Chương 5 Các mạch dao động

6/10/2015 Chương Các mạch dao động TS Nguyễn Hữu Khánh Nhân 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 6/10/2015 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động NỘI DUNG 5.1 Ngun lý dao động 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OP-AMP 5.3 Các dạng mạch dao động LC 5.4 Dao động thạch anh 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 6/10/2015 5.1 Ngun lý dao động  Bộ tạo dao động tần số thấp, trung bình: dùng khuếch đại thuật toán + RC dùng Transistor + RC  Bộ tạo dao động tần số cao: 0,3f  f0  3fβ dùng Transistor + LC dùng Transistor + thạch anh  Bộ tạo dao động tần số siêu cao: dùng Diode Tunel, Diode Gunn  Các tham số mạch dao động: tần số dao động, biên độ điện áp ra, độ ổn đònh tần số, công suất ra, hiệu suất  Dao động điều hòa (harmonic oscillators) tạo sóng sin  Dao động tích (relaxation oscillators) thường tạo tín hiệu khơng sin cưa, tam giác, vng (sawtooth, triangular, square) 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 5.1 Ngun lý dao động - Nếu pha vf lệch 1800 so với vS ta có hồi tiếp âm - Nếu pha vf pha với vS (hay lệch 3600 ) ta có hồi tiếp dương (0 hay 3600 ) 6/10/2015 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động dịch pha dùng OP-AMP Hệ thống hồi tiếp gồm ba mắc R-C, mắc có độ lệch pha tối đa 600 nên để độ lệch pha 1800 phải dùng ba mắc R-C 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động dịch pha dùng OP-AMP Tính tần số biên độ dao động + β = v2/v1 hệ thống hồi tiếp + Rút gọn thành dạng a + jb + Cho b = để xác định tần số dao động f0 + Thay f0 vào phương trình bước để xác định giá trị β f0 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 6/10/2015 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao 7/7/2012 động dịch pha dùng OP-AMP 402002 - Các mạch dao động 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động dịch pha dùng OP-AMP & 7/7/2012 10 6/10/2015 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động dịch pha dùng TRANSISTOR 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động dịch pha – tập BT1: Mạch doa động dịch pha dùng transistro có R1 = R2 = R3 = 1MΩ and C1= C2 = C3 = 68 pF Xác định tần số dao động mạch? BT2: Thiết kế mạch dao động dịch pha dùng OP-AMP có tần số dao động 800 KHz Biết tụ điện có giá trị 5pF 6/10/2015 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động cầu Wien dùng OP-AMP Mạch thường dùng op-amp ráp theo kiểu khuếch đại khơng đảo nên hệ thống hồi tiếp phải có độ lệch pha 00 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động cầu Wien dùng OP-AMP 6/10/2015 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động cầu Wien dùng TRANSISTOR Ổn định biên độ ngõ Tạo dịch pha 1800 5.2 Dao động tần số thấp dùng Transistor OPAMP  Dao động cầu Wien dùng – tập BT1: Mạch doa động cầu Wien dùng transistro có R1 = R2 = 220KΩ and C1= C2 = 250 pF Xác định tần số dao động mạch? BT2: Thiết kế mạch dao động cầu Wien dùng OP-AMP có tần số dao động MHz Biết tụ điện có giá trị 10pF 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Dao động cộng hưởng nối tiếp Z = R + jXL - jXC - Vậy tần số cộng hưởng tổng trở mạch có trị số cực tiểu - Khi tần số f < f0 tổng trở có tính dung kháng - Khi tần số f > f0 tổng trở có tính cảm kháng 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 17 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Dao động cộng hưởng nối tiếp f2 f1 tần số cộng hưởng 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 18 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Dao động cộng hưởng song song 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC 10 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC Z2 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC 11 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC cách ly tín hiệu dao động  Mạch dao động Colpits với nguồn cấp điện Cách ly điện áp phan cực 12 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC cách ly tín hiệu dao động  Mạch với nguồn cấp điện dao động Colpits Cách ly điện áp phan cực Mạch dao động điểm điện dung 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Colpits – Bài tập BT1: Xác định tần số dao động hệ số KĐ vòng hở cho mạch sau: BT2: Xác định giá trị tụ C1 C2 cho mạch dao động Colpits, biết L = 1mH, f = 1MHz Avo = 0.25? 13 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Clapp Cuộn cảm mạch dao động colpitts đổi thành mạch LC nối tiếp V0 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Hartley Giống dao động colpitts vị trí cuộn dây tụ hốn đổi L = L1 + L2 + 2M với M hổ cảm 14 6/10/2015 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Hartley – Bài tập BT1: Xác định tần số dao động hệ số KĐ vòng hở cho mạch sau với hỗ cảm M = 20µH BT2: Xác định giá trị L1 L2 cho mạch dao động Hartley, biết C = 1µF, f = 1MHz Avo = 0.2? 5.4 Dao động thạch anh 7/7/2012 Điện tử 30 15 6/10/2015 5.4 Dao động thạch anh 7/7/2012 Điện tử 31 5.4 Dao động thạch anh Với 7/7/2012 Điện tử 0  p  q 32 16 6/10/2015 5.4 Dao động thạch anh C0 7/7/2012 Điện tử 33 5.4 Dao động thạch anh Ví dụ: mạch tương đương thạch anh có giá trị Lq= 1mH, rq = 1000Ω, Cq = 0.01pF Cp =20pF Tính tần số cộng hưởng nối tiếp song song thạch anh? 17 6/10/2015 5.4 Dao động thạch anh Để mạch dao động theo kiểu điểm C kiểu Colpits, thạch anh phải tương đương cuộn cảm, nghóa là: q < 0 < p  Với  p   q 1   7/7/2012 Cq   2C p  402002 - Các mạch dao động 35 5.4 Dao động thạch anh Tính toan tương tự mạch dao động điểm C kiểu Colpits 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 36 18 6/10/2015 5.4 Dao động thạch anh Thiết kế mạch dao động hình vẽ cho: f0 = 10MHz, thạch anh có Cp = 10pF Cq = 0.1pF Hệ số hồi tiếp β=0.01 5.4 Dao động thạch anh Ngồi A v   Av  C   C1 C2  C1 0.01 19 6/10/2015 5.4 Dao động thạch anh Trong loại mạch thạch anh đóng vai trò mạch hồi tiếp Chỉ tần số cộng hưởng nối tiếp thạch anh Zq  0 B  B’ mạch hoạt động điểm C kiểu Colpits Clapp 20 [...]...6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC Z2 5. 3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC 11 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Tổng qt dao động LC 5. 3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC cách ly tín hiệu dao động  Mạch dao động Colpits với nguồn cấp điện Cách ly điện áp phan cực 12 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần... LC cách ly tín hiệu dao động  Mạch với nguồn cấp điện dao động Colpits Cách ly điện áp phan cực Mạch dao động 3 điểm điện dung 5. 3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Colpits – Bài tập BT1: Xác định tần số dao động và hệ số KĐ vòng hở cho mạch sau: BT2: Xác định giá trị tụ C1 và C2 cho mạch dao động Colpits, biết L = 1mH, f = 1MHz và Avo = 0. 25? 13 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động. .. 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh Để mạch dao động theo kiểu 3 điểm C kiểu Colpits, thạch anh phải tương đương như cuộn cảm, nghóa là: q < 0 < p  Với  p   q 1   7/7/2012 Cq   2C p  402002 - Các mạch dao động 35 5.4 Dao động thạch anh Tính toan tương tự như mạch dao động 3 điểm C kiểu Colpits 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 36 18 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh Thiết kế mạch dao động. .. cao dùng LC  Mạch dao động Clapp Cuộn cảm trong mạch dao động colpitts đổi thành mạch LC nối tiếp V0 5. 3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Hartley Giống như dao động colpitts nhưng vị trí của cuộn dây và tụ hốn đổi nhau L = L1 + L2 + 2M với M là hổ cảm 14 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Hartley – Bài tập BT1: Xác định tần số dao động và hệ số... vòng hở cho mạch sau với hỗ cảm M = 20µH BT2: Xác định giá trị L1 và L2 cho mạch dao động Hartley, biết C = 1µF, f = 1MHz và Avo = 0.2? 5. 4 Dao động thạch anh 7/7/2012 Điện tử 3 30 15 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh 7/7/2012 Điện tử 3 31 5. 4 Dao động thạch anh Với 7/7/2012 Điện tử 3 0  p  q 2 32 16 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh C0 7/7/2012 Điện tử 3 33 5. 4 Dao động thạch anh Ví dụ: mạch tương... = 10MHz, thạch anh có Cp = 10pF và Cq = 0.1pF Hệ số hồi tiếp β=0.01 5. 4 Dao động thạch anh Ngồi ra A v   1 Av  1 C  2  C1 C2 1  C1 0.01 19 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh Trong loại mạch này thạch anh đóng vai trò mạch hồi tiếp Chỉ đúng tại tần số cộng hưởng nối tiếp của thạch anh thì Zq  0 khi đó B  B’ và mạch sẽ hoạt động như 3 điểm C kiểu Colpits hoặc Clapp 20 ... 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC cách ly tín hiệu dao động  Mạch với nguồn cấp điện dao động Colpits Cách ly điện áp phan cực Mạch dao động điểm điện dung 5. 3 Các mạch dao động. .. 6/10/20 15 5.3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động Clapp Cuộn cảm mạch dao động colpitts đổi thành mạch LC nối tiếp V0 5. 3 Các mạch dao động SIN tần cao dùng LC  Mạch dao động. .. Các mạch dao động 35 5.4 Dao động thạch anh Tính toan tương tự mạch dao động điểm C kiểu Colpits 7/7/2012 402002 - Các mạch dao động 36 18 6/10/20 15 5.4 Dao động thạch anh Thiết kế mạch dao động