Bài giảng Điện tử cho Công nghệ thông tin: Chương 3 - Trần Tuấn Vinh

Cùng tìm hiểu về mạch dao động; mạch dao động Hartley; mạch dao động Colpitts; mạch dao động Clapp; mạch dao động điều hưởng đầu vào/đầu ra; mạch dao động không điều hưởng; trạng thái ổn định của mạch dao động;... được trình bày cụ thể trong "Bài giảng Điện tử cho Công nghệ thông tin: Chương 3 - Các mạch tạo dao động" do Trần Tuấn Vinh biên soạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Điện tử cho Công nghệ thông tin: Chương 3 - Trần Tuấn Vinh Điện tử cho CNTT Electronic for ITTrần Tuấn VinhBộ môn KTMT – Viện CNTT & TTTrường ĐH Bách Khoa Hà Nội Nội dung§ Chương 1: Phổ tín hiệu§ Chương 2: Các bộ khuếch đại tần số sóng Radio§ Chương 3: Các mạch tạo dao động§ Chương 4: Điều chế và hệ thống điều chế biên độ§ Chương 5: Điều chế tần số và pha. Copyright (c) 8/2009 by 2 Chương 3§ Giới thiệu chung về mạch dao động§ Mạch dao động Hartley§ Mạch dao động Colpitts§ Mạch dao động Clapp§ Mạch dao động điều hưởng đầu vào/đầu ra§ Mạch dao động không điều hưởng§ Trạng thái ổn định của mạch dao động§ Thạch anh và các bộ dao động thạch anh§ Mạch dao động thạch anh Pierce Copyright (c) 8/2009 by 3 Giới thiệu chung§ Mạch dao động(Oscillators) được sử dụng như một nguồn tín hiệu và là mạch quan trọng trong việc phát triển hệ thống truyền thông§ Ứng dụng của mạch dao động › Đồng hồ định thời › Tạo sóng mang để truyển tín hiệu tần số cao › …..§ Các loại mạch dao động › Mạch dao động Amstrong › Mạch dao động Harley, Colpitts, Clapp, Pierce › Mạch dao động cầu Wien Copyright (c) 8/2009 by 4 Các tiêu chuẩn đánh giá mạch dao động§ Việc nhớ tên các mạch dao động không quan trọng bằng việc hiểu rõ cấu tạo của chúng§ Các tiêu chí đánh giá một mạch tự dao động › Nguồn cung cấp › Hệ số khuếch đại. › Sơ đồ xác định tần số. › Phản hồi dương(điều kiện pha và hệ số khuếch đại vòng =1). Copyright (c) 8/2009 by 5 Các tiêu chuẩn đánh giá mạch dao động§ Nguồn điện vào là quan trọng vì mạch điện tử cần được cung cấp một công suất đủ để đưa ra tải, thêm vào đó bản thân mạch điện của Oscillators cũng tiêu thụ công suất và đòi hỏi được phân cực§ Một số mạch đòi hỏi hệ số khuếch đại >1 để bù lại tổn hao trong.§ Một số mạch hoặc bộ cộng hưởng đòi hỏi phải điều chỉnh tần số dao động.§ Toàn bộ mạch và các vật liệu như kim loại, chất khí, chất lỏng, chất rắn được sử dụng để điều khiển tần số của các Oscillators Copyright (c) 8/2009 by 6 Các tiêu chuẩn đánh giá mạch dao động§ Oscillators là một hệ thống phản hồi phải thoả mãn hai tiêu chuẩn, gọi là tiêu chuẩn Barkhausen: › Tín hiệu phản hồi phải đồng pha với tín hiệu vào sau khi kết thúc một vòng. › Hệ số khuếch đại vòng ở trạng thái ổn định phải bằng 1. (AvB = 1) Copyright (c) 8/2009 by 7 Hệ số khuếch đại vòng§ Hệ số khuếch đại vòng của hệ thống được xác định như sau vfb=Bv0 v0=(vi+vfb)Av v0 Av = = A fb vi 1 − Av B Avlàhệsốkhuếchđạicủahệthống(theohướngtráiphải), Blàtỷsốđiệnápratrênđiệnápvàomạchphảnhồihệsố phảnhồi. Afblàhệsốkhuếchđạitoànphầncủahệthốngcóphảnhồi –hệsốkhuếchđạivòng Copyright (c) 8/2009 by 8 Hệ số khuếch đại vòng§ Nếu mạch có phản hồi âm thì : Av Afb = 1 + Av B§ Với mạch phản hồi dương thỏa mãn điều kiện Barkhausen thì AvB=1 khi đó: Av Afb = 1−1§ Đây là điều không mong muốn trong hệ thống hồi tiếp dương nhưng nó là một điều cần thiết cho mạch dao động. Copyright (c) 8/2009 by 9 Ví dụ trường hợp AvB>1§ Xét mạch khuếch đại điều hưởng ghép tải biến áp › R là tổng trở tải của bộ khuếch đại bao gồm toàn bộ các trở kháng từ đầu ra xuống đất. Copyright (c) 8/2009 by 10 Ví dụ trường hợp AvB>1§ Giả thiết hệ số khuếch đại BC : AV=-100 = 100 1800§ Biến áp là lý tưởng(k=1) và tỷ số biến áp np/ns = 90:1§ Vậy B = -1/90 = 0,0111 và AvB = 1,11 lớn hơn 1§ Với vB = 10mV điện áp đầu ra sẽ là v0=11.1 mV§ Bây giờ nếu chuyển mạch S1 thì điều gì xảy ra › 11.1mV 12.3 mV › 12.3 mV › ……§ Tín hiệu ra lại tiếp tục tăng, vậy nó sẽ tăng đến khi nào ? Copyright (c) 8/2009 by 11 Ví dụ trường hợp AvB>1§ Giả thiết là mạch điều hưởng có phẩm chất Q c ...