Các hệ thống điện tử hoạt động thường dựa vào các xung đồng bộ, xung nhịp. Nếu mất xung đồng bộ thì hệ thống điện tử sẽ không làm việc và sẽ không sử dụng được, ví dụ như TV nếu mất các xung đồng bộ sẽ không xem được hình. Các xung đồng bộ, xung nhịp thường được phát kèm theo với tín hiệu điện tử chứa thông tin, như phát kèm với tín hiệu hình ảnh hoặc âm thanh, ta cần phải tách riếng xung đồng bộ khỏi tín hiệu nhận được đó.
Cách thực hiện được chỉ ra trên hình 3.40.
Ở đây có sự liên kết giữa một bộ hạn chế dưới và một bộ khoá transistor T, thông qua một tụ nối tầng phân cách C. Trong mạch điện áp ghim (+Eg) được tạo ra nhờ bộ phân áp (+Ec, R1, R2) tạo ra giá trị điện áp thích hợp, điện trở R2 là một chiết áp có thể vặn để thay đổi giá trị của điện áp ghim (+Eg) cho chính xác. Nếu vặn chiết áp R2 làm giá trị của +Eg tăng sẽ làm cho biên độ các xung đồng bộ tại điểm A (UA) sẽ bé, dẫn đến dễ bị mất đồng bộ, còn nếu thay đổi R2 làm giá trị +Eg giảm sẽ làm cho tín hiệu hình (tiếng) lọt vào mạch đồng bộ, làm hình bị chớp hay nhảy hình bất thường.
Chính vì vậy, khi vặn chiết áp R2 ta vặn sao cho tách ra được xung đồng bộ có biên độ tốt nhất theo yêu cầu kỹ thuật và máy làm việc ổn định. Trên các TV hay trên mặt oxilo thường có núm vặn để chỉnh đồng bộ hình, khi ta vặn núm đồng bộ đó chính là thay đổi giá trị của điện trở R2, và chính xác hơn về bản chất là thay đổi giá trị của điện áp ghim (+Eg).
a)
b)
Hình 3.40) Mạch tách xung đồng bộ
b. Mạch chọn xung đồng bộ
a)
b)
Hình 3.41: Bộ chọn xung đồng bộ
Sau khi tách được các xung đồng bộ ra khỏi tín hiệu điện tử nhận được, ta sẽ nhận được các loại xung đồng bộ khác nhau và mỗi một loại xung đồng bộ lại có một nhiệm vụ riêng, ví dụ TV có xung đồng bộ quét dòng
Bộ hạn chế dưới
+Eg1
Mạch tích phân
Bộ hạn chế dưới
+Eg2
Bộ tạo dạng xung
UV A B C Ur
xung đồng bộ quét mặt, mỗi một loại xung đồng bộ có nhiệm vụ thích hợp, nhưng các xung đó chúng đều được phát đi kèm với tín hiệu điện tử.
Vì vậy sau khi tách được xung đồng bộ ra lại còn phải tách riêng chọn ra từng loại xung đồng bộ để sử dụng cho thích hợp. Mạch chọn xung đồng bộ được chỉ ra trên hình 3.41 là mạch chọn xung đồng bộ mặt của TV.
Giả sử ta đưa vào đầu vào Uv là tín hiệu hình của TV, trong đó có cả xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mặt. Nhận thấy độ rộng của xung đồng bộ mặt rất lớn hơn độ rộng xung đồng bộ dòng. Sau khi đi qua bộ hạn chế dưới (+Eg1) ta nhận được các xung đồng bộ tại điểm A (UA), tiếp tục cho các xung đồng bộ qua mạch tích phân, mạch có tính chất độ rộng của xung vào có ảnh hưởng tới biên độ của xung ra, độ rộng của xung vào (UA) càng lớn thì biên độ của xung ra càng cao (UB). Kết quả thu được biên độ qua tích phân của xung đồng bộ mặt cao hơn, tiếp tục đi qua mạch hạn chế dưới (+Eg2) ta thu được đỉnh cao hơn về biên độ ứng với xung đồng bộ mặt tại điểm C (UC). Cho qua tiếp bộ tạo dạng xung đầu ra (Ura) sẽ nhận được xung vuông chuẩn tương ứng với xung đồng bộ mặt. Đó là cách “chọn xung”
đồng bộ của kỹ thuật, toàn bộ nguyên lý chọn xung đã được minh hoạ trên hình 3.41b.
Đến đây phần lớn các nội dung quan trọng của kỹ thuật xung đều đã được nêu ra khá đầy đủ theo đúng mục tiêu về nội dung đã đưa ra ban đầu.
Sau khi nắm được các kiến thức đã trình bày, từ đó có thể chủ động áp dụng và ứng dụng kiến thức thu được vào thực tế kỹ thuật. Những nội dung đưa ra không tránh khỏi những sai sót, rất mong được hợp tác và bổ sung thêm cho sách có nội dung hoàn thiện hơn.
Bài tập
1. Các tham số cơ bản của một xung điện áp, ý nghĩa của từng tham số đó
2. Các thành phần cơ bản của xung vuông là gì? Và cách tạo ra xung vuông trong thực tế.
3. Các thành phần cơ bản của một xung hình thang, bản chất tạo ra xung hình thang là gì?
4. Mạch vi phân là gì? Nhiệm vụ chính của nó, nguyên lý làm việc và dạng tín hiệu ra của mạch khi đưa vào là một xung vuông qua vi phân RC.
5. Dạng tín hiệu ra qua vi phân RC khi đầu vào cho xung hình thang, tại sao lại có dạng tín hiệu ra như vậy?
6. Ảnh hưởng của các tham số R, C trong mạch vi phân, nêu bản chất và ý nghĩa của hằng số thời gian τ=RC
7. Vẽ dạng dãy xung qua vi phân khi có quan hệ:
τ x<τ<(T-τx) τ x>τ>(T-τx)
8. Mạch tích phân là gì? Nhiệm vụ chính của nó, nguyên lý làm việc và dạng tín hiệu và dạng tín hiệu ra của mạch khi đưa vào là một xung vuông qua tích phân RC.
9. Dạng tín hiệu ra qua tích phân RC khi đầu vào cho xung hình thang, tại sao lại có dạng tín hiệu ra như vậy.
10. Ảnh hưởng của các tham số R, C trong mạch tích phân, nêu bản chất và ý nghĩa của hằng số thời gian τ=RC.
11. Vẽ dạng dãy xung qua tích phân khi có quan hệ:
τ x<τ<(T-τx) τ x>τ>(T-τx)
12. Bản chất của điốt là gì, nó được ứng dụng làm việc gì trong kỹ thuật xung?
13. Triôd: nguyên lý làm việc và ứng dụng chính của nó dùng trong kỹ thuật xung?
14. Các chế độ làm việc của khoá tranzistor trong chế độ xung (bão hoà), cách thực hiện kỹ thuật như thế nào để dảm bảo các chế độ công tác đó?
15. Giải thích bản chất sửa dạng xung của khoá tranzistor, khi nào thì không thể sửa được dạng xung?
16. Bộ đệm dùng để làm gì? Bản chất của bộ đệm và ứng dụng thực tế của nó?
17. Nhiệm vụ chính của bộ phân áp (R,C)? Cách khắc phục méo dạng xung vuông khi đi qua bộ phân áp (R,C)?
18. Chức năng các linh kiện và nguyên lý làm việc của mạch đa hài - tạo dãy xung vuông? Vẽ biểu đồ thời gian, chiều phóng nạp của tụ?
19. Thay đổi tham số của mạch đa hài, thay đổi độ rộng chu kỳ xung τx, thay đổi giá trị của tụ C và các ứng dụng của nó trong thực tế?
20. Vì sao mạch đa hài chắc chắn hoạt động? Vì sao tụ C chắc chắn phóng cắt (chạm) điện áp cắt?
21. Đặc điểm chính của mạch đa hài là gì? Vì sao dải tần số công tác thấp và sai số tần số (±∆f) lớn? Phạm vi ứng dụng của mạch đa hài?
22. Mạch đa hài đợi - tạo xung đơn có mấy trạng thái? Vì sao lại có trạng thái đó?
23. Nguyên lý làm việc của mạch đa hài đợi kích dùng xung âm?
Chức năng của các linh kiện? Biểu đồ thời gian của mạch, sơ đồ nguyên lý?
24. Nguyên lý làm việc của mạch đa hài đợi kích bằng xung dương, sơ đồ nguyên lý, biểu đồ thời gian, chức năng các linh kiện?
25. Đặc điểm của mạch đa hài đợi, so sánh ưu khuyết điểm giữa kích dùng xung dương với kích dùng xung âm?
26. Cách thực hiện và tạo ra xung đơn chuẩn và vì sao?
27. Nguyên lý làm việc của mạch trigơ, mạch có mấy trạng thái, là những trạng thái nào? Vẽ sơ đồ nguyên lý và biểu đồ thời gian. Chức năng của các linh kiện?
28. Tại sao có thể bỏ nguông thiên áp (-Eb) của trigơ mà mạch vẫn hoạt động tốt, cách thực hiện của nó?
29. Các loại mạch trigơ hiện đang dùng, các đặc điểm chính cần chú ý khi sử dụng chúng?
30. Mạch tạo điện áp quét Miller, chức năng các linh kiện, sơ đồ nguyên lý, vẽ các dòng điện trong mạch, vẽ biểu đồ thời gian và nêu nguyên lý làm việc?
31. Thay đổi tham số của mạch, thay đổi đọ rộng xung kích τx, thay đổi giá trị của tụ C, bản chất và kết quả thu được? Ứng dụng thực tế?
32. Đặc điểm của mạch quét Miller? Vì sao điện áp quét không tuyến tính lý tưởng? Yếu điểm của mạch và các ứng dụng của no?
33. Mạch tạo điện áp quét Bootrap, chức năng các linh kiện, sơ đồ nguyên lý, vẽ các dòng điện trong mạch, vẽ biểu đồ thời gian và nêu nguyên lý làm việc?
34. Thay đổi tham số của mạch, thay đổi độ rộng xung điều khiển, thay đổi giá trị tụ C, bản chất và kết quả thu được? Ứng dụng thực tế?
35. Đặc điểm của mạch tạo quét Bootrap? Vì sao điện áp quét không tuyến tính lý tưởng được? Ưu việt chính của mạch điện và ứng dụng của no?
36. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế trên mắc song song? Ứng dụng của nó trong kỹ thuật xung?
37. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế trên mắc nối tiếp? Ứng dụng của nó trong kỹ thuật xung?
38. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế dưới mắc song song? Sơ đồ nguyên lý, biểu đồ thời gian và ứng dụng thực tế?
39. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế dưới mắc nối tiếp? Sơ đồ nguyên lý, biểu đồ thời gian và ứng dụng thực tế?
40. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế hai phía mắc song song?
Sơ đồ nguyên lý, biểu đồ thời gian và ứng dụng của nó?
41. Nguyên lý làm việc của mạch hạn chế hai phía mắc nối tiếp? Sơ đồ nguyên lý, biểu đồ thời gian và ứng dụng của nó?
42. Vẽ dạng sóng ra tại các điểm A, B, C của mạch điện sau:
43. Vẽ dạng sóng ra tại các điểm A, B, C của mạch điện sau (C2>C1):
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Vũ Sơn, Kỹ thuật mạch điện tử, 1999, NXB KHKT
2. Nguyễn Nam Quân, Toán logic và kỹ thuật số, 2006, NXB KHKT
Mục lục
MỞ ĐẦU... 1
§ 1. KHÁI NIỆM CHUNG...2
§ 2. XUNG VÀ CÁC DẠNG XUNG...4
2.1 Dạng xung thực tế và các tham số...4
2.2 Dạng xung vuông và các thành phần cơ bản...7
2.3 Dạng xung hình thang và các thành phần cơ bản...8
§3. mạch vi phân dùng RC (mạch tạo xung kích)...10
3.1 Xét ảnh hưởng của mạch vi phân (RC) tới các thành phần cơ bản...10
a. Dạng điện áp đột biến đi qua mạch vi phân (RC)...11
b. Điện áp tăng dần khi qua mạch vi phân (RC)...14
3.2 Ảnh hưởng của xung vuông và xung hình thang khi qua mạch vi phân (RC)...15
a. Ảnh hưởng của mạch vi phân tới xung vuông:...15
3.3 Ảnh hưởng của dãy xung vuông khi qua mạch vi phân...17
§4. Mạch tích phân dùng R C (mạch tạo điện áp quét)...20
4.1 Ảnh hưởng của mạch tích phân tới các thành phần cơ bản của xng...20
a. Mạch tích phân ảnh hưởng tới đột biến điện áp...20
b. Điện áp tăng dần khi đi qua mạch tích phân (RC)...23
4.2 Ảnh hưởng của xung vuông và xung hình thang khi qua mạch tích phân (RC)...24
a. Ảnh hưởng của mạch tích phân tới xung vuông...24
b. Ảnh hưởng của mạch tích phân tới xung hình thang...25
4.3 Ảnh hưởng của dãy xung vuông khi đi qua mạch tích phân...26
§5. Mạch vi phân và tích phân dùng (RL)...27
5.1 Mạch vi phân (RL)... 28
5.2 Mạch tích phân (RL)... 28
§6. Mạch phân áp điện trở điện dung (RC)...29
6.1 Ảnh hưởng của mạch phân áp RC tới dạng xung...30
6.2 Ứng dụng của phân áp RC... 32
CHƯƠNG II... 34
CÁC PHẦN TỬ TÍCH CỰC DÙNG TRONG KỸ THUẬT XUNG...34
§ 1. Điốt dùng trong kỹ thuật xung...34
1.1 Nguyên lý làm việc... 34
1.2 Ứng dụng của điốt... 35
§ 2. Triod dùng trong kỹ thuật xung...36
2.1 Nguyên lý làm việc của triod... 36
2.2 Ứng dụng của triod trong kỹ thuật xung...38
§ 3 Tranzitor dùng trong kỹ thuật xung...38
3.1 Khoá điện tử... 39
3.2 Bộ tạo dạng xung... 43
3.3 Bộ đệm... 44
§ 4 Dạng xung khi qua các mạch logic...46
4.1 Dạng xung khi qua mạch logic điốt – điện trở (Đ-R)...46
4.2 Dạng xung đi qua mạch logic dùng trong transistor...49
CHƯƠNG III... 54
CÁC MẠCH ĐIỆN DÙNG TRONG KỸ THUẬT XUNG...54
§ 1. Mạch tạo dãy xung vuông (mạch đa hài)...54
1.1 Mạch đa hài dùng tranzitor... 54
a. Chức năng của các linh kiện...55
b. Nguyên lý làm việc, biểu đồ thời gian...55
c. Thay đổi các tham số của mạch đa hài...61
d. Đặc điểm của mạch đa hài... 62
§2. Mạch tạo xung đơn (đa hài đợi – tích thoát)...66
2.1. Mạch đa hài đợi dùng tranzitor...66
2.2. Ứng dụng tạo xung đơn chuẩn...72
2.3. Mạch tạo xung đơn kích bằng xung dương...73
2.4. So sánh ưu việt của kích xung dương và kích xung âm...75
§3. Mạch trigơ (mạch lật)...76
3.2. Mạch trigơ và cách loại bỏ nguồn (-Eb)...81
3.3. Các mạch trigơ... 83
§4. Mạch tạo điện áp quét...87
4.1 Mạch tạo điện áp quét Miller... 87
a. Chức năng các linh kiện... 88
b. Nguyên lý làm việc... 89
c. Thay đổi tham số của mạch...91
d. Đặc điểm và ứng dụng của mạch Miller...93
4.2 Mạch tạo điện áp quét Boostrap...94
a. Chức năng các linh kiện... 94
b. Nguyên lý làm việc, biểu đồ thời gian...95
c. Thay đổi tham số của mạch...96
§5. Mạch ghim điện áp...99
5.1 Mạch hạn chế trên... 100
a. Mạch hạn chế trên mắc song song...100