1 Chương 6: MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI TRẠNG THÁI KHÔNG ỔN Đ Ị NH (ĐA HÀI TỰ DAO Đ Ộ NG) 3.4.1. Đa hài dùng tranzito Nếu thay thế điện trở hồi tiếp còn lại trong mạch hình 3.17 bằng 1 tụ điện thứ 2 ta nhận được mạch hình 3.19 là mạch đa hài tự dao động dùng tranzito. Lúc đó t r ạ ng thái cân bằng của mạch (một tranzito khóa, một tranzito mở) ch ỉ ổn đ ị nh trong một t h ờ i gian hạn chế nào đó, rồi tự động lật sang trạng thái kia và ngược lại. Hình 3.19b cho biểu đồ thời gian của mạch đa hài tự dao động 3.19a. • Hai trạng thái nêu trên của mạch đa hài tự dao động còn được gọi là các trạng thái chuẩn cân bằng. Ở đó những thay đổi tương đối chậm của dòng điện và điện áp gi ữ a các điểm trong sơ đồ dần dẫn tới một trạng thái tới hạn nào đó, mà tại đấy có nh ữ ng điều kiện để tự động chuyển đột ngột từ trạng thái này sang trạng thái khác. Nếu tác động tới các cửa vào một điện áp đồng bộ nào đó có chu kì lặp xấp x ỉ nhưng ng ắ n hơn chu kì bản thân của điện áp dao động, quá trình chuyển đột ngột sẽ xảy ra s ớ m hơn, tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hài tự dao động mà đ ặ c điểm chính là chu kì của xung ra phụ thuộc vào chu kì của điện áp đồng bộ, còn độ rộng xung ra do các thông số RC của mạch quy đ inh . • Nguyên lí hoạt động của mạch hình 3.19a có thể tóm tắt như sau: Việc hình thành xung vuông ở cửa ra được thực hiện sau một khoảng thời gian τ 1 =t 1 - t o (đối với c ử a ra 1 hoặc τ 2 =t 2 – t 1 (với cửa ra 2) nhờ các quá trình đột biến chuyển trạng thái của s ơ đồ tại các thời điểm t 0 , t 1 , t 2 Trong khoảng τ 1 tranzito T 1 khóa T 2 .mở. Tụ C 1 đã được nạp đầy điện tích t r ướ c lúc t o phóng điện qua T 2 qua nguồn E c qua R 1 theo đường +C 1 -> T 2 -> R 1 -> -C 1 làm điện thế trên cực bazơ của T 1 thay đổi theo hình 3.19.b. Đồng thời trong khoảng t h ờ i gian này tụ C 2 được nguồn E nạp theo đường +E - > R c -> T 2 -> -E làm điện thế trên cực bazơ T 2 thay đổi theo dạng 8.19b. Lúc t = t 1 thì U B1 ≈ 0,6V làm T 2 mở và xảy ra quá trình đột biến lần thứ nhất, nh ờ mạch hồi tiếp dương làm sơ đồ lật đến trạng thái T 1 mở T 2 khóa. 2 Trong khoảng thời gian τ 2 =t 2 – t 1 trạng thái trên được giữ nguyên, tụ C 2 (đã đ ượ c nạp trước lúc t 1 ) bắt đầu phóng điện và C 1 bắt đầu quá trình nạp tương tự như đã nêu trên cho tới lúc t = t 2 , U B2 = +0,6V làm T 2 mở và xảy ra đột biến lần thứ hai chuyển s ơ đồ về trạng thái ban đầu: T 1 khóa T 2 m ở 3 Hình 3.19: Mạch nguyên lý bộ đa hài tự dao động(a) và biểu đồ thời gian (b) • Các tham số chủ yếu và xung vuông đầu ra được xác đ ị nh dựa trên việc phân tích nguyên lí vừa nêu trên và ta thấy rõ độ rộng xung ra τ 1 và τ 2 liên quan trực tiếp v ớ i hằng số thời gian phóng của các tụ điện từ hệ thức (3-16), tương tự có kết qu ả : τ 1 = RCln2 ≈ 0,7R 1 C 1 (3-23) τ 2 = R 2 C 2 ln2 = 0,7R 2 C 2 Nếu chọn đổi xứng R I = R 2 ; C 1 = C 2 , T 1 giông hệt T 2 ta có τ 1 = τ 2 và nhận đ ượ c sơ đồ đa hài đối xứng, ngược lại ta có 4 đa hài không đối xứng. Chu kỳ xung vuông T ra = τ 1 + τ 2 5 Biên độ xung ra được xác đ ị nh gần đúng bằng giá tr ị nguồn E cung cấp. Để r ạ o ra các xung có tần số thấp hơn 1000Hz, các tụ trong sơ đồ cần có điện dung lớn. Còn để tạo ra các xung có tần số cao hơn 10kHz ảnh hưởng có hại của quán tính các tranzito (tính chất tần số) làm xấu các thông số của xung vuông nghiêm trọng. Do v ậ y , dải ứng dụng của sơ đồ hình 3.19a là hạn chế và ở vùng tần số thấp và cao người ta đưa ra các sơ đồ đa hài khác tạo xung có ưu thế hơn mà ta sẽ xét dưới đ ây . . +C 1 -& gt; T 2 -& gt; R 1 -& gt; -C 1 làm điện thế trên cực bazơ của T 1 thay đổi theo hình 3.19.b. Đồng thời trong khoảng t h ờ i gian này tụ C 2 được nguồn E nạp theo đường +E - > R c -& gt;. C 2 được nguồn E nạp theo đường +E - > R c -& gt; T 2 -& gt; -E làm điện thế trên cực bazơ T 2 thay đổi theo dạng 8.19b. Lúc t = t 1 thì U B1 ≈ 0,6V làm T 2 mở và xảy ra quá trình đột biến lần thứ. trực tiếp v ớ i hằng số thời gian phóng của các tụ điện từ hệ thức ( 3-1 6) , tương tự có kết qu ả : τ 1 = RCln2 ≈ 0,7R 1 C 1 ( 3-2 3) τ 2 = R 2 C 2 ln2 = 0,7R 2 C 2 Nếu chọn đổi xứng R I = R 2 ; C 1 =