II. THIẾT KẾ MẠCH:
1. KHỐI ĐỒNG BỘ HOÁ VÀ PHÁT SÓNG RĂNG CƯA(ĐBH-FSRC):
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH TẠO XUNG CHỮ NHẬT:
Mạch tạo xung chữ nhật bao gồm các Tranzitor Tr1 ÷Tr4 , phần tử logic ''hoặc - đảo'' G1 và các điện trở R3 ÷ R6. Tín hiệu điện áp đồng bộ hoá
R6 R3 R4 R5 - R9 R7 R8 -ucc + +ucc C1 Tr4 ur Tr5 Tr2 Tr3 U®bd Tr1 C A B G1 +ucc -ucc H×nh III-4
(đã dịch pha) uđbd được nối và cực gốc và các cực phát của 2 Tranzitor Tr3 và Tr4 tạo thành mạch liên hợp như hình trên.
Để phân tích nguyên lý hoạt động của mạch ta có khái niện điện áp ngữơng đó là trị số điện áp dáng trên nội trở của các linh kiện bán dẫn (kĩ hiệu ung). Đối với Tranzitor thì ung= o,4 ÷ 0,7 (v). Khi điện áp điều khiển (ube) có trị số ube < ung thì Tranzitor khoá, còn khi ube > ung thì Tranzitor mở và nhanh chóng đạt đến mức bão hoà. Căn cứ vào các khái niệm trên, nguyên lý làm việc của mạch tạo xung chữ nhật được phân tích như sau: Xét trong một chu kỳ của điện áp đồng bộ(uđbd).
+ Trong nửa chu kỳ dương (0 ÷π).
Khi uđbd < ung thì Tr1 khoá, lúc này Tr2 khoá hiển nhiên do chịu điện áp ngược đặt vào mạch phát gốc. Tr1 khoá, Tr4 mở do có định thiên R3. Khi Tr4 mở, nó dẫn dòng làm cho Tr3 cũng mở, các Tr3 và Tr4 mở bão hoà dẫn đến điểm A và B có mức logic 0.
Khi uđbd > ung thì Tr1 mở (Tr2 vẫn khoá do chịu điện áp ngược). Tr1 nó dẫn dòng theo đường (+ucc ) Tr1 Tr3 (-ucc), làm cho điện áp ube của Tr4 < ung nên Tr4 khoá nên điểm A có mức logic 1, Tr3 mở làm cho điểm B có mức logic 0.
CB B
ở cuối nửa chu kỳ khi uđbd giảm đến uđbd < ung thì hiện tượng xảy ra tương tự ở đầu nửa chu kỳ này (uđbd < ung).
Kết luận: Điểm A luôn có mức logic 1 khi uđbd > ung Điểm A luôn có mức logic 0 khi uđbd < ung Điểm B luôn có mức logic 0.
+ Trong nửa chu kỳ âm (ωt = π ÷2π )
ở nửa chu kỳ âm này Tr1 chịu điện áp ngược đặt vào mạch phát gốc nên Tr1 khoá dẫn đến Tr4 mở nhờ có định thiên R3 nên điểm A luôn có mức logic 0. Đối với Tr2 cũng xét tương tự như trên. Đầu và cuối của nửa chu kỳ âm này (uđbd < ung) thì Tr2 khoá Tr3 mở bão hoà nên điểm B có mức logic 0.
Khi uđbd > ung thì Tr2 mở ubeTr3 < ung nên Tr3 khoá làm cho điểm B có mức logic 1.
Kết luận: Điểm A luôn có mức logic 0.
Điểm B có mức logic 1 khi uđbd > ung . Điểm B có mức logic khi uđbd < ung.
Cứ như vậy quá trình tạo các xung chữ nhật (ứng với hai mức logic 0 và 1 ) lặp đi lặp lai theo chu kỳ của điện áp đồng bộ hoá.
Các tín hiệu lấy từ các điểm A và B ở trên được đưa tới hai chân đầu vào của phần tử logic G1 (nor). Đầu ra của G1 (điểm C) nhận các mức logic theo phương trình thái sau.
C = A +B
Căn cứ vào kết quả khảo sát ở trên, xác định được mức logic tại điểm C (là tín hiệu đầu ra của G1) như sau.
Đầu và cuối của các nửa chu kỳ ( khi uđb < ung ) cả A và B đều có mức logic là 0 do đó điểm C có mức logic là 1. C = 0 + 0 = 1.
A• •
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Trong nửa chu kỳ âm khi uđb > ung điểm A có mức logic 0, điểm B có mức logic 1 nên điểm C có mức logic 0. C = 0 + 1= 0. Như vậy điểm C (đầu ra của G1) nhận được các xung có dạng hình chữ nhật, tương ứng với hai mức logic 0 và 1. Trong đó thời gian tồn tại của mức logic 1 ở đầu ra G1 rất ngắn (ứng với các thời điểm đầu và cuối của các nửa chu kỳ điện áp đồng bộ khi uđb < ung ). Giản đồ điện áp minh hoạ như hình III-5.
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MẠCH TẠO ĐIỆN ÁP RĂNG CƯA.
Mạch tạo điện áp răng cưa gồm khuếch đại thuật toán IC1 tụ điện C2 mắc thành mạch tích phân có khoá không chế là Tranzitor (Tr5) tín hiệu đầu vào mạch không chế là tín hiệu đầu ra mạch tạo xung chữ nhật (G1). Đây tín hiệu logic có hai mức 0 và 1. Tín hiệu logic này đưa tới cực gốc khoá không chế Tr5,