3 NỘI DUNG:
3.1.3.4 Bộ đa hài:
1) Mục tiêu:
Làm quen với bộ đa hài đơn giản. Đây là 1 loại bộ dao động sử dụng transitor như là những công tắc. Nó tạo ra dạng sóng khác xa dạng sóng hình sin.
Làm quen với:
- Dạng sóng đa hài và làm thế nào mà chúng bị ảnh hưởng bởi thiết kế mạch.
- Ảnh hưởng của sự rò rỉ trong transitor base – emitter diodes và cách để ngăn ngừa. - Sự biến đổi trong tỉ lệ mark/space của bộ đa hài.
- Quang phổ của tín hiệu đầu ra bộ đa hài.
2) Cơ sở lý thuyết:
a) Bộ đa hài đơn giản
Như đã giải thích ở phần trước, bộ đa hài được đặc trưng bởi quá trình chuyển đổi nhanh chóng từ trạng thái này sang trạng thái khác.
b) Ảnh hưởng của những diode trên bộ đa hài
Trong lý thuyết về bộ đa hài đơn giản đã giả định rằng diode base-emitter của mỗi transistor có 1 hằng số chuyển tiếp V(f) khi dẫn điện. Tương tự như thế chúng ta giả định rằng ở đây có 1 hằng số volt Vdf qua những diode được thêm vào dãy với mỗi emitter, lý thuyết được trình bày ở những phần trước có thể được áp dụng, với những sự điều chỉnh sau:
+ Vs được thay bằng Vs - Vdf
+ Những điện áp khác là bất biến nếu được đo từ emitter. Ngoài ra nâng cao giá trị cho Vb, Vc bằng Vdf
c) Tỉ lệ mark/space có thể thay đổi được
Bộ đa hài không cần phải có các hằng số thời gian bằng nhau liên kết với 2 transistor. Nếu hằng số thời gian khác nhau sau đó những thời gian khác nhau tương ứng sẽ cần để phóng điện 2 tụ điện.
Thời gian phóng điện của 1 tụ điện là:
t = CRb ln [ (2Vs - Vf) / (Vs - Vf) ] Có thể được viết là: t = k CRb
Tại đó: k = ln [ (2Vs - Vf) / (Vs - Vf) ]
Trong bài thực hành bộ đa hài với tỉ lệ mark/space có thể thay đổi được, nút điều khiển cho phép tăng giá trị của Rb trong 1 nửa thời gian của bộ đa hài, và giảm giá trị của nó trong 1 nửa thời gian còn lại.
Tuy nhiên, (Rb1 + Rb2) = R1 + R2 + Rvar, là hằng số do đó chu kỳ T, tần số, 1/T cũng là hằng số.
3) Bài thực hành:
a) Bài thực hành 1: Mạch cơ bản
Xem xét 1 đôi biên độ với hồi tiếp vòng quanh chúng. Nếu độ khuếch đại của chúng dương và lớn hơn 1, bất kỳ sự rối loạn nhỏ nào trong mạch cũng bị khuếch đại, quay trở lại điểm ban đầu lớn hơn so với trước đó. Quá trình tiếp tục cho đến khi có cái gì dó ngăn khuếch đại xảy ra thêm nữa.
Nếu không có sự trì hoãn nào gây ra bởi mạch vòng hoặc bộ lọc trong chu kỳ thì quá trình sẽ diễn ra rất nhanh chóng.
Mỗi tầng khuếch đại trong bộ đa hài đơn giản là 1 khuếch đại điện áp xoay chiều. Nếu điện áp nguồn tín hiệu dương, lưu lượng dòng qua C và diode emitter-baso, nạp điện cho C. Dòng này chạy qua khi tụ điện được nạp điện, nhưng ở đây cũng có 1 dòng qua R, làm cho transistor dẫn điện 1 cách nặng nề.
Bây giờ xem xét chuyện gì xảy ra ở tầng thứ hai trong 2 tầng khuếch đại. Giảm đột ngột điệm áp tại collector của tầng thứ nhất làm cho baso của transistor tầng thứ hai mang giá trị âm, ngắt transistor.
Collector của transistor do đó sẽ tăng tới 1 điện áp gần với đường ray cung cấp. Lưu ý rằng đó chỉ là điều kiện cần thiết để tầng thứ nhất hoạt động. Do đó transistor sẽ không còn ngắt 1 cách chính xác.
Điện trở R cung cấp 1 dòng điện thay đổi điện tích trên tụ điện, làm tăng điện áp của baso transistor. Cuối cùng baso tiến đến dương theo emitter và transistor bắt đầu dẫn điện.
Quá trình lặp lại 1 cách không xác định, chuyển mạch mỗi transistor trong cuộn dây và mạch dao động.
Quan sát:
Thiết bị dao động được sử dụng để kiểm tra dạng sóng tại 4 điểm trên màn hình. Máy đo tần số được nối đến collector của transistor tầng thứ 2 tại điểm kiểm tra 11. Nhận xét:
- Do tụ C1 và C2 giống nhau, dạng tín hiệu tại điểm kiểm tra 9 và 12 là giống nhau và cùng mang giá trị âm.
- Dạng tín hiệu tại điểm 10 và 11 đều là các xung vuông dương, ngược pha so với tín hiệu kiểm tra được tại điểm 9 (12) do nó bị đảo pha khi đi qua transistor.
Quan sát:
Đặt nguồn cung cấp điện áp ở mức maximum
Sử dụng nút switch để đặt hoặc ngắt diode trong mạch. Quan sát sự thay đổi của tần số.
Nhận xét:
Khi không đặt diode trong mạch dạng tín hệu tương tự như đã quan sát được ở bài thực hành trên.
Sử sụng nút switch để đặt diode vào trong mạch thì tín hiệu tại các điểm quan sát thay đổi như sau:
+ Điểm kiểm tra 9 và 12 trên màn hình quan sát cho tín hiệu ổn định hơn so với khi không có diode.
+ Xung tín hiệu tại điểm 10 và 11 trên màn hình quan sát có độ rộng lớn hơn khi đặt diode vào trong mạch.
c) Bài thực hành 3: Điều khiển tỉ lệ Mark/space:
Ở bài thực hành này, sẽ có 1 tính năng mới là điều khiển biến thiên tỉ lệ mark/space.
Đây là 1 bộ bù áp được thiết lập với 2 điện trở mắc nối tiếp nhau với các điện trở định thời R1, R2. Nguồn điện áp được kết nối đến thanh trượt ở trên bộ bù áp nên khi Rb1 tăng, Rb2 sẽ giảm.
Kết quả là, việc thay đổi sự điều khiển sẽ làm cho 1 tụ được nạp nhanh hơn và tụ còn lại chậm đi. Thời gian nạp cần thiết cho mỗi tụ được thay đổi và tỉ lệ mark/space được biến đổi.
Theo lý thuyết, việc thay đổi tỉ lệ mark/space theo cách này sẽ không làm biến đổi chu kỳ của tín hiệu đầu ra.
Thuật ngữ “mark/space ratio” được sử dụng vào thời gian đầu của ngành điện báo, đường truyền ở trạng thái “điểm” (.) (mark) khi phím Morse được nhấn và ở trạng thái “trống” (_) (space) khi phím Morse được thả ra. Mark và space là 2 trạng thái của dạng sóng 2 thì.
Quan sát:
Tỉ số mark/space có thể điều chỉnh bởi nút điều khiển được cung cấp ở trên bảng mạch. Điều chỉnh nút này trong khi quan sát từng điểm đặt. Đặc biệt để ý đến độ dốc của hình sóng tại bazo transistor.
tỉ số mark/space. (Tính toán những hằng số thời gian trong mỗi trường hợp với mỗi biến điều khiển được đặt tại điểm cuối của chuyển động).
Khi tỉ lệ mark/space là 1:1, ta nhận thấy trên phổ của dạng sóng nhận được, sóng hài đã hoàn toàn biến mất.
4) Nhận xét kết luận: