Mạch lọc nguồn là gì

Mạch lọc nguồn (capacitance multiplier) là một mạch rất hữu ích ở nhiều khía cạnh. Nó giúp làm mịn nhờ độ lợi của transistor.

Mạch lọc nguồn không chỉ có thể cải thiện hiệu suất mà còn có thể tiết kiệm không gian. Các tụ điện giá trị cao thường chiếm một lượng lớn không gian, do đó mạch lọc nguồn có thể giúp giảm kích thước của tụ điện và giảm không gian.

Đặc biệt, mạch lọc nguồn rất quan trọng trong các lĩnh vực cần hiệu suất chống nhiễu. Nhiều bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính, hoặc thậm chí trong bộ điều chỉnh chế độ chuyển mạch có thể tạo ra mức độ nhiễu cao do cơ chế chuyển mạch.

Trong nhiều mạch, hiệu suất chống nhiễu tốt là điều tối quan trọng. Ví dụ, trong các mạch RF sử dụng các vòng lặp bị khóa pha, độ nhiễu pha thấp thường rất quan trọng, đặc biệt là khi dữ liệu được truyền bằng cách sử dụng điều chế pha. Bất kỳ nhiễu nào trên nguồn điện có thể tự biểu hiện thành nhiễu pha, điều này dẫn đến việc tăng tỷ lệ lỗi bit.

Hệ thống thu thập dữ liệu cũng yêu cầu tiếng ồn rất thấp trong đường ray điện. Các bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu analog có độ phân giải cao yêu cầu độ nhiễu thấp nếu không nhiễu có thể vượt quá độ phân giải D2A làm ảnh hưởng đến hiệu suất và mức độ phân giải cao.

Ngoài ra trong các hệ thống âm thanh có độ trung thực cao, hiệu suất chống nhiễu là điều tối quan trọng. Bất kỳ nhiễu nào trên đường ray công suất, đặc biệt là trong các tầng tiền khuếch đại có thể dẫn đến tiếng rít khó chịu ở đầu ra.

Đây chỉ là một số ứng dụng trong đó mạch lọc nguồn hoạt động có thể được sử dụng để giảm mức độ nhiễu và cải thiện hiệu suất của đường ray điện.

Mạch lọc nguồn cơ bản

Mạch lọc nguồn về cơ bản là một mạch lặp lại cực phát đơn giản với một tụ điện trên cực gốc và một điện trở cấp từ đầu vào đến cực gốc để bật transistor. Một tụ điện từ cực gốc đến đất sẽ làm mịn.

Hoạt động của mạch lọc nguồn khá đơn giản. Nó hoạt động như một mạch lặp lại cực phát đơn giản. Điện trở R1 phân cực cho điểm giao nhau của cực phát cực gốc và tụ điện làm mịn. Nó làm giảm đáng kể mức độ nhiễu trên đầu ra, tức là Vout.

Hiệu quả của việc đặt transistor trong mạch là nó nhân điện dung trên cực với độ lợi dòng điện của transistor, tức là với β

Mạch lọc nguồn không phải là mạch điều chỉnh điện áp. Điện áp đầu ra thay đổi trực tiếp với Vin đầu vào vì không có tham chiếu điện áp. Nói chung, điện áp đầu ra nhỏ hơn khoảng 0,65V so với điện áp cực gốc và nhỏ hơn khoảng 2 - 3 V so với Vin khi có tải.

Độ gợn sóng và độ nhiễu trên đầu ra có thể được giảm xuống mức rất thấp. Việc tăng giá trị của R1 và C1 sẽ làm giảm độ gợn đầu ra và ngày càng tăng ở tần số thấp. Mặt khác, giá trị lớn của R1 và C1 làm cho đầu ra tăng từ từ về giá trị yêu cầu sau khi bật, do hằng số thời gian của R1 và C1 lớn.

Mạch lọc nguồn đã sửa đổi

Hạn chế của mạch ở dạng cơ bản là có rất ít điện áp rơi trên transistor mắc nối tiếp và khả năng giảm nhiễu không cao. Để khắc phục điều này, người ta đặt một điện trở ngang qua tụ điện và nó cung cấp một bộ chia điện thế làm giảm điện áp ở cực gốc và tăng điện áp rơi trên transistor. Điều này cho phép nó cung cấp khả năng giảm nhiễu tốt hơn, mặc dù nó làm tăng khả năng tiêu tán điện và giảm điện áp ở Vout.

Phiên bản này của mạch lọc nguồn bao gồm một điện trở bổ sung từ cực gốc xuống đất để giảm điện áp cực gốc và cung cấp điện áp rơi bổ sung trên transistor để cải thiện độ mịn. Điều này quan trọng hơn khi mức độ gợn sóng cao hơn.

Thông thường, điện áp qua bộ chia điện thế phải đủ để duy trì đủ điện áp cực gốc. Có thể đưa ra phán đoán về mức dòng điện qua bộ chia điện thế, thường trong các loại mạch này, nó có thể gấp mười lần dòng điện cực gốc. Điều này sẽ đảm bảo rằng điện áp cực phát được duy trì trên một khoảng rộng các mức dòng điện đầu ra.

Nếu bạn đang cần tìm công ty gia công mạch điện tử theo yêu cầu hãy liên hệ ngay với Điện Tử Tương Lai để được tư vấn tận tình!