Xét sơ đồ mạch khuếch đại có hồi tiếp sau:
37
Trong sơ đồ trên khối khuếch đại có hệ số khuếch đại và khối
hồi tiếp có hệ số truyền đạt . Nếu đặt vào đầu vào tín hiệu và
giả thiết rằng thì vì .
Với giả thiết này thì tín hiệu vào của mạch khuếch đại và tín hiệu ra của mạch hồi tiếp bằng nhau cả về biên độ và pha nên có thể nối các đầu a và
a’với nhau mà tín hiệu ra vẫn không thay đổi, tức là mạch tự tạo ra tín hiệu. Lúc này ta có sơ đồ khối của mạch tạo dao động làm việc theo nguyên tắc hồi tiếp dƣơng.
Vậy điều kiện để có dao động là tần số của mạch phải thỏa mãn:
(3.1) và là các số phức nên:
(3.2) Trong đó:
- Module hệ số khuếch đại. - Module hệ số hồi tiếp.
- Góc di pha của bộ khuếch đại. - Góc di pha của mạch hồi tiếp.
Có thể tách biểu thức (3.1) thành hai biểu thức: một biểu viết theo module (3.3a) và một biểu thức viết theo pha (3.3b):
(3.3a) (3.3b) Trong đó:
- Tổng dịch pha của bộ khuếch đại và của mạch hồi tiếp, biểu thị sự dịch pha giữa tín hiệu ra mạch hồi tiếp và tín hiệu vào ban đầu . Quan hệ (3.3a) đƣợc gọi là điều kiện cân bằng biên độ. Nó cho thấy, mạch chỉ có thể dao động khi hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại có thể bù đƣợc tổn hao do mạch hồi tiếp gây ra. Còn biểu thức (3.3b) là điều kiện cân bằng pha, cho biết dao động chỉ có thể phát sinh khi tín hiệu hồi tiếp về đồng pha với tín hiệu vào.
38
Các đặc điểm cơ bản của một mạch tạo dao động:
Mạch dao động cũng là một mạch khuếch đại, nhƣng là mạch khuếch đại tự điều khiển bằng hồi tiếp dƣơng từ đầu ra về đầu vào. Năng lƣợng tự dao động lấy từ nguồn cung cấp một chiều.
Muốn có dao động, mạch phải có kết cấu thỏa mãn điều kiện cân bằng biên độ (3.3a) và điều kiện cân bằng pha (3.3b)
Mạch phải chứa ít nhất một phần tử tích cực làm nhiệm vụ biến đổi năng lƣợng một chiều thành xoay chiều.
Mạch phải chứa một phần tử phi tuyến hay một khâu điều chỉnh để đảm
bảo cho biên độ dao động không đổi ở trạng thái xác lập ( )