chương 6 mạch không đồng bộ hai trạng thái không ổn định (đa hài tự dao động)

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 trạng

Chương 6:

MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI TRẠNG THÁI KHÔNG ỔN

ĐỊNH (ĐA HÀI TỰ DAO ĐỘNG) 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 trạng thái cân bằng của mạch (một tranzito khóa, một tranzito mở) chỉ ổn định trong một thời 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 giữa các điểm trong sơ đồ dần dẫn tới một trạng thái tới hạn nào đó, mà tại đấy có những 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 xỉ nhưng ngắn hơn chu kì bản thân của điện áp dao động, quá trình chuyển đột ngột sẽ xảy ra sớm hơn, tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hài

tự dao động mà đặc 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 đinh

• 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 τ1=t1 - to (đối với cửa ra 1 hoặc τ2=t2 – t1 (với cửa ra 2) nhờ các quá trình đột biến chuyển trạng thái của

sơ đồ tại các thời điểm t0, t1, t2

Trong khoảng τ1 tranzito T1 khóa T2.mở Tụ C1 đã được nạp đầy điện tích trước lúc to phóng điện qua T2 qua nguồn Ec qua R1 theo đường +C1 -> T2 -> R1 -> -C1 làm điện thế trên cực bazơ của T1 thay đổi theo hình 3.19.b Đồng thời trong khoảng thời gian này tụ C2 được nguồn E nạp theo đường +E

-> Rc > T2 > -E làm điện thế trên cực bazơ T2 thay đổi theo dạng 8.19b

Lúc t = t1 thì UB1≈ 0,6V làm T2 mở và xảy ra quá trình đột biến lần thứ nhất, nhờ

mạch hồi tiếp dương làm sơ đồ lật đến trạng thái

T1 mở T2 khóa

Trong khoảng thời gian τ2=t2 – t1 trạng thái trên được giữ nguyên, tụ C2 (đã được nạp trước lúc t1) bắt đầu phóng điện và C1 bắt đầu quá trình nạp tương tự như đã nêu trên cho tới lúc t = t2, UB2 = +0,6V làm T2 mở và xảy ra đột biến lần thứ hai chuyển

sơ đồ về trạng thái ban đầu: T1 khóa T2 mở

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 định dựa trên việc phân tích nguyên lí vừa nêu trên và ta thấy rõ độ rộng xung ra τ1 và τ2 liên quan trực tiếp với hằng số thời gian phóng của các tụ điện từ hệ thức (3-16), tương tự có kết quả:

τ2 = R2C2ln2 = 0,7R2C2 Nếu chọn đổi xứng RI = R2; C1 = C2, T1 giông hệt T2 ta

có τ1 =τ2 và nhận được sơ đồ đa hài đối xứng, ngược lại ta có

đa hài không đối xứng Chu kỳ xung vuông

Tra =τ1 +τ2

Biên độ xung ra được xác định gần đúng bằng giá trị nguồn E cung cấp Để rạo 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 vậy, 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 đây