Tài liệu Mạch tạo xung doc

Chương 4: Mạch tạo xung 105 CHƯƠNG 4: MẠCH XUNG GIỚI THIỆU CHUNG Chương này trình bày các mạch tạo tín hiệu xung, gồm các vấn đề sau: - Nêu khái niệm về tín hiệu xung: tín hiệu xung là tín hiệu rời rạc theo thời gian. Các tham số của tín hiệu xung: biên độ xung, độ rộng xung, sườn xung. độ sụt đỉnh xung, chu kỳ xung, tần số lặp lại, hệ số lấp đầy. - Chế độ làm việc của tranzito ở chế độ xung. Tranzito trong mạch xung làm việc ở hai chế độ cơ bả n là chế độ tắt và chế độ bão hoà tuỳ thuộc vào điện áp đặt vào cực điều khiển ở đầu vào. Khi U BE ≤ 0 tranzito tắt, dòng cực góp I C = 0 điện áp U C đạt cực đại bằng E C , khi U BE > 0 đủ để I B ≥ I bh thì tranzito bão hoà, dòng cực góp đạt cực đại I C = I C max , U C = 0. - BKĐTT làm việc trong mạch xung: BKĐTT làm việc ở chế độ so sánh, đầu ra ở một trong hai trạng thái bão hoà dương, U r = +U r max hoặc bão hoà âm U r = - U r max tuỳ thuộc điện áp đầu vào điều khiển. - Các mạch tạo xung: + Mạch trigơ Smít dùng để tạo xung vuông từ điện áp hình sin ở đầu vào. Xét mạch trigơ Smit đảo, tín hiệu hình sin đưa vào cửa đảo còn điện áp hồi tiếp dương đưa về cửa thuận của BKĐTT. + Mạch đa hài đợi. Mạch này có điốt mắc ở cửa đảo BK ĐTT để có trạng thái ổn định ban đầu. Mạch cho dãy xung vuông đầu ra có tần số bằng tần số xung vào. + Mạch đa hài tự dao động. Mạch đa hài tự dao động dùng tranzito và mạch đa hài tự dao động dùng BKĐTT. Loại mạch này khi có nguồn nuôi nó tự làm việc tạo ra dãy xung vuông đầu ra. Tần số xung ra phụ thuộc vào thông số RC của mạch. + Mạch dao động nghẹt: mạch gồm tranzito và biến áp ghép chặt để t ạo hồi tiếp dương sâu. Mạch tự làm việc cho ra dãy xung vuông hẹp, có độ rỗng lớn. - Mạch hạn chế: Mạch hạn chế có thể dùng điốt hoặc tranzito. Mạch dùng tranzito ngoài tác dụng hạn chế còn có tác dụng khuếch đại tín hiệu lớn lên. Xét mạch hạn chế dùng điốt lý tưởng (điốt tắt điện trở bằng vô cùng, điốt thông điện trở bằng không). M ạch hạn chế một phía là mạch cắt xén một phía biên độ của tín hiệu, mạch hạn chế hai phía cắt xén hai phía biên độ của tín hiệu. Mức hạn chế trong mạch hạn chế phải thoả mãn điều kiên về biên độ tín hiệu vào. Mạch hạn chế hai phía có mạch hạn chế hai phía song song, mạch hạn chế hai phía nối tiếp. - Mạch tạo xung răng cưa: Loại mạch này dùng để tạ o xung răng cưa điều khiển tia điện tử quét trong máy hiện sóng hoặc dùng trong các mạch điện tử khác. Xung răng cưa có các tham số: biên độ xung, thời gian quét thuận t qt , thời gian quét ngược (yêu cầu t qt >> t qn ), Chương 4: Mạch tạo xung 106 hệ số phi tuyến ε và hiệu suất sử dụng điện áp η. Có một số mạch tạo xung răng cưa dùng mạch tích phân RC, dùng mạch có nguồn dòng, dùng mạch có tầng khuếch đại hồi tiếp. Khi phân tích cần chú ý các mạch cho xung đầu ra có biên độ lớn, méo phi tuyến nhỏ và hiệu suất cao. - Mạch tạo tín hiệu tổng hợp giới thiệu sơ đồ khối của mạch t ạo các tín hiệu xung vuông, xung tam giác và tín hiệu sin đồng thời. Nó được dùng phổ biến trong bộ tạo sóng dùng ở phòng thí nghiệm. - Mạch tạo dao động điều khiển ở điện áp (VCO). Giới thiệu mạch đa hài tự dao động có tần số tín hiệu ra được điều khiển bằng điện áp. Quan hệ tần số với điện áp điều khiển theo quy luật tuyến tính. Kết thúc chương này người học cần nắm được khái niệm tín hiệu xung, tranzito và BKĐTT làm việc ở mạch xung, các mạch tạo xung, nguyên lý làm việc của mạch để tạo ra tín hiệu xung. NỘI DUNG 4.1. TÍN HIỆU XUNG VÀ THAM SỐ Tín hiệu xung là tín hiệu rời rạc theo thời gian. Thường được gọi theo hình dạng của nó như xung vuông, xung tam giác, xung nhọn …vv, như ở hình 4-1. Các tham số cơ bản của tín hiệu. xung là biên độ, độ rộng xung, độ rộng sườn trước, sườn sau, độ sụt đỉnh, hình 4-2. - Biên độ xung xác định bằng giá trị lớn nhất của tín hiệu xung , ký hiệu Û. - Độ rộng sườn tr ước và sườn sau xác định khoảng thời gian tăng, giảm của biên độ xung trong khoảng 0,1Û đến 0,9Û. t x T U t 0 T t qt t qn U t 0 T t x U t 0 Hình 4-1. Các dạng tín hiêu xung U t 0 t tr t s t x ΔU U Hình 4-2. Các tham số của tín hiệu xung Chương 4: Mạch tạo xung 107 - Độ rộng xung t x là khoảng thời gian tồn tại của tín hiệu xung. - Độ sụt đỉnh xung ΔU thể hiện mức giảm biên độ ở đoạn đỉnh xung. Với dãy xung tuần hoàn có các tham số đặc trưng sau: - Chu kỳ lặp lại T, tần số xung f = 1/T. - Hệ số lấp đầy δ = t x /T. 4.2. CHẾ ĐỘ KHÓA CỦA TRANZITO Trong các mạch xung tranzito làm việc ở chế độ khoá, như một khoá điện tử có hai trạng thái đặc biệt: tranzito tắt và tranzito thông bão hoà do điện áp đặt lên đầu vào quyết định, mạch ở hình 4-3. Uv Ur Ic +Ec R1 1k T R c I B R B - Khi Uv ≤ 0 trazito tắt .Dòng I b = o, I c = 0 nên Ur =Ec. - Khi Uv>0.Tranzito thông có dòng I b , I c . Nếu thoả mãn điều kiện I b ≥ I b bh tức là Uv/R b ≥ E c /β R c thì tranzito chuyển sang trạng thái bão hoà. Lúc này Ur = E c - I c bh . Rc = Ur bh = 0 (thực tế Ur bh = 0,4v) - Khi tín hiệu vào chuyển đổi từ điều kiện U V ≤ 0 sang điều kiện U V >0, đủ lớn thì tranzito sẽ chuyển đổi tắt sang bão hòa, khi điều kiện ngược lại thì tranzito lại chuyển đổi từ bão hòa sang tắt. 4.3. CHẾ ĐỘ KHÓA CỦA BKĐTT Khi làm việc ở mạch xung, BKĐTT hoạt động như một kkhoá điện tử, điểm làm việc luôn nằm trong vùng bão hoà của đặc tuyến truyền đạt Ur = f(Uv). Khi đó điện áp ra chỉ nằm Hình 4-3. Mạch khóa dùng tranzito Chương 4: Mạch tạo xung 108 ở một trong hai mức bão hoà dương +Ur max và bão hoà âm- Ur max, ứng với các biên độ Uvào đủ lớn. Để minh hoạ hoạt động của khoá ta xét ví dụ điển hình là mạch so sánh. Mạch so sánh điện áp dùng IC khuếch đại thuật toán cho ở hình 4-4. Đó là quá trình so sánh biên độ điện áp đưa vào với một điện áp chuẩn (U ch ) có cực tính có thể dương hay âm. Thông thường điện áp chuẩn được định trước không đổi. Trong mạch hình 4-4a, điện áp vào đưa tới cửa đảo còn U ch ở cửa thuận. U ch > 0. Hiệu điện áp U 0 = U V -U ch giữa hai đầu vào của IC sẽ xác định hàm truyền đạt của nó. Do hệ số của khuếch đại của IC rất lớn, xem K 0 = ∞ nên: - Khi U V < U ch thì U 0 < 0 do đó U ra = + U ramax - Khi U V > U ch thì U 0 > 0 do đó U ra = - U ramax - Khi U ra = +U ramax thì ta nói IC bão hoà dương. - Còn U ra = -U ramax thì ta nói IC bão hoà âm. Đặc tuyến truyền đạt hình 4-4b. Về giá trị điện áp ra bão hoà thấp hơn nguồn nuôi 2 vôn. Ở hình 4-4b điện áp vào đưa đưa tới cửa thuận còn điện áp chuẩn ở cửa đảo. Trong trường hợp này khi: - U V < U ch thì U ra = -U ramax - U V > U ch thì U ra = +U ramax . Đặc tuyến truyền đạt hình 4-4d. Hình 4-4: Mạch so sánh điện áp dùng a, c: IC khuếch đại thuật toán b, d: Hàm truyền đạt +U rama -U ramax (a) _ + U ch U ra U v U 0 + +E -E 0 U r +U rama -U ramax U vào (d) + - + U ch U ra U v U 0 + (c) +E -E 0 U ra U vào (b) U c U ch Chương 4: Mạch tạo xung 109 Với U ch < 0 đặc tuyến có dạng như trên nhưng nằm ở phía trái góc toạ độ một khoảng bằng –U ch . Với U ch = 0 đặc tuyến nằm ngay ở góc toạ độ. Khi làm việc với tín hiệu xung biến đổi nhanh cần chú ý đến tính quán tính (trễ) của IC thuật toán. Với các IC thuật toán tiêu chuẩn hiện nay thời gian tăng của điện áp ra khoảng V/ μ s. Trong điều kiện tốt hơn nên sử dụng các IC chuyên dùng có tốc độ chuyển biến nhanh hơn như loại μ A710, A110, LM310 -339; loại này đạt mức tăng V/ ns. 4.4. TRIGƠ Trigơ là mạch có hai trạng thái ổn định. Khi có nguồn mạch ở một trạng thái ổn định nào đó. Có một xung vào mạch chuyển đổi trạng thái một lần . Như vậy cứ hai xung vào mạch cho một xung ra . Mạch trigơ có thể dùng tranzito hay IC thuật toán. Ta xét mạch trigơ Smít dùng IC thuật toán khi tác dụng đầu vào là điện áp sin đưa vào cửa đảo. Mạch điện và dạng điện áp ở hình 4-5. Từ dạng sóng ta thấy khi u v có giá trị âm lớn, mạch ở trạng thái bão hoà dương U r = +U rmax , trên lối vào thuận có 1 21 max )(1 . R RR U U + + = + . U vào tăng dần, trạng thái này vẫn không đổi cho tới khi U V > U 1(+) điện áp vào hai đầu IC đổi dấu nên đầu ra đột biến sang trạng thái bão hoà âm, U ra = -U max lập tức qua mạch phân áp đưa về cửa thuận điện áp 1 21 max )(1 . R RR U U r + − = − . Điện áp vào tăng lên rồi giảm xuống. Khi U V < U 1(-) , điện áp đầu vào IC đổi dấu làm đầu ra IC lật trạng thái sang bão hoà dương U ra =+U rmax . Và cứ như vậy, khi tác dụng điện áp sin vào cửa đảo, đầu ra ta nhận được dãy xung vuông có độ rộng xung t x =T xvào /2. T xra =T xvào (4-1) Để mạch có hai trạng thái ổn định cần thoả mãn điều kiện: 1K. RR R 21 1 ≥ + (4-2) trong đó K là hệ số khuếch đại không tải của BKĐTT. 4.5. MẠCH ĐA HÀI ĐỢI _ + K R 2 R 1 U U vào U ra (a) U vào U ra +U ra max T ra t U 1 (+) U 1 (-) (b) Hình 4-5: Trigơ Smít và dạng điện áp vào, ra U 1 - U ra max Chương 4: Mạch tạo xung 110 Mạch đa hài đợi có hai trạng thái, trong đó có một trạng thái ổn định và một trạng thái không ổn định. Khi có nguồn mạch ở trạng thái ổn định. Có xung kích thích mạch chuyển sang trạng thái không ổn định một thời gian rồi tự trở về trạng thái ổn định ban đầu chờ xung kích thích tiếp. Như vậy cứ một xung vào mạch chuyển đổi trạng thái hai lần cho một xung vuông ra. Mạch có th ể dùng tranzito hay IC thuật toán. Mạch đa hài đợi dùng IC thuật toán ở hình 4-6a và dạng điện áp ở các cực như ở hình 4-6b. Ban đầu mạch ở trạng thái ổn định, đầu ra bão hoà âm, U ra = -U max . Qua mạch phân áp đưa về cửa thuận điện áp 21 1max )(1 . RR RU U r + − = − điốt D được phân cực thuận, thông nên U C = 0. Tại t = t 1 có xung nhọn cực tính dương tới đầu vào. Nếu biên độ đủ lớn vượt quá giá trị u 1(+) , sơ đồ lật trạng thái sang bão hoà dương U ra = +U rmax .Qua mạch hồi tiếp dương đưa về cửa thuận 1 21 max )(1 . R RR U U r + = + , điốt D tắt. Sau t 1 điện áp ra U rmax nạp điện cho tụ C làm cho U C tăng lên. Tới t 2, U C > U 1(+) đầu vào của IC có điện áp đổi dấu, đầu ra IC lật sang trạng thái bão hoà, U ra = -U rmax . Qua bộ phân áp lại đưa về điện áp U 1(-) , tụ C phóng điện qua R hướng tới -U rmax , đến t 1 = t 3 ; u C = 0, điốt D thông trở lại mạch trở về trạng thái đợi ban đầu. Với mạch có nguồn nuôi đối xứng để U rmax = |-U rmax | ta xác định được độ rộng xung ra (khoảng thời gian mạch ở trạng thái không ổn định) là: t x = ) R R 1ln(.C.R 2 1 + (4-3) Thời gian phục hồi t ph là thời gian mạch trở về trạng thái ổn định ban đầu, xác định theo biểu thức: 1 12 ln(1 ) ph R tRC R R =+ + (4-4) Để mạch làm việc bình thường, chu kỳ xung vào cần thoả mãn điều kiện: T xvào > t x + t ph . (4-5) Chu kỳ xung ra bằng chu kỳ xung vào: T xra = T xvào . U vào t 1 T vào t t t U C U ra t 1 t 2 U C = U N β.U ra max +U ra max U P -β.U ra max - U ra max t X +U ra max t 1 t 2 D C R R 2 R 1 C g U ra _ + + _ Hình 4-6: a) Mạch đa hài đợi b) Dạng điện áp U V a) U 1 Chương 4: Mạch tạo xung 111 4.6. MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI TỰ DAO ĐỘNG 4.6.1. Mạch đa hài tự dao động dùng tranzito Có mạch điện như ở hình 4-7 và điện áp các cực theo thời gian ở hình 4-8. Mạch gồm hai tranzito mắc phát chung, đầu ra T 1 ghép tới đầu vào tầng T 2 qua tụ C 1 , còn đầu ra tầng T 2 ghép trở lại qua tụ C 2 . Như vậy mỗi tầng gây di pha một góc 180 0 , hai tầng di pha 360 0 , bảo đảm hồi tiếp dương khi mạch làm việc. Khi có nguồn hai tụ C 1 , C 2 thay nhau nạp điện và phóng điện, hai tranzito thay nhau thông (bão hoà), tắt tạo cho mạch có hai trạng thái cân bằng không ổn định: T 1 tắt, T 2 thông (bão hoà) và T 1 thông (bão hoà), T 2 tắt và tự chuyển đổi trạng thái cho nhau, đầu ra nhận được dãy xung vuông. Xem như mạch đã bình thường, xung ra có biên độ ổn định, xét tại thời điểm mạch đang ở trạng thái T 1 tắt, T 2 thông (bão hoà). Lúc này tụ C 2 (trước đó nạp điện) đang phóng điện từ +C 2 qua T 2 , nguồn E, qua điện trở R 3 đến -C 2 đặt điện áp âm lên cực gốc T 1 làm cho u B1 < 0 giữ T 1 tắt trong một khoảng thời gian. t X2 T E C E C t X1 U B1 U ra1 U B2 U ra2 t t t t Hình 4-8: Dạng xung các cực của mạch đa hài Hình 4-7: Mạch đa hài tự dao động dùng tranzito U ra2 U B1 U B2 U ra1 +E C R 1 R 2 R 3 R 4 C 2 C 1 T 1 T 2 Chương 4: Mạch tạo xung 112 Đồng thời với quá trình đó, tụ C 1 nạp điện từ +E qua R 1 đến +C 1 , -C 1 qua 2 BET r đến - E nhanh chóng đến điện áp bằng E (do trong mạch có R 1 <<R 3 ) làm cho u ra1 nhanh chóng tăng lên E, u ra = E. Do C 2 phóng làm cho u B1 tăng dần, khi U B1 > 0 T 1 thông xuất hiện dòng I B1 , I C1 và tăng lên làm cho U ra1 giảm, qua tụ C 1 dẫn đến U B2 giảm, dòng T 2 giảm và U ra2 tăng. Qua C 2 lượng tăng đưa vào cực gốc T 1 làm cho U B1 tiếp tục tăng, dòng đèn T 1 tiếp tục tăng. Hồi tiếp dương xẩy ra nhanh chóng (xem như tức thời) làm cho T 1 thông (bão hoà), T 2 tắt. Tiếp theo tụ C 1 lại phóng điện qua T 1 , nguồn E và điện trở R 2 giữ cho T 2 tắt trong một khoảng thời gian. Tụ C 2 nạp điện từ nguồn E qua R 4 và điện trở 1 BET r , nhanh chóng đến điện áp bằng E do có R 4 <<R 2 làm cho u ra2 tăng nhanh đến mức U ra2 = E. Dòng phóng giảm làm cho U B2 tăng lên . Khi U B2 > 0 T 2 thông trở lại, T 1 tắt mạch chuyển sang trạng thái ban đầu. + Điều kiện làm việc của mạch: Để xung ra vuông, tụ C nạp điện nhanh hơn khi tụ phóng phải có: R 1,4 <<R 3,2 và tranzito khi thông ở chế độ bão hoà cần 311 RR ≤ β và , trong đó β 1 , β 2 là hệ số khuếch đại dòng của tranzito T 1 , T 2 . Khi cần tần số xung ra lớn, tranzito thông làm việc ở chế độ khuếch đại, không áp dụng điều kiện này. Biên độ xung ra trong trường hợp đó bé hơn E. + Các tham số xung ra: Biên độ xung ra: EU r ≈ Λ (4-6) Độ rộng xung t x1 là thời gian T 1 tắt, tụ C 2 phóng điện qua R 3 nên t x1 được tính: t x1 = R 3 .C 2 ln2 ≈ 0,7 R 3 .C 2 . (4-7) Tương tự t x2 là thời gian T 2 tắt, tụ C 1 phóng điện qua R 2 nên t x2 được tính: t x2 = R 2 .C 1 ln2 ≈ 0,7R 2 .C 1 (4-8) Chu kỳ dao động của mạch: T = t x1 +t x2 = 0,7(R 3 .C 2 +R 2 .C 1 ) (4-9) Tần số dao động của mạch: f = )C.RC.R(7,0 1 T 1 1223 + = (4-10) Với mạch đối xứng ta có: R 1 = R 4 = R C ; R 2 = R 3 = R B . Chương 4: Mạch tạo xung 113 C 1 =C 2 =C, các tranzito T 1 , T 2 cùng loại, cùng tham số thì: t x1 =t x2 t x1 = t x2 = 0,7.R B .C T = 2t x = 1,4.R B .C f = C.R.4,1 1 T 1 B = (4-11) 4.6.2. Mạch đa hài tự dao động dùng bộ khuếch đại thuật toán Mạch đa hài tự dao động dùng IC thuật toán và dạng xung ở các cực theo thời gian như ở hình 4-9. Phân tích nguyên lý làm việc của mạch bắt đầu tại thời điểm mạch đang ở trạng thái bão hoà dương U ra = +U rmax . Lập tức qua mạch phân áp R 1 R 2 cho điện áp hồi tiếp: max1 21 max )(1 r r UR RR U u β = + = + (4-12) Tụ C (trước đó nạp điện) phóng điện qua +E, đầu ra IC, điện trở R, rồi nạp tiếp làm cho U C tăng lên. Khi U C > U 1(+) thì đầu ra lập tức đột biến về -U rmax , mạch chuyển sang trạng thái bão hoà âm. Qua mạch phân áp R 1 R 2 đưa về một điện áp: max1 21 max )(1 . r r UR RR U U β −= + − = − . (4-13) Tụ C phóng điện qua đầu ra IC, qua điện trở R làm cho u C giảm xuống, rồi nạp tiếp về phía - U rmax . Khi U C < U 1(-) thì đầu ra đột biến từ -U rmax về +U rmax , mạch chuyển sang trạng U C U 1 βU rmax - βU rmax +U rmax -U rmax t x U ra R R 2 R 1 C _ + (a) U C U 1 (+) 0 U 1 (-) U 1 U 1 (+) 0 U 1 (-) t 1 t 2 t 3 -U rmax +U rmax t t t t 1 t 2 t 3 U ra 0 t 1 t 2 t 3 T ra (b) Hình 4-9: a. Bộ đa hài trên cơ sở bộ khuếch đại thuật toán. b. Đồ thị thời gian. Chương 4: Mạch tạo xung 114 thái bão hoà dương ban đầu. Cứ như vậy mạch tự làm việc chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác cho dãy xung vuông ở đầu ra. Khi nguồn nuôi đối xứng có +U rmax = |-U rmax | thì độ rộng xung t x được xác định: t x = ) R R2 1ln(.C.R 2 1 + (4-14) Nếu chọn R 1 = R 2 thì: t x = R.C.ln3 ≈1,1R.C (4-15) Chu kỳ dao động: T = 2t x ≈ 2,2 R.C Tần số dao động: C.R2,2 1 T 1 f == (4-16) Khi cần dạng xung ra không đối xứng ta dùng mạch ở hình 4-10. Bằng cách thay đổi giá trị tương quan giữa R ' và R'' sẽ thay đổi được t x1 và t x2 . Khi R' + R'' không đổi thì chu kỳ T = t x1 + t x2 sẽ được giữ nguyên. 4.7. MẠCH DAO ĐỘNG NGHẸT (BLOCKING) Mạch dao động nghẹt gồm một tranzito mắc phát chung và một biến áp xung có hồi tiếp dương sâu - nhờ đó tạo ra xung vuông có độ rộng hẹp cỡ (10 -3 ÷10 -6 )s và biên độ lớn. Mạch điện và dạng điện áp ở hình 4-11. Trong mạch biến áp xung có ba cuộn. Để có hồi tiếp dương cuộn W B và W C có cực tính ngược nhau. Cuộn W t lấy tín hiệu ra tải. Điốt D dùng hạn chế xung cực tính âm ra tải. Điện trở R(<<R B ) dùng để hạn chế dòng cực gốc. Các hệ số biến áp xung: Hình 4-10: a. Mạch đa hài không đối xứng b. Đồ thị thời gian dạng xung ra +U rmax (a) (b) U U ra U C (t) t X1 t X2 t R'' D 2 R' D 1 R 1 R 2 C u ra _ + -U rmax [...]... Hình 4-16: Mạch tạo xung răng cưa dùng mạch RC 119 tqn Chương 4: Mạch tạo xung 4.9.3 Mạch tạo xung răng cưa dùng nguồn dòng Trên hình 4-17 là sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung răng cưa theo nguyên tắc dùng nguồn ổn dòng Uv +EC t RE R2 R1 0 Ur T2 Λ D Ur C1 UV C T1 Ura t Ubh 0 tqn tqt Như ta đã biết, khi tụ nạp điện áp trên nó tỷ lệ với tích phân theo thời gian của dòng nạp qua nó Hình 4-17: Mạch tạo xung răng... cách đầy đủ Trong kỹ thuật, mạch hạn chế được dùng để tạo xung, sửa xung, chọn xung hay chống nhiễu.v.v D R D Uv E + - (b) Ur Ur Ura + E - (a) U R Uv Ura E E 0 0 t E Uv Uv (d) (c) Hình 4-13: Mạch hạn chế dưới D1 R Uv E1 (a) U 117 D1 D2 + + Ura D2 R1 Uv E2 E1 Ur R2 + - E2 (b) + - Ura Chương 4: Mạch tạo xung 4.9 MẠCH TẠO XUNG RĂNG CƯA 4.9.1 Tham số tín hiệu xung răng cưa Tín hiệu xung răng cưa được sử dụng... bằng độ rộng xung vào Cũng có thể dùng mạch tích phân có BKĐTT để tạo xung răng cưa 4.10 MẠCH TẠO TÍN HIỆU HỖN HỢP Loại mạch này được sử dụng trong các máy tạo sóng đa chức năng Nó có thể đồng thời tạo ra ba loại tín hiệu xung vuông, xung tam giác và điện áp hình sin Sơ đồ khối của mạch được thể hiện trên hình 4-19 Nó gồm ba khối chính là M1, M2 và M3 Hệ kín gồm một mạch tích phân (một mạch khuếch đại... hơn biên độ tín hiệu vào Mạch hạn chế hai phía có mức hạn chế E1, E2 phải thoả mãn biên độ tín hiệu vào > E2 > E1 Xét hai mạch hạn chế song song và nối tiếp cùng có mức hạn chế E1, E2 124 Chương 4: Mạch tạo xung - Mach tạo xung răng cưa Cần nắm được các tham số đặc trưng tín hiệu xung răng cưa Phân tích các mạch tạo xung răng cưa dùng mạch tích phân RC, mạch dùng nguồn dòng, mạch dùng tầng khuếch đại... - Các mạch tạo xung vuông: + Mạch trigơ Smit tín hiệu hình sin đưa vào cửa đảo, mạch hồi tiếp dương đưa về cửa thuận qua bộ phân áp R1, R2 Tuỳ theo mức điện áp vào so sánh với điện áp hồi tiếp mà mạch chuyển đổi trạng thái đầu ra để tạo ra dãy xung vuông Tần số xung ra bằng tần số tín hiệu vào + Mạch đa hài đợi: khi có nguồn mạch ở trạng thái ổn định bão hoà âm do có điốt D Khi có xung đầu vào mạch. .. 4-21: Mạch tạo dao động đa hài có tần số điều khiển bằng điện áp RC C C T2 T1 R R Ur Ud fr (Khz) - EC 1,1 1,0 0,9 -5V 0 +5V Ud(v) Vùng làm việc Hình 4-22: Quan hệ giữa tần số dao động ra của VCO với điện áp điều khiển 123 Chương 4: Mạch tạo xung TÓM TẮT Chương này nêu lên các mạch tạo xung, nguyên lý tạo xung và dạng xung đầu ra của mạch Các vấn đề chung cần hiểu và nắm được: - Khái niệm về tín hiệu xung, ... mạch có hệ số phi tuyến nhỏ, hiệu suất cao Trong các mạch trên mạch tạo xung răng cưa dùng nguồn dòng có độ tuyến tính cao, hiệu suất cao vì suốt trong quá trình tụ C nạp điện dòng nạp không thay đổi Mạch tạo xung dùng tầng khuếch đại có hồi tiếp cũng có độ tuyến tính cao, hiệu suất cao do dòng nạp không đổi - Mạch tạo tín hiệu hỗn hợp: nắm được sơ đồ khối của bộ tạo tín hiệu tổng hợp xung vuông, xung. .. định chờ xung vào tiếp Có một xung vào đầu ra nhận được một xung ra, tần số xung ra bằng xung vào + Mạch đa hài tự dao động: Mạch đa hài tự dao động dùng tranzito Mạch có hai tranzito mắc cực phát chung và hai tụ C Khi có nguồn hai tranzito thay nhau thông bão hoà, tắt; hai tụ thay nhau nạp phóng cho đầu ra dãy xung vuông trên trục thời gian Khi mạch đối xứng, xung ra có biên độ bằng EC, tần số xung ra... thông số RC của mạch đa hài tự dao động thì tần số xung ra thay đổi theo - Mạch hạn chế: mạch này có thể dùng để tạo xung, chọn xung, chống nhiễu Xét loại mạch hạn chế dùng điốt Mạch hạn chế một phía có thể hạn chế ở mức 0 hoặc mức E Muốn thay đổi phía hạn chế ta đổi chiều điốt Mạch hạn chế hai phía phải có hai điốt và hai mức hạn chế Mức hạn chế phải thoả mãn điều kiện của mạch Ở mạch hạn chế một... Dùng hồi tiếp để ổn định dòng nạp cho tụ 4.9.2 Mạch tạo xung răng cưa dùng mạch tích phân RC Trên hình 4-16 là sơ đồ nguyên lý tạo xung răng cưa dùng mạch RC Trong mạch tranzito hoạt động ở chế độ khoá Bình thường, khi không có xung kích thích, tranzito thông bão hoà do được cung cấp dòng IB khá lớn qua, do đó tín hiệu ra U r ≈ 0 Khi mạch được kích thích xung âm, tranzito tắt, tụ C nạp điện từ nguồn . hiệu xung, tranzito và BKĐTT làm việc ở mạch xung, các mạch tạo xung, nguyên lý làm việc của mạch để tạo ra tín hiệu xung. NỘI DUNG 4.1. TÍN HIỆU XUNG. 4-16: Mạch tạo xung răng cưa dùng mạch RC. U v t U r E C t qt t qn 0 0 U bh r U Λ Chương 4: Mạch tạo xung 120 4.9.3. Mạch tạo