöôïc phöông trình cuûa daïng
soùng caàn tìm:
v(t) 3u(t - 1) - 3u(t - 3).
Hình veõ 1-11(b) trình baøy caùch keát hôï p 2 haøm böôùc ñeå taïo ra moät haøm xung chöõ nhaät.
III. HAØM XUNG (IMPULSE FUNCTION):
6 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
Daïng phöông trình toå ng quaùt cuûa daïng soùng cho trong ví duï 1-1 ñöôïc vieát nhö sau:
(1-5)
v(t) VA [u(t - T1 ) - u(t - T2 )]
Phöông trình naøy coù daïn g soùng laø xung chöõ nhaät coù bieân ñoä laø VA trong khoaûng thôøi gian töø
T1 ñeán T2. Caùc daïng soùng cuûa caùc chuoãi xung vaø xung vuoâng coù theå taïo ra bôûi caùc chuoãi xung naøy.
Caùc xung môû (ON) ôû thôøi ñieåm T1 vaø ñoùng (OFF) ôû thôøi ñieåm T2 sau ñoù ñöôïc goïi laø caùc xung gaùc
coång bôûi vì noù ñöôïc duøng ñeå noái vôùi caùc chuyeån maïch ñieän töû ñeå cho pheùp hoaëc caám söï löu thoâng
cuûa caùc tín hieäu khaùc.
Moät xung chieám moät dieä n tích laø 1 ñôn vò hoäi tuï taïi t = 0 ñöôïc vieát theo caùc thaønh phaàn cuûa
haøm böôùc nhö sau:
1 T T
(1-6)
v(t) u t u t
T 2 2
Bieân ñoä cuûa haøm (1-5) baèng 0 taïi caùc giaù trò cuûa t ngoaïi tröø khoaûng –T/2 < t < T/2 thì bieân ñoä
cuûa noù baèng 1/T. Dieän tích naèm döôùi xung coù giaù trò baèng 1 bôûi vì phaàn töû bieân ñoä tæ leä nghòch vôùi
khoaûng thôøi gian. Nhö hình veõ 1-12(a), thì xung trôû neâ n heï p hôn vaø cao hôn neáu nhö T giaûm nhöng
vaãn giöõ nguyeân dieä n tích baèng 1. Theo giôùi haïn, khi T daàn veà 0 thì phaàn töû bieân ñoä ñaït ñeán giaù trò
khoâng xaùc ñònh nhöng dieän tích cuûa noù vaãn baèng 1. Haøm coù ñöôïc naèm trong giôùi haïn ñöôïc goïi laø
HCM
haøm xung ñôn vò Unit impulse, ñöôïc kyù hieä u laø (t). Daïng soùng cuût TP.m xung (t) ñöôïc trình baøy ôû
a haø
thua
hình 1-12(b). Xung naøy laø moät kieåu xung lyù töôûng vôùam Ky ñoä xung lôùn nhöng thôøi gian toàn taïi
i bieân
u ph
DH S
xung ngaén .
ng
Truo
Ñònh nghóa haøm xung ñôn uyen ©vò laø :
q
Ban
(t) = 0 khi t 0 vaø ( khoâng xaùc ñònh taïi t = 0)
t
x dx u(t) (1-7)
Ñieàu kieän ñaàu noùi leân raèng xung seõ baèng 0 vôùi taát caû caùc giaù trò cuûa t ngoaïi tröø t baèng 0.
Ñieàu kieän thöù hai gôïi yù raèng haøm xung ñôn vò laø ñaïo haøm cuûa haøm böôùc ñôn vò.
du(t)
x (1-8)
dt
Haøm böôùc coù theå thay ñoåi bieân ñoä vôùi heä soá tæ leä K nhö sau: vt k x
Ví duï 1-2: Haõy tính toaùn veõ daïng soùng cuûa haøm (t) vôùi haøm xung ñöôïc cho trong hình 1-
12(a).
7
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Hình 1-12. Daïng soù ng ví duï 1-2.
Giaûi:
M
P. HC
Trong ví duï 1-1, phöông trình cuûa daïng soùng coù daïng:
uat T
y th
K
pham
v(t) 3u(t - 1) - 3u(t - 3).
H Su
cg D
Duøng tính chaát ñaïo haøm cuûa haøm böôùn, ta coù theå vieát nhö sau:
uo
© Tr
yen taïi t = 1 s vaø moät xung aâm taïi t = 3 s ñöôïc trình baøy nhö hình
Daïng soùng goàm moät xung u
q döông
Ban
veõ 1-12(b). Bieân ñoä cuûa haøm v(t) laø V (volt) vaø bieân ñoä cuûa dv(t) /dt laø V/s.
dv(t)
3 t - 1 3 t - 3
dt
IV. HAØM DOÁC (RAMP FUNCTION):
Haøm doác ñôn vò ñöôïc xaùc ñònh baèng tích phaân cuûa haøm böôùc:
t
r(t) u x d x tu t (1-9)
Daïng soùng cuûa haøm böôùc ñôn vò r(t) ôû hình veõ 1-6a seõ baèng 0 khi t < 0 vaø baèn g t khi t > 0, ñoä
doác cuûa haøm baèng 1. Daïng soùng cuûa haøm doác treâ n ñöôïc trình baøy ôû hình 1-6a
Haøm doác coù theå ñöôïc keùo giaûn veà bieân ñoä vôùi heä soá tæ leä K vaø ñöôïc kyù hieäu nhö sau: v(t) =
Kr(t), trong ñoù phaàn töû tyû leä coù ñôn vò laø V/s vaø chính laø ñoä doác cuûa haøm böôùc. Daïng soùng toång
quaùt cuûa haøm böôùc ñöôïc veõ ôû hình 1-6b vôùi phöông trình cuûa haøm laø:
khi t TS
0
v(t) kr t TS (1-10)
k t TS khi t TS
Baèng caùch coäng caùc haøm doác coù theå taïo ra caùc daïng soùng xung tam giaùc vaø xung raêng cöa
nhö ñaõ trình baøy ôû phaàn giôùi thieäu caùc daïng soùng.
8 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
M
P. HC
uat T
y th
K
pham
H Su
ng D
ruo
n©T
quye
an
B
Hình 1-13. (a) daï ng soù ng haøm doác. (b) daïng soù ng haøm doá c toång quaùt .
Caùc haøm ñôn cöïc:
Haøm xung ñôn vò, haøm böôùc ñôn vò vaø haøm doác ñôn vò taïo thaønh moät boä 3 caùc tín hieäu coù lieân
quan vaø chuùng ñöôïc xem nhö laø caùc haøm ñôn cöïc, coù moái lieân heä theo daïng tích phaân nhö sau:
t
u t x d x
(1-11)
t
r(t) u x d x
Hoaëc quan heä theo daïng ñaïo haøm nhö sau:
du t
t
dt
(1-12)
dr t
u(t)
dt
Caùc tín hieäu naøy ñöôïc duøng ñeå taïo ra caùc daïng soùng tín hieäu khaùc vaø duøng ñeå kieåm tra caùc heä
thoáng tuyeán tính ñeå bieát caùc ñaëc tính ñaùp öùng cuûa chuùng.
9
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Ví duï 1-3: Haõy tính tích phaân cuûa haøm xung vôùi daïng soùng ñaõ cho ôû hình 1-14(a).
Hình 1-14. Daïng soù ng ví duï 1-3.
HCM
TP.
huat
Giaûi:
Ky t
pham
Theo ví duï 1-1 thì phöông trình cuûa daïng soùn g ñöôïc vieát laïi:
H Su
v(t) 3u(t - 1) - 3u(t ong D
- 3).
Tru
n©
Duøng tính chaát tích phaân quyehaøm böôùc thì:
an cuûa
B
khi t0
0
t
v x dx 3r t 1 3r t 3 3t 1 khi 1 t 3
0
khi 3t
Ví duï 1-4: Hình 1-15(a), trình baøy moät switch ñieän töû lyù töôûng vôùi haøm tín hieäu ngoõ vaøo cuûa
switch laø v IN (t) 2r t vôùi heä soá K = 2 V/s coù daïng soùng nhö hình 1-15(c). Haõy tìm ngoõ ra v0(t)
cuûa switch khi haøm ñieàu khieån cöïc G cuûa switch ñöôïc cho ôû hình 1-15(b).
10 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
M
P. HC
uat T
y th
K
pham
H Su
ng D
ruo
n©T
quye
n
Baình 1-15. Sô ñoà maïch vaø daï ng soù ng ví duï 1-4.
H
Giaûi:
Daïng soùng ñieàu khieån cöïc G theo hình 1-15(b) seõ coù phöông trình laø:
v(t) 3u(t - 1) - 3u(t - 3).
Haøm naøy seõ môû coång taïi thôøi ñieåm t = 1 s vaø ñoùng coång taïi thôøi ñieåm t = 3 s. Do ñoù haøm ngoõ
ra cuûa switch coù daïng:
0 khi t0
v O (t) 2t 0t3
khi
0 3t
khi
Chæ moät phaàn tín hieäu ôû ngoõ vaøo naèm trong khoaûng thôøi gian môû coång xuaát hieän taïi ngoõ ra.
Hình 1-15(d) trình baøy caùc daïng soùng ngoõ ra.
V. DAÏ NG SOÙ NG HAØM MUÕ :
Haøm muõ laø haøm böôùc maø bieân ñoä cuûa noù giaûm veà 0. Phöông trình haøm muõ coù daïng nhö sau:
Tt
v(t) V A e C u t (1-13)
11
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Daïng soùng cuûa haøm muõ ñöôïc veõ ôû hình 1-16. Hai thoâng soá ñeå thieát laäp haøm muõ laø bieân ñoä VA
(ñôn vò laø volt: V) vaø haèng soá thôøi gian Tc (ñôn vò laø giaây s). Neá u haøm muõ ñöôïc vieát cho doøng ñieän
thì bieân ñoä laø doøng ñieän laø IA vaø ñôn vò cuûa noù laø amperes (A).
Hình 1-16. Daïng soù ng haøm muõ .
Hình 1-17, trình baøy caùc daïng soùng haøm muõ vôùi giaù trò bieân ñoä vaø thôøi haèng thay ñoåi.
M
P. HC
uat T
y th
K
pham
H Su
ng D
ruo
n©T
quye
an
B
Hình 1-17. Daïng soùng haøm muõ vôù i caù c giaù trò bieân ñoä vaø thôøi haèng khaù c nhau.
CAÙC TÍNH CHAÁT CUÛA HAØM MUÕ:
Tính chaát giaûm:
Moâ taû toác ñoä giaûm cuûa tín hieäu haøm muõ. Khi t > 0 daïng soùng haøm muõ coù theå vieát nhö sau:
t
TC
v(t) V A e (1-14)
Haøm böôùc coù theå boû qua trong bieå u thöùc cuûa haøm muõ vì t > 0. Taïi thôøi ñieåm t + t, ta coù :
t t t t
TC TC TC
v(t t) V A e VA e e (1-15)
Thieát laäp tæ soá cuûa 2 haøm:
12 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Simpo PDF1.Merge andtín hieäu.
Chöông Daïng soùng Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com PKT – Nguyeã n Vieät Huø ng
S
t t
t
TC TC
v(t t) V A e e
TC
e
t (1-16)
v(t)
TC
VA e
Tæ soá giaûm khoâng phuï thuoäc vaøo bieân ñoä V A vaø thôøi gian t. Vôùi khoaûng thôøi gian t coá ñònh,
tæ leä giaûm chæ phuï thuoâïc vaøo thôøi haèng coá ñònh Tc.
Ñeå tìm ñoä doác cuûa phöông trình haøm muõ ( vôùi t > 0) ta laáy ñaïo haøm theo t cuûa phöông trình
(1-14) ta ñöôïc:
t
VA
dv(t) v(t)
e TC
(1-17)
TC TC
dt
Tính chaát ñoä doá c:
Xaùc ñònh toác ñoä thay ñoåi cuûa daïng soùng haøm muõ tæ leä nghòch vôùi thôøi haèng Tc. Vôùi giaù trò thôøi
haèng Tc nhoû thì haøm muõ coù ñoä doác lôùn vaø thôøi gian suy giaûm nhanh, vôùi thôøi haèng Tc lôùn thì haøm
muõ coù ñoä doác laøi vaø thôøi gian suy giaûm daøi.
HCM
TP.
huat
Phöông trình 1-15 coù theå vieát laïi nhö sau:
Ky t
pham
H Su
dv(t) v t
ng D
0
(1-18)
Truo
TC
dt ©
uyen
an q
B dv v
Khi v(t) laø haøm muõ coù daïng nhö phöông trình (1-12) thì 0 - ñaây laø phöông trình vi
dt TC
phaân caáp 1 vaø nghieäm cuûa noù laø phöông trình haøm muõ.
Haøm muõ vôùi thôøi gian bò dòch chuyeå n:
Baèng caùch thay theá t trong phöông trình (1-13) baèng (t – TS ). Khi ñoù phöông trình toång quaùt
cuûa haøm muõ ñöôïc vieát nhö sau:
t TS
u t TS
v(t) V A e TC (1-19)
Trong ñoù TS laø thoâng soá thôøi gian dòch chuyeån. Hình 1-18 trình baøy caùc daïng soùng haøm muõ
vôùi cuøng giaù trò bieân ñoä vaø thôøi haèng nhöng TS khaùc nhau. Thôøi gian dòch chuyeån TS laøm dòch
chuyeån daïng soùng cuûa haøm muõ sang traùi hoaëc sang phaûi tuøy thuoäc vaøo giaù trò TS aâm hay döông.
13
Kyõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
- Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Chöông 1. Daï ng soùng tín hieäu. SPKT – Nguyeã n Ñình Phuù
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
M
. HC
TTPkhaùc nhau.
Hình 1-18. Daïng soù ng haøm muõ vôù i caùc giaù trò t S
hua
Ky t
p am
Chuù yù: phaàn töû t – TS phaûi xuaát hieän trongucaûh2 phöông trình haøm muõ vaø haøm böôùc nhö ñaõ
HS
ng D
Truo
trình baøy trong phöông trình©(1-19).
uyen
an q
B
Ví duï 1-5: Hình 1-19 trình baøy maøn hình dao ñoäng kyù ñang ño moät phaàn daïng soùng cuûa haøm
muõ. Trong hình veõ: truïc ñöùng laø truïc bieân ñoä vôùi ñoä phaân giaûi laø 2V/1 oâ chia, truïc ngang laø truïc
thôøi gian laø 1ms/ 1 oâ chia. Haõy tìm thôøi haèng Tc cuûa haøm muõ.
Hình 1-19. Daïng soù ng ví duï 1-5.
Giaûi :
Vôùi t > 0 thì phöông trình toång quaùt cuûa haøm muõ ôû phöông trình 1-19 ñöôïc vieát laïi:
t TS
TC
v(t) V A e
14 K yõ thuaä t xung.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
nguon tai.lieu . vn