Chương II Cơ sở lý thuyết
B. TỔNG QUAN MẠCH TƯƠNG TỰ
2.2 Khối dao động hồi tiếp cầu viên
2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động mạch cầu viên
- Mạch cầu Wien sử dụng trong các mạch xoay chiều để xác định giá trị của tần số chưa biết. Cầu đo các tần số từ 100Hz đến 100kHz. Độ chính xác của cầu nằm trong khoảng 0,1 đến 0,5 phần trăm. Cầu được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau như đo điện dung, phân tích biến dạng hài và trong bộ dao động tần số HF.
- Cầu Wien nhạy cảm với tần số. Do đó, rất khó để có được điểm cân bằng. Điện áp nguồn đầu vào khơng hồn tồn là hình sin và có một số sóng hài.
Sóng hài của điện áp nguồn làm xáo trộn điều kiện cân bằng của cầu. Để khắc phục vấn đề này, bộ lọc được sử dụng trong cầu. Bộ lọc mắc nối tiếp với bộ chỉ báo mức không (null detector).
Đối với các tần số dưới 1MHz, bộ dao động RC thiết thực hơn loại LC do kích thước vật lý và chi phí của các cuộn cảm và tụ điện được yêu cầu ở tần số thấp.
- Cũng là một dạng dao động dịch pha. Mạch thường dùng op-amp ráp theo kiểu khuếch đại khơng đảo nên hệ thống hồi tiếp phải có độ lệch pha 00. Mạch căn bản như hình 10.8a và hệ thống hồi tiếp như hình 10.8b
- Bộ giao động RC có 2 mạch RC giai đoạn , bao gồm 2 tụ điện không phân cực và hai điện trở trong bộ lọc thông cao và bộ lọc thông thấp . Một điện trở và 1 tụ điện mắc nối tiếp , một điện trở và một tụ điện mắc song song
Hình 2.4 :
Khối giao động
hồi tiếp cầu viên
Hai điện trở và 2 tụ điện được sử dụng cả 2 tầng như mạch lọc thông cao và mạch lọc thông thấp kết nối với nhau là sản phẩm của bộ lọc thơng dải tích lũy sự phụ thuộc tần số của 2 tầng thứ tự .
2.2.2.2 Nguyên lý mạch giao động hồi tiếp cầu viên kết hợp với khuếch đại thuật tốn
Hình 2.5 : Mạch giao động hồi tiếp cầu viên kết hợp KĐTT
- Mạch sử dụng bộ khuyếch đại thuận của mạch khuếch đại thuật toán . Ban đầu được cấp 1 nguồn điện 1 chiều , khiến điện áp các phần tử trong này biến thiên từ đó sinh ra các điện áp tạp âm .
- Điện áp tạp âm kết hợp với hồi tiếp dương tạo ra một tín hiệu hồi tiếp bằng 1/3 tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại . Tín hiệu hồi tiếp này kết hợp vào tín hiệu đầu vào làm cho đầu ra lớn dần lên theo thời gian rồi lại hồi tiếp và duy trì .
Khơng hồi tiếp dương mà chỉ có hồi tiếp âm thì tín hiệu sẽ là tín hiệu tắt dần
2.2.2.3 Tính tốn thơng số mạch dao động cầu viên
Kht =1+R1 1 R2+ C2 C1+j.(w R1.C2−W .C11 ) Trong đó R1 = R2 = R; C1 = C2 = C ta có : Kht = 3+j .(WRC−1 1 wRC) Đặt α = ωRC1 Kht = √9+1¿¿¿ ;
Giống như trên hình thì sẽ tạo ra giao động lớn mãi và biến dạng
φht = arctg(α−1α
3 ) = 0 α = 1