1. Các tham số của xung răng cưa
Tín hiệu xung răng cưa được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, chẳng hạn làm tín hiệu quét trong các máy hiện sóng, làm tín hiệu so sánh biến đổi điện áp hay thời gian.v.v...
tqt
tqn
T t
Hình 6-17: Tín hiệu xung răng cưa
U
Uˆ
Trên hình 6-17 là một tín hiệu xung răng cưa thông thường. Nó bao gồm hai phần, phần biến thiên tuyến tính theo thời gian gọi là thời gian quét thuận tqt và phần còn lại là thời gian quét ngược tqn. Các mạch tạo tín hiệu răng cưa phải bảo đảm sao cho thời gian quét thuận lớn hơn rất nhiều thời gian quét ngược. Biên độ của xung răng cưa là
^
U. Tín hiệu răng cưa có thể dương hay âm, thực hiện quét lên hoặc quét xuống và mạch tạo xung răng cưa có thể hoạt động ở chế độ đợi hay tự dao động.
Trong thực tế, phần quét thuận của xung răng cưa không hoàn toàn tuyến tính. Do đó để đánh giá chất lượng đường quét của xung răng cưa, ta đưa ra hệ số phi tuyến ε, định nghĩa như sau:
' ' (0) ( ) ' (0) tqt U U U ε = − trong đó: U(0)'
là độ dốc ở điểm bắt đầu đường quét thuận.
' (tqt)
U là độ dốc ở điểm kết thúc đường quét thuận.
Ngoài ra mạch quét còn được đánh giá theo hiệu suất sử dụng nguồn cung cấp.
^ C U E η = Với ^
Ulà biên độ, EC là điện áp nguồn. Nói chung tín hiệu răng cưa được tạo ra dựa trên quá trình nạp và phóng của tụ. Các mạch tạo xung răng cưa đều dựa theo một trong ba nguyên lý cơ bản sau:
- Nạp, phóng cho tụ bằng mạch RC đơn giản. - Nạp hoặc phóng cho tụ qua nguồn dòng ổn định. - Dùng hồi tiếp để ổn định dòng nạp cho tụ.
2. Mạch tạo xung răng cưa dùng RC đơn giản
Trên hình 6-18 là sơ đồ nguyên lý tạo xung răng cưa dùng mạch RC đơn giản. Trong mạch tranzito hoạt động ở chế độ khoá. Bình thường, khi không có xung kích
Uv
Uv t Ur EC tqt tqn 0 0 Ubh ^ R U Hình 6-19. Dạng tín hiệu vào ra Hình 6-18. Mạch tạo xung răng cưa
thích, tranzito thông bão hoà do được cung cấp dòng IB khá lớn qua, do đó tín hiệu ra . Khi
mạch được kích thích xung âm, tranzito tắt, tụ C nạp điện từ nguồn EC qua R. Điện áp trên tụ tăng dần theo biểu thức:
/
(1 t RC)
R C
U =E −e−
Khi xung vào kết thúc tranzito thông và bão hoà trở lại, tụ C phóng điện nhanh qua tranzito tới giá trị gần bằng không. Thời gian quét thuận của mạch bằng thời gian tồn tại của xung vào, còn thời gian quét ngược là thời gian phóng điện của tụ C. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0
≈
r
U
Nguyên lý hoạt động của mạch giống mạch RC đơn giản chỉ khác ở chỗ trong mạch này RC của T1 được thay bởi nguồn dòng ổn định (gồm T2, RE, RB2, Dz).
Với mạch RC đơn giản (hình 6-18) ta thấy:
C C nap C E U I R − =
Do UR = UC càng lớn thì dòng nạp cho tụ C càng nhỏ do đó UC không tuyến tính. Với mạch dùng nguồn dòng hình 6-20 ta thấy khi có xung âm vào T1 tắt, C được nạp điện, dòng nạp bây giờ là không đổi do nguồn dòng ổn định.
Chương VII CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ SỐ VÀ SỐ TƯƠNG TỰ I. Nguyên tắc chuyển đổi tương tự - số (ADC)
Hình 7-1 là sơ đồ khối của bộ chuyển đổi AD.
Mạch lấy mẫu ADC Lượng tử hóa Mã hóa UM UA UD fm fđh
1. Mạch Lấy mẫu
Tín hiệu tương tự (UA) được đưa đến mạch lấy mẫu.
- Tại các thời điểm cách đều nhau (Tm) mạch lấy mẫu sẽ lấy mẫu biên độ của tín hiệu tương tự (UA). 1 m m f T =
được gọi là tần số lấy mẫu.
Để có thể khôi phục lại tín hiệu một cách trung thực thì tần số lấy mẫu phải thỏa mãn điều kiện:
ax
2. 2
m thm
f ≥ f ≈ B
Trong đó: fthmax là tần số lớn nhất của tín hiệu. B là dải tần của tín hiệu.
- Mẫu tín hiệu này được giữ trong quá trình chuyển đổi nó thành tín hiệu số.
2. Mạch lượng tử - Mã hóa
- Tín hiệu ra của mạch lấy mẫu được đưa đến mạch lượng tử để làm tròn với độ chính xác 2
Q
±
.
Nếu tín hiệu số có N bít thì mức lượng tử Q có giá trị
ax N 2 1 Am U Q= − Trong đó : Q là mức lượng tử
UAmax là giá trị điện áp tương tự lớn nhất mà bộ chuyển đổi có thể chuyển đổi được. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2
Q
gọi là sai số lượng tử. Sai số này càng nhỏ khi số bít càng lớn.
- Tín hiệu UM sau khi được làm tròn sẽ được mạch lượng tử rời rạc với nguyên lần mức lượng tử.
- Sau mạch lượng tử là mạch mã hóa. Kết quả lượng tử được sắp xếp theo một quy luật mã theo yêu cầu. Quá trình lượng tử hóa và mã hóa xẩy ra đồng thời không thể tách rời hai quá trình này.
3. Các phương pháp chuyển đổi tương tự - số 3.1. Biến đổi song song
Trong phương pháp chuyển đổi song song, tín hiệu được so sánh cùng một lúc với nhiều giá trị chuẩn. Do đó tất cả các bit được xác định đồng thời và đưa đến đầu ra.
3.2. Biến đổi nối tiếp theo mã đếm
Ở đây quá trình so sánh được thực hiện lần lượt từng bước theo quy luật của mã đếm. Kết quả chuyển đổi được xác định bằng cách đếm số lượng giá trị chuẩn có thể chứa được trong giá trị tín hiệu tương tự cần chuyển đổi.
3.3. Biến đổi nối tiếp theo mã nhị phân
Quá trình so sánh được thực hiện lần lượt từng bước theo quy luật mã nhị phân. Các đơn vị chuẩn dùng để so sánh lấy các giá trị giảm dần theo quy luật mã nhị phân, do đó các bit được xác định lần lượt từ bit có nghĩa lớn nhất (MSB) đến bit có nghĩa nhỏ nhất (LSB)
4. Biến đổi song song - nối tiếp kết hợp
Trong phương pháp này, qua mỗi bước so sánh có thể xác định được tối thiểu là 2 bit đồng thời.