MẠCH DAO ĐỘNG, NGUYÊN LÝ, CÁC LOẠI MẠCH DAO ĐỘNG pptx

Introduction oscillators Mạch dao động mạch biến đổi lượng DC-AC Mạch dao động ứng dụng nhiều thiết bị điện tử, mạch dao động nội khối RF Radio, kênh Ti vi mầu, Mạch dao động tạo xung dòng , xung mành Ti vi , tạo sóng hình sin cho IC Vi xử lý hoạt động v v Một cách đơn giản, mạch dao động mạch tạo tín hiệu, có khả chuyển đổi lượng từ DC sang AC qt, người ta thường chia làm loại Tổng + Dao động sin dùng để tạo tín hiệu chuẩn mạch dao động: Dao động điều hòa (harmonic đo lường kiểm tra điều khiển, chuyển đổi tần số oscillators) tạo sóng sin dao động tích + Dao (relaxation động tích dùng chuyển oscillators) thường tạomạch, cácđiều tín khiển.khơng sin cưa, tam giác, vng hiệu (sawtooth, triangular, square) CÁC TÍNH CHẤT CỦA MẠCH DAO ĐỘNG Có nhiều loại mạch dao động tạo dạng sóng tín hiệu khác như: sóng sin, sóng vuông, sóng tam giác, Trong mạch dao động tạo sóng sin sử dụng để tạo tín hiệu chuẩn đo lường, kiểm tra, điều khiển, chuyển đổi tần số, … Các mạch dao động tạo tín hiệu sóng vuông, dốc, xung thường dùng chuyển mạch, điều khiển, … Để đánh giá chất lượng dao động phụ thuộc vào ổn đònh tần số ngõ Introduction  Earlier we looked at feedback in general terms in particular we concentrated on negative feedback  In this chapter we will consider positive feedback this is used in both analogue and digital circuits it is used in the production of oscillators positive feedback can occur unintentionally within circuits when it has implications for stability I CẤU TRÚC MẠCH DAO ĐỘNG : MẠCH KHUẾCH ĐẠI CĨ HỒI TIẾP DƯƠNG TRONG MẠCH KHUẾCH ĐẠI CĨ CÁC PHẦN TỬ v1 TÍCH CỰC RC, LC Ưu khuyết điểm hồi tiếp dương: Ưu điểm: hồi tiếp dương có tín hiệu hồi tiếp pha với tín hiệu ngõ vào nên làm tăng tín hiệu ngõ vào mạch khuếch đại dẫn đến độ lợi mạch khuếch đại tăng Khuyết điểm: độ lợi mạch không ổn đònh Chính ưu khuyết điểm mà mạch hồi tiếp dương chủ yếu sử dụng mạch dao động • HỒI TIẾP DƯƠNG    → • Tín hiệu hồi tiếp pha với tín hiệu nguồn (00 3600) • Độ lợi mạch khuếch đại tăng • Độ lợi mạch khơng ổn định • Chủ yếu dùng mạch dao động VO VO Af    Vi V  V fb  Nếu hệ số V A  V fb VO   A 1 VO V A  Af   Vo hay VO Vs Vo   Vs   Vậy điều kiện A  thỏa tín hiệu vào mạch có tín hiệu ngõ ra, lúc ta nói mạch dao động Sơ đồ khối mạch khuếch đại có hồi tiếp dương vi + +v vε vo A Frequen fb cy selective network, vi: Tín hiệu ngõ vào β A: Hệ số khuếch đại vòng hở A  V O V vfb: Tín hiệu hồi tiếp V β: Hệ số hồi tiếp   fb VO Vo: Tín hiệu ngõ VO   AF: Độ lợi vòng kín có hồi tiếp A f V i V V  O V  V fb o V V V 1 V V fb o o  A  A Nguyên tắc hoạt động chung mạch dao động tạo sóng sin: Khối A đóng vai trò khuếch trì dao động, khối β khối chọn lọc tần số dao động  Khi vừa cấp điện biến thiên điện áp phần tử mạch sinh điện áp tạp âm với phổ tần liên tục, hồi tiếp âm tạp âm bò triệt tiêu, hồi tiếp dương tần số tín hiệu chọn lọc pha với tín hiệu ngõ vào, làm tăng biên độ ngõ vào ngõ xuất tín hiệu dao động Nhận xét: Nếu Aβ = Af → ∞, hay V o   Mà Vo≠ nên Vi = V i → Vẫn có tín hiệu khơng có tín hiệu vào A vo β Nếu βAv >> (đúng điều kiện pha) mạch dao động đạt ổn định nhanh dạng sóng méo nhiều (thiên vng) Mạch dao động LC Sơ đồ khối: Điều kiện Barkhauren A V   V X1 X2 Z X3 jx ;X2 jx ;X3 jx X  X X X 2 X 1 X 3  o X X X1, X2, X3 phần tử kháng Zt phần tử kháng tương đương r0 điện trở ngõ mạch khuếch đại đảo X1 t fb  X3 Gọi k hệ số khuếch đại vòng hở VO  Z t rO  Z t kV   Ta X X  X  X  X  X X V  X X   k k        A    X X X V r X X X X X X r   X X X o 1 3 2 o 3 o X X r X  X  X  X X  X  xx  A  k jr x  x  x  x x  x  A   k Nên o o 2 3 Điều kiện dao động pha A 0  x x  x r  arctg 0 x x  x   r x  x  x    x  x  x  o 2 o  A  k 3 3 xx  x  x ;  k k x       x x x x x x 2 1 1 2     x1  x3  Nhận xét: x1, x2 loại trở kháng mạch dao động với tần số cộng hưởng X, X cảm kháng, X dung kháng (Hartley) X, X dung kháng, X cảm kháng (Colpitts) Tùy vào X1, X2, X3 mà ta có mạch dao động Mạch dao động X1 X2 X3 Mạch khuếch đại Hartley L L C Khuếch đại đảo Colpitts C C L Khuếch đại đảo Clapp C C LC Khuếch đại đảo Prierce Crytal C C XTAL Khuếch đại đảo a Mạch dao động điểm điện cảm (Hartley) Vcc R1 RFC Vo C3 Cc1 L2 R2 RE CE  C2 L1  C L  L  f  2 C L  L  b Mạch dao động điểm điện dung (Colpitts) VCC R1 RFC VO CC1 C2 R2  CE    L  C C RE    2 L3 C1 1 1    f 2 L  C C    2 c Mạch dao động Clapp VC C R1 RFC T1 CC C1 R2 RE RL  CE  LC C3 C2 f  2 LC d Mạch dao động Armstrong VC C R1 RFC T1 C2 CC C1 R2 RL  CE  LC RE f  2 LC Mạch dao động thạch anh Các mạch LC có nhược điểm tần số dao động khơng ổn định giá trị L, C bị thay đổi tác động mơi trường Để đáp ứng cho mạch dao động có độ ổn định cao người ta dùng mạch dao động thạch anh, có độ bền với mơi trường Ký hiệu mơ hình tương đương CC CM L R CM: Điện dung giá đỡ CC: Điện dung miếng thạch anh L: Điện cảm miếng thạch anh R: Điện trở miếng thạch anh fS: Tần số cộng hưởng nối tiếp fP: Tần số cơng hưởng song song Tần số cộng hưởng nối tiếp f S  2 LC C Tần số cộng hưởng song song f P  2 LC CC  c C M Do tính chất tinh thể thạch anh mà ta dùng để thay cho mạch LC nối tiếp hay mạch LC song song Mạch dao động thạch anh VC C R1 RFC CC CC C1 R2 RE CE Y1 C2 Mạch dao động thạch anh  Tinh thể thạch anh chế tạo từ SiO2, có đặc tính tinh thể áp điện: áp lên bề mặt tinh thể dao động điện cách lấy hai má kim loại kẹp miếng thạch anh giữa, tinh thể dao động học tác động lên bề mặt tinh thể áp lực, bề mặt xuất sức điện động  Tuỳ thuộc vào kích thước, bề dày, mặt cắt phiến tinh thể thạch anh có tần số cộng hưởng đònh, từ sinh dao động điện cộng hưởng tần số tương ứng Mach dao động tạo xung vng Digital oscillators  many examples, for example the relaxation oscillator Crystal oscillators  frequency stability is determined by the ability of the circuit to select a particular frequency  in tuned circuits this is described by the quality factor, Q  piezoelectric crystals act like resonant circuits with a very high Q – as high as 100,000 A typical crystal oscillator Gain and phase margins these are a measure of the stability of a circuit ... xuất dao động Các loại mạch dao động Mach dao dộng tạo sóng sin Mạch dao động tạo xung vng Các mạch dao động tạo sóng Sin Mạch dao động RC Mạch dao động dịch pha Mạch dao động cầu Wien Mạch dao động. .. động cầu Wien Mạch dao động LC Mạch dao động Mạch dao động Mạch dao động điểm điện cảm điểm điện dung Clapp Mạch dao động RC a Mạch dao động dịch pha A C R C R C R A mạch khuếch đại đảo, lọc thơng... Một cách đơn giản, mạch dao động mạch tạo tín hiệu, có khả chuyển đổi lượng từ DC sang AC qt, người ta thường chia làm loại Tổng + Dao động sin dùng để tạo tín hiệu chuẩn mạch dao động: Dao động