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
Nội dung
• Mạch cộng hưởng RLC.
• Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng.
• Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp.
• Khuếch đại cộng hưởng dạng Cascode.
• Phương pháp trung hòa.
• Khuếch đại điều hợp đồng bộ.
• Khuếch đại điều hợp Stagger và kép.
• Thiết kế mạch khuếch đại công hưởng.
2Nguyễn Thanh Tuấn
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
3Nguyễn Thanh Tuấn
Cộng hưởng song song
ii C L R
ii
iR
4Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng
5Nguyễn Thanh Tuấn
Cuộn dây
c
c
r
L
Q


cccp LQQrR 
2
≫ 1
6Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng đơn tầng










 0
0
1 i
im
jQ
A
RC2
1
7Nguyễn Thanh Tuấn
     //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

8Nguyễn Thanh Tuấn
Ảnh hưởng rbb’
9Nguyễn Thanh Tuấn
R2
R1
100
L
->o
->o
->oi
Vcc
i L Ce
Cc1
RFC Cc2
R
1kRe1k
10k
10Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp
11Nguyễn Thanh Tuấn
    
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




12Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng dùng biến áp
• Ro = 50Ω
• Po = 0.1W
• C = 100pF
• Băng tần RF 
nghiệp dư
(40m) 7.2MHz
13Nguyễn Thanh Tuấn
14Nguyễn Thanh Tuấn
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.
15Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng đồng bộ
• Chung tần số cộng hưởng
• Chung băng thông cộng hưởng
Nguyễn Thanh Tuấn 16
0
0
1
[1 ( )]
V Vm
N
A A
jQ

 

 
1 1
2(2 1) .NNBW BW  
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

17Nguyễn Thanh Tuấn
RL
i i=1K
n:1 m:1
2N422
3
Rg
1k
L2L1i r
18Nguyễn Thanh Tuấn
19Nguyễn Thanh Tuấn
20Nguyễn Thanh Tuấn
Mạch cộng hưởng dạng Cascode
• 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
21Nguyễn Thanh Tuấn
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
22Nguyễn Thanh Tuấn
hib có trị số thấp
CM có trị số bé
Rp lớn
23Nguyễn Thanh Tuấn
Phương pháp trung hòa
• Là 1 cách khác để giảm trị số của CM.
• Một mạch hồi tiếp âm được thêm vào để khử ảnh hưởng của 
tụ ký sinh Cb’c bằng cách hồi tiếp một tín hiệu ngược pha so 
với tín hiệu hồi tiếp của Cb’c tại cực B
=> Giảm ảnh hưởng của Cb’c => giảm trị số của CM.
24Nguyễn Thanh Tuấn
25Nguyễn Thanh Tuấn
26Nguyễn Thanh Tuấn
Phương pháp trung hòa (tt)
• z' = RI // rP // XL' // XC’
• Zt = rb'e // 
bb'
-
Zf
vL
'
t
i ' f
Ai
r
z
ZZ
'bbt
t
rZ
V

)(
1
'' cbeb CCs 
• Vt = . V’L
• Zb'e = rb'e // XCb’e
cb
eb
eb
sC
Z
Z
'
'
'
1

27Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng lệch
28Nguyễn Thanh Tuấn
29Nguyễn Thanh Tuấn
Khuếch đại cộng hưởng kép
30Nguyễn Thanh Tuấn
31Nguyễn Thanh Tuấn
Bài tập 1
• f0=30Mhz, rbe’=1k, rbb=0, hfe=100, fT=500Mhz, 
Cbc’=2p.
32Nguyễn Thanh Tuấn
Bài tập 2
33Nguyễn Thanh Tuấn
Bài tập 3
34Nguyễn Thanh Tuấn
Bài tập 4
• Thiết kế mạch cộng hưởng có:
– Aim=10dB=3,16 
– ri=1
K ; RL=1
K
– fo = 40Mhz; BW = 1Mhz
– Vcc=10 
v
– Cuộn dây có Q=50;
– Chọn transitor có: gm=0.01mho ; rbb=0 ; hfe = 100; 
Cb’c= 2pF; Cb’e = 32pF.
R
L
iL
C
'Lr
i VL
35Nguyễn Thanh Tuấn
Bài tập 5
• Điều kiện : Aim cực đại tại f0 = 39Mhz, ta giả sử 
n=m.
• Rds = 5K; Cgs = 6p; Cgd = 2p; gm = 0.003 
R
g
 2N4222
L2L1 R
L
 1
k
ri
 1
kIi
m:1n:1
36Nguyễn Thanh Tuấn