CHƯƠNG 6 MẠCH tạo DAO ĐỘNG

CHƯƠNG 6: MẠCH TẠO DAO ĐỘNG §1: Khái niệm chung mạch tạo dao động §2:Phương pháp tính tốn mạch dao động §3: Các loại mạch dao động LC §4: Các loại mạch dao động RC §1: Khái niệm chung mạch tạo dao động Các khái niệm 1.1 Định nghĩa: Là một mạch điện tử có khả tự tao tín hiệu xoay chiều (hình sin, hình vuông…) không có tín hiệu vào 1.2.Phân loại Mạch dao động LC (tần số cao) Mạch dao động ghép biến áp Mạch dao động ba điểm Mạch dao động thạch anh Mạch dao động RC (tần số thấp) 1.3 Các tham sô    Tần số dao động: Biên độ tín hiệu: Um Độ ổn định tần sớ tương(đới f) Công suất đầu mạch dao động Pra Hiệu suất: 1.4 Ứng dụng Mạch nguồn ổn áp Mạch biến đổi điện áp Dao động nội radio Dao động ngang và dọc tivi Tạo xung CLOCK vi xử lý… Nguyên lý và cấu trúc 2.1.Nguyên tắc tạo dao động : + dùng hồi tiếp dương + tổng hợp mạch 2.2 Tác dụng linh kiện mạch điện tử: + Phần tử tích cực: biến đổi lượng chiều thành lượng xoay chiều + Phần tử hồi tiếp: có nhiệm vụ trì lượng xoay chiều j   ht  1 2.3 Điều kiện mạch dao động Phần tử tích cực có hệ sớ kh́ch đại: jk K  K e Phần tử hồi tiếp có hệ số khuếch đại:  φk là K ht  K ht.ejht góc di pha phần tử tích cực  φht là góc di pha phần tử hồi tiếp Điều kiện cần và đủ để mạch tự tạo tín hiệu: K K  K K e ht ht j.(  ) k ht  §2:Phương pháp tính tốn mạch dao động Có nhiều phương pháp tính tốn mạch dao động , ta xét phương pháp thông dụng nhất xây dựng sở khuếch đại có hồi tiếp dương → Mạch thỏa mãn điều kiện cân biên độ và điều kiện cân về pha Ku Kht = 1, k  ht  2 n Xét mạch dao động hình vẽ Nguyên lý hoạt động: Giả sử cấp nguồn cung cấp UCC có R1 và R2 làm cho transistor khuếch đại → IC ≠ tạo cộng hưởng tín hiệu khung hời tiếp (uht ≠ 0) về Thông qua tụ điện Cn làm cho IC = IE tăng lên → UE =RE.IE tăng → điện áp UBE = UB – UE = transistor chuyển về chế độ ngắt IC = → uht = → có điện trở cấp nguồn R1 và R2 làm cho transistor khuếch đại Quá trình diễn tạo tín hiệu sin ura Cách tính tốn: Bước Tính hệ sớ khuếch đại điện áp Ta có hệ số khuếch đại điện áp dã tính chương khuếch đại tín hiệu xoay chiều h21 K u   S.ZC   ZC ; ® ã Z C =(P2.R td )//(ZVàophảná nh ) h11 H sụ ghep khung cng hng P P= uCE C2  Ctd  utd C1 C1  C2 Rtd điện trở khung cộng hưởng tần số cộng hưởng Trong đó: L điện cảm khung cộng hưởng L c điện dung khung cộng hưởng Rtd  r điện trở tổn hao công suât cuộn cảm c.r 2.2 Mạch dao động ba điểm điện dung Nguyên lý hoạt động   Trở kháng:  1  j L    j  C j  C j L   ZH    2C1C2 L  1  j L     1 C  C  jC1 jC2  Tần sô dao động: C1  C2  C1C2 L 3.Mạch dao động dùng thạch anh 3.1 Tính chất :  Dưới sự tác động học thạch anh tích điện  Dưới sự tác động điện trường thạch anh sinh dao động học  Thạch anh rất bền về học và hóa học  Không chịu tác động điều kiện môi trường → Dùng yêu cầu mạch tạo dao động có tần số ổn định cao 3.2 Các mạch dao động thạch anh §4: Các loại mạch dao động RC  Các dao đông RC thường dùng phạm vi tần số thấp Ưu điểm gọn nhẹ  Các thiết kế đơn giản dễ điều chỉnh vì không có cuộn cảm nên thuận tiện cho việc gói vào vi mạch  Điều chỉnh tần số phạm vi lớn mạch dao động LC vì mạch dao RC tần số tỉ lệ với (1/C), mạch dao động (1/ C ) LC tỉ lệ  Mạch hời tiếp mang tính chất RC nên khơng có tính chất cộng hưởng, Transistor làm việc chế A  Hồi tiếp RC phụ thuộc tần số mạch dao động thỏa mãn điều kiện về pha Hồi tiếp dùng kiểu vi phân (mạch di pha)  .R.C K ht  U RA  UVAO  5  j (6   ) ht  arctg       5.  n= mắt lọc, =6 K ht    5       f    ; ht   29 2. 6.R.C Dùng mạch khuếch đại có di pha góc 1800 và có mạch hồi tiếp di pha góc 1800 để đảm bảo điều kiện cân về pha Dùng Transistor phần tử khuếch đại mắc EC không có hồi tiếp xoay chiều R1,R2 cấp nguồn theo phương pháp chia áp có hồi tiếp âm chiều Ta có: uB 1 K ht   ; ® ã=  2 uC 1 5.  j. (6  ) .RC 2. f RC Ta tính modun hệsố khuếch đ ại hồi tiÕp K ht  (1 5. )   (6  ) 2 2 ta tÝnh gãc di pha m¹ch håi tiÕp  (6   ) ht arctg theo sơ đ      6 ht (1 5. ) 1 1 =   fdd   K ht   .RC 2. RC 29 2 6.RC NÕu n =4 t ¬ng tù tính đợ c ht K ht  18,4 Ví dụ: Cho mạch điện tử hình vẽ Tính R1, Rht biết : f=10kHz, C=100nF Mạch dao động dùng hồi tiếp cầu viên Hệ số khuếch đại hồi tiếp K ht  ura uvao  K ht  1 R1 C2   j.( RC  ) R2 C1  R2C1 Trong đó R1 = R2 = R; C1 = C2 = C ta có 1  K ht ;đ ặ t= K ht ;  RC 3 j.( RC  ) 9 (   )2  RC    )     1  f  ht  arctg( dd  RC 2 RC Sơ đồ mạch dao động dùng hồi tiếp cầu viên Theo sơ đồ, ta có: ura Ku  ; I P  I N  0; K d   uvao ura  uvao  uR2  I 2.R2; I  R1  R2 ura R1  R2  uvao  R2  Ku  R1  R2 R2 R1  R2 K ht   Ku.K ht  1 K u    R1  2R2 R2 Mạch dao động dùng hồi tiếp hình T Hệ số khuếch đại mạch hình T ura K ht  uvao   1 j 2 K ht  ;    1 j 3  RC (  1)2  4   1 j 2  K ht  (  1)2  9   1 j 3  (1  )  ht  arctg     1 f  (  1)  6 2 RC  K ht   K u  Sơ đồ mạch dao động dùng hồi tiếp hình T với khuếch đại thuật tốn Ta có ura Ku  ; I P  I N  0; K d   uvao ura  uvao  uR2  I 2R2; I  R1  R2 ura R1  R2 uvao  R2  Ku  R1  R2 R2 R1  R2 K ht   K u.K ht  1 K u    R2  2R1 R2 ... động LC (tần số cao) ? ?Mạch dao động ghép biến áp ? ?Mạch dao động ba điểm ? ?Mạch dao động thạch anh ? ?Mạch dao động RC (tần số thấp) 1.3 Các tham sô    Tần số dao động: Biên độ tín hiệu:... h11 h11 Rtd Mạch dao động hình sin và xác lập n1 và n2 đó Ku.Kht = Bước xác định tần số mạch dao động fdd  ch  2. L C1.C2 C1  C2 §3: Các loại mạch dao động LC 1 .Mạch dao động ghép...  Không chịu tác động điều kiện môi trường → Dùng yêu cầu mạch tạo dao động có tần số ổn định cao 3.2 Các mạch dao động thạch anh §4: Các loại mạch dao động RC  Các dao đông RC thường