Lec03filter

1

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС

Лекц 3

МУИС-ийн профессор Э.Дамдинсүрэн

МУИС, МТС Электроникийн үндэс 2

2. Шугаман хэлхээ2.1. Резистор

2.2. Конденсатор

2.3. Шугаман RC хэлхээ– Дифференциалчлагч хэлхээ

– Интегралчлагч хэлхээ

2.4. Хүчдэл хуваагч

2.5. Шүүлтүүр– Нарийн зурвасын шүүлтүүр

2.6. Вин-Робинсоны гүүр

2.7. Давхар Т маягийн гүүр

2.8. Индукцын ороомог

2.9. RL хэлхээ


2.4. Хүчдэл хуваагч

Резистороор хийвэл (A бодит тоо)

Ийм идеаль хэлхээний далайц давтамжийн

тодорхойлолт хэвтээ тэнхлэгтэй паралель шулуун

Иймд дохионы хэлбэрийг өөрчлөхгүй

vi

vo

Z1

Z2

i

Тогтмол ба хувьсах хүчдэлийн хэмжээг

бууруулах зориулалттай

Гаралтын хүчдэл

Нэвтрүүлэх коэффициент

io 2 2

1 2

vv iz z

z z

2

1 2

zA

z z

2

1 2

RA

R R


Ачааллын нөлөөХүчдэл хуваагч заавал ачаалалтай

Тэр нь цэвэр идэвхит RL гэж үзье


Хувьсах хүчдэлд R,C (идэвхигүй)

Интегр. диффер. хэлхээ бас

болно

Түүний A нь давтамжаас

хамаарна

Ж нь:

Иймд дохионы хэлбэр гажна

V

R1

R2 RL

2 L

1 2 L

R RA

R R R

2

1A

1 ( RC )


Дохионы хэлбэрийн гажилт

Хуваагчийн дээд, доод мөрний эсэргүүцэл ижил

төрлийн бол дохио гажихгүй

Хувьсах гүйдэлд барагтайд ийм байдаггүй

Цэвэр резисторан хуваагч гэж байхгүй (ачаалал)

R1, CL интегралчлах хэлхээг үүсгэнэ

Иймд vo нь vi -ээс өөр хэлбэртэй

Эл зохисгүй байдлыг арилгахаар

R1 –тэй зэрэгцээ C1 холбоно

Түүний багтаамж

R1C1=R2CL

Энэ нөхцөлд хуваагчийн A

давтамжаас хамаарахгүй

C1

CL

R1

R2

vi

vo


БаталгааC1,C2,R1,RL ямар ч утгатай

байхад

Нэвт. коэффициент

Үүний

Иймд

Эндээс

Үүнтэй адилаар

Иймд

Тэгвэл

Эндээс R1C1=R2CL

нөхцөлд

A=R2/(R1+R2) болж

батлагдлаа

2 1 2A z /( z z )

1 1 1z ; R C

1 L

1 1 1

z R 1/ j C

11

1 1

Rz

1 j R C

22

2 L

Rz

1 j R C

2 2 Lz ; R C

2 2 L

1 1 1 2 2 L

R 1 j R CA

R 1 j R C R 1 j R C


Компенсацлагдсан хуваагчA бодит бол j=0, дохионы хэлбэр хэвээр

Үүнийг компенсацлагдсан хуваагч гэнэ

Энэ бол зэрэгцээ холбогдсон өндөр (C1R2) ба нам

(R1CL) давтамжийн шүүлтүүрүүд

Давтамжийн тодорхойлолт үүнийг харуулна

Эсвэл үүнийг зэрэгцээ холбогдсон резисторан (R1R2) ба

багтаамжийн (C1CL) хоѐр хуваагч мэтээр үзэж бас

болноЭнэ хоѐрын нэвтрүүлэх

коэффициент тэнцүү

Эндээс R1C1=R2CL

Хэрэглээ: осциллоскоп...

C1R2

A

f

R1CL

компенсацлагдсан

C11 1 L

2 CL 2 1

XR R C

R X R C

C1

CL

R1

R2

vi

vo


АттенюаторЧадлыг юмуу хүчдэлийг тодорхой тоогоор бууруулдаг схемийг ерөнхийд нь аттенюатор гэнэ

RC элемент бүхий хүчдэл хуваагч нэг төрөл нь

Нам ба радио давтамжинд өргөн хэрэглэгддэг

Хуваах коэффициентийн янз бүрийн утганд эсэргүүцэл нь тогтмол байх шаардлагатай

Үүнийг хэрэгжүүлэх хэд хэдэн арга бий

Дараах схемд хуваах коэффициент нь: A-1/2; B-1/4; C-1/8; D-1/16; E-1/32 бөгөөд бүгдэд Ro= (2/3)R

V

V/2 V/4 V/8 V/16 V/32A B C D E

RRRRR

2R2R2R2R R


2.5. Шүүлтүүр

Шүүлтүүр гэж юу болох

Шүүлтүүрийн ангилал

– Нам давтамжийн

– Өндөр давтамжийн

– Зурвасын

– Тасалдаг

Нарийн зурвасын RC шүүлтүүр


Шүүлтүүр гэж юу вэ?

Давтамжийн тодорхой зурвасын дотор A нь бусад давтамж дээрхээс эрс ялгаатай байдаг цахилгаан хэлхээ

A 1 байх давтамжийн мужийг нэвтрүүлэхбуюу тунгалагийн зурвас

A нь хамгийн их утгаасаа дахин бага байх давтамжийг хязгаарын гэнэ

Доод хязгаарын давтамж l, дээд хязгаарын давтамж h

2


Шүүлтүүрийн төрөлДавтамжийн тодорхойлолтоор нь 4 төрөл

Нам давтамжийн шүүлтүүр (НДШ); <h

Өндөр давтамжийн шүүлтүүр (ӨДШ); >l

Зурвасын шүүлтүүр (ЗШ); l<<h

Тасалдаг (режекторын) шүүлтүүр (ТШ); l >> h

Бодит шүүлтүүрийн давтамжийн тодорхойлолт

A

1

h

A

A

A

1

l

1

l hl h

1~~~ ~~ ~~~ ~~~

0,707 0,7070,707 0,707


Шүүлтүүрийн хийц маяг

Хийц маяг нь ажиллах зарчим, давтамжийн цараа, давтамжийн тодорхойлолтын хэлбэрээс хамаарна

Ихэд дэлгэрсэн хялбархан нь RC ба LC

Схем нь Т ба П маягийн салаануудаас тогтоно

Сүүлийн үед идэвхитэй шүүлтүүр олшров

Цахилгаан дулааны арга, механик резонанс, пьезоцахилгаан үзэгдлийг ашиглаж болно

Октав: давтамж 2 дахин өөрчлөгдөх

Декад: давтамж 10 дахин өөрчлөгдөх

Хялбар RC шүүлтүүр 1 октавд 6 дБ, 1 декадад 20 дБ сулралттай


Нарийн зурвасын RC шүүлтүүр

Нам ба өндөр давтамжийн шүүлтүүрийг цуваа

холбоход үүснэ

Нам ба өндөр давтамж дээр гаралтын хүчдэл тэг

vi

vo

R1

R2

C1

C2

(R1+C1)


1 1

1

1z R

j C

22

2 2

Rz

1 j R C

2 2( R C )

2 2 2 2

1 2 1 1 2 2 2

z R /(1 j R C )A

z z R 1 j C R (1 j R C )


Тодорхойлолтууд

R1=R2=R, C1=C2=C тохиолдлыг үзье

Бичлэгийг хялбарчилж RC=W гэе

Модуль нь

Фаз нь

1 21 2

2 1 2 1

1A

R C 11 j R C

R C R C

2

1 3 j( 1 )A

3 j( 1 ) 9 ( 1 )

W W

W W W W

1/3

A

0 o=1/RC

j

90o

-90o

0

2

1A

9 ( 1 )W W

21arctg

3

Wj

W

W1 буюу o=1/RC үед

A=1/3, j=0

z2/(z1+z2)=1/3, z1/z2=2


2.6. Вин-Робинсоны гүүрНарийн зурвасын шүүлтүүр дээр хоѐр резистор нэмж

холбоход Вин-Робинсоны гүүр үүснэ

R1, 2R1 хуваагчын нэвтрүүлэх коэффициент 1/3 бөгөөд

давтамжаас үл хамаарна

Нарийн зурвасын шүүлтүүрийнх резонанс дээр 1/3

R

R

C

C R1

2R1

v2v1

2v2v

Иймд резонансын давтамж

дээр гүүр баланслаж

гаралтын хүчдэл тэг болно

Гаралтын хүчдэлийг

ерөнхий тохиолдолд олъѐ

Нэмэлт тэмдэглээ хийе

Тэгвэл

2 2 2v v v



...


Модуль нь

Фаз нь

Хамаарлын графикаас үзвэл

энэ хэлхээг дохионы

тодорхой зурвас давтамжийг

сулруулахад хэрэглэж болно

2 2 2 1 1 1 2

1 1 1 jv v v v v v

3 3 j( 1 / ) 3 1 j3

W

W W W W

2

2

2 2

1

v 1 j 1 1A

v 3 1 j3 3 (1 ) j3

W W

W W W W

12

2*

2 2 2

1A ( AA )

3 (1 ) 9

W

W W

2

3arctg ; 1

1

Wj W

W

A

j

1/3

90o

-90o

01/RC

01/RC

0


2.7. Давхар Т маягийн гүүр

Хүчдэлүүдийг тэмдэглэе

1,2,3 зангилааг тэмдэглэе

Өндөр давтамжтай дохио

цуваа C –ээр саадгүй

Нам давтамжтай нь R-

үүдээр саадгүй

Иймд өндөр ба нам

давтамж дээр v1=v2

Тодорхойлолт Вин-

Робинсоныхтой төсөөтэй

Хэрэглээ адил

Ялгаа: гаралт ерөнхий

цэгтэй харьцангуй

R R

CC

2C

R/2v1

v2vR

vC

+

+

-

-

1

2 3



1,2,3 зангилаа тус бүрт КГХ-ийг хэрэглэе

1-р зангилааны хувьд

2-р зангилааны хувьд

3-р зангилаанд

RC=W гэж тэмдэглээд vC, vR-ээс чөлөөлвөл

1 C 2 CC

v v v vv j 2C 0

R R

R1 R 2 R

2v( v v ) j C ( v v ) j C 0

R

C 2R 2

v v( v v ) j C 0

R

1 2 1 22 2

( v v ) j v vv j v 0

2(1 j ) 2(1 j )

WW

W W



Хувиргаж хялбарчлаад A-ийг олвол

Модуль нь

Фаз нь

Т маягийн шүүлтүүрийн давтамж, фазын тодорхойлолт Вин-Робинсоны гүүрийнхтэй нэн төсөөтэй ажээ

2

2

2

1

v 1A

v 1 4 j

W

W W

2

2 2 2

1A

(1 ) 16

W

W W

2

4arstg

1

Wj

W

A

j

1

90o

-90o

01/RC

01/RC

0


2.8. Индукцын ороомогОроомог энерги хуримтлуулдаг идэвхигүй

элементийн нэг төрөл

Электроникт хэд хэдэн зориулалтаар хэрэглэгддэг

Хийц: агаар юмуу соронзон зүрхэвч дээр

дамжуулагч утас ороож үйлдэнэ

Гол үзүүлэлт нь индукцлэл, Генри, Гн

i хувьсах гүйдэл гүйхэд v хүчдэл үүснэ

Ороомгийн индукцлэл L түүний физик хэмжээ

болон хийцээс хамаарна

Соленоид ороомгийн индукцлэл

m – зүрхэвчийн соронзон нэвтрүүлэх чадвар

div L

dt

2

0 N AL

l

mm


Ороомгийн төрөл, ангилалИндукцлэл нь мкГн-ээс хэдэн Гн байна

Конденсаторын адил ороомог олон төрөл

Тогтмол ба хувьсах 2 янз

Зүрхэвч нь: төмөр, ган, хуванцар, агаар ...

Ороомог, дроссель гэж нэрлэдэг

Индукцлэлийг цуваа, зэрэгцээ холбох

– Цуваа холбоход L=L1+L2+L3+…

– Зэрэгцээ холбоход

Ороомгийг шалгах, индукцлэлийг хэмжих

1 2 3

1 1 1 1...

L L L L


Индукцын эсэргүүцэлИндукцын ороомгоор хувьсах гүйдэл гүйхэд ганцхан резистор байх үеийнхээс гүйдэл ихээхэн буурдаг

Үүний шалтгаан нь гүйдлийн өөрчлөлт ороомог дээр түүнд өгсөн хүчдэлийг сөрсөн хүчдэл үүсгэдэгтэй холбоотой

Энэ сөрөг үйлчлэлийг индукцын сөргүүцэл (reactance) XL

илэрхийлнэ

Үүний хэмжээ XL=L=2pfL, Ом нэгжтэй

Тогтмол гүйдэлд ороомог богино холбоотой хэлхээ адил үйлчлэнэ, саадгүй нэвтрүүлнэ

Иймд тогтмол, хувьсах гүйдлийг салгахад хэрэглэнэ

Ороомгийн гүйдэл агшин зуурт өөрчлөгдөх боломжгүй

Ороомог гүйдэл, хүчдэлийн фазын зөрөөг үүсгэнэ

Эдгээр шинж чанарыг электроникт хэрэглэнэ


2.9. RL хэлхээЦуваа RL хэлхээг үзье

RC хэлхээтэй адилаар Vm, ti импульс өгнө

Кирхгофын хуулиар

vR+vL=Vm

Эсвэл

t=0 үед i=0 нөхцөлд шийд

Энд Im=Vm/R, t=L/R

t- хугацааны тогтмол

Хэлхээний гүйдэл экспоненциаль хуулиар өсч байна

Импульс дуусахаар

Гүйдэл экспоненциал хуулиар буурнаm

diV iR L 0

dt

t

mi I (1 e )t

t

0i I e t

L

R

vi

vL

vR

i

+

-


Шилжилтийн тодорхойлолтi, vR, vL хэмжигдэхүүний хугацааны хамаарлыг зуръя

Өмнө үзсэн ѐсоор

vR=iR учир

Мөн vL=Vm-vR тул

Эндээс t<<ti үед гаралтыг ороомог дээрээс авбал дифференциалчлагч хэлхээ болох ажээ

RC хэлхээнд үзсэний адилаар дэлгэрүүлэн үзэх хэрэгтэй

t

vR

vL

t

i

t

Documents

Lec03filter