Tiểu luận môn kỹ thuật siêu cao tần tìm hiểu về bộ lọc siêu cao tần thông thấp và ứng dụng

. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TIỂU LUẬN MÔN: KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ BỘ LỌC SIÊU CAO TẦN

THÔNG THẤP VÀ ỨNG DỤNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. Hồ Mạnh Cường SVTH: Vương Trường Giang MÃ SV:18810540102 Lớp: D13DT&KTMT Hà Nội, Ngày 20 Tháng12 Năm 2021 1 . M�

��c lục MỞ ĐẦU 3 1.Tính cấp thiết của đề tài. 3 2.Mục tiêu3 Phần I: Lý thuyết chung về Bộ lọc siêu cao tần thông thấp.3 Bộ lọc thông thấp là gì?. 3 Định nghĩa bộ lọc thông thấp4 Các loại bộ lọc thông thấp:4 Bộ lọc thông thấp chủ động:.5 Bộ lọc thông thấp thụ động:.5 Bộ lọc thông thấp7 Mạch lọc thông thấp RC. 7 Phương trình dải phân cách tiềm năng RC. 8 Ví dụ về bộ lọc thông thấp số 1. 9 Điện áp đầu ra ở tần số 100Hz9 Điện áp đầu ra ở tần số 10.000Hz (10kHz).9 Phản hồi thường xuyên9 Đáp ứng tần số của bộ lọc thông thấp bậc 1. 10 Tần số cắt và dịch chuyển pha 11 Bộ lọc thông thấp bậc hai 11 Bộ lọc thông thấp bậc hai12 Bộ lọc thông thấp thụ động Tăng ở ƒc13 Tần suất góc bộ lọc bậc 213 Bộ lọc thông thấp bậc 2 Tần số -3dB13 Đáp ứng tần số của bộ lọc thông thấp bậc 2. 14 Tóm tắt bộ lọc thông thấp. 14 Thời gian cố định15 2 . Bộ tích hợp RC.16 Mạch tích hợp RC.17 Phần II: Các ứng dụng của LPF:17 Kết luận :.17 Tài Liệu Tham Khảo: 18 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Bộ lọc đóng một vai trò không thể thay thế được trong các hệ thống vô tuyến điện tử. Với sự phát triển nhanh chóng gần đây và được sử dụng phổ biến trong các hệ thống thông tin không dây khác nhau, những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt được đặt ra đặc biệt cho các bộ lọc siêu cao tần là kích thước nhỏ hơn, hiệu suất cao hơn, tích hợp tốt nhiều băng thông và chi phí thấp hơn và cũng là những yêu cầu cấp thiết ngày nay. Việc nghiên cứu xây dựng, đề xuất các cấu trúc cộng hưởng mới ứng dụng cho thiết kế các bộ lọc siêu cao tần thông thấp cũng chính là nội dung đề tài nghiên cứu mà em đang thực hiện. Qua phương pháp nghiên cứu, đánh giá tổng hợp, đã góp phần giúp em hệ thống lại một cách tổng quan về hướng đi mới, đưa ra được hướng giải quyết mới nhằm hoàn thiện bài tiểu luận này. 2. Mục tiêu - Tìm hiểu đc bộ lọc thông thấp là gì - Các loại bộ lọc thông thấp - Các ứng dụng của bộ lọc thông thấp trong đời sống Phần I: Lý thuyết chung về Bộ lọc siêu cao tần thông thấp Bộ lọc thông thấp là gì? 3 . Trước khi tìm hiểu bộ lọc thông thấp, chúng ta hãy xem bộ lọc là gì. Nó được sử dụng để lọc chất rắn khỏi chất lỏng hoặc để tách các hạt thô hơn khỏi các hạt mịn hơn. Nói tóm lại, bộ lọc được sử dụng để lọc các tạp chất không mong muốn trong dung dịch hoặc chất lỏng. Tương tự như vậy, bộ lọc là thiết bị hoặc mạch được sử dụng khi chỉ cần dải tần hoặc tần số cần thiết. Dải tần số có thể là tất cả các tần số nhỏ hơn tần số cụ thể, sự khác biệt giữa hai tần số xác định trước, hoặc các tần số trên tần số cụ thể. Bộ lọc chia ra làm bộ lọc thông cao, nộ lọc thông thấp, bộ lọc thông dải, bộ lọc khía hay bộ lọc loại bỏ dải. Định nghĩa bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông thấp hay Low Pass Filter (LPF) là bộ lọc cho phép các tín hiệu có tần số thấp hơn tần số cụ thể (tần số cụ thể đó được gọi là tần số cắt). Và không cho phép các tín hiệu của tần số cao hơn tần số cắt. Nói cách khác: LPF là một mạch được thiết kế để loại bỏ tần số cao hơn không mong muốn của tín hiệu điện từ, tín hiệu âm thanh, tín hiệu điện và chỉ chấp nhận những tín hiệu được yêu cầu trong các mạch ứng dụng. Bộ lọc thông thấp là một mạch làm suy giảm tất cả các thành phần tín hiệu trên tần số cắt đến một mức đáng kể. Về mặt kỹ thuật, bất kỳ bộ lọc nào cũng có thể được phân loại là bộ lọc lý tưởng và bộ lọc thực tế, hình dưới đây cho thấy phản hồi của bộ lọc thông thấp lý tưởng và thực tế: LPF lý tưởng được định nghĩa là bộ lọc có phản hồi của đầu vào lý tưởng so với các tần số đầu ra, tức là nó phải có độ suy giảm bằng không cho tất cả các khoảng trống vượt qua và suy hao vô hạn cho các tần số bị chặn. LPF lý tưởng có phản hồi phẳng. Nhưng thực tế là không thể do đó chúng ta nhận được phản hồi hơi cong, điều này là do các thành phần không lý tưởng mà chúng ta sử dụng để tạo ra LPF. Các loại bộ lọc thông thấp: a) Bộ lọc thông thấp chủ động 4 . b) Bộ lọc thông thấp thụ động Bộ lọc thông thấp chủ động: Nó là một bộ lọc thông thấp sử dụng nguồn điện bên ngoài để cung cấp các tần số đầu ra cần thiết với Gain cụ thể. Điều này là do bản thân mạch lọc tiêu thụ một số công suất không mong muốn đối với các mạch sử dụng công suất đầu vào rất thấp và do đó không thể xử lý các tín hiệu đầu vào. Nói chung, bộ lọc thông thấp chủ động được sử dụng trong “Bộ khuếch đại với bộ cân bằng” và thiết kế mạch tần số vô tuyến tới hạn. Bộ lọc thông thấp thụ động: Đó là LPF không sử dụng bất kỳ nguồn điện bên ngoài nào và chỉ lọc ra tần số cao hơn để tạo ra các tần số thấp hơn. Nó được sử dụng trong các mạch âm thanh, mạch cung cấp điện để loại nhiễu, và mạch vô tuyến để chọn tần số thấp hơn và tránh nhiễu tần số cao ở đầu máy thu. Chúng ta hãy tìm hiểu chi tiết về bộ lọc thông thấp thụ động: Bộ lọc thông thấp là một mạch có thể được thiết kế để sửa đổi, định hình lại hoặc loại bỏ tất cả các tần số cao không mong muốn của tín hiệu điện và chỉ chấp nhận hoặc chuyển những tín hiệu đó theo ý muốn của nhà thiết kế mạch. Nói cách khác, chúng “lọc ra” các tín hiệu không mong muốn và một bộ lọc lý tưởng sẽ tách và chuyển các tín hiệu đầu vào hình sin dựa trên tần số của chúng. Trong các ứng dụng tần số thấp (lên đến 100kHz), các bộ lọc thụ động thường được xây dựng bằng cách sử dụng mạng RC (Điện trở-Tụ điện) đơn giản , trong khi các bộ lọc tần số cao hơn (trên 100kHz) thường được làm từ các thành phần RLC (Điện trở-Cuộn cảm-Tụ điện). Bộ lọc thụ động được tạo thành từ các thành phần thụ động như điện trở, tụ điện và cuộn cảm và không có phần tử khuếch đại (bóng bán dẫn, op-amps, v.v.) nên không có độ lợi tín hiệu, do đó mức đầu ra của chúng luôn nhỏ hơn đầu vào. Các bộ lọc được đặt tên theo dải tần số của tín hiệu mà chúng cho phép đi qua chúng, đồng thời chặn hoặc "làm suy giảm" phần còn lại. Các thiết kế bộ lọc được sử dụng phổ biến nhất là: 5 .