– Chu kỳ T của tín hiệu xung là : T = ton + toff
– Trong đó ton là thời gian tín hiệu xung có điện áp cao toff là thời gian xung có điện áp thấp. Từ khái niệm trên ngƣời ta đƣa ra hai khái niệm khác là độ rỗng Q và hệ số đầy của xung.
– Độ rỗng của xung đƣợc tính theo công thức:
on
t T
Q – Nghịch đảo của độrộng xung là hệ số đầy đƣợc tính theo công thức :
T ton
– Hệ số đầy còn đƣợc gọi tên là chu trình làm việc D (DutyCycle) : 100%
T t
CHƢƠNG 5: CÁC MẠCH TẠO XUNG
GIÁO TRÌNH VI MẠCH TƢƠNG TỰ Trang 58
– Trong mạch dao động đa hài phi ổn đối xứng ta có thời gian xả của tụ C1 bằng thời gian xả của tụ C2 nên : t1 = t2 ton = toff = ½ T
– Chu trình làm việc củamạchđa hài đối xứng là : 100%50%
T t D on
– Để thay đổi chu trình làm việc D ngƣời ta phải thay đổi ton hoặc toff nhƣng phải giữ nguyên chu kỳ T.
Sơ đồ mạch thay đổi chu trình làm việc:
– Mạch điện có biếntrở VR dùng để thay đổi chu trình làm việc D. VR =R1 + R2
– Điện trở R là phần điện trở RBdùng chung cho cả hai Transistor. Ta có: RB1 = R + R1.
RB2 = R + R2.
– Khi điều chỉnh biến trở theo hƣớng tăng trị số R1 sẽ làm giảm trị số R2 và ngƣợc lạị Điều này có nghĩa là khi RB1tăng thì giảm trị số RB2và ngƣợc lạị
– Ta vẫn có thời gian xả của hai tụ C1 và C2 tính theo công thức sau: t1 = 0,69RB1.C1 = 0,69 (R+ R1) C1
t2 = 0,69RB2.C2 = 0,69 (R+ R2) C2
– Giả thiết C1=C2=C ta có chu kỳ T của tín hiệu xung vuông là: T = t1 + t2 = 0,69(R+ R1)C1 + 0,69(R+ R2)C2
T = 0,69[(R+ R1) + (R+ R2)] C T = 0,69[(R+ R1) + (R+ R2)] C T = 0,69(2R+ R1 + R2) C T = 0,69(2R+ VR) C
– Nhƣ vậy, khi điều chỉnh biến trở VR sẽ làm không thay đổi chu kỳ T tức là giữ nguyên tần số f mà chỉ làm thay đổi thời gian t1, t2tức là thời gian ton, toffsẽ làm thay đổi chu trình làm việc D.
CHƢƠNG 5: CÁC MẠCH TẠO XUNG
GIÁO TRÌNH VI MẠCH TƢƠNG TỰ Trang 59
ạ Nguyên lý thiết kế:
– Biến trở VR là phần điện trở phân cực chung cho hai cực B của hai Transistor. Khi điều chỉnh biến trở đúng vị trí giữa điện trở phân cực cho hai Transistor bằng nhau là:
RB1=RB2= R + R1 = R + R2 = R +1/2V2
– Khi thay đổi vị trí của biến trở VR sang phải hay sang trái làm tăng điện trở phân cực RB1, giảm điện trở phân cực RB2 và ngƣợc lạị Khi RB1 cực tiểu thì RB2 cực đại và ngƣợc lại
Ta có : RB1min = RB2min = R RB1max = RB2max = R + VR
– Giả thiết mạch đa hài phi ổn đƣợc thiết kế trong phần trên có tần số dao động là 1000Hz nhƣng chu trình làm việc thay đổi đƣợc từ 40% đến 60% thì phần tính toán đƣợc giải theo trình tự sau:
– Đầu tiên ta giả thiếtmạch dao động đa hài phi ổn có tần số là f = 1000Hz và chu trình làm việc không đổi là 50% (mạch phi ổn đối xứng).
– Với giả thiết bài toán đã trở về dạng thiết kế mạch cơ bản nhƣ trên và đã có kết quả:
RC = RC1= RC2 = 1,2K RB = RB1= RB2 = 39K
(Trị số RBtrung bình ứng với biến trở VR ở vị trí giữa) C = C1 = C2=0,018μF
– Sau khi có kết quả trên ta giữ trị số tụ C không đổi và thay đổi trị số điện trở RB1, RB2để thay đổi t1, t2tức là thay đổi chu trình làm việc.
– Ta chỉ cần tính cho t1sẽ suy ra tƣơng tự cho t2 . Từ tần số f = 1000Hz suy ra chu kỳ T là: ms f T 1 1000 1 1
– Khi chu trình làm việc là D = 40% thì thời gian t1 là: t T 0,4ms 100 40 1 và t1 = 0,69RB1min.C = 0,4 ms – Suy ra : RB ms 32,2K 10 . 018 , 0 . 69 , 0 4 . 0 6 min 1 R = RBmin = 32,2 K (chọn R = 33K)
– Khi chu trình làm việc là D = 60% thì thời gian t1 là:
ms T t 0.6 100 60 1 và t1 = 0,69RB1max.C = 0,6 ms – Suy ra: RB1max = ms 48,3K
10 . 018 , 0 . 69 , 0 6 . 0 6 RB1max = R + VR. – Nhƣ vậy: VR = RB1max– R = 48,3 K – 33 K = 15,3 K – Chọn biến trở VR = 15 K
CHƢƠNG 5: CÁC MẠCH TẠO XUNG
GIÁO TRÌNH VI MẠCH TƢƠNG TỰ Trang 60