Chỉnh lưu tín hiệu

Một ứng dụng quan trọng của điốt tiếp giáp là chỉnh lưu tín hiệu.

Có hai loại bộ chỉnh lưu tín hiệu là nửa sóng và toàn sóng.

Trước tiên chúng ta hãy xem xét bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng. Đó là mạch có hàm truyền vO = f (vS ):

image 58
Chỉnh lưu tín hiệu 20

Khá đơn giản! Khi đầu vào âm thì đầu ra bằng 0, trong khi khi đầu vào dương thì đầu ra giống như đầu vào.

Trả lời: Để biết tại sao bộ chỉnh lưu nửa sóng lại hữu ích, hãy xem xét trường hợp điển hình trong đó điện áp nguồn đầu vào là tín hiệu hình sin có tần số ω và cường độ cực đại A:
image 59
Chỉnh lưu tín hiệu 21

Do đó, đầu ra của bộ chỉnh lưu nửa sóng trong ví dụ này là:

image 60
Chỉnh lưu tín hiệu 22

Trả lời: Mặc dù có vẻ như bộ chỉnh lưu của chúng tôi có ít tác dụng hữu ích đối với tín hiệu đầu vào vS(t), nhưng trên thực tế, sự khác biệt giữa vS(t) đầu vào và vO(t) đầu ra vừa quan trọng vừa sâu sắc.

Để xem cách thực hiện, trước tiên hãy xem xét thành phần DC (tức là giá trị trung bình theo thời gian) của sóng hình sin đầu vào:

image 61
Chỉnh lưu tín hiệu 23

Do đó, (như bạn có thể đã biết) thành phần DC của sóng hình sin bằng 0—sóng hình sin là tín hiệu AC!

Bây giờ, hãy đối chiếu điều này với đầu ra vO(t) của bộ chỉnh lưu nửa sóng của chúng tôi. Thành phần DC của đầu ra là:

image 62
Chỉnh lưu tín hiệu 24

Không giống như đầu vào, đầu ra có thành phần DC khác 0 (dương) (VO = A/π )!

image 63
Chỉnh lưu tín hiệu 25

Trả lời: Hãy nhớ lại rằng hệ thống phân phối điện mà chúng tôi sử dụng là hệ thống AC. Điện áp nguồn vS(t) mà chúng ta nhận được khi cắm “dây nguồn” vào ổ cắm trên tường là sóng hình sin 50 Hz—một nguồn có thành phần DC bằng 0!

Vấn đề ở đây là hầu hết các thiết bị và hệ thống điện tử, chẳng hạn như TV, dàn âm thanh nổi, máy tính, v.v., đều yêu cầu (các) điện áp DC để hoạt động!

Trả lời: Đó là lý do tại sao bộ chỉnh lưu nửa sóng lại quan trọng đến vậy! Nó lấy nguồn AC không có thành phần DC và tạo tín hiệu có cả thành phần DC và AC.

Sau đó, chúng ta có thể chuyển đầu ra của bộ chỉnh lưu nửa sóng qua bộ lọc thông thấp, bộ lọc này triệt tiêu thành phần AC nhưng cho phép giá trị DC (VO = A/π) đi qua. Sau đó, chúng tôi điều chỉnh đầu ra này và tạo thành một nguồn điện áp DC hữu ích—một nguồn phù hợp để cấp nguồn cho hệ thống điện tử của chúng tôi!

image 64
Chỉnh lưu tín hiệu 26

Trả lời: Một bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng có thể được “chế tạo” nếu chúng ta sử dụng một diode lý tưởng.

image 65
Chỉnh lưu tín hiệu 27

Nếu làm theo các bước phân tích hàm truyền mà chúng ta đã nghiên cứu trước đó thì chúng ta sẽ thấy rằng mạch này thực sự là một bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng!

image 66
Chỉnh lưu tín hiệu 28

Tất nhiên, vì điốt lý tưởng không tồn tại nên chúng ta phải sử dụng điốt tiếp nối:

image 67
Chỉnh lưu tín hiệu 29

Trả lời: Đúng! Đó là một ví dụ trong đó chúng tôi xác định hàm truyền mạch điốt nối. Hãy nhớ lại rằng kết quả là:

image 68
Chỉnh lưu tín hiệu 30

Lưu ý rằng kết quả này hơi khác so với kết quả của bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng! Sự sụt giảm 0,7 V trên diode tiếp giáp gây ra sự “dịch chuyển” theo chiều ngang của hàm truyền so với trường hợp lý tưởng.

Trả lời: Khó đấy! Mặc dù hàm truyền không hoàn toàn lý tưởng nhưng nó hoạt động đủ tốt để đạt được mục tiêu chỉnh lưu tín hiệu—nó lấy đầu vào không có thành phần DC và tạo ra đầu ra có thành phần DC đáng kể!

Lưu ý “quy tắc” của hàm truyền bây giờ là gì:

  1. Khi đầu vào lớn hơn 0,7 V thì điện áp đầu ra bằng điện áp đầu vào trừ 0,7 V.
  2. Khi đầu vào nhỏ hơn 0,7 V, điện áp đầu ra bằng 0.

Vì vậy, hãy xem xét lại trường hợp nguồn điện áp có dạng hình sin (giống như nguồn từ “ổ cắm trên tường”!):

image 69
Chỉnh lưu tín hiệu 31

Do đó, đầu ra của bộ chỉnh lưu nửa sóng điốt nối của chúng tôi sẽ là:

image 70
Chỉnh lưu tín hiệu 32

Mặc dù đầu ra được dịch chuyển xuống 0,7 V (lưu ý trong biểu đồ trên là quá phóng đại, thường là A >>0,7V), nhưng rõ ràng là tín hiệu đầu ra vO(t), không giống như tín hiệu đầu vào vS(t), có thành phần DC khác 0 (dương).

Do độ dịch chuyển 0,7 V nên thành phần DC này nhỏ hơn một chút so với trường hợp lý tưởng. Trên thực tế, chúng tôi thấy rằng nếu A>>0,7, thành phần DC này xấp xỉ:

image 71
Chỉnh lưu tín hiệu 33

Nói cách khác, chỉ thấp hơn mức lý tưởng 350 mV!

Trả lời: Gần như quên! Hãy xem xét hàm truyền của bộ chỉnh lưu toàn sóng lý tưởng:

image 72
Chỉnh lưu tín hiệu 34
image 73
Chỉnh lưu tín hiệu 35

Nếu bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng tạo ra đầu vào âm bằng 0 thì bộ chỉnh lưu toàn sóng lý tưởng tạo ra đầu vào âm—dương! Ví dụ: nếu chúng ta xem xét lại đầu vào hình sin, chúng ta sẽ thấy rằng đầu ra sẽ là:

image 74
Chỉnh lưu tín hiệu 36

Kết quả là tín hiệu đầu ra sẽ có thành phần DC gấp đôi so với bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng!

image 75
Chỉnh lưu tín hiệu 37
image 76
Chỉnh lưu tín hiệu 38

Trả lời: Mặc dù chúng ta không thể chế tạo bộ chỉnh lưu toàn sóng lý tưởng bằng điốt tiếp giáp, nhưng chúng ta có thể chế tạo bộ chỉnh lưu toàn sóng rất gần với lý tưởng với điốt tiếp giáp!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock
Chat Zalo

0914969904

error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((