Cơ Sở Điện Tử - Kỹ Thuật Ngành Điện Tử part 14

Tham khảo tài liệu cơ sở điện tử - kỹ thuật ngành điện tử part 14, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ Sở Điện Tử - Kỹ Thuật Ngành Điện Tử part 14 Cần lưu ý một điểm là nếu chọn tỉ số Rht/R0 = 2 thì tại tần số f0, điện áp hồi tiếplấy trên đường chéo cầu giữa 2 đầu vào đảo và không đảo của OA bằng 0, tức làmạch không thể dao động được. Vì lí do này người ta thường sử dụng loại cầu Viêncó cải biên bằng cách chọn quan hệ Rht/R0 = 2 + e với e là 1 lượng vô cùng bé (mộtvài %) để mạch dễ dao động có độ ổn định tần số cao nhờ đặc tính jb dốc hơn ở lâncận f0. Tỷ số Rht/Ro = 2 + e là 1 hàm của biên độ điện áp ra tạo khả năng tự động ổnđịnh biên độ dao động hình sin tại đầu ra của máy phát. Dùng khuếch đại thuật toán có hồi tiếp âm sâu sẽ làm ổn định tham số của bộphát sóng RC. Vì vậy độ không ổn định tần số theo nhiệt độ trong bộ phát sóng RCchủ yếu là do sự phụ thuộc của mạch RC vào nhiệt độ. Độ ổn định của nó nằm trongkhoảng ± 0.1¸ 3%.2.5.3. Tạo tín hiệu hình sin bằng phương pháp biến dổi từ một dạng tín hiệu hoàn toàn khác Hình 2.119 đã mô tả sơ đồ khối của phương pháp này. Đây là dạng máy phátvạn năng hơn, có nhiều ưu điểm và hiện nay được sử dụng khá rộng rãi. Sơ đồ cấutrúc của một máy phát loại này (máy phát hàm) được trình bày trên hình 2.130a. Hệ kín gồm một mạch tích phân I, (một mạch khuếch đại thuật toán và hai phầntử R1C1), phần tử rơle R (mạch khuếch đại thuật toán gồm 1 khâu hồi tiếp dươngR1R2) tạo thành một hệ tự dao động và cho ra hai dạng tín hiệu: tín hiệu tam giác (U1)và tín hiệu xung chữ nhật (U2) (xem thêm ở phần 3.6). Hàm truyền đạt của phần tửrơle U2 = f1(U1) được mô tả trên hình 2.130b. Còn hàm truyền đạt của bộ biến đổi “xung tam giác – hình sin” U3 = f2(U1) códạng như hình 2.130c. Nguyên t ắc làm việc của cả hệ thống này có thể giải thích sơbộ như sau: Nếu tín hiệu vào có dạng tuyến tính đi xuống (h.130d) cho đến khi đạt tớimức – U1 sẽ làm lật mạch rơle thành + U2 cần chú ý |U2| > |U1|. Từ thời điểm này tạiđầu ra của mạch tích phân tín hiệu có dạng tuyến tính đi lên cho đến khi đạt tới giá trịU1 làm cho rơle chuyển về trạng thái ban đầu (-U2). Quá trình cứ tiếp tục như vậy và ởđầu ra của rơle có dạng xung chữ nhật độ lớn ±U2 và đầu ra của mạch tích phân códạng xung tam giác biên độ U1(h.2.130d). Các tín hiệu này cùng tần số và các khoảngcách xung (độ dầy, độ rỗng…). Nếu đặc tuyến trễ của rơle đối xứng qua trục X và trục Y có nghĩa là ngưỡng lậtmạch như nhau ±U1 và mức tín hiệu ra ±U2 cũng là như nhau thì tần số dao độngđược tính bằng công thức sau: xuất phát từ phương trình: ΔUC1 IC1 = C1 »I Δtsuy ra Dt=C1DUC1/I hay f = 1/ 2Dt do đó: 157 α.U2 f= 4R1C1U1 Trong đó  =R’/Rf, R’ là phần dưới của điện trở Rf (h.2.130a); R1C1: hằng số thờigian của mạch tích phân. Tần số của mạch có thể điều chỉnh nhờ thay đổi Rf, ở đây ∆tlà độ rộng xung. Hình 2.130: Sơ đồ máy phát hàm Tín hiệu hình sin nhận được nhờ một bộ biến đổi đặc biệt có đăcj tuyến truyền đạtphi tuyến như hình 2.130c. Để nhận được hình sin lý tưởng, khi đầu vào có dạng xungtam giác, đặc tính truyền đạt của phần tử này phải có dạng ¼ chu kỳ hình sin tức là U3= asinU1. Trong đó a là hằng số. Dạng của tín hiệu trên được mô tả trên hình 2.130d. Yêu cầu đối với phần tử rơle trong máy phát hàm có dải tần số rộng (từ dưới 1Hzđến 10MHz) là có tốc độ truyền mạch rất phải rất nhanh. Để thực hiện nó, có thể dùngmạch so sánh (comparator) (xem thêm 1.3.3). Nhưnng các mạch so sánh hiện naythường có thời gian chuyển mạch tương đối lớn (0,03 ÷4)μs nên chỉ sử dụng chúng ởtần số không quá 100kHz. Vì vậy trong trong máy phát hàm phần tử rơle thườngđược xây dựng trên cơ sở mạch rời rạc dùng các tranzito cao tần (tranzito xung).(Thời gian chuyển mạch không quá 20–30ns). Để nhận biết được tín hiệu hình sin từ xung tam giác, bộ biến đổi “xung tam giác–hình sin” cần có hàm truyền đạt U3 = asinU1. Để thực hiện hàm này, có hai phươngpháp chính là phương pháp xấp xỉ từng đoạn tuyến tính và phương pháp xấp xỉ từngđoạn không tuyến tính. 158 Phương pháp xấp xỉ bằng những đoạn tuyến tính là chia khoảng hình sin thành 4nphần nhỏ và thay thế mỗi phần bằng mạôt đoạn thẳng có độ nghiêng khác nhau(h.2.231). 1.........n Hình 2.131: Xấp xỉ dạng hình sin Số n càng lớn thì độ chính xác càng cao và hệ số méo của hình sin nhận đượccàng nhỏ. Một trong những sơ đồ thực hiện phương pháp này được mô tả trên hình2.321. Ở đây n = 6. Các điôt D1 ÷D10 ở trạng thái ban đầu là khoá bằng các mức điệnáp cho trước: |±U1| Hình 2.132: Biến đổi xung tam giác thành hình sin bằng phương pháp xấp xỉ từng đoạn tuyến tính Ở tần số fmax ≤ 1Mhz, người ta có thể sử dụng FET để biến đổi xung tam giácthành hình sin do đặc tính của loại này như đã nói ở trên. Sơ đồ bộ biến đổi này đượcmô tả trên hình 2.133. Để tín hiệu hình sin không bị méo cần đảm bảo các điều kiện sau: Uv = 1,33Uc RD = Rs = rDSO Ở đây : Uv – biên độ điện áp tam giác. UC –điện áp cắt của tranzito trường T; rDSO – điện trở kênh của JFET khi điện áptrên cực cửa bằng không. Tuy nhiên các tham số của tranzito trường phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Vì vậyđể đảm bảo cho bộ biến đổi này làm việc tốt cần có các biện pháp ổn định nhiệt độhay bù nhiệt bằng các phần tử mắc thêm. 160 Hình 2.133: Bộ biến đổi xung tam giác thành hình sin dùng JF ...