Ví dụ 6-1:
Hình 6-3 là một mạch khuếch đại 3 tầng và điện áp tại các điểm trong mạch khuếch đại là điện áp hiệu dụng AC. Cho v[SUB]1[/SUB] là điện áp nguồn tín hiệu không trở ở đầu vào và v[SUB]3[/SUB] là điện áp ra không tải
1. Tìm độ lợi áp mỗi tầng và độ lợi áp tổng v[SUB]3[/SUB]/v[SUB]1[/SUB].
2. Làm lại câu 1 theo dB
3. Tìm độ lợi áp tổng v[SUB]L[/SUB]/v[SUB]s[/SUB] khi mạch khuếch đại đa tầng có điện trở nguồn là 2000Ω và điện trở tải là 25Ω. Tầng 1 có điện trở vào là 1kΩ và tầng 3 có điện trở ra là 50Ω.
4. Làm lại câu 3 theo dB với độ lợi áp ở tầng thứ 2 được giảm xuống 6dB.
5. Tính độ lợi công suất theo dB với dữ liệu của câu 3.
6. Tính độ lợi dòng tổng i[SUB]L[/SUB]/i[SUB]1[/SUB] ở câu 3.
Hình 6.3: (thí dụ 6 -1)
Giải:
1.
[SUB]
[/SUB]
Chú ý rằng tích các độ lợi áp bằng độ lợi áp tổng. Trong ví dụ này, có thể tính độ lợi áp tổng trực tiếp: [SUB]
[/SUB].
2.
[SUB]
[/SUB]
Để ý là [SUB]
[/SUB]
3. Từ phương trình 6-6:
[SUB]
[/SUB]4.
4. Độ lợi áp có nguồn và tải là [SUB]
[/SUB]. Do độ lợi tầng 2 giảm đi 6dB nên độ lợi tổng là: [SUB]
[/SUB]
5. Khi điện trở nguồn là 2000Ω được đưa vào ngõ vào thì v[SUB]1[/SUB] trở thành:
[SUB]
[/SUB]
Công suất ngõ vào là:
[SUB]
[/SUB]
Khi đó điện áp qua tải 25Ω là:
[SUB]
[/SUB]
Công suất ngõ ra có tải là
[SUB]
[/SUB]
Cuối cùng:
[SUB]
[/SUB]
6. Nhắc lại [SUB]
[/SUB]. Dùng kết quả câu 5, độ lợi công suất giữa ngõ vào và tầng thứ nhất, và tải là:
[SUB]
[/SUB]
7. Độ lợi áp giữa ngõ vào và tầng thứ nhất, và tải là:
[SUB]
[/SUB]
Do đó:
[SUB]
[/SUB]
Điều quan trọng cần nhớ là phương trình độ lợi ta có được là dựa trên giá trị A[SUB]1[/SUB], A[SUB]2[/SUB]… xác định trong mạch, nghĩa là dựa trên các độ lợi tầng khi tất cả các tầng được ghép với nhau. Do đó suy ra rằng mỗi giá trị độ lợi được tính vào tải của tầng trước đó và tải thì tính vào tầng kế tiếp. Nếu biết độ lợi áp hở mạch và giá trị tổng trở vào và ra, ta có thể tính được độ lợi tổng bằng cách tính tác động của tải của mỗi tầng lên các tầng khác. Về mặt lý thuyết, tải của một tầng cho trước phụ thuộc vào tất cả các tầng nằm bên phải nó, tổng trở vào của một tầng bất kỳ phụ thuộc vào tổng trở tải ngõ ra của nó cũng là tổng trở vào của tầng tiếp theo. Trong thực tế, ta có thể bỏ qua tác động tải tích lũy của các tầng ngoại trừ một tầng ghép ngay với tầng đang xét, hoặc giả sử rằng điện trở vào là tải của một tầng kế cận.
Hình 6-4 là một mạch khuếch đại 3 tầng, cho trước độ lợi áp hở mạch của các tầng là A[SUB]01[/SUB],A[SUB]02[/SUB], và A[SUB]03[/SUB], điện trở vào và ra của mỗi tầng.
Hình 6.4: Một bộ khuếch đại 3 tầng. A[SUB]o1[/SUB], A[SUB]o2[/SUB], và A[SUB]o3[/SUB] là 3 độ lợi áp hở mạch (không tải) của các tầng
Phân áp tại các nút trong hệ thống ta có:
[SUB]
[/SUB]
Kết hợp lại ta có:
[SUB]
[/SUB]
(6-7)
[SUB]
[/SUB]
[SUB]
[/SUB]
Kết hợp các mối quan hệ này, ta có:
[SUB]
[/SUB]
Phương trình 6-7 cho thấy độ lợi áp tổng của mạch khuếch đại đa tầng là phép nhân độ lợi hở mạch với tỷ số phân áp tính vào tải của mỗi tầng. Chú ý rằng tỷ số phân áp tính cho tải giữa các cặp tầng khuếch đại. Nói cách khác, không được tính hiệu ứng tải hai lần: một lần xem điện trở vào như là tải của tầng trước đó và lần thứ hai lại xem điện trở ra của tầng trước đó là điện trở nguồn của tầng tiếp theo.