CHƯƠNG 8: MẠCH DAO DỘNG TẠO SÓNG SIN

Một mạch dao động là mạch có khả năng chuyển đổi năng lượng từ dc sang ac. Có nhiềuloại mạch dao động tạo ra các dạng sóng tín hiệu khác nhau như: sin, vuông, tam giác…. Trongđó mạch dao động tạo sóng sin được sử dụng để tạo tín hiệu chuẩn trong đo lường, kiểm tra,điều khiển, chuyển đổi tần số…
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 8: MẠCH DAO DỘNG TẠO SÓNG SINChương 8: Mạch dao động tạo sóng sin. CHƯƠNG 8: MẠCH DAO DỘNG TẠO SÓNG SINI. Giới thiệu: Một mạch dao động là mạch có khả năng chuyển đổi năng lượng từ dc sang ac. Có nhiềuloại mạch dao động tạo ra các dạng sóng tín hiệu khác nhau như: sin, vuông, tam giác…. Trongđó mạch dao động tạo sóng sin được sử dụng để tạo tín hiệu chuẩn trong đo lường, kiểm tra,điều khiển, chuyển đổi tần số…Còn các mạch dao động tạo tín hiệu sóng vuông, dốc, xung thìthường được dùng trong chuyển mạch, điều khiển… Do sự quan trọng của của mạch dao độngmà chúng ta cần hiểu và nắm vững các dạng mạch dao động và nguyên lý hoạt động của nó. Ởphần điện tử cơ bản chúng ta chỉ xét tới những mạch dao động tạo sóng sin, còn các mạch daođộng tạo các tín hiệu khác như vuông, tam giác… thì sẽ học ở phần kỹ thuật xung. Để đáng giá chất lượng của một dao động phụ thuộc vào sự ổn định của tần số ngỏ ra.II. Đại cương về hồi tiếp dương: Hình 8.1: Sơ đồ khối của mạch khuếch đại có hồi tiếp dương. A: Mạch khuếch đại vòng hở có hệ số khuếch đại vòng hở là A. β: là mạch hồi tiếp, có hệ số hồi tiếp là β. Vfb: là tín hiệu hồi tiếp. Vi: tín hiệu ngỏ vào. V€: tín hiệu ngỏ vào của mạch khuếch đại khi có hồi tiếp. VO: tín hiệu ngỏ ra. AF : Độ lợi vòng kín của mạch khuếch đại khi có hồi tiếp Như đã định nghĩa ở chương 7, hồi tiếp dương là tín hiệu tiếp cùng pha với tín hiệu nguồn. • Ưu và khuyết điểm của hồi tiếp dương: - Ưu điểm: do hồi tiếp dương có tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu ngỏ vào nên làm tăngtín hiệu ngỏ vào của mạch khuếch đại dẫn đến độ lợi của mạch khuếch đại tăng. - Khuyết điểm: độ lợi của mạch không ổn định. Chính vì những ưu khuyết điểm trên mà mạch hồi tiếp dương chủ yếu sử dụng trong cácmạch dao động. Độ lợi vòng hở của mạch: V A= O Vε Hệ số hồi tiếp: V fb β= VO Độ lợi vòng kín: VO VO VO Vε A Af = = = = (8.1) Vi Vε − V fb V fb VO 1 − β A 1− VO Vε 145Chương 8: Mạch dao động tạo sóng sin. V Vậy khi hệ số Aβ=1 thì: A f → ∞ , điều này cũng có nghĩa là O V → ∞ , hay V0 ≠ 0 khi mà iVi = 0. Vậy khi điều kiện này được thỏa, thì khi không có tín hiệu vào mạch vẫn có tín hiệu ởngỏ ra, lúc đó ta nói mạch dao động. Hình 8.2: Sơ đồ khối của mạch hồi tiếp khi có tín hiệu vào và khi không có tín hiệu vào Trường hợp nếu điều kiện này không thỏa: 146Chương 8: Mạch dao động tạo sóng sin. Hình 8.3: Mạch dao động tạo sóng sin a. Aβ1; c. Aβ=1 Vậy có hai điều kiện để một mạch dao động tạo sóng sin đó chính là tiêu chuẩn Barkhausen: • Điều kiện cân bằng pha: tổng độ lệch pha trong một vòng kín phải bằng 0 hay 360 0 (điều kiện hồi tiếp dương). • Điều kiện cân bằng biện độ: độ lợi trong một vòng kín phải bằng 1 (Aβ=1). Trong chương này chúng ta chỉ khảo sát các mạch dao động dùng linh kiện rời dùng transistor(BJT hay FET), do vậy những mạch dao động này phụ thuộc vào các yếu tố bất ổn như sự thayđổi nhiệt độ, điện áp nguồn cung cấp, điện dung kí sinh của transistor… dẫn đế sự bất ổn củabiên độ tín hiệu ra và tần số dao động. Chất lượng của mạch dao động phụ thuộc vào các điềukiện sau: - Sự ổn định của nguồn cung cấp. - Thông số ổn định nhiệt của mạch (dùng điện trở RE). - Tại tần số dao động của mạch phải không có sự ảnh hưởng của điện dung kí sinh bêntrong của transistor. Nguyên tắc hoạt động chung của các mạch dao động tạo sóng sin: trong mạch dao động tạosóng sin khâu A đóng vai trò khuếch đại để duy trì dao động, khâu β là khâu chọn lọc tần số daođộng. Khi vừa mới cấp điện do sự biến thiên điện áp trong các phần tử trong mạch do đó nó sinhra điện áp tạp âm với phổ tần liên tục, nếu là hồi tiếp âm thì các tạp âm này sẽ bị triệt tiêu, vànếu là hồi tiếp dương thì tại tần số tín hiệu được chọn lọc sẽ cùng pha với tín hiệu ngỏ vào,làm tăng biên độ ngỏ vào và ngỏ ra xuất hiện tín hiệu dao động.III. Các mạch dao động tạo sóng sin. Dựa theo đặc tính linh kiện và tần số dao động, có thể phân loại mạch dao động sin thànhhai loại: 147Chương 8: Mạch dao động tạo sóng sin. - Mạch dao động RC: trong đó tần số dao động của mạch phụ thuộc vào thông số của cácphần tử R và C, được sử dụng trong nhữn ...