01-COM306 en VI [PDF]

Zitiervorschau

www.sigmatrainers.com

TRAINERS Từ 23

Năm

MẠCH PHẢN ỨNG TRÌNH HUẤN LUYỆN MẠNG LỌC MODEL-COM306

Hơn hơn 2000 Giảng viên

HUẤN LUYỆN VIÊN SIGMA

AHMEDABAD (ẤN ĐỘ)

GIỚI THIỆU Giảng viên này được thiết kế với mục đích cung cấp kiến thức thực tế và thử nghiệm về các loại bộ lọc & mạch Cộng hưởng trên một PCB DUY NHẤT có kích thước 12 "x 9". THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1.

Yêu cầu cung cấp điện

2.

Tích hợp nguồn điện dựa trên IC. Lọc phần

3.

:

230V AC, 50 Hz.

:

Bộ lọc Low Pass

Bộ lọc thông cao Bộ lọc băng thông

Từ chối dải và Cộng hưởng chuỗi bộ lọc thạch anh Cộng hưởng song song Bộ lọc thạch anh

4. Tất cả các bộ phận được hàn trên TAGS chân đơn trên PCB đơn có kích thước 12 "x 9" với sơ đồ mạch hoàn chỉnh Được in trên màn hình.

5.

Trang bị tiêu chuẩn

:

1. Sách hướng dẫn đào tạo.

2. Kết nối dây Patch.

2

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT VỀ BỘ LỌC Mặc dù có rất nhiều loại bộ lọc khác nhau, chúng thực sự chỉ thuộc bốn loại chính. Đó là các loại chuyền cao, chuyền thấp, chuyền băng và các loại khía. Có nhiều cách để đạt được mỗi loại lọc, đó là lý do tại sao dường như có rất nhiều bộ lọc được sử dụng trong các mạch tuyến tính hiện đại. Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét các mạch của cả bốn loại và trong hầu hết các trường hợp, các bộ lọc có nhiều mức hiệu suất khác nhau sẽ được mô tả để bạn (hy vọng) có thể chọn cấu hình bộ lọc chính xác phù hợp với nhu cầu của mình.

(A) Bộ lọc thụ động: -

Loại bộ lọc đơn giản nhất là loại thông cao hoặc thông thấp chỉ bao gồm một tụ điện và một điện trở. Hai loại bộ lọc này được thể hiện trong Hình 1 và chúng cho tốc độ cuộn cuối cùng là 6dB quãng tám. Nói cách khác, việc tăng gấp đôi hoặc giảm một nửa tần số (nếu thích hợp) dẫn đến điện áp đầu ra giảm 50%.

Hình 1 (b) Bộ lọc thông cao đơn giản.

Hình 1 (a) Bộ lọc thông thấp đơn giản

Các mạch này chuyển tiếp dựa trên thực tế là điện trở của tụ điện giảm khi tần số tăng lên, và nguyên tắc đơn giản này trên thực tế được sử dụng trong tất cả các bộ lọc được mô tả trong ấn phẩm này. Nếu chúng ta sử dụng bộ lọc thông thấp trước, ở tần số thấp, C1 có điện trở cao khi so sánh với điện trở của R1, và do đó tổn thất qua R1 do tác động của bộ chia điện thế thẳng tiến là rất nhỏ. Ở tần số cao hơn, điện trở của C1 giảm và cuối cùng đạt đến điểm mà nó bằng điện trở của R1, và tại thời điểm này tổn thất qua mạch là 6dB. Tăng gấp đôi tần số đầu vào dẫn đến giảm một nửa điện kháng của C1 và tổn thất qua bộ lọc tăng gấp đôi lên 12dB. Việc tăng gấp đôi tần số đầu vào sẽ làm cho điện trở của C1 giảm xuống còn một nửa và tổn thất qua mạch tăng gấp đôi (hay nói cách khác là tăng thêm 6dB). Do đó, tốc độ suy giảm cuối cùng 6dB trên mỗi quãng tám đạt được. Lưu ý rằng tỷ lệ cuộn tắt thấp hơn tỷ lệ này ở các tần số dưới điểm -6dB,

Bộ lọc thông cao hoạt động theo cùng một cách, nhưng ở tần số cao mà điện kháng của C1 thấp thì mạch tạo ra tổn hao thấp và ở tần số thấp khi điện kháng của C1 cao so với điện kháng của R1 thì mạch đó mạch cung cấp cuộn tắt 6dB mỗi quãng tám.

3

Các giá trị hiển thị trong Hình 1 cho điểm -6dB ở khoảng 1Khz, nhưng tần số -6dB có thể được thay đổi bằng cách thay đổi giá trị của C1 hoặc của R1, hoặc cả hai. Những thay đổi về giá trị dẫn đến sự thay đổi tỷ lệ nghịch trong tần số -6dB. Ví dụ, tạo ra R1 1k và C1 3n3 sẽ tạo ra điểm 6dB ở khoảng 100Khz.

Các mạch loại này trông có vẻ đơn giản, và điều này là do tần số cắt thu được và tốc độ cuộn tắt của bộ lọc phụ thuộc phần lớn vào nguồn và trở kháng tải ở đầu vào và đầu ra của bộ lọc. Để bộ lọc đạt được mức hiệu suất lý thuyết, nó phải được cấp nguồn từ trở kháng nguồn rất thấp và có trở kháng tải rất cao. Nếu chúng ta lấy một vài ví dụ cực đoan để chứng minh điểm này, giả sử rằng mạch của Hình 1 (a) được cấp nguồn từ trở kháng nguồn là 100k, trở kháng nguồn này được thêm vào R1 một cách hiệu quả để tạo ra giá trị ở đây là 110k, điều này sẽ cho 1 -6dB điểm nhỏ hơn 100Hz thay vì khoảng 1Khz. Nếu mạch được cấp nguồn từ trở kháng nguồn thấp nhưng trở kháng tải 1K trên đầu ra, rõ ràng sẽ có tổn thất trên 20dB do hoạt động của bộ chia tiềm năng được tạo ra bởi R1 và trở kháng tải. C1 sẽ bắt đầu tăng đáng kể sự suy giảm do mạch cung cấp chỉ khi điện kháng của nó trở nên tương đương và nhỏ hơn trở kháng tải. Điều này sẽ ở tần số khoảng 10Khz trở lên, và một lần nữa sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của mạch.

Trong thực tế, các mạch loại này khá thường được sử dụng, nhưng thực tế phổ biến hơn là một bộ lọc thông thấp đơn giản dưới dạng một tụ điện được kết nối qua điện trở tải thu của một bộ khuếch đại phát thông dụng. Ở đây tần số cắt sẽ được xác định bởi giá trị cấp cho tụ lọc và trở kháng kết hợp của điện trở tải và trở kháng đầu vào của mạch do bộ khuếch đại điều khiển (hai trở kháng này được kết nối song song với nhau một cách hiệu quả). Lọc thông thấp đôi khi được thêm vào mạch khuếch đại hoạt động. Ở đây tụ lọc sẽ được thêm vào song song với R2 để bộ khuếch đại có thể tăng phản hồi âm và giảm độ lợi điện áp ở tần số cao trong đó tụ lọc sẽ làm giảm hiệu quả giá trị của R2 một lượng đáng kể.

Bộ lọc thông cao thường được sản xuất đơn giản bằng cách sử dụng một tụ điện ghép giá trị thấp giữa hai tầng sao cho trên thực tế C1 là tụ ghép và R1 là trở kháng đầu vào của tầng mà nó ghép tín hiệu.

Bộ lọc Hoạt động:

Trường hợp bộ lọc có tốc độ suy giảm hơn 6dB mỗi quãng tám được yêu cầu thì những ngày này, việc sử dụng mạch hoạt động là điều bình thường. Mặc dù về mặt của nó, không có lý do gì tại sao hai bộ lọc đơn giản của loại được hiển thị trong Hình 1 (a) hoặc (b) không được kết nối nối tiếp để cung cấp tốc độ cuộn 12dB trên mỗi quãng tám, trong thực tế khi tải phần bộ lọc đầu tiên trên phần thứ hai có xu hướng đưa ra các vấn đề. Bộ lọc 12dB thụ động trên mỗi quãng tám có xu hướng có tốc độ cuộn tắt ban đầu khá thấp, có thể dẫn đến tín hiệu mong muốn ở các tần số ngay dưới tần số cắt bị suy giảm đáng kể hoặc tín hiệu ở tần số không xa hơn tần số cắt nhận được ít sự suy giảm hoặc sự kết hợp của cả hai, tùy thuộc vào sự thỏa hiệp nào được sử dụng cho tần số cắt. Chúng ta đang nói về bộ lọc thông thấp ở đây, nhưng tình hình về cơ bản là giống nhau đối với loại chuyền cao. Sau đó, nó trở thành các tín hiệu mong muốn ngay trên tần số cắt bị suy giảm, và (hoặc) tín hiệu ở các tần số ngay dưới tần số cắt nhận được ít suy giảm.

4

TỔNG QUAN VỀ TINH THỂ QUARTZ

Tinh thể thạch anh sử dụng hiệu ứng điện piezo để chuyển đổi các xung điện tới thành các dao động cơ học. Những rung động này bị ảnh hưởng bởi cộng hưởng cơ học của tinh thể, và khi hiệu ứng điện piezo hoạt động theo cả hai hướng, cộng hưởng cơ học ảnh hưởng đến kích thích điện, bị phản xạ trở lại mạch điện.

Các mức Q có thể đạt được khi sử dụng tinh thể thạch anh nằm trong khoảng trên 10 000. Giá trị 100 000 được sử dụng rộng rãi trong các bộ lọc và giá trị đôi khi có thể đạt đến 500 000. Bằng cách sử dụng mức hiệu suất này, bộ lọc tinh thể thạch anh có thể đạt được rất cao mức độ hiệu suất. Điều này có thể được phản ánh trong bộ lọc tinh thể băng thông bộ lọc rất hẹp và các đường cong cắt sắc nét.

Cắt tinh thể thạch anh

Khi sản xuất các khoảng trống tinh thể thạch anh được sử dụng để chế tạo các thành phần điện tử được sử dụng trong bộ lọc, góc mà các khoảng trống này được cắt ra từ tinh thể chưa được chuẩn bị, có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính. Một dạng cắt được gọi là AT cut được sử dụng cho hầu hết các ứng dụng vô tuyến. Điều này cung cấp bộ thông số tối ưu cho hầu hết các ứng dụng vô tuyến. Kích thước của trống pha lê sử dụng vết cắt này sao cho nó đủ chắc chắn để chịu được quá trình sản xuất mà không bị hỏng hóc và loại bỏ ở mức độ cao và chịu được rung động có thể xảy ra khi sử dụng. Ngoài ra, mức độ phản hồi giả thấp. Một ưu điểm nữa là độ ổn định nhiệt độ cao. Góc cuối cùng của vết cắt có thể được điều chỉnh để đảm bảo rằng đặc tính nhiệt độ là tối ưu cho ứng dụng cụ thể mà nó dự định. Thậm chí có thể phát hiện sự chênh lệch 2 phút của hồ quang, mặc dù mức chênh lệch sản xuất thông thường là khoảng 3 phút của hồ quang.

Thêm vào đó, vết cắt của tinh thể thạch anh điều chỉnh cách thức mà nó dao động. Vì có một số chế độ trong đó tinh thể có thể rung, nên cần phải chọn một đường cắt trong đó các chế độ không mong muốn không dễ kích thích. Nếu chúng có mặt thì chúng sẽ được coi là phản hồi giả trong bộ lọc tinh thể. Thông số bộ lọc Có hai lĩnh vực quan tâm chính đối với bộ lọc, dải vượt qua nơi nó chấp nhận tín hiệu và cho phép chúng đi qua, và dải dừng nơi nó từ chối chúng. Trong một thế giới lý tưởng, một bộ lọc sẽ có một phản hồi giống như hình bên dưới. Ở đây có thể thấy rằng có một sự chuyển đổi ngay lập tức giữa dải chuyền và dải dừng. Ngoài ra trong dải thông, bộ lọc không tạo ra bất kỳ tổn thất nào và trong dải dừng không cho phép tín hiệu đi qua.

Phản hồi của một bộ lọc lý tưởng

Trong thực tế, không thể nhận ra một bộ lọc có những đặc điểm này và một phản ứng điển hình giống như được thể hiện trong Hình 3. Rõ ràng là từ sơ đồ có một số khác biệt. Đầu tiên là có một số mất mát trong băng chuyền. Thứ hai, phản ứng không giảm nhanh vô hạn. Thứ ba, sự suy giảm của dải dừng không phải là vô hạn, mặc dù nó rất lớn. Cuối cùng, nó sẽ được nhận thấy rằng có một số gợn trong dải.

5

Phản hồi điển hình của một bộ lọc thực

Trong hầu hết các bộ lọc, sự suy giảm trong dải thông thường là tương đối nhỏ. Đối với một bộ lọc tinh thể điển hình, con số 2 - 3 dB là khá điển hình. Tuy nhiên, người ta thấy rằng các bộ lọc băng tần rất hẹp như bộ lọc được sử dụng để thu sóng Morse có thể cao hơn mức này. May mắn thay, khá dễ dàng để chống lại sự mất mát này chỉ đơn giản bằng cách thêm một chút khuếch đại trong các giai đoạn tần số trung gian và yếu tố này không được trích dẫn như một phần của thông số kỹ thuật máy thu.

Có thể thấy rằng phản hồi của bộ lọc không giảm nhanh vô hạn, và cần phải xác định các điểm nằm giữa dải vượt qua. Đối với máy thu, dải thông được coi là dải thông giữa các điểm mà đáp ứng đã giảm 6 dB, tức là khi nó giảm 6 dB hoặc -6 dB.

Một dải dừng cũng được xác định. Đối với hầu hết các bộ lọc máy thu, điều này được thực hiện bắt đầu tại điểm mà phản ứng đã giảm đi 60 dB, mặc dù thông số kỹ thuật của bộ lọc nên được kiểm tra vì một số bộ lọc có thể không tốt. Đôi khi một bộ lọc có thể có dải dừng được xác định cho mức suy giảm 50 dB thay vì 60 dB. Yếu tố hình dạng

Có thể thấy rằng điều rất quan trọng là bộ lọc phải đạt được mức độ loại bỏ cuối cùng càng nhanh càng tốt khi nằm ngoài vùng vượt qua. Nói cách khác, phản hồi phải giảm càng nhanh càng tốt. Để đo lường điều này, một số liệu được gọi là hệ số hình dạng được sử dụng. Đây chỉ đơn giản là tỷ số giữa các băng thông của dải vượt và dải dừng. Do đó, một bộ lọc có dải thông 3 kHz ở -6dB và hình 6 kHz ở -60 dB cho dải dừng sẽ có hệ số hình dạng là 2: 1. Để con số này có ý nghĩa thực sự, hai con số suy giảm cũng nên được trích dẫn. Do đó, thông số kỹ thuật về hệ số hình dạng đầy đủ phải là 2: 1 ở 6/60 dB.

Lọc thông số thiết kế Khi một bộ lọc thông dải tinh thể thạch anh được thiết kế, các yếu tố như trở kháng đầu vào và đầu ra cũng như băng thông, tinh thể Q và nhiều yếu tố khác cần phải được tính đến. Một số yếu tố chính rõ ràng là băng thông, hình dạng thực tế và điểm cắt cuối cùng. Mặc dù nó rất đơn giản nhưng những yếu tố này phụ thuộc vào số lượng cực (tương đương với số lượng tinh thể), giá trị Q của chúng và tần số riêng của chúng.

Các yếu tố khác như băng thông lớn nhất có thể đạt được được kiểm soát bởi trở kháng của bộ lọc và cũng như các đáp ứng giả có trong các phần tử tinh thể thạch anh riêng lẻ. Vị trí của các phản ứng quan trọng đối với bộ lọc vượt qua dải tinh thể thạch anh có thể được kiểm soát bởi kích thước của các tấm lắng đọng trên tinh thể. Bằng cách làm cho chúng nhỏ hơn, các phản hồi cũng trở nên ít quan trọng hơn. Mặt trái của điều này là trở kháng của bộ lọc tinh thể thạch anh tổng thể tăng lên. Điều này có nghĩa là bộ lọc tinh sẽ cần các máy biến trở trở kháng ở đầu vào và đầu ra. Điều này rõ ràng là cần phải tránh nếu có thể, nhưng đối với các bộ lọc dải rộng, nó thường là lựa chọn duy nhất.

6

CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT VỀ MẠCH ĐIỆN TRỞ TRÁCH NHIỆM CỦA DÒNG

7

số 8

9

10

PHẢN ỨNG PARALLEL

11

12

13

14

CHƯƠNG 3 CÁC MẠCH CỦA BỘ LỌC Trình huấn luyện mạch Lọc Hoạt động bao gồm các phần sau. 1. Phần Bộ lọc Thông thấp 2. Phần Bộ lọc thông cao 3. Phần Bộ lọc Băng thông 4. Phần Bộ lọc Từ chối Băng 5. Phần lọc thạch anh 6. Nguồn điện. (1) Bộ lọc thông thấp: -

Với một bộ lọc tích cực, có thể thu được một phản ứng phẳng gần như tương ứng với tần số bắt đầu tốc độ cuộn 12dB mỗi quãng tám.

Phần bộ lọc thông thấp sử dụng IC 356 như một bộ khuếch đại đệm đạt được thống nhất. Tần số cắt được xác định bởi các giá trị của R3, R4, C1 và C2, với điểm -3dB ở khoảng 1Khz với các giá trị xác định. Tuy nhiên, bằng cách thay đổi các giá trị của C1 và C2, có thể thay đổi tần số cắt thành thực tế bất kỳ con số mong muốn nào từ một vài Hertz đến khoảng 100Khz. Những thay đổi trong giá trị của C1 và C2 tạo ra sự thay đổi tỷ lệ nghịch trong tần số cắt. Ví dụ, một bộ lọc xước có tần số cắt 5Khz có thể được tạo ra bằng cách giảm C1 xuống 1nF (C1 ') và C2 xuống 470pf (C2'). Rõ ràng là nơi không có sẵn các giá trị yêu cầu chính xác, thì cần phải sử dụng các giá trị ưu tiên gần nhất. Điều quan trọng là phải giữ C1 ở một giá trị, giá trị này gấp đôi hoặc hơn một chút so với giá trị của C2.

R1 và R2 được sử dụng để phân cực IC1, và dòng điện phân cực chạy đến IC thông qua các điện trở lọc R3 và R4. Chúng được đặt trước các điện trở bộ lọc để chúng không ngắt C2, trường hợp này sẽ xảy ra nếu chúng được nối trực tiếp tại đầu vào với IC. Trở kháng đầu vào của mạch khoảng 5 kilôgam. (2) Bộ lọc thông cao: Phần bộ lọc thông cao sử dụng IC 356 làm bộ đệm khuếch đại thống nhất và có khả năng lọc 12dB trên mỗi quãng tám hoạt động. Điều này về cơ bản giống như mạch thông thấp vừa mô tả nhưng các phần tử lọc điện trở và điện dung đã được hoán vị. IC phân cực R2 và R3, và trở kháng kết hợp (song song) của chúng hoạt động như một trong những phần tử lọc điện trở.

Các giá trị được hiển thị cho điểm -3dB ở khoảng 1Khz, nhưng một lần nữa có thể sửa đổi tần số cắt bằng cách thay đổi giá trị của các phần tử điện dung của bộ lọc (C1 và C2). Cũng như trước đây, những thay đổi về giá trị tạo ra sự thay đổi tỷ lệ nghịch trong tần số cắt. Vì vậy, ví dụ, mạch có thể hoạt động như một bộ lọc lộn xộn trong một hệ thống có tần số cắt khoảng 50Hz bằng cách cho C1 và C2 một giá trị 470nF (C1 'và C2'). Giữ hai thành phần này ở cùng một giá trị nếu không hiệu suất của bộ lọc sẽ bị ảnh hưởng xấu.

(3) Bộ lọc băng thông: Một bộ lọc băng thông, như tên gọi của nó cho thấy, cho phép các tần số trong một băng tần hẹp đi qua với ít suy hao đồng thời cung cấp suy hao cao ở tất cả các tần số khác. Một bộ lọc thông dải có thể được tạo ra bằng cách sử dụng các mạch lọc thông cao và thông thấp được mô tả trước đó, và phương pháp lọc thông dải này được sử dụng trong một số ứng dụng. Ví dụ: giả sử cần có bộ lọc âm thanh cho một số thiết bị thông tin liên lạc và nó phải có dải tần mở rộng từ 250Hz đến 3Khz. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ lọc thông cao có tần số cắt 250Hz và bộ lọc thông thấp có tần số cắt 3Khz với hai bộ lọc đơn giản được sử dụng nối tiếp. Nó không thực sự quá phức tạp bộ lọc nào được sử dụng để xử lý tín hiệu trước,

15

Phương pháp được mô tả ở trên hữu ích nhất khi yêu cầu đáp ứng phẳng trên một dải tần số, thay vì một bộ lọc được thiết kế để chọn ra một tín hiệu ở một tần số nhất định và làm suy giảm các tín hiệu khác. Trong trường hợp yêu cầu băng thông rất hẹp, tốt hơn là sử dụng bộ lọc băng thông đơn giản kiểu như trong Hình. Các giá trị được chỉ định cung cấp tần số Trung tâm xấp xỉ 1Khz, nhưng tần số này có thể được thực hiện từ một vài Hertz đến khoảng 100Khz bằng cách đưa ra các giá trị thích hợp C1 và C2.

Mức tăng điện áp hơn hai lần một chút được cung cấp tại Trung tâm của phản hồi bộ lọc và phản hồi không đặc biệt sắc nét với các điểm -6dB ở khoảng 500Hz và 2Khz. Tuy nhiên, Q của mạch có thể được tăng lên đáng kể bằng cách giảm R1 xuống 1k8 và tăng R2 lên 180k. Điều này tạo ra sự suy giảm tương đối gần -20dB ở 500Hz và 2Khz, và mức tăng điện áp của mạch được tăng lên khoảng 34dB (50 lần). Rõ ràng là một bộ suy giảm có thể được sử dụng ở đầu vào hoặc đầu ra của bộ lọc nếu điện áp này không cần thiết.

Mạch phải được cấp nguồn từ nguồn trở kháng thấp vì trở kháng đầu ra của tầng trước mắc nối tiếp hiệu quả với R1 và sẽ làm giảm tần số hoạt động của bộ lọc. Nếu cần thiết, một giai đoạn đệm (chẳng hạn như trong Hình 4) phải được thêm vào ở đầu vào. Bộ lọc có thể được điều chỉnh trên một dải tần số nhỏ bằng cách thay thế R1 hoặc R2 bằng một biến trở và điện trở cố định mắc nối tiếp, nhưng băng thông của mạch sẽ thay đổi phần nào khi bộ lọc được điều chỉnh lên và xuống tần số (đó là lý do tại sao chỉ một phạm vi điều chỉnh giới hạn là thực tế).

(4) Bộ lọc từ chối dải: Mục đích của bộ lọc loại bỏ dải là để cho hầu hết các tần số đi qua với ít cản trở, nhưng cung cấp mức suy giảm cao trên một dải tần số hẹp. Hình vẽ cho thấy sơ đồ mạch của bộ lọc khía của loại T đôi và đây thực sự chỉ là một bộ lọc thụ động với IC1 được sử dụng như một giai đoạn đệm ở đầu ra của mạch để đảm bảo rằng có tải tối thiểu trên bộ lọc thích hợp. R1 và R2 được sử dụng để phân cực IC1, và C2 là tụ chặn DC. R3, R4, VR1 và C2 đến C5 là các thành phần bộ lọc. C4 và C5 được kết nối song song để có điện dung 20nF vì không chắc sẽ có thành phần có giá trị này. VR1 có thể được thay thế bằng một điện trở 9K cố định (sẽ cần bao gồm hai thành phần 18k được kết nối song song), nhưng để có được một rãnh sâu, tốt hơn là sử dụng một biến trở ở đây để nó có thể được điều chỉnh nhằm tối ưu hóa hiệu suất của bộ lọc. Loại mạch này có thể cung cấp mức suy giảm rất cao tại tâm của rãnh với 80dB có thể đạt được, mặc dù VR1 phải được điều chỉnh rất chính xác để có được kết quả tốt nhất từ mạch này.

(5) Bộ lọc thạch anh:

Bộ lọc tinh thể thạch anh cung cấp một phương tiện hiệu quả để hiện thực hóa các giải pháp bộ lọc cho nhiều ứng dụng bộ lọc tần số vô tuyến hiệu suất cao. Giá trị Q cao mà tinh thể thạch anh sở hữu có thể được sử dụng trong các bộ lọc thông dải để sử dụng trong các lĩnh vực như máy thu vô tuyến. Những bộ lọc tinh thể thạch anh này vượt trội hơn nhiều so với những bộ lọc có thể được sản xuất bằng các thành phần LC. Mặc dù chúng đắt hơn các bộ lọc LC, nhưng hiệu suất của bộ lọc dải thông tinh thể vẫn cao hơn và về mặt chi phí, chúng thực sự mang lại giá trị tuyệt vời cho đồng tiền.

Ngày nay các bộ lọc tinh thể có thể được thiết kế với các dải tần khác nhau, từ tần số trong vùng kilohertz lên đến nhiều Megahertz - với công nghệ mới nhất, tần số này có thể tăng lên đến 100 MHz và hơn thế nữa. Tuy nhiên, để có hiệu suất tốt nhất và chi phí thấp nhất, băng thông của bộ lọc thường được giữ ở mức dưới khoảng 30 MHz hoặc hơn.

(6) Phần cung cấp điện: Cần có nguồn điện quy định +15 V để vận hành máy tập này. IC 7815 bộ điều chỉnh ba đầu cuối được sử dụng để điều chỉnh. IC này được cung cấp điện áp đầu vào một chiều bằng bộ chỉnh lưu cầu bao gồm D1-D4 và C1. Các tụ điện ở mỗi đầu vào và mỗi đầu ra dành cho mục đích lọc. SW1 là Công tắc BẬT / TẮT AC chính.

**************

16

THÍ NGHIỆM (1) Bộ lọc thông thấp:

1.

Kết nối tín hiệu sóng hình sin 2.8Vpp từ bộ tạo chức năng tại các đầu vào đầu vào của bộ lọc thông thấp. Kết nối kênh CRO 1 ở đầu vào của bộ lọc Thấp. Kết nối kênh CRO 2 tại các đầu ra của bộ lọc thông thấp.

2.

Bắt đầu thay đổi tần số của tín hiệu sóng sin đầu vào từ 0 Hz trở đi. Quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra trên CRO. Đầu ra sẽ giống như đầu vào khi bắt đầu. Sau đó nó sẽ giảm. Quan sát việc đọc tần số của đầu vào sinewave khi đầu ra ở kênh CRO 2 trở thành 2Vpp. Đây là tần số cắt của bộ lọc Thấp. Điều này sẽ là khoảng. 1 KHz. .

(2) Bộ lọc thông cao: 1. Kết nối tín hiệu sóng Sine 2,8Vpp từ bộ tạo chức năng tại các đầu vào đầu vào của bộ lọc Thông cao. Kết nối kênh CRO 1 ở đầu vào của bộ lọc Thông cao. Kết nối kênh CRO 2 tại các đầu ra của bộ lọc thông cao.

2.

Bắt đầu thay đổi tần số của tín hiệu sóng sinewave đầu vào từ 0 Hz trở đi. Quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra trên CRO. Đầu ra sẽ bằng 0 khi bắt đầu. Sau đó nó sẽ tăng lên. Quan sát tần số đọc đầu vào sinewave khi đầu ra ở kênh CRO 2 trở thành 2Vpp. Đây là tần số cắt của bộ lọc thông cao. Điều này sẽ là khoảng. 2 KHz.

(3) Bộ lọc băng thông:

1.

Kết nối tín hiệu sóng Sine 2,8Vpp từ bộ tạo chức năng tại các đầu vào đầu vào của bộ lọc thông dải. Kết nối kênh CRO 1 ở đầu vào của bộ lọc băng thông. Kết nối kênh CRO 2 tại các đầu ra của bộ lọc băng thông.

2.

Bắt đầu thay đổi tần số của tín hiệu sóng sin đầu vào từ 0 Hz trở đi. Quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra trên CRO. Đầu ra sẽ bằng 0 khi bắt đầu. Sau đó nó sẽ tăng lên và một lần nữa nó sẽ giảm xuống. Quan sát việc đọc tần số của đầu vào sinewave khi đầu ra ở kênh CRO 2 trở thành 2Vpp. Sẽ có hai vị trí xảy ra mức 2Vpp. Các tần số này sẽ là 400 Hz và khoảng 6KHz. Tần số trung tâm giữa các tần số này sẽ là khoảng 3KHz.

(4) Bộ lọc từ chối dải: 1.

Kết nối tín hiệu sóng Sine 2,8Vpp từ bộ tạo chức năng tại các đầu vào đầu vào của bộ lọc Notch. Kết nối kênh CRO 1 ở đầu vào của bộ lọc Notch. Kết nối kênh CRO 2 tại các đầu ra của bộ lọc Notch.

2.

Bắt đầu thay đổi tần số của tín hiệu sóng sinewave đầu vào từ 0 Hz trở đi. Quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra trên CRO. Đầu ra sẽ giống như đầu vào khi bắt đầu. Sau đó nó sẽ giảm và một lần nữa nó sẽ tăng lên. Quan sát việc đọc tần số của đầu vào sóng sinewave khi đầu ra ở kênh CRO 2 trở nên nhỏ nhất. Điều này sẽ là khoảng 200Hz đến 3KHz.

(5) Bộ lọc thạch anh:

1. Kết nối tín hiệu sóng Sine 2.8Vpp từ bộ tạo chức năng tại các đầu vào của bộ lọc Crystal. 2. Giữ cả hai chiết áp hoàn toàn theo chiều kim đồng hồ. Tiếp tục điều chỉnh tụ điện ở phạm vi trung bình.

3. Kết nối kênh CRO 1 ở đầu vào của bộ lọc Crystal. Kết nối kênh CRO 2 tại các thiết bị đầu cuối đầu ra. 17

2. Bắt đầu thay đổi tần số của tín hiệu sóng sin đầu vào từ 0 Hz trở đi. Quan sát tín hiệu đầu vào và đầu ra trên CRO. Đầu ra sẽ thấp khi bắt đầu. Sau đó, nó sẽ tăng lên khi tần số trở nên 400Khz. Ở tần số 455 KHZ, đầu ra sẽ là cực đại. Sau đó, nó sẽ lại giảm. Quan sát việc đọc tần số của đầu vào sinewave khi đầu ra ở kênh CRO 2 trở thành 2Vpp dưới và trên tần số 455KHz. Sự khác biệt giữa các tần số này được gọi là băng thông của bộ lọc tinh. Đây sẽ là khoảng. 4 đến 10KHz và có thể được thay đổi bằng các nồi và tụ điện khác nhau.

(6) Cộng hưởng loạt: 1. Kết nối mạch như trong hình. 2. Kết nối tín hiệu sóng Sine 5Vpp từ bộ tạo chức năng tại các thiết bị đầu cuối đầu vào. 3. Kết nối CRO Kênh -1 qua tụ điện và Kênh 2 qua cuộn cảm. 4. Tần số đầu vào thay đổi từ 10 Hz đến 1Mhz. Lưu ý tần số khi biên độ của cả hai dạng sóng trở nên giống nhau tức là xảy ra cộng hưởng. Đồng thời đo điện áp xoay chiều trên tụ điện và cuộn cảm và đưa ra kết luận. Nó sẽ là khoảng. 30KHz cho C1 = 820 pf và 80KHz cho C2 = 2200pf.

(7) Cộng hưởng song song:

5.

Kết nối mạch như hình vẽ.

6.

Kết nối tín hiệu sóng Sine 2Vpp từ bộ tạo chức năng tại các thiết bị đầu cuối đầu vào. Nối hai ampe kế

7.

xoay chiều để đo dòng IL và IC.

số 8.

Tần số đầu vào thay đổi từ 10 Hz đến 1Mhz. Lưu ý tần số khi giá trị của cả hai dòng điện trở nên như nhau tức là xảy ra cộng hưởng. Nó sẽ là khoảng. 130 KHz cho C1 = 820 pf và 140KHz cho C2 = 2200pf.

Phần kết luận: -

Đã hiểu các loại bộ lọc & mạch cộng hưởng khác nhau.

************

18

19