M T TR NG THÁI N Đ NH Ị
14.2M CH DAO Đ NG ĐA HÀI M T TR NG THÁI N Đ NH Ị
(ĐA HÀI Đ I) DÙNG VI M CH THU T TOÁNỢ Ạ Ậ
S đ nguyờn lý đơ ồ ược minh ho trờn hỡnh 14.3 và gi n đ đi n ỏp – th iạ ả ồ ệ ờ gian trờn hỡnh 14.4.
Hỡnh 14.3
Hỡnh 14.4. Gi nả đ đi n ỏp – th i gianồ ệ ờ
m ch dao đ ngạ ộ hỡnh 14.3
14.2.2 Phõn tớch m ch đi nạ ệ
IC thu t toỏn đậ ược cung c p t m t ngu n đi n ỏp đ i x ng ±Eấ ừ ộ ồ ệ ố ứ CC. Khi đú: Ur max = Ur min =Umax
Ban đ u khi t < tầ 1, Uv = 0; diode D thụng n i mỏt (gi thi t đi n trố ả ế ệ ở thu n c a diode Rậ ủ th = 0).
Do Ur = −Umax T đú: ừ UN =UP=0
Qua m ch h i ti p dạ ồ ế ương R1 R2, đi n ỏp –Uệ max đ a t i đ u vào P đi nư ớ ầ ệ ỏp UP = – .Umax Trong đú: là h s phõn ỏp m ch h i ti p ệ ố ạ ồ ế β = +1 1 2 R R R (14.4)
Đõy chớnh là tr ng thỏi n đ nh b n (tr ng thỏi đ i) c a m ch.ạ ổ ị ề ạ ợ ủ ạ
Khi t = t1 cú xung kớch thớch (xung nh n c c tớnh dọ ự ương) t i đ u vào P. ớ ầ
N u biờn đ thớch h p vế ộ ợ ượ ơt h n giỏ tr :ị
UP – .Umax (14.5) M ch đi n l t sang tr ng thỏi cõn b ng khụng b n v i:ạ ệ ậ ạ ằ ề ớ
= + =
r r max max
U U U (14.6)
Và qua m ch h i ti p dạ ồ ế ương cú UP = – .Umax
Sau th i đi m tờ ể 1, đi n ỏp ra ệ Umax n p cho t đi n C làm cho đi n ỏp trờnạ ụ ệ ệ t tăng ụ UC=UN dương d n cho t i khi ầ ớ
t = t2;
Khi UN = .Umax thỡ x y ra đ t bi n do đi n ỏp đ u vào vi m ch thu tả ộ ế ệ ầ ạ ậ toỏn UC−UN đ i d u làm cho đi n ỏp ra đ i d u l n th hai: ổ ấ ệ ổ ấ ầ ứ
= −
r max
U U (14.7) Trong kho ng th i gian (tả ờ 1 – t2) giỏ tr : ị
UN =UC>0
nờn diode b phõn c c ngị ự ược và tỏch ra kh i m ch.ỏ ạ
Sau th i đi m tờ ể 2 t C phúng đi n qua R hụ ệ ướng t i giỏ tr đi n ỏp ra lỳcớ ị ệ đú là −Umax.
Khi t = t3; UC=UN 0 diode l i m , ghim m c đi n ỏp đ u vào đ o ạ ở ứ ệ ầ ả ở giỏ tr 0, m ch l i quay v tr ng thỏi đ i ban đ u ch xung kớch thớch tỏcị ạ ạ ề ạ ợ ầ ờ đ ng lờn đ u vào đ l t tr ng thỏi… k t qu ta cú dóy xung vuụng đ u raộ ầ ể ậ ạ ế ả ở ầ c a m ch dao đ ng đa hài đ i.ủ ạ ộ ợ
14.3 Ph m vi ng d ngạ ứ ụ
Cỏc m ch dao đ ng đa hài đ i đạ ộ ợ ược s d ng đ t o ra cỏc dóy xungử ụ ể ạ vuụng cú t n s khỏc nhau ho c s d ng trong cỏc m ch nh m t m ch r leầ ố ặ ử ụ ạ ư ộ ạ ơ th i gian.ờ
Bư TH C HÀNH:Ự
L p m ch ắ ạ dao đ ng đa hài m t tr ng thỏi n đ nhộ ộ ạ ổ ị
I. T ch c th c hi nổ ứ ự ệ
Lý thuy t d y t p ế ạ ậ trung
Th c hành theo nhúm (3 sinh viờn/nhúm)ự
II. L p b ng v t t thi t bậ ả ậ ư ế ị
TT Thi t b ư V t tế ị ậ ư Thụng s kố ỹ thu tậ
S lố ượng 1 Mỏy hi n súngệ 20MHz, hai tia 1mỏy/nhúm 2 Đ ng h v n năngồ ồ ạ VưAưOM 1cỏi/nhúm 3 Bo m ch thớ nghi m ạ ệ Bo 2114 1m ch/nhúmạ
4 Dõy n iố Dõy đ n 0,05mm Xơ 25cm nhi u màuề 20m/nhúm 5 Ngu n đi nồ ệ Đi n ỏp vào ệ 220ACV/2A Đi n ỏp ra ệ 0 ư:ư 30DCV 1b /nhúmộ
III. Quy trỡnh th c hi nự ệ
TT Cỏc bước cụng vi cệ
Phương phỏp thao tỏc
D ng c thụ ụ i tế
b ,v t tị ậ ư Yờu c u k thu tầ ỹ ậ
1 Chu n bẩ ị Ki m tra d ng cể ụ ụ Ki m tra mỏy phỏtể xung Ki m tra mỏy hi n ể ệ súng B d ng cộ ụ ụ Mỏy phỏt xung Mỏy hi n súngệ Bo m chạ S d ng đ đoử ụ ể cỏc d ng ạ xung, Khi đo xỏc đ nhị được chu k ,ỳ d ng xung, t nạ ầ
Bo m ch thớ nghi mạ ệ s …ố 2 K t n i ế ố m ch đi nạ ệ Dựng dõy d n k t ẫ ế n iố Dõy k t n iế ố Bo m chạ Đỳng s đ ơ ồ nguyờn lý 3 C p ngu nấ ồ N i dõy đ v iố ỏ ớ dương Dõy đen v i õmớ B ngu nộ ồ Bo m chạ 12VDC Đỳng c c tớnhự 4 Đo ki m ể
tra K t n i ế ố m ch ạ v i ớ
đ ng h v n năngồ ồ ạ Đ ng h v nồ ồ ạ năng Đỳng đi n ỏpệ 5 Bỏo cỏo th c hành ự Vi t trờn gi yế ấ Bỳt, gi yấ V s đ nguyờnẽ ơ ồ lý V s đ l p rỏpẽ ơ ồ ắ Trỡnh bày nguyờn lý ho t đ ngạ ộ Ghi cỏc thụng số đo được
IV. Ki m tra, đỏnh giỏ ể (Thang đi m 10)ể
TT Tiờu chớ N i dungộ Thang đi mể
1 Ki n th cế ứ V ẽ được s đ , trỡnh bày nguyờn lýơ ồ làm vi c, đ c đi m c a ệ ặ ể ủ m ch đa hàiạ hai tr ng thỏi n đ nhạ ổ ị
4 2 K năngỹ L p đắ ược m ch đi n đỳng yờu c u kạ ệ ầ ỹ
thu t ậ
Đo được cỏc thụng s c n thi t ố ầ ế
4 3 Thỏi độ -An toàn lao đ ngộ
BO M CH THÍ NGHI MẠ Ệ
PHƯƠNG PHÁP Đ U N IẤ Ố
- N i đi m ố ể d v i đi m ớ ể 1 đ m c t ể ắ ụC2 = 0,1uF vào m chạ -
PHƯƠNG PHÁP Đ U N IẤ Ố
- N i đi m ố ể 8 v i đi m ớ ể f đ m c t ể ắ ụ R1 = 10k vào m chạ - N i đi m ố ể 4 v i đi m ớ ể e đ m c t ể ắ ụR2 = 10k vào m chạ
- K t n i đi m ế ố ể 3 v i đi m ớ ể 6 đ để ượ ơ ồ ạc s đ m ch đi n dao đ ng đa hàiệ ộ m t tr ng thỏi n đ nhộ ạ ổ ị
- N i đi m ố ể (+) m ch v i v i đi m ạ ớ ớ ể (+) t i v trớ ạ ị POWER INPUT
- C p ngu n m t chi u vào bo m ch thớ nghi m t i v trớ ấ ồ ộ ề ạ ệ ạ ị POWER INPUT chỳ ý c p đỳng c c c a ngu n đi nấ ự ủ ồ ệ
- C p ngu n ch y th m ch đi nấ ồ ạ ử ạ ệ
- Dựng đ ng h v n năng đo đi n ỏp t i 2 đi m ồ ồ ạ ệ ạ ể d và f
- B k t n i gi a đi m ỏ ế ố ữ ể d và 2. K t n i đi m ế ố ể d v i ớ b, 3 v i ớ c ta thay thế được giỏ tr t Cị ụ 2 = 0,39uF. Sau khi thay giỏ tr c a t Cị ủ ụ 2 ti n hành dựngế đ ng h v n năng đo l i đi n ỏp t i cỏc đ u ra đi m ki m tra s thayồ ồ ạ ạ ệ ạ ầ ể ể ự đ i tr ng thỏiổ ạ
- Tương t thay giỏ tr c a t Cự ị ủ ụ 1 = 0,39uF sau đú ki m tra s thay đ iể ự ổ tr ng thỏiạ
- T k t qu thu đừ ế ả ược sau khi thay đ i cỏc linh ki n rỳt ra nh n xột, k tổ ệ ậ ế lu n v ho t đ ng c a m ch đi nậ ề ạ ộ ủ ạ ệ
- Chỳ ý an toàn lao đ ng khi th c hànhộ ự
CÂU H I VÀ BÀI T PỎ Ậ
1. Phõn tớch nguyờn lý ho t đ ng m ch 14.1. D a trờn c s gi n đ th i gianạ ộ ạ ự ơ ở ả ồ ờ hỡnh 14.2 phõn tớch quỏ trỡnh t o xung ra c a m ch 14.1.ạ ủ ạ
2. Phõn tớch ho t đ ng m ch hỡnh 14.3.ạ ộ ạ
3. T i sao núi m ch dao đ ng đa hài đ i cú th s d ng nh m t m ch r leạ ạ ộ ợ ể ử ụ ư ộ ạ ơ th i gian?ờ
Bài 15
M CH DAO Đ NG ĐA HÀI HAI TR NG THÁI KHễNG N Đ NHẠ Ộ Ạ Ổ Ị
M c tiờu c a bài:ụ ủ
H c xong bài này h cọ ọ , viờn s cú kh năngẽ ả
- Trỡnh bày được tỏc d ng linh ki n và nguyờn lý làm vi c c a m ch daoụ ệ ệ ủ ạ đ ng đa hài hai tr ng thỏi khụng n đ nh dựng trong lĩnh v c đi n t dõnộ ạ ổ ị ự ệ ử d ngụ
- L p rỏp và cõn ch nh đắ ỉ ược m ch dao đ ng đa hài hai tr ng thỏi khụngạ ộ ạ n đ nh
ổ ị
- Rốn luy n tớnh c n th n, t m trong vi c phõn tớchệ ẩ ậ ỷ ỉ ệ - An toàn cho người và thi t bế ị
N i dung bài h c:ộ ọ
A. Lí THUY T Ế
15.1 M CH DAO Đ NG ĐA HÀI HAI TR NG THÁI KHễNG NẠ Ộ Ạ Ổ Đ NH DÙNG TRANSISTOR Ị
15.1.1 S đ m ch đi nơ ồ ạ ệ
- M ch dao đ ng đa hài hai tr ng thỏi khụng n đ nh cũn g i là m ch đaạ ộ ạ ổ ị ọ ạ hài t dao đ ng.ự ộ
M ch đi n nh hỡnh 15.1. ạ ệ ư
Hỡnh 15.1. M ch dao đ ng đa hàiạ ộ
Transistor T1 và T2 làm vi c ch đ khoỏ nh cỏc khoỏ đi n t đúngệ ở ế ộ ư ệ ử ng t m ch v i t c đ nhanh 10ắ ạ ớ ố ộ –10 – 10–6 s, do v y đi n ỏp đ u ra cú hai tr ngậ ệ ầ ạ thỏi khỏc bi t.ệ
L u ý:ư C n nõng cao tớnh tỏc đ ng nhanh c a khoỏ và ngăn ng a hi nầ ộ ủ ừ ệ tượng bóo hoà sõu c a ủ transistor.
Nh n xột:ậ K t c u m ch đ i x ng g m hai transistor Tế ấ ạ ố ứ ồ 1 gi ng h t Tố ệ 2, T1T2 cựng m c EC và cú hai vũng h i ti p dắ ồ ế ương qua hai b l c t n s caoộ ọ ầ ố R1C1 và R2C2.
C c gúp (c c C) c a transistor này n i v i c c g c (c c B) transistorự ự ủ ố ớ ự ố ự kia thụng qua t Cụ 1 và C2.
15.1.2 Tỏc d ng linh ki nụ ệ
R1, R2: Đ nh thiờn ki u dũng Iị ể B c đ nh cho Tố ị 1, T2.
RC1, RC2: Cung c p đi n ỏp m t chi u cho c c C; đ ng th i là t i c aấ ệ ộ ề ự ồ ờ ả ủ T1, T2.
C1, C2: Cỏc t th c hi n quỏ trỡnh phúng ho c n p.ụ ự ệ ặ ạ
T1, T2: Hai khoỏ đi n t s d ng transistor m c E chung. ệ ử ử ụ ắ
15.1.3 Nguyờn lý làm vi cệ
Gi n đ th i gian hỡnh 15.2 minh h a nguyờn lý làm vi c c a m ch daoả ồ ờ ọ ệ ủ ạ đ ng đa hài.ộ
Hỡnh 15.2. Gi n đ th i gian m ch đa hài t dao đ ngả ồ ờ ạ ự ộ
a) Thi t l p tr ng thỏi ế ậ ạ
Trong th i gian tờ 0 t1. T1 và T2 cú cựng đ nh thiờn nh ng th c t doị ư ự ế cụng ngh ch t o khụng th đ i x ng lý tệ ế ạ ể ố ứ ưởng (đ c bi t là đ i v i đi n trặ ệ ố ớ ệ ở và cỏc linh ki n khỏc) đ thụng c a Tệ ộ ủ 1 và T2 khỏc nhau do đú quỏ trỡnh thi tế
l p tr ng thỏi cú tớnh ch t đ t bi n (x y ra r t nhanh), d n đ n m t transistorậ ạ ấ ộ ế ả ấ ẫ ế ộ t t, m t transistor thụng bóo hoà.ắ ộ
b) Tr ng thỏi cõn b ng I ạ ằ (T1 t t, Tắ 2 thụng) Ura1 ≈ +E Đ r ng xung ra uộ ộ r1 = t2 t1 Ur2 ≈ 0
C2 n p: +Eạ CC đ n Rế C1 đ n Cế 2 đ n Rế BE T2 đ n – Eế CC
Đi n ỏp Uệ B c a Tủ 2 bi n đ i Uế ổ C2↑ đ n Uế B(T2) d n đ n T↓ ẫ ế 2 b t thụng choớ đ n khi Tế 2 t t h n, khi đú Cắ ẳ 1 phúng đi n.ệ
C1 phúng: +C1 đ n Rế CE T2 đ n Eế CC đ n Rế 1 đ n ưCế 2, đi n ỏp trờn Cệ 1
(phi n ph i) b t õm d n, d n đ n lỳc t = tế ả ớ ầ ẫ ế 1. T1 thụng bóo hoà. K t qu : Tế ả 1 thụng bóo hoà, T2 t t.ắ
Tr ng thỏi II đạ ược thi t l p.ế ậ
c) Tr ng thỏi cõn b ng II ạ ằ (T1 thụng, T2 t t) ắ
Đ r ng xung ra ộ ộ ụ2 = t3 t2 Ur1 ≈ 0 Ur2 ≈ +ECC
C1 n p: +E đ n Rạ ế C2 đ n Cế 1 đ n Rế BET1 đ n –Eế CC = 0V
Đi n ỏp trờn c c gúp c a Tệ ự ủ 1 tăng (UC1↑) đ n Uế BT1↓ đ n Tế 1 b t thụng d nớ ẫ đ n lỳc t = tế 2. T1 t t h n.ắ ẳ
Cựng th i gian Cờ 1 n p thỡ Cạ 2 phúng đi n, đệ ường phúng c a Củ 2 nh sau:ư +C2 đ n Rế CET1 đ n Eế CC đ n Rế 2 đ n – Cế 2.
Vũng h i ti p dồ ế ương d n đ n k t qu : Tẫ ế ế ả 1 t t, Tắ 2 thụng quay v tr ngề ạ thỏi I, m ch ti p t c th c hi n m t chu k m i.ạ ế ụ ự ệ ộ ỳ ớ
Nh v y: C hai tr ng thỏi cõn b ng đ u khụng b n do t Cư ậ ả ạ ằ ề ề ụ 1, C2 liờn t c n p r i phúng làm cho m ch chuy n đ i tr ng thỏi. T i cỏc đ u ra Uụ ạ ồ ạ ể ổ ạ ạ ầ r1 và Ur2 ta nh n đậ ược hai dóy xung vuụng ngược pha nhau.
d) Tớnh t n s xung raầ ố
Ta cú: ur1 = C1.R1.ln2 (15.1) ur1 = 0,69.C1.R1 (15.2) ur2 = 0,69.C2.R2 (15.3) Chu k xung: T = uỳ r1 + ur2 (15.4) T n s xung: f = 1/ 0,69.( uầ ố r1 + ur2) (15.5) N u ch n đ i x ng: Cế ọ ố ứ 1 = C2 = C, R1 = R2 = R
Ta nh n đậ ược m ch đa hài đ i x ng.ạ ố ứ
f = 1,38.R.C1 (15.6) Trong trường h p (uợ r1 ≠ ur2) ta cú đa hài khụng đ i x ng.ố ứ
Chỳ ý:
Th c t đ t o ra cỏc xung cú f h n ch , v i f < 100Hz, cỏc t Cự ế ể ạ ạ ế ớ ụ 1, C2
ph i cú đi n dung l n. ả ệ ớ
Khi f > 10 kHz ph i chỳ ý đ n t n s c t c a transistor. ả ế ầ ố ắ ủ
Biờn đ xung ra độ ược xỏc đ nh g n đỳng b ng giỏ tr ngu n Eị ầ ằ ị ồ CC cung c p khi khụng t i.ấ ả
Đ kh c ph c h n ch v t n s , ngể ắ ụ ạ ế ề ầ ố ười ta đ a ra cỏc s đ m ch đaư ơ ồ ạ hài dựng IC tuy n tớnh.ế
15.2 M CH DAO Đ NG ĐA HÀI T DAO Đ NG DÙNG VI M CHẠ Ộ Ự Ộ Ạ THU T TOÁN Ậ