Bài giảng Mạch điện tử nâng cao - Chương 3: Mạch khuếch đại cộng hưởng - Nguyễn Thanh Tuấn

Chương 3: MKĐ cộng hưởng
Th.S. Nguyễn Thanh Tuấn
Bộ môn Viễn thông (B3)
nttbk97@yahoo.com
1
Nội dung
• Mạch cộng hưởng RLC.
• Song song
• Nối tiếp
• Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng.
• Khuếch đại cộng hưởng đồng bộ.
• Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp.
• Khuếch đại cộng hưởng dạng Cascode.
• Thiết kế mạch khuếch đại công hưởng.
2
Mạch cộng hưởng RLC
• Cách ghép
– Song song
– Nối tiếp
• Tần số cộng hưởng
• Băng thông
• Hệ số phẩm chất
• Tích độ lợi khổ tần
3
Khuếch đại cộng hưởng
4
Cuộn dây
c
c
r
L
Q


cccp LQQrR 
2
5
Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng










 0
0
1 i
im
jQ
A
RC2
1
6
     //1 000 


RCj
Rg
i
i
A m
i
L
i
RCQ
ffBW
i
LH


2
1
2
0 
RC
L
R
Qi 0
0



LC
12
0 
C
g
BWAGBW mim
2

7
Ảnh hưởng rbb’
8
R2
R1
100
L
->o
->o
->oi
Vcc
i L Ce
Cc1
RFC Cc2
R
1kRe1k
10k
9
Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp
10
    
2
'
'
2
0
00
||||
where
//1
1
a
R
RrR
CaCC
RCQ
jQ
Rag
i
i
A
b
pi
b
i
i
m
i
L
i













C
ag
GBW
RC
BW
CL
m



2
2
1
12
0




11
12
Khuếch đại cộng hưởng nối tiếp
• Ở tần số > 
50MHz, mạch
cộng hưởng song 
song có Q rất
thấp => băng
thông rộng.
• Mạch cộng
hưởng nối tiếp
cho hệ số phẩm
chất Q cao hơn ở 
tần số cao với trị
số chấp nhận
được của điện
cảm.
13
Khuếch đại cộng hưởng đồng bộ 
10k
100
i
L
L
V
RRc C2 L2
R1
L1C1
i
'i/ri
n:n
11
" L
DD
n:n
2 1 12
->o
->o
->o
->o
->o
Rg
C1
V
Rs2
Cs2
R
C3
Rd2
Rg
C
Rd1
C2
Rs
Cs
C
rVi
j
N
j
m
N Rga
j
..)(
1



2
1
1
0 12
2 







N
iQ

14
RL
i i=1K
n:1 m:1
2N422
3
Rg
1k
L2L1i r
15
16
Mạch cộng hưởng dạng Cascode
Tầng 1: CE
-Trở kháng vào lớn (Q cao)
- Điện dung ngỏ vào tỉ lệ 
thuận với trở tải.
Tầng 1: CB
-Trở kháng vào nhỏ
- Tần số hoạt động cao, 
f.
-Đóng vai trò bộ chuyển 
đổi trở kháng, từ trở 
kháng cao của tải sang 
trở kháng thấp của ngỏ 
vào CB
Tác dụng:
- Điện dung ngỏ vào thấp do điện dung Miller của 
tầng 1 thấp.
- Điện cảm tại tần số cộng hưởng đủ lớn => điện trở 
song song của L đủ lớn => Q cao
17
• f << f0 << f = fT
Rs
RG
RE
10k
RL
4-9
gm = 0,003 mho ;Cgd = 2p
rds = 80K Cgs = 6p
o
-
>o
o-
>o-
>o
o 2N42
23
2N42
23
RFC
L
ri
+
-
Vi 50K
300
Cc1
RFC
300
15V
Cc2
RFC
+
15V
Cc3
10K
V
18
hib có trị số thấp
CM có trị số bé
Rp lớn
19
Bài tập 1
• BJT có fT = 500 MHz; Cb’c = 2pF; rbb’ = 0; rb’e = 1KΩ; 
hfe = 100. Mạch cộng hưởng tại tần số f0 = 10MHz 
với L = 1µH, cuộn dây có hệ số phẩm chất bằng 100.
20
a) Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ.
b) Tìm tỉ số biến áp .
c) Tìm băng thông của mạch này.
d) Xác định hệ số khuếch đại dòng tại tần số cộng
hưởng và viết hàm truyền Ai.
21
Bài tập 2
• BJT (hfe =  = 100, hie = rbe = 2.5KΩ) 
• Tỉ số biến áp N1:N2 = 1:2
22
a) Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ?
b) Tính tần số cộng hưởng? 
c) Tính độ lợi áp Av = Vo/Vi tại tần số cộng hưởng? 
d) Tính hệ số phẩm chất và xác định tần số cắt thấp (-3dB) và tần số cắt cao
(-3dB) của toàn mạch cộng hưởng? 
e) Xác định giá trị của tụ điện C1 và cuộn dây L1? 
f) Làm lại câu e trong trường hợp cuộn dây L2 có hệ số phẩm chất Qc = 20? 
g) Làm lại câu e trong trường hợp BJT có tụ ký sinh Cbe = 1000pF? 
23
Bài tập 3
24
25
Bài tập 4
• BJT (hfe =  = 100, hie = rbe = 2.5KΩ) 
26
a) Vẽ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ?
b) Tính giá trị tần số cộng hưởng theo Hz? 
c) Tính hệ số phẩm chất và băng thông của toàn mạch cộng hưởng? 
d) Tính độ lợi áp Av = Vo/Vi tại tần số cộng hưởng và tại tần số 1MHz? 
e) Xác định giá trị của tụ điện C1 và cuộn dây L1? 
f) Làm lại câu e trong trường hợp cuộn dây L2 có hệ số phẩm chấtQc = 20? 
27