TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆ N TỬ BỘ MÔN VIỄN THÔNG VA -VA TÁC GIẢ : Nguyễn Việ t Hùng Nguyễ n Đình Phú TP.HCM 2007 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu giới thie äu sở lý luậ n, nguyê n lý hoạt động mạch xung nhằm phục vụ cho môn học kỹ thuậ t xung tín chuyên ngà nh điện tử viễn thông, tà i liệu chia làm chương: Chương giới thiệ u dạng sóng, hàm thường dùng ló nh vực điệ n, điện tử gồm hàm bước, hàm xung, hàm dốc, hàm mũ, hàm sin, hàm cos dạng sóng tổ hợp Chương trình bà y mạch biến đổi tín hiệu mạch RC, RL RLC dùng phương pháp toán tử Laplace – chương làm tảng cho chương sau mạch điện tử ứng dụ ng Chương trình bày kỹ thuật chuyển mạch chế độ độ xác đònh linh kiện M cách cải thiện HC điện tử diode, diode zener, transistor làm ảnh hưởng đến dạng sóng biTếnP.đổ i huat để dạng sóng tốt Ky t u ph am S mạc h xé n nối tiế p, mạch xén song song, xén Chương trình bà y mạch xén tín hiệuggồDmHcó n Truo âm, xén dương, xén mức độc lập, mạ enc h© xén thực tế mạc h xé n dùng transistor uy an q B Chương trình bà y mạch kẹp hay gọi mạch dời tín hiệ u, đặc biệ t quan trọng mạch kẹ p với tải điện dung, tải cuộ n dây Chương trình bày mạch dao động đa hài, mạ ch đơn ổn dù ng op-amp, dùng IC chuyên dùng 555, mạch dao động dùng vi mạch số, mạch Schmitt trigger mạch dao động đa hài dùng linh kiệ n có vùng điện trở âm Do trình bày phần nên chắn nhiề u thiếu só t – rấ t mong đóng góp xâ y dựng bạn - xin hã y gởi theo đòa phu_nd@yahoo.com - xin chân thành cảm ơn Nhóm biên soạn Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: I II III IV V VI VII VIII IX CÁC DẠNG SÓNG TÍN HIỆU GIỚI THIỆU DẠ NG SÓ NG HÀM BƯỚ C HÀM XUNG (IMPULSE FUNCTION) HÀM DỐ C (RAMP FUNCTION) DẠ NG SÓ NG HÀM MŨ DẠ NG SÓ NG HÀM SIN CÁ C DẠ NG SÓNG TỔ H P CÁ C PHẦN TỬ TRONG CÁ C DẠ NG SÓ NG BÀI TẬP 11 15 19 24 27 CHƯƠNG BIẾN ĐỔI DẠNG SÓNG BẰNG MẠCH RC, RL M VAØ RLC P HC I II III IV V VI VII uat T PHÂN TÍCH SÓ NG VUÔNG h Ky t m a h MẠCH RC Su p H D MẠCH RC VỚ I TÍNH HIỆ U VÀO LÀ HÀMuBƯỚ ong C TrM XUNG © n MẠCH RC VỚ I TÍNH HIỆ U VÀ O LÀ HÀ ye n qu a B MẠCH LỌ C TẦ N SỐ THẤP – MẠ CH VI PHÂN MẠCH LỌC TẦN SỐ THẤP MẠCH VI PHÂ N MẠCH LỌ C TẦ N SỐ CAO – MẠ CH TÍCH PHÂN MẠCH LỌC TẦN SỐ CAO MẠCH TÍCH PHÂ N CÁ C DẠ NG MẠ CH DÙ NG RL MẠCH VI PHÂ N – TÍCH PHÂ N DÙ NG OP-AMP MẠCH VI PHÂ N MẠCH TÍCH PHÂ N PHƯƠNG PHÁ P TOÁ N TỬ PHÉP BIẾ N ĐỔI THUẬ N LAPLACE PHÂN TÍCH MẠCH BIẾ N ĐỔI TÍN HIỆ U RC DÙ NG BIẾ N ĐỔI LAPLACE a Mạ ch RC với tín hiệu o hà m bước b Mạ ch RC với tín hiệu o hà m xung vuô ng Mạ ch RC với tín hiệu o hà m mũ: c d Mạ ch RC với tín hiệu o hà m dốc PHÂN TÍCH MẠCH BIẾ N ĐỔI TÍN HIỆ U RL DÙ NG BIẾ N ĐỔ I LAPLACE a Mạ ch RL với tín hiệu o hàm bước Mạ ch RL với tín hiệu o hàm xung vuôn g b VIII MẠCH PHÂ N ÁP Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com 29 31 31 31 33 36 36 37 38 38 39 40 40 40 41 42 42 43 43 44 46 48 49 49 51 52 Truong DH SPKT TP HCM IX X http://www.hcmute.edu.vn MẠCH RLC BÀI TẬP 54 57 CHƯƠNG CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ 59 I Ở CHẾ ĐỘ XÁ C LẬP DIODE DÙNG NHƯ MỘT CHUYỂ N MẠCH Phâ n cực thuận diode điện p ngưỡng a b Điệ n trở ac dio de Mạ ch tương đương c d Diode phâ n cự c ngược DIODE ZENER a Khi phân cực thuậ n diode zener b Khi phân cực ngượ c diode zener Cá c thô ng số m việc Zener c d Mạ ch tương đương Zener CÁC DẠNG DIODE THÔNG DỤ NG KHÁC M HC P T a Diode phaùt quang LED uat y th K Diode Schottky b am u ph S TRANSISTOR MỐI NÔÍ H D uong r T a Transis tor BJT © yen Khi TransistorBahoạ b n tqộng khuế ch đại c Khi Transistor hoạt động chế độ chuyển mạc h Khi Transistor hoạt động chế độ chuyển mạc h d e Cá c thô ng số m việc Transistor 60 61 61 62 63 64 65 65 65 65 66 66 66 67 67 68 68 69 71 72 II Ở CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA DIO DE BÁN DẪ N PN Xé t trạ ng thái chuyể n mạch a b Cả i thiệ n tố c độ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ CỦA TRANSISTOR a Xé t trạ ng thái chuyể n mạch b Cả i thiệ n dạng sóng 74 74 74 75 76 76 77 CHƯƠNG I II MẠC H XÉN GIỚI THIỆU MẠCH XÉ N MẠCH XÉN NỐI TIẾ P MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA BẰ NG NỮA BÁ N KỲ DƯƠNG MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA NHỎ HƠN NỮ A BÁN KỲ DƯƠNG – DỜI NGƯỢ NG CẮT LÊ N MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA LỚ N HƠN NỮ A BÁ N KỲ DƯƠNG – DỜI NGƯỢ NG CẮ T XUỐ NG MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA NHỎ HƠN NỮ A BÁN KỲ DƯƠNG – DỜI TÍN HIỆ U LÊ N MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA LỚ N HƠN NỮ A BÁ N KỲ DƯƠNG – DỜI TÍN HIỆ U XUỐ NG MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA BẰ NG NỮA BÁ N KỲ ÂM MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA LỚ N HƠN NỮ A BÁ N KỲ ÂM – DỜI NGƯỢ NG CẮT LÊN Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com 79 83 83 83 85 87 88 90 92 94 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA NHỎ HƠN NỮ A BÁN KỲ ÂM – DỜI NGƯỢNG CẮT XUỐNG MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA NHỎ HƠN NỮ A BÁN KỲ ÂM – DỜI TÍN HIỆ U LÊN 10 MẠCH XÉ N NỐI TIẾP – TÍN HIỆU RA LỚ N HƠN NỮ A BÁ N KỲ ÂM – DỜI TÍN HIỆU XUỐNG III MẠCH XÉN SONG SONG MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA BẰ NG NỮA BÁ N KỲ Â M MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA NHỎ HƠN NỮA BÁ N KỲ ÂM – DỜ I MẶT CẮT XUỐNG MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA LỚ N HƠN NỮA BÁN KỲ ÂM – DỜ I MẶT CẮT LÊ N MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA LỚ N HƠN NỮA BÁN KỲ ÂM – DỜ I TÍN HIỆ U XUỐ NG MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA NHỎ HƠN NỮA BÁ N KỲ ÂM – DỜ I TÍN HIỆ U LÊ N MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA BẰ NG NỮA BÁ N KỲ DƯƠNG MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA NHỎ HƠN NỮA BÁ N KỲ DƯƠNG – DỜI MẶT CẮT LÊ N MẠCH XÉ N SONG SONG – TÍN HIỆ U RA LỚ N HƠN NỮA BÁN KỲ DƯƠNG ng đương diode tunnel hình 6-42 SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 6-42 Mạch tương đương diode tunnel UJT – TRANSISTOR ĐƠN NỐI: Có loại UJT thông thường, PUJT (programmable UJT) Ký hiệu cho loại hình 6-43: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 6-43 Kí hiệu UJT PUJT Trong phần ta nghiên cứu loại UJT thông thườ ng: Cấu tạo UJT, ký hiệu mạch tương đương hình 6-44 Hình 6-44 Cấu tạo, kí hiệu mạch tương đương UJT Với RBB k 10k RB1 RB Heä số Và VP VBB V RB1 R B1 RB1 RB RBB Sơ đồ mạch đặc tuyến UJT hình 6-45: 179 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Mạch đa hài SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 6-45 Sơ đồ mạch đặc tuyến UJT DIODE LỚP: Cấu tạo, ký hiệu mạch tương đương diode lớp hình 6-46: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 6-46a Diode lớp Hình 6-46b Diode lớp Hình 6-46c Đặc tuyến Diode lớp ỨNG DỤNG CỦA CÁC LINH KIỆN CÓ VÙNG ĐIỆN TRỞ ÂM ĐỂ TẠ O MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI: a Đặc tính vùng điện trở âm: Từ dạng đặc tính vùng điệ n trở âm kiể u chữ N diode tunnel, ta xây dựng dạng mạch khống chế điện áp dạng đặc tính vùng điện trở âm kiểu chữ S UJT, diode NPNP, SCS ta xây dựng dạng mạch khống chế dòng điện Đặc tuyến hình chữ N hình chữ S hình 6-47 180 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Mạch đa hài SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 6-47 Đặc tuyến hình chữ N hình chữ S b Mạch nguyên lý: Ta khảo sát mạch điện trở âm dùng dòng khống chế hình 6-48: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 6-48 Mạch điện trở âm dùn g dòng khống chế đặc tuyến Điện áp v rơi trê n điện trở âm có phương trình điện áp: v VDC iR R (1) Với i dòng điện chạy qua linh kiện có vùn g điện trở âm Và iC dòng điện chạy qua tụ Với VDC V1 : giá trò nguồn điện áp DC cụ thể Ở chế độ xác lập iC nên i iR Ta có đường tải DC với độ dốc R Với VDC V2 hay VDC V3 ta xây dựng đường tải qua V2 V3 với độ dốc R Từ sơ đồ nguyên lý hình 6-48 ta có: iR iC i C dv i dt (2) 181 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Mạch đa hài SPKT – Nguyễn Đình Phú Kết hợp phương trình (1) (2) ta CR dv VDC iR v dt (3) Neáu linh kiệ n (-r) hoạt động điểm X E với i iE v vE vE iE R VE hay VE iE R vE Nguồn DC cấp cho mạch lúc VDC VS ta viết lại phương trình (3): CR dv VS VE dt X E (4) Từ phương trình (4) ta nhận thấy: Nếu linh kiện có (-r) hoạt động X E điện áp nguồ n V VS dv dv VS VE VS VE dt dt Nhận xét: áp dụng nguyên lý vào mạch ta thấy: điện áp nguồn cung cấp đột ngột tăng ví dụ VS V2 dv VS V2 VE V1 điểm làm việc di chuyển bên phải dt M P HC uat T dọc theo chiều tăng v h Ky t m a ph Suban H Xem mạch hình 6-48, điện áp cung cấ p đầu cho mạch V1 với điểm làm việc ổn D ng o u r T đònh x1 Khi có điện áp hàm en ©c vào làm điện áp nguồn tăng đế n giá trò V2 làm dòch chuyển ybướ u q Ban đường tải qua khỏi điểm tới hạn A nhằm tạo trạng thái ổn đònh điểm x2 c Hoạt động chế độ đơn ổn: Áp dụng phương trình (4) A ta thấy dv điểm làm việc có xu hướng tăng dt dần (di chuyển bên phải) để đạt x2 Nhưng điểm làm việc di chuyển theo hướn g AB theo hướng dv 0 dt nên phải chuyể n trạng thái đột ngột từ A đến A’ Áp dụng phương trình (4), A’ ta thấy dv điểm làm việc di chuyển theo hướng dt A’B để đến x2 Lúc điện áp nguồn lại trở V1 điểm làm việc X1 khô ng theo hướng BA ( dv ) mà phải giảm đột ngột theo BB’ điểm làm việc ổn đònh x1 Ta có hoạt dt động mạch đơn ổn 182 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Mạch đa hài SPKT – Nguyễn Việt Hùng Hình 6-49 Đặc tuyến hoạt động chế độ đơn ổn d Hoạt động chế độ song ổ n: Trong chế độ điện áp nguồn đường tải phải chọn cho đường tải cắt đặc tuyến von-ampe điểm X, Y, Z hình 6-50 M HC P T uat y th K am u ph S H D uong r T n© quye n a B Hình 6-50 Hoạt động song ổn Nếu ban đầu mạch ổn đònh X, xung vuôn g đặt vào nguồn VS đưa điểm làm việc theo chiều bên phải để đạt điểm làm việc ổn đònh Z, xung đủ lớn để dòch chuyển điểm làm việc qua khỏi A để đạt A’ Z Bây giờ, ổn đònh Z, ta đưa vào xung âm có độ lớn độ rộng đủ để Z chuyể n X thông qua BB’ B’X Ta có trạng thái ổn đònh tương ứng với giá trò xung kích dương âm e Hoạt động chế độ bất ổn: Trong chế độ điện áp nguồn đường tải phải chọn cho đường tải cắt đặc tuyến von-ampe điểm X hình 6-51 Cần phân biệt chế độ điểm làm việc X không ổn đònh – khác với trườn g hợp mạch song ổ n Do có tín hiệu nhiễu điểm làm việc có khuynh hướn g dời xa điểm X 183 Kỹ thuaät xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương Mạch đa hài SPKT – Nguyễn Đình Phú Hình 6-51 Hoạt động bất ổn Khảo sát trường hợp điệ n áp nguồn VS tăng đến giá trò V1 : Vì V1 V nên dv : điểm làm việc có khuynh hướ ng di chuyển đến điểm B dt M Và tương tự nế u V1 V điểm làm việc có khuynh hướng diTPchuyể HC n đến điểm A uat y thng qua hình 6-52 với phần tử có K Ngoài ta giải thích tính bất ổn hmạ c h thô am up S H vùng điện trở âm vùng (-r) V n0g ,Dmạch tương đương có số thời gian Truo ( rn) qRuyen © RC với R|| Ba Rr Hình 6-52 Mạch điện trở âm dùn g dòng khống chế Khi có nhiễu điểm cân bò thay đổi, đáp ứng có dạng e Khi r R R|| : đáp ứng giảm theo hàm e t R||C t R||C trạng thái ổn đònh ổn đònh Khi r R R|| : đáp ứng tăng theo hàm e t R||C , điểm làm việc di chuyển xa khỏi trạng thái ổn đònh ban đầu Trở lại với hình 6-50 ta thấy Y ổ n đònh r R|| 184 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com ... Electronic devices ang circuits – Maxwell Macmillan, 1991 [6] Phạm Minh Hà – Kỹ thuật điện tử [7] Lê Phi Yến – Kỹ thuật điện tử – Đại học Bách khoa TP.HCM M HC P T uat y th K am u ph S H D uong... Hệ số Và VP VBB V RB1 R B1 RB1 RB RBB Sơ đồ mạch đặc tuyến UJT hình 6-45: 179 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt... SCS ta xây dựng dạng mạch khống chế dòng điện Đặc tuyến hình chữ N hình chữ S hình 6-47 180 Kỹ thuật xung Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn https://fb.com/tailieudientucntt