Ảnh hưởng của sự truyền xung theo thời gian trong giả thuyết 1

Một phần của tài liệu nghiên cứu chế tạo máy phát siêu âm chế độ xung (Trang 26 - 28)

Khi chỳng ta cho rằng, trong quỏ trỡnh chuyển tử điện ỏp cao [V = V0] trong thời gian t = 0 đến (V = 0) trong t = ton, điện ỏp cổng trong transistor Mos-Fet TMF giảm tuyến tớnh theo thời gian, mạch phỏt cú thể được mụ tả bởi một mạch tương đương đó được đơn giản húa.

Mạch tương đương này bao gồm: một nguồn lý tưởng VD mắc nối tiếp với tụ C ban đầu cú điện ỏp V0, và một mạch song song tương đương với ba trở khỏng điện trở, điện trở hồi tiếp điện (RD), điện trở bộ chuyển đổi trong điều kiện cộng hưởng (RXT) và một trở khỏng đầu vào đơn giản húa (RSR) của mạch điện tử được sử dụng để thu nhận tớn hiệu (vớ dụ mạch trong phần 1.3.3)

Phần mạch nối VD cú thể được thể hiện thụng qua biểu thức sau:

[VD =Vo(1−t/ton)]/(0<∀t <ton) (1.4)

Điện ỏp nguồn phụ thuộc vào thời gian, việc chuyển đổi của TMF transistor đến trạng thỏi bóo hũa cú thể được xấp xỉ như trong mụ hỡnh. Cỏc tụ điện C, tại t=0 cú điện ỏp cao do nguồn cung cấp V0.

Đối với cỏch phõn tớch này, cỏc hiệu ứng được tạo ra bởi RL, (RL<< RXT), và mạng lưới diot trong hỡnh 1.7 cú thể được bỏ qua do ảnh hưởng rất nhỏ của chỳng đối với việc điều khiển điện ỏp đầu ra Vout(t).

Hạn chế quan trọng của mạch này là phần mạch tương đương rất đơn giản, chỳng ta phải lưu ý tới phạm vi hoạt động của nú chỉ cú giỏ trị tử đầu của quỏ trỡnh chuyển đổi trong cỏc transistor TMF (t = 0) để ngay lập tức cú (t = ton).

Từ cỏch tiếp cận tuyến tớnh đơn giản này, chỳng ta cú thể thiết lập ra cỏc phương trỡnh vi phõn tương ứng, chỳng ta cú thể giải chỳng thụng qua trường Laplace và biến đổi Laplace ngược, sau đú đưa ra một biểu thức rừ hơn trong thời gian điều khiển cao ỏp:

(1 exp( / )) ) ( P on P O out t CR t CR V t V =− − − (1.5) Với RP =RXTRDRSR(RDRSR+RXTRSR +RXTRD)−1 (1.6)

Giỏ trị của Vout(t) thu được từ việc ỏp dụng phương trỡnh (1.5) chỉ được coi là chớnh xỏc với thời gian ngắn, trong đú cú sự giảm quỏ trỡnh chuyển đổi trong TMF xảy ra và điều này sẽ tạo ra sự hoàn toàn khụng phự hợp với suy luận, bắt đầu từ biểu thức 1.5 khi hoạt động của xung vượt quỏ thời gian.

Một cỏch khỏc để khắc phục điều hạn chế này là chỳng ta ước tớnh biểu thức chuyển đổi tớn hiệu trong TMF bằng một hàm mũ giảm, với mức giảm thời gian τ liờn hệ chặt chẽ với ton. Việc chọn lựa này sẽ gần giống với hoạt động thực tế của transistor và mức độ bóo hũa, ngoài ra cỏc kết quả tớnh toỏn

cỏc giỏ trị sẽ cú thể sử dụng trong cỏc thời gian tiếp theo, nghĩa là trong tất cả cỏc thời gian hoạt động (t > 0).

Khi một chức năng cải tiến của loại này được sử dụng để mụ hỡnh húa sự chuyển đổi của cỏc thiết bị bỏn dẫn, một bảng phõn tớch cú thể thu được bằng cỏch sử dụng một quỏ trỡnh tương tự như sử dụng để tạo ra cỏc biểu hiện trong phương trỡnh (1.5), cho cỏc dạng súng của xung đầu ra, Vout:

(exp( / ) exp( / )) ) ( P P P O out t t RC CR CR V t V − − − − = τ τ (1.7)

Nú cú thể được quan sỏt thấy rằng Vout (t) bao gồm hai chức năng giảm theo cấp số nhõn, cả hai đều cú biờn độ ban đầu tương tự nhưng với dấu hiệu ngược lại. Hàm mũ tớch cực giảm theo một thời gian liờn tục τ, trong khi tiờu cực giảm với một CRP liờn tục. Do đú, cỏc dạng súng điện của Vout (t) bắt đầu với một giỏ trị bằng khụng, tại t = 0, và sau đú nhanh chúng giảm theo một thời gian liờn tục gần τ nếu C tụ được chọn với một giỏ trị như vậy mà CRP >> τ.

Cỏc kết quả xung Vout (t) sẽ nhận được một giỏ trị đỉnh tiờu cực (luụn luụn nhỏ hơn một mụđun trong Vo) sẽ gần với Vo nếu như CRP tăng giỏ trị đạt hơn nhiều mà τ. Mặt khỏc, nếu một xung khỏ hẹp được tạo ra, bằng cỏch sử dụng một ớt giỏ trị cho cỏc tụ điện C, trong một cỏch mà CRP << τ, biờn độ đỉnh trong xung đầu ra sẽ giảm một cỏch mạnh mẽ. Một tỏc động tiờu cực tương tự cú thể được quan sỏt thấy khi một sức đề khỏng giảm xúc song song rất thấp được chọn, vỡ ảnh hưởng trực tiếp trờn giỏ trị tham số RP.

Một phần của tài liệu nghiên cứu chế tạo máy phát siêu âm chế độ xung (Trang 26 - 28)