2) MẠCH LẶP LẠI THẾ
X.2 DAO ĐỘNG CẦU WIEN
Mạch dao động cầu Wien là mạch dao động trong vùng tần số thấp đến trung bình, tức là khoảng 5Hz đến 1MHz. Chúng được ứng dụng trong các máy phát âm tần thương mại và các ứng dụng tần số thấp.
MẠCH LAG
Hình 10-3
Hệ số khuyếch đại thế của mạch trên hình 10-3 là Vout / Vin = XC / (R2 + X2
C)1/2
Gĩc pha giữa tín hiệu vào và ra bằng
φ = - arctan(R/XC)
Dấu trừ trong phương trình gĩc pha chứng tỏ rằng thế lối ra chậm (lag) pha hơn thế lối vào.
MẠCH LEAD
Hình 10-4 cho thấy một mạch lead.
Hệ số khuyếch đại thế của mạch này là Vout / Vin = R / (R2 + X2
C)1/2
Gĩc pha giữa tín hiệu vào và ra bằng
φ = arctan(XC/R)
Gĩc pha dương chứng tỏ rằng thế lối ra nhanh (lead) pha hơn thế lối vào.
Mạch lead và mạch lag như trên đây là thí dụ về các mạch dịch pha. Chúng cĩ thể làm cho pha tín hiệu ra dịch pha (nhanh hoặc chậm) so với tín hiệu vào. Các mạch dao động điều hồ thường sử dụng các loại mạch dịch pha để tạo ra dao động tại một tần số.
MẠCH LEAD-LAG
Dao động cầu Wien dùng mạng phản hồi cộng hưởng gọi là mạch lead- lag như hình 10-5.
Hình 10-5
Tại tần số rất thấp, tụ nối tiếp xem như hở mạch đối với tín hiệu vào. Tại tần số rất cao tụ mắc shunt cĩ tác dụng ngắn mạch đối với tín hiệu ra. Giữa hai giá trị này thế ra đạt giá trị cực đại. Tần số tại đĩ tín hiệu ra cực đại gọi là tần số cộng hưởng fr . Cũng tại tần số này hệ số phản hồi β đạt đến giá trị cực đại và bằng 1/3. Tại tần số cộng hưởng gĩc pha bằng 0.
Phân tích bằng số phức chúng ta thu được hai phương trình sau cho mạch hình 10-5.
β= 1/ (10- XC / (R2 + X2
C))1/2 (10-1) và
Hình 10-6
Hệ số phản hồi β đạt giá trị cực đạt 1/3 khi XC=R .Từ đĩ suy ra:
fr = 1/2πRC (10-3)
Hình 10-6 là mạch dao động cầu Wien. Nĩ dùng cả phản hồi âm và phản hồi dương. Phản hồi dương thực hiện qua mạch lead-lag về lối vào khơng đảo. Phản hồi âm qua cầu chia thế về lối vào đảo. Khi mới cấp nguồn cho mạch, lượng phản hồi dương nhiều hơn phản hồi âm (trở của dây tĩc bĩng đèn ban đầu cĩ giá trị bé do chưa được nung nĩng). Điều này cho phép mạch tự dao động như đã mơ tả trước đây. Sau khi tín hiệu ra đạt đến giá trị mong muốn, sự phản hồi âm đủ lớn làm cho hệ số khuyếch đại vịng kín Aβ=1.