MẠCH DAO ÐỘNG (oscillators)

MẠCH DAO ÐỘNG (Oscillators) Ngoài mạch khuếch đại điện công suất, dao động loại mạch ngành điện tử Mạch dao động sử dụng phổ biến thiết bị viễn thông Một cách đơn giản, mạch dao động mạch tạo tín hiệu Tổng quát, người ta thường chia làm loại mạch dao động: Dao động điều hòa (harmonic oscillators) tạo sóng sin dao động tích (thư giãn - relaxation oscillators) thường tạo tín hiệu khơng sin cưa, tam giác, vuông (sawtooth, triangular, square) MẠCH DAO ÐỘNG SIN TẦN SỐ THẤP: 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 Trường hợp đặc biệt βAv = gọi chuẩn Barkausen (Barkausen criteria), lúc Af trở nên vơ hạn, nghĩa khơng có tín hiệu nguồn vs mà có tín hiệu v0, tức mạch tự tạo tín hiệu gọi mạch dao động Tóm lại điều kiện để có dao động là: βAv=1,θA + θB = (360 ) điều kiện thỏa tần số đó, nghĩa hệ thống hồi tiếp dương phải có mạch chọn tần số Nếu βAv >> (đúng điều kiện pha) mạch dao động đạt ổn định nhanh dạng sóng méo nhiều (thiên vng) βAv > gần mạch đạt đến độ ổn định chậm dạng sóng méo Còn βAv < mạch khơng dao động Dao động dịch pha (phase shift oscillator): -Tạo sóng sin tần số thấp dải âm tần Còn gọi mạch dao động RC -Mạch dùng BJT, FET Op-amp -Thường dùng mạch khuếch đại đảo (lệch pha 1800) nên hệ thống hồi tiếp phải lệch pha thêm 1800 để tạo hồi tiếp dương Mạch dao động RC dùng BJT: - Ðiều kiện tổng trở vào mạch không thỏa mãn nên điện trở R cuối hệ thống hồi tiếp là: R = R’ + (R1||R2|| Zb) Với Zb = βrenếu có CE Zb = β(re + RE ) CE - Tổng trở mạch chưa có hồi tiếp R0 ≈ R không nhỏ nên làm ảnh hưởng đến tần số dao động Mạch phân giải vẽ lại -Áp dụng cách phân giải phần trước ta tìm tần số dao động: Thường người ta thêm tầng khuếch đại đệm cực thu chung để tải không ảnh hưởng đến mạch dao động - Mạch dao động cầu wien: (wien bridge oscillators) Là dạng dao dộng dịch pha Mạch thường dùng op-amp ráp theo kiểu khuếch đai không đảo nên hệ thống hồi tiếp phải có độ lệch pha 00 Mạch hình sau: Ta có: β = == Tần số dao động: W0 = f0 = β== Nếu chọn R1=R2=R3 C1=C2=C, ta có Av = f0 = Ngun lý làm việc: Khi Av >3 tín hiệu dao động nhận bị biến dạng (đỉnh dương đỉnh âm hình sin bi cắt) Cách tốt khởi động, mạch tạo A v > (để dễ dao động> xong giảm dần xuống gần để guam3 thiệu tối đa việc biến dạng Người ta có nhiều cách Ví dụ dung diode hoạt dộng vùng phi tuyến để thay đổi độ lợi điện mạch Mạch dao động RC dùng OPAPM Do op-amp có tổng trở vào lớn tổng trở không đáng kể nên mạch dao động minh họa tốt cho chuẩn Barkausen Mạch : Tần số dao động xác định bởi: Fo = Và độ lợi dòng hở: Av = - ≥ 29 I Mạch dao động RC dùng cầu wien Do op-amp có tổng trở vào lớn tổng trở không đáng kể nên mạch dao động minh họa tốt cho chuẩn Barkausen Mạch Ta có: β = == Tần số dao động: W0 = f0 = β== Nếu chọn R1=R2=R3 C1=C2=C, ta có Av = f0 = Nguyên lý làm việc: Khi Av >3 tín hiệu dao động nhận bị biến dạng (đỉnh dương đỉnh âm hình sin bi cắt) Cách tốt khởi động, mạch tạo A v > (để dễ dao động> xong giảm dần xuống gần để guam3 thiệu tối đa việc biến dạng Người ta có nhiều cách Ví dụ dung diode hoạt dộng vùng phi tuyến để thay đổi độ lợi điện mạch  ... có mạch chọn tần số Nếu βAv >> (đúng điều kiện pha) mạch dao động đạt ổn định nhanh dạng sóng méo nhiều (thiên vng) βAv > gần mạch đạt đến độ ổn định chậm dạng sóng méo Còn βAv < mạch khơng dao. .. đại đệm cực thu chung để tải không ảnh hưởng đến mạch dao động - Mạch dao động cầu wien: (wien bridge oscillators) Là dạng dao dộng dịch pha Mạch thường dùng op-amp ráp theo kiểu khuếch đai không... hở: Av = - ≥ 29 I Mạch dao động RC dùng cầu wien Do op-amp có tổng trở vào lớn tổng trở không đáng kể nên mạch dao động minh họa tốt cho chuẩn Barkausen Mạch Ta có: β = == Tần số dao động: W0 =