DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
§6-1 NGUYÊN LÝ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Định nghĩa và yêu cầu:
Mạch dao động điều hoà là mạch biến đổi nguồn cung cấp một chiều thành tín hiều xoay chiều hình sin ở đầu ra.
Yêu cầu của mạch dao động điều hoà là tạo ra được tín hiệu xoay chiều có biên độ không đổi tần số chính xác và độ ổn định tần số cao
2. Sơ đồ khối của mạch dao động điều hoà sẽ là:
công suất của tín hiệu này đủ lớn đưa trở lại khung dao động bù đắp cho phần năng lượng bị suy hao dẫn đến dao động trên khung luôn được duy trì. Tuy nhiên việc bù đắp năng luợng bao nhiều và thời điểm nào để duy trì được dao động được gọi là điều kiện dao động
3. Điều kiện dao động
Nếu trích một phần tín hiệu Xra thông qua mạch phản hồi có hệ số truyền đạt là
J
.
.e
(là góc lệch pha giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào của mạch hồi tiếp) thì lúc này tại a’ sẽ có tín hiệu Xv’. Nếu Xv’ = Xv cả về biên độ và pha thì khi công tắc chuyển sang vị trí a’ (có nghĩa là không cần tín hiệu vào) thì tín hiệu Xra ở đầu ra vẫn không thay đổi và tồn tại. Từ sơ đồ trên ta có:
VJ J ra Ke X X . K. , và XV'.eJ.Xra .eJ.K.eJK.XV Như vậy để Xv = Xv’ thì . J . . J K 1 e K e
điều này gọi là điều kiện dao động
Từ phương trinh điều kiện dao động vừa trình bày ở trên nó có thể tương đương với hệ phương trình sau 2 0 1 1 . K K
Khuếch đại Khung dao
động
Phản hồi
Ura Ec
Ta biết rằng khi đóng mạch cấp cho khung dao động trong khung sẽ sinh ra một dao động dao động này có tần số bằng tần số cộng hưởng của khung nhưng biên độ dao động sẽ giảm dần (Dao động tắt dần). để duy trì dao động trên khung không bị tắt dần người ta trích một phần tín hiệu trên khung thông qua mạch phản hồi đưa về đầu vào củamạch
khuếch đại mạch khuếch đại có chức năng nâng H6-1
K β a a’ Xv Xv’ Xra Giả sử có mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại
là . J K
.e K K
K (Klà góc lệnh pha giữa tín hiệu ra và tín hiệu vào của mạch KĐ và ở đầu vào ta có tín hiệu vào là Xv. Nếu công tắc ở vị trí a thì ta luôn có
1
Trong đó K.β =1 được gọi là điều kiện cần bằng biên độ. Và Ý nghĩa vật lý của nó là phải bù đắp năng lượng phần năng luợng bị tiêu hao. Việc phân tích ở trên chỉ xét khi ở trạng thái xác lập còn khi trong quá troình quá độ cần biên độ tín hiệu lớn lên thì K.β >1 vì vậy có thể viết điều kiện cân bằng biên độ là K. 1
Còn phương trình 2 K 2.n với n là một số nguyên (n0,1,2…) được gọi là điều kiện pha. ở đây yêu cầu pha của tín hiệu hồi tiếp phải đồng pha với tín hiệu vào hay nói cách khác là mạch phải có hồi tiếp dương. Ý nghĩa vật lý của mạch cân bằng pha là phải bù đắp năng luợng đúng lúc để có tác dụng tăng cường dao động chứ không triệt tiêu dao động.
4. Ổn định tần số dao động.
Để ổn định tần số dao dộng ta dùng những biện pháp sau: + Dùng nguồn ổn áp
+ Dùng những phần tử có hệ số khuếch đại nhỏ + Dùng những linh kiện có sai số nhỏ
+ Dùng các phần tử ổn định nhiệt 5. Phân loại mạch dao động.
Mạch dao động có thể mắc theo các kiểu như sau: + Mạch dao động 3 điểm điện cảm Harley
+ Mạch dao động 3 điểm điện dung Conpit + Mạch dao động ghép biến áp
+ Mạch dao động đổi pha + Mạch dao động cầu Wien + Mạch dao động cộng hưởng + Mạch dao động dùng thạch anh