KHẢO SÁT MẠCH LỌC TÍCH CỰC - MẠCH LỌC THÔNG THẤP

                    Mạch lọc thụ động (Passive Filter) có ưu điểm là rất đơn giản, tuy nhiên hệ số truyền đạt nhỏ do bị tổn hao trên RC, phụ thuộc nhiều vào tải, khó phối hợp tổng trở với các mạch ghép. Muốn hạn chế độ suy giảm thì phải lắp nhiều mắt lọc liên tiếp, lúc này tần số cắt của bộ lọc sẽ khác với các tần số cắt của các mắt lọc. Cách khắc phục nhược điểm trên đó là sử dụng các mạch lọc tích cực (active filter). Cụ thể là đưa mắt lọc RC vào đường hồi tiếp của Op-Amps để tăng hệ số truyền đạt, tăng hệ số phẩm chất, đồng thời làm giảm ảnh hưởng của tải bằng cách dùng tầng đệm để phối hợp trở kháng.
                    Cũng như mạch lọc thụ động, có thể phân mạch lọc tích cực theo tần số làm việc như: mạch lọc thông thấp, mạch lọc thông cao, mạch lọc dãy.
                    Mạch lọc tích cực được đặc trưng bởi 3 tham số cơ bản: tần số giới hạn fg, bậc của bộ lọc và loại bộ lọc.
                    - Tần số giới hạn fg: là tần số mà tại đó hàm truyền đạt giảm 3 dB so với hàm truyền đạt ở tần số trung tâm.
                    - Bậc của bộ lọc: Xác định độ dốc của đặc tuyến biên độ – tần số f>> fg
                    - Loại bộ lọc:xác định dạng của đặc tuyến biên độ – tần số xung quanh tần số giới hạn và trong khu vực thông của mạch lọc.
                    Mạch lọc tích cực thông thấp (Active low pass filter) là loại mạch lọc mà tần số thấp được truyền qua không suy hao, còn tần số cao bị suy giảm và chậm pha với tín hiệu vào (hình 1).
                      - Tần số cắt:
                      - Hệ số phẩm chất:
                      Biểu đồ Bode về biên độ – tần số được trình bày ở hình 2:
                      Các nhận xét về mạch lọc tích cực thông thấp:
 
                      - Tại tần số cắt fc có độ lệch pha – 45 độ, biên độ điện áp ra giảm gần 3 dB.
                      - Tại tần số thấp f<< fc: biên độ A = 1 (0 dB)
                 - Tại tần số cao f>> fc : biên độ , hệ số khuếch đại tỉ lệ nghịch với tần số theo quan hệ : tần số tăng 10 lần thì hệ số khuếch đại giảm 10 lần tức giảm 20dB/decade hay 6dB/octave.
                    Bước 1:Chạy mạch mô phỏng (phần 1), quan sát đồ thị dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra. Khi tín hiệu vào thay đổi từ 20 Hz đến 800 Hz thì biên độ tín hiệu ra thay đổi như thế nào so với biên độ của tín hiệu vào? Mạch không làm suy hao và làm suy hao biên độ tín hiệu ở khoảng tần số nào?
                    Bước 2:Quan sát đồ thị tín hiệu ra xác định khoảng tần số mà biên độ tín hiệu vào đạt xấp xỉ 8V. Giải thích tại sao khoảng tần số này biên độ lớn hơn biên độ tín hiệu vào?
                    Bước 3:Đưa ra nhận xét về những điểm khác nhau cơ bản giữa mạch lọc tích cực thông thấp và mạch lọc thụ động thông thấp?
                    Bước 4: Với các tham số trên sơ đồ mạch lọc tích cực thông thấp (phần 2) hãy tính toán và đưa ra giá trị tần số cắt fc và hệ số phẩm chất Q ? Ghi giá trị vào bảng sau:
 
                    Bước 5:Chạy mạch mô phỏng (phần 2) quan sát đặc tuyến Biên độ – tần số, xác định tần số cắt fc? So sánh với kết quả tính toán được ở bước 4. Đưa ra nhận xét?
                    Bước 6: Dựa vào đặc tuyến biên độ – tần số hãy xác định khoảng tần số mạch cho qua tín hiệu và khoảng tần số mạch làm suy hao tín hiệu?
                    Bước 7:Thay đổi giá trị R1 quan sát sự thay đổi của đặc tuyến Biên độ – tần số và xác định tần số cắt fc? Đưa ra nhận xét?
                    Bước 8:Thay đổi giá trị C2 quan sát sự thay đổi của đặc tuyến Biên độ – tần số và xác định tần số cắt fc? Đưa ra nhận xét?
PHẦN 1: ĐẶC ĐIỂM MẠCH LỌC TÍCH CỰC THÔNG THẤP
Click VÀO ĐÂY để bắt đầu thực hành

PHẦN 2: ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ - TẦN SỐ CỦA MẠCH LỌC TÍCH CỰC THÔNG THẤP