2) MẠCH LẶP LẠI THẾ
X.1 LÝ THUYẾT DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ
Trong giáo trình này chúng ta chỉ xem xét dao động điều hồ (sĩng sin). Các dao động tạo sĩng vuơng sẽ được đề cập trong giáo trình Mạch và Hệ thống số. Để cĩ một mạch dao động điều hồ chúng ta cần một bộ khuyếch đại phản hồi dương (positive feedback). Phản hồi dương là đưa một phần tín hiệu lối ra trở lại lối vào sao cho nĩ cĩ tác dụng cùng chiều với tín hiệu ra. Nếu tín hiệu phản hồi là đủ lớn và cĩ pha đúng nĩ sẽ tạo ra một tín hiệu ra mà khơng cần cĩ tín hiệu vào.
HỆ SỐ KHUYẾCH ĐẠI VỊNG VÀ PHA
Hình 10-1 cho thấy một nguồn ac được đưa vào một bộ khuyếch đại.
Hình 10-1 Thế ra của bộ khuyếch đại bằng vout=Avin
Thế ra này đưa vào mạch phản hồi mà thơng thường là mạch cộng hưởng. Do đĩ chỉ cĩ một tần số nào đĩ được phản hồi nhiều nhất. Thế phản hồi lại đầu vào của bộ khuyếch đại bằng
Nếu sự dịch pha của bộ khuyếch đại và mạch phản hồi bằng 0 thì thế phản hồi cùng pha với thế vào. Giả sử chúng ta nối điểm x với điểm y và tháo bỏ nguồn vin thì thế phản hồi ABvin sẽ thúc bộ khuyếch đại như hình 10-2.
Hình 10-2 Sẽ cĩ các trường hợp sau đây xảy ra: Nếu AB<1 thì thế ra sẽ tắt dần
Nếu AB>1 thì thế ra sẽ tăng dần đến tình trạng bị cắt Nếu AB=1 thì thế ra khơng đổi và tự duy trì
Trong các mạch dao động thực, ban đầu hệ số khuyếch đại vịng AB lớn hơn 1 khi bật nguồn cho mạch. Thế ra sẽ tăng dần đến một giá trị cần thiết thì AB tự động tiến đến 1 và dao độngđược duy trì.
Vậy thì thế lối vào ban đầu trong mạch dao động là gì? Chúng ta biết rằng trong mỗi điện trở cĩ các electron tự do. Do nhiệt độ mơi trường các electron này chuyển động tự do theo mọi hướng và tạo ra thế nhiễu (noise voltage) trên điện trở. Sự chuyển động hỗn độn này chứa các tần số từ 0 đến 1000GHz. Cĩ thể hình dung điện trở là một nguồn thế ac nhỏ chứa tất cả các tần số.
Khi bật điện cho mạch lần đầu tiên, trên mạch chỉ cĩ thế nhiễu tạo ra bởi các điện trở. Các thế nhiễu này được khuyếch đại và xuất hiện ở lối ra của mạch. Nhưng chỉ cĩ tín hiệu cĩ tần số đúng bằng tần số cộng hưởng của mạch phản hồi mới được đưa trở lại vào đầu vào. Sau quá trình quá độ chỉ cịn tín hiệu cĩ tần số thoả điều kiện AB=1 và cùng pha với tín hiệu ra. Tất cả các tần số khác khơng xuất hiện ở lối ra.