Chuong 7-5 UTEx mon hoc mach dien 2020.ppsx

mon mach dien spkt

2. Hệ sinh thái giáo dục UTE 4.0 của trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM
HỆ THỐNG ĐÀO TẠO
TRỰC TUYẾN

3. 3page
GVC.Ths. Lê Thị Thanh HoàngMôn học: Mạch Điện

4. page
CHƯƠNG 7
PHÂN TÍCH MẠCH
TRONG MIỀN TẦN SỐ

5. 5page
7.3. Biểu diễn đồ thị của hàm truyền
1. Khái niệm về Bel và Decibel:
Là đơn vị để đo mức tăng hay giảm công suất của tín hiệu
bel  B decibel  dB; 1B =10dB
vaøo
ra
P
P
lg
P
r10lg [dB]
P
v
P
vào P
ra  [B] hay
P P
1r r10lg 10dB 10lg10 10
P P
v v
   
+ 10dB  P
r
= 10 P
v
+ 20dB  P
r
= 100 P
V
0dB  P
r
= P
V
– 10dB
10
P
VP
r
 
– 20dB
100
P
VP
r
 
P tỉ lệ với U
2

2
PU
rr
UP
VV
 
 
 
 
 
 
2
10lg 10lg 20lg ( )
P U U
r r r dB
P U U
V V V
     
     
     
     
     
     
     
  

6. 6page
2. Đặc tuyến biên độ tần số Logarit và đặc tuyến pha tần
số Logarit(Giản đồ Bode)
- Khi phân tích hệ thống người ta thường tiến hành biểu diễn đồ
thị các đặc tuyến biên độ và pha của hệ thống. Vì nó dễ dàng đo
lường và cho biết các tính chất của mạch theo tần số ω.
 Đặc tuyến biên độ: Vẽ đặc tuyến biên độ ta lấy Modun của
W(j): 20lg|W(jω)| và có đơn vị tính là dB(decibel)
Đặc tuyến biên độ 20lg|W(jω)| theo lg được gọi là giản đồ
Bode.
Và như vậy khi đó tần số ω biểu diễn sang tần số logarit thập
phân là lg và có đơn vị tính decad.
 Đặc tuyến pha: Vẽ đặc tuyến pha ta lấy argumen của (W(jω)):


7. 7page
1
u(t)
2
u (t)
+
_
+
_
1kΩ
0.1μF
VÍ DỤ 7-11: Cho mạch điện như hình
vẽ.
a) Tính hàm truyền W(p); Vẽ đặc tuyến
biên độ tần số logarit.
b) Tín hiệu vào có tần số ω = 10
5
rad/s
có qua được mạch hay k?
c) Tìm lại giá trị C để tín hiệu vào tần số
10
5
qua được mạch.
Giải
Đưa mạch về sơ đồ
toán tử Laplace
1
U(p)
2
U (p)
+
1
Cp
_
+
_
3
10R
1
U (p)
Cp2W(p)
1U(p)
R
1
Cp
 

1
RCp+1

1
410 p+1


Thay p = j :
1
( )
410 jω 1
W j

Đặt: T = 10
-4
Vẽ đặc tuyến biên độ ta lấy :20lg W(j)
20lgW(j) = – 20lg10
–4
(j) +1

8. 8page
20lgW(j) = – 20lg10
–4
(j) +1= – 20lgT (j) +1
1
T
 Khi Đặt: T = 10
-4
 T. << 1  Tj +1  1
 20lgW(j) = -20lg1= 0 (dB)
1
T
 Khi  T >> 1  Tj +1  T
 20lgW(j) = – 20lgT (dB) (– 20 dB/dec)
14
10
T

10
T
0
–
20dB/dec

dB
Dải
thôn
g
20dB
(lg)
Tín hiệu vào có tần số ω=10
5
rad/s không
qua được mạch vì thuộc dải chắn
Ta có:
1 1 5ω 10
cTRC
  
1 1 810
5 5 31010.10
C F
R
   

9. 9page
k(p a).k(p a ).......
1 2W(p)
n 2 2p (p a ).(p 2δω p ω )....
n n3
 

  
Cách vẽ nhanh giản đồ Bode của hàm truyền
 Về thực hành để vẽ nhanh và chính xác giản đồ Bode của hệ ta
thực hiện theo các bước sau:
Cho hàm truyền :
 Về nguyên tắc ta có thể vẽ giản đồ Bode bằng cách phân tích
hàm truyền thành những khâu cơ bản (vi phân, tích phân, khâu
bậc hai, khuếch đại…), sau đó vẽ giản đồ Bode các khâu trên.
Giản đồ Bode của hệ sẽ có được bằng cách cộng đồ thị.

10. 10page
Bước1: Xác định các tần số gãy và sắp xếp theo thứ tự tăng
dần. 20lgW(jω)
dB
20lgW(jω)
dB
Bước 2: Xác định tại ω = 0
hay xác định đường tiệm cận (d) của Khi ω 0
→
(nếu W(p) có cực 0).
(nếu W(p) không có
cực ở 0)
+ Nếu W(p) không có cực ở 0 , giản đồ Bode sẽ là đường nằm
ngang từ ω = 0 (lgω = - ) đến tần số gãy nhỏ nhất ứng với biên
∞
độ là
20lgW(jω)
dB

11. 11page
+ Nếu W(p) có r cực ở 0 , giản đồ Bode sẽ là đường tiệm
cận (d) từ ω = 0 (lgω = - ) đến tần số gãy nhỏ nhất
∞
(đường tiệm cận có độ dốc là -r).
+ Nếu tại tần số gãy là khâu vi phân thì độ dốc của giản đồ
Bode biên độ tăng lên +1 (20dB/dec).
+ Nếu tại tần số gãy là khâu bậc hai thì độ dốc của giản đồ
Bode biên độ tăng lên +2 (40dB/dec).
+ Nếu tại tần số gãy là khâu tích phân thì độ dốc
của giản đồ bode biên độ giảm đi -1 (-20dB/dec)

12. 12page
510 (p 100)
W(p)
3(p 1).(p 10).(p 10 )


  
510 (jω 100)
W(jω)
3(jω 1).(jω 10).(jω 10 )


  
510 (jω 100)
20lgW(jω) 20lg
dB 3(jω 1).(jω 10).(jω 10 )


  
VÍ DỤ 7-11: Vẽ giản đồ Bode của hàm truyền.
Thay p = jω:
(không có cực)
 Tần số gãy: 1, 10, 100, 1000
ω ω ω ω
(ω) arctg -arctg -arctg arctg
100 1 10 3 10
 

1 1010
2
10
3
10
4

20lg ( )W j60
-50
40
-124
0
-134
-20
-140
-60
-175
60
dB
ω
0
10
2
10
3
10
4
10
5
10
0
10
40
20
-20
-40
-60
12 453
-1
-2
-2
-1
lgω

13. 13page

1 1010
2
10
3
10
4
60400 -20-60

-50-124-134-140-175
20lg ( )W j
60
dB
ω
0
102
10
3
10
4
10
5
10
0
10
40
20
-20
-40
-60
12 453
-1
-2
-2
-1 lgω
j
ω
0
10
2
10
3
10
4
10
5
100
10
-50
-124
12 453 lgω
-134
-140
-175

14. 14page
CHÚC CÁC EM H C T T
Ọ ố