11 Âãø tảo mảch khúch âải loga, màõc diode hồûc BJI åí mảch häưi tiãúp ca bäü KÂTT. Mảch âiãûn dng diode (1.12.a.) cọ thãø lm viãûc täút våïi dng âiãûn I nàòm trong khong nA → mA Dng âiãûn qua diode v âiãûn ạp âàût lãn diode cọ quan hãû : i D = I o exp ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ T D v v Trong âọ : i D , v D : dng âiãûn qua diode v âiãûp ạp âàût lãn diode. I o : dng âiãûn ban âáưu, cọ trë säú bàòng dng qua diode ỉïng våïi âiãûn ạp ngỉåüc cho phẹp. v T : âiãûn ạp nhiãût. Åí nhiãût âäü bçnh thỉåìng thç v T = 26mV ⇒ v out ≅ - v D = - v T o D I i ln = - v T o in RI v ln Mảch (1.12.b.) lm viãûc täút våïi dng âiãûn trong khong pA → mA Dng Colectå i C phủ thüc vo âiãûn ạp Bazå - emitå theo quan hãû : i C = A N i E = A N I Ebh ( 1e T BE v v − ) Våïi A N : hãû säú khúch âải dng âiãûn khi màõc Bazå chung (BC) I Ebh : l dng âiãûn emitå åí trảng thại bo ha. Khi 1e T BE v v − >> 0 ⇔ 1e T BE v v >> Ta cọ: i C = A N I Ebh T BE v v e M v out = - v BE v i C =v in /R ⇒ v out = - v T RIA v ln.v IA i ln EbhN in T EbhN C −= R v in v out Hçnh 1.12.b. Så âäư mảch khúch âải Loga dng BJT 12 Maỷch chố laỡm vióỷc vồùi õióỷn aùp vaỡo dổồng (do mọỳi nọỳi p-n) Muọỳn laỡm vióỷc vồùi õióỷn aùp ỏm thay BJT npn bũng BJT pnp. 1.3.2 Maỷch khuóỳch õaỷi õọỳi Loga v out = - I D R = - RI o T D V V e Vỗ: v D = v in nón v out = - RI o T in V V e i C = A N I Ebh T BE v v e = A N I Ebh T in v v e ( Do v BE =-v in ) v out = i C R = RA N I Ebh T in v v e 1.3.3 Maỷch nhỏn duỡng nguyón từc khuóỳch õaỷi loga vaỡ õọỳi loga D v out v in R Hỗnh 1.13.a. Sồ õọử maỷch khuóỳch õaỷi õọỳi Loga duỡng Diode R v in v out Hỗnh 1.13.b. Sồ õọử maỷch khuóỳch õaỷi õọỳi Loga duỡng Transito r ln ln Tọứng Kaỷi 1/K 1 ex p K 1 ln(v x /K 2 ) K 1 ln(v y /K 2 ) K 1 ln(v x v y /K 2 2 ) v Z = K 3 v x v y /K 2 2 v x v y ln(v x v y /K 2 2 ) Hỗnh 1.14. Maỷch nhỏn duỡng nguyón từc kh u óỳch õaỷi Loga vaỡ õọỳi Log a 13 Cạc mảch khúch âải loga v âäúi loga cọ thãø dng mảch nhỉ â xẹt åí mủc trãn. Coi mảch täøng cọ thãø dng mäüt khúch âải täøng KÂTT. Mảch nhán ny cọ sai säú khong 0,25% âãún 1% so våïi giạ trë cỉûc âải ca tên hiãûu vo. Mảch chè lm viãûc âỉåüc våïi cạc tên hiãûu v X , v Y > 0 (do tênh cháút hm loga). Mảch nhán 4200 l mäüt trong nhỉỵng mảch tiãu biãøu âỉåüc chãú tảo theo ngun tàõc ny. 1.3.4 Mảch lu thỉìa báûc hai Âáúu hai âáưu vo ca mảch nhán våïi nhau ta s cọ mảch ly thỉìa: Lục ny v X = v Y ⇒ v Z = K. 2 X v Gi sỉí âiãûn ạp vo cọ dảng sin: v X = Vcosωt Thç âiãûn ạp ra: v out = K(Vcosωt) 2 = 2 KV 2 (1 + cos2ωt) = 2 KV 2 (1 + cos2ωt) ⇒ cọ thãø dng mảch ly thỉìa báûc hai âãø nhán táưn säú. 1.3.5 Mảch chia theo ngun tàõc nhán âo a. Mảch chia thûn Ta cọ tải cỉía thûn : v N = Kv X v Y v P = v Z m v P = v N ⇒ v Z = Kv X v Y ⇒ v in = v Y = X Z Kv v K v Z v x Hçnh 1.15. Så âäư mảch ly thỉìa báûc hai Mảch nhán K>0 Kv x v y v x v Z v y = v Z /Kv x Hçnh 1.16. Så âäư mảch chia tháû n 14 b. Maỷch chia õaớo PTCB doỡng taỷi N : R v R v.K ZX + = 0 X Z Y Kv v v = = 0 Trong caùc bióứu thổùc trón v Z coù thóứ lỏỳy dỏỳu tuỡy yù, coỡn v X luọn luọn dổồng. Nóỳu v X < 0thỗ họửi tióỳp qua bọỹ nhỏn vóử õỏửu vaỡo bọỹ KTT laỡ họửi tióỳp dổồng, laỡm cho maỷch chuyóứn sang traỷng thaùi baợo hoỡa gỏy meùo lồùn. v X > 0 chố õuùng vồùi maỷch nhỏn thuỏỷn (K > 0) v X < 0 chố õuùng vồùi maỷch nhỏn õọứi dỏỳu (K < 0) 1.3.6 Chia maỷch duỡng khuóỳch õaỷi loga vaỡ õọỳi loga A = K 1 x z 1 2 x 1 2 z v v lnK K v lnK K v ln = v Y = K 3 . x z x z 3 v v ln v v K v v Ke x z == ióửu kióỷn : v Z , v X , v Y : chố lỏỳy giaù trở dổồng 1.3.7 Maỷch khai cn K>0 R R v x v Z K v x v y v y Hỗnh 1.17. Sồ õọử maỷch chia õaớo ln ln Hióỷu Kõaỷi 1/K 1 ex p K 1 ln(v Z /K 2 ) K 1 ln(v x /K 2 ) K 1 ln(v Z /v x ) ln(v Z / v x ) V y = K 3 v Z /v x v Z v x Hỗnh 1.18. Maỷch chia tổồng tổỷ duỡng nguyón từc khuóỳch õaỷi Loga vaỡ õọỳi Loga 15 Maỷch khai cn õổồỹc thổỷc hióỷn bũng caùch mừc vaỡo maỷch họửi tióỳp cuớa bọỹ KTT mọỹt maỷch luợy thổỡa. v P = 0; v N = 2 Kv 2 v 2 xZ + (duỡng phổồng phaùp xóỳp chọửng) Do : v P = v N = 0 2 Kv 2 v 2 xZ + = 0 K v vvv Z 2 out 2 Y 2 X === v out = )v( K 1 Z vồùi v Z < 0 Ta coù: v Z = v N Maỡ v N = 2 out 2 Y 2 X KvKvKv == K v vvKv Z outZ 2 out == vồùi v Z 0 Maỷch õióỷn hỗnh 1.19.a chố laỡm vióỷc vồùi õióỷn aùp vaỡo v Z < 0, coỡn maỷch õióỷn hỗnh 1.19.b thỗ v Z > 0. Trong trổồỡng hồỹp ngổồỹc laỷi thỗ maỷch seợ coù họửi tióỳp dổồng laỡm maỷch bở keỷt. óứ ngn ngổỡa ngổồỡi ta mừc thóm diode (mọựi maỷch mọỹt diode) ồớ õỏửu ra cuớa bọỹ KTT nhổ hỗnh veợ. K v x = v y v Z Kv x 2 R R Hỗnh 1.19.a. Maỷch k h ai cn õaớo R v x = v y v Z K K v x 2 Hỗnh 1.19.b. maỷch khai cn thuỏỷ n 16 1.4 Caùc maỷch phi tuyóỳn khọng lión tuỷc 1.4.1 Nguyón từc thổỷc hióỷn caùc maỷch phi tuyóỳn khọng lión tuỷc vaỡ caùc phỏửn tổớ cồ baớn cuớa noù Caùc phỏửn tổớ cồ baớn duỡng õóứ taỷo haỡm phi tuyóỳn khọng lión tuỷc laỡ caùc bọỹ so saùnh tổồng tổỷ vaỡ diode lyù tổồớng. Diode lyù tổồớng õổồỹc cỏỳu taỷo bũng caùch mừc vaỡo maỷch họửi tióỳp cuớa bọỹ KTT mọỹt diode thổỷc. Ta so saùnh nguyón lyù laỡm vióỷc vaỡ sai sọỳ trong trổồỡng hồỹp duỡng diode thổỷc vaỡ diode lyù tổồớng. v out = v in - v D - Khi v in < v ng thỗ maỷch khọng laỡm vióỷc, v out = 0 - Khi v in < v ng thỗ v out 0 maỷch õióỷn duỡng diode thổỷc coù õióỷn aùp ngổồợng v ng nón khọng thóứ laỡm vióỷc vồùi õióỷn aùp vaỡo beù õổồỹc. v o = K o v d = K o (v in -v out ) v D + v out = K o (v in -v out ) vồùi K o 1 v out v in - o D K v õióỷn aùp ngổồợng: v ng = o ng K v R ~ v out v in v D Hỗnh 1.20.a. Maỷch phi tuyóỳn khọng lión tuỷc duỡng diode thổỷc R ~ v out v D Hỗnh 1.20.b. Maỷch phi tuyóỳn khọng lión tuỷc duỡng diode lyù tổồớng V in 17 Vồùi K o cồợ 10 4 ữ 10 5 vaỡ V ng 0,6V thỗ maỷch õióỷn naỡy coù thóứ chốnh lổu õổồỹc õióỷn aùp cồợ mV. 1.4.2 Maỷch chốnh lổu chờnh xaùc ổồỹc duỡng chuớ yóỳu trong caùc bọỹ nguọửn cung cỏỳp, trong caùc maùy õo. Phỏn loaỷi maỷch chốnh lổu: - Maỷch chốnh lổu nổớa soùng. - Maỷch chốnh lổu toaỡn soùng : gọửm chốnh lổu cỏn bũng vaỡ chốnh lổu cỏửu. 1.4.2.1 Maỷch chốnh lổu nổớa soùng Khi v in < 0 thỗ v o < 0 D 1 từt v out = 0 Khi v in > 0 thỗ v o > 0 D 1 mồớ v out = v o Mỷt khaùc : v N = 2 v out = v in v out = 2 v in 1.4.2.2 Maỷh chốnh lổu toaỡn soùng duỡng sồ õọử cỏửu: (chốnh lổu giaù trở trung bỗnh sọỳ hoỹc) Khi v in > 0 i in = 1 in R v chaỷy qua R 1 , diode D 1 , õióỷn trồớ taới (duỷng cuỷ õo), diode D 3 rọửi õóỳn õỏửu ra bọỹ KTT vaỡ vóử õỏỳt. Khi v in < 0 i in chaỷy tổỡ õỏửu ra bọỹ KTT, qua D 2 , qua duỷng cuỷ õo, qua diode D 4 , qua R 1 rọửi trồớ vóử õỏửu vaỡo. Do õoù doỡng õióỷn qua duỷng cuỷ õo bũng: i out = R v in v out v in Hỗnh 1.24. Maỷch chốnh lổu nổớa soùng v in v out R D 1 R v 0 18 v out = v t (trón cồ cỏỳu õo) = v in (lỏỳy N laỡm mọỳc). 1.4.2.3 Maỷch chốnh lổu giaù trở hióỷu duỷng Khi mừc thóm vaỡo cổớa õaớo maỷch nọỳi tióỳp R 2 , C 2 thỗ ta coù mọỹt maỷch chốnh lổu giaù trở hióỷu duỷng. Ta õaợ bióỳt: I Sh = T 0 dttsinI T 1 I Sh = = I2 dttsin T I2 2 T 0 I hd = T 0 2 dt)tsinI( T 1 = I 2 I 2/T T 1 = so vồùi trở trung bỗnh sọỳ hoỹc thỗ trở hióỷu duỷng lồùn gỏỳp 22 lỏửn. D 1 D 2 D 4 v in v out D 3 Hỗnh 1.25. Maỷch chốnh lổu t oaỡn soùng duỡng sồ õọử cỏửu R 1 C 2 R 2 D 1 D 1 D 4 V in V out D 3 R 1 Hỗnh 1.26. Maỷch chốnh lổu giaù trở hióỷu duỷng 19 I hd = 22 I 2 2 1 Sh π π = I Sh Lục âo âiãûn ạp mäüt chiãưu thç R 2, C 2 khäng cọ tạc dủng. Lục âo âiãûn ạp xoay chiãưu thç R 2, C 2 tham gia vo âiãûn tråí R 1 dỉåïi dảng R 1 // R 2 . Âãø âäưng häư chè giạ trë hiãûu dủng thç ta phi cọ : 22 22 R 22 R RR RR 21 21 21 − =⇒= + π π R 1 Tủ C 2 phi chn sao cho tråí khạng ca nọ âäúi våïi thnh pháưn xoay chiãưu khäng âạng kãø, nãúu khäng hả ạp trãn nọ s gáy ra sai säú âo. Gi thiãút sai säú âo cho phẹp l 1% ỉïng våïi táưn säú vo tháúp nháút f min bàòng cạch tênh toạn tråí khạng Z ca R 1 // (R 2 + 1/jωC 2 ) ta cọ thãø tçm âỉåüc giạ trë C 2 . C 2 = 1min Rf2 32,0 π 1.4.2.4 Mảch chènh lỉu giạ trë âènh Khi v in > 0 v v in > v c thç diode thäng v dng ra ca bäü KÂTT A 1 nảp âiãûn cho tủ C cho tåïi khi bàòng âiãûn ạp cỉûc âải ca tên hiãûu vo (âiãûn ạp âènh): v c ≈ V inmax . Nãúu sau âọ v in gim thç D ngàõt, tủ C phọng âiãûn qua âiãûn tråí ngỉåüc ca diode v tảo dng ti i t . Nãúu âiãûn tråí ngỉåüc ca diode v âiãûn tråí vo A 1 låïn ⇒ âiãûn ạp trãn tủ C l âiãûn ạp âènh cọ giạ trë äøn âënh. Nãúu âäøi chiãưu diode D thç âiãûn ạp trãn tủ C l âiãûn ạp âènh ám A 2 l mảch làûp âiãûn ạp lm táưng âãûm âãø tàng tråí khạng ti cho mảch chènh lỉu. i C v C A 1 A 2 v out v in C K D v v in v ou t t Hçnh 1.27. Mảch chènh lỉu giạ trë âènh v dảng sọng r a 20 Khọa K tảo âỉåìng x cho tủ khi cáưn âo giạ trë måïi. 1.4.2.5 Mảch so sạnh tỉång tỉû Mảch so sạnh tỉång tỉû cọ nhiãûm vủ so sạnh mäüt âiãûn ạp vo v in våïi mäüt âiãûn ạp chøn V ch . Tên hiãûu vo dảng tỉång tỉû s âỉåüc biãún thnh tên hiãûu ra dỉåïi dảng m nhë phán. Nghéa l âáưu ra hồûc åí mỉïc tháúp (L) hồûc åí mỉïc cao (H). Nọ l mảch ghẹp näúi giỉỵa ANALOG v DIGITAL. Âàûc âiãøm: Phán biãût giỉỵa bäü KÂTT thäng thỉåìng våïi bäü so sạnh chun dủng (m thỉûc cháút cng l mäüt bäü KÂTT). - Bäü so sạnh cọ täúc âäü âạp ỉïng cao hån âãø thåìi gian xạc láûp v phủc häưi nh. - L KÂTT lm viãûc åí trảng thại bo ha nãn mỉïc ra tháúp (L) v mỉïc ra cao (H) ca nọ l mỉïc dỉång v mỉïc ám ca ngưn. Cạc mỉïc ny phi tỉång ỉïng våïi mỉïc logic. 1.4.2.5.1 Âàûc tuún truưn âảt ténh ca bäü so sạnh v P - v N > 0 ⇒ v out = v RH : âiãûn ạp ra ỉïng våïi mỉïc cao. v P - v N < 0 ⇒ v out = v RL : âiãûn ạp ra ỉïng våïi mỉïc tháúp. 1.4.2.5.2 Âàûc tuún truưn âảt thỉûc v N v P v out v out v in V RH v P -v N Hçnh 1.28. Mảch so sạnh v âàûc tuún vo r a v P - v N v out v 0 ∆v CỌ B LÃÛCH KHÄNG CHỈA B LÃÛCH KHÄNG v out v out Hçnh 1.29. Âàûc tuún truưn âảt thỉûc . chiãưu thç R 2, C 2 tham gia vo âiãûn tråí R 1 dỉåïi dảng R 1 // R 2 . Âãø âäưng häư chè giạ trë hiãûu dủng thç ta phi cọ : 22 22 R 22 R RR RR 21 21 21 − =⇒= + π π R 1 Tủ C 2 phi chn. = 2 Kv 2 v 2 xZ + (duỡng phổồng phaùp xóỳp chọửng) Do : v P = v N = 0 2 Kv 2 v 2 xZ + = 0 K v vvv Z 2 out 2 Y 2 X === v out = )v( K 1 Z vồùi v Z < 0 Ta co : v Z . ly thỉìa: Lục ny v X = v Y ⇒ v Z = K. 2 X v Gi sỉí âiãûn ạp vo cọ dảng sin: v X = Vcosωt Thç âiãûn ạp ra: v out = K(Vcosωt) 2 = 2 KV 2 (1 + cos2ωt) = 2 KV 2 (1 + cos2ωt) ⇒