Giáo trình Mạch điện tử part 10

Chương 10: Mạch dao động - Sự gia tăng của tín hiệu điện thế đỉnh ngõ ra sẽ làm cho VGS càng âm tức rds tăng. Khi rds tăng, độ lợi Av của mạch giảm để cuối cùng đạt được độ lợi vòng bằng đơn vị khi mạch hoạt động ổn định. - Thực tế, để mạch hoạt động ở điều kiện tốt nhất, người ta dùng biến trở R4 để có thể chỉnh đạt độ biến dạng thấp nhất. Vấn đề điều chỉnh tần số: - Trong mạch dao động cầu Wien, tần số và hệ số hồi tiếp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Mạch điện tử part 10Chương 10: Mạch dao động - Sự gia tăng của tín hiệu điện thế đỉnh ngõ ra sẽ làm cho VGS càng âm tứcrds tăng. Khi rds tăng, độ lợi Av của mạch giảm để cuối cùng đạt được độ lợi vòng bằngđơn vị khi mạch hoạt động ổn định. - Thực tế, để mạch hoạt động ở điều kiện tốt nhất, người ta dùng biến trở R4để có thể chỉnh đạt độ biến dạng thấp nhất. Vấn đề điều chỉnh tần số: - Trong mạch dao động cầu Wien, tần số và hệ số hồi tiếp được xác địnhbằng công thức: - Như vậy để thay đổi tần số dao động, ta có thể thay đổi một trong cácthành phần trên. Tuy nhiên, để ý là khi có hệ số hồi tiếp β cùng thay đổi theo và độ lợivòng cũng thay đổi, điều này có thể làm cho mạch mất dao động hoặc tín hiệu dao độngbị biến dạng. - Ðể khắc phục điều này, người ta thường thay đổi R1, R2 hoặc C1, C2 cùnglúc (dùng biến trở đôi hoặc tụ xoay đôi) để không làm thay đổi hệ sốβ. Hình 10.11 mô tảviệc điều chỉnh này. - Tuy nhiên, hai biến trở rất khó đồng nhất và thay đổi giống hệt nhau nên β khógiữ vững. Một cách khác để điều chỉnh tần số dao động là dùng kỹ thuật hồi tiếp âm vàchỉ thay đổi một thành phần mạch và không làm thay đổi độ lợi vòng dù β và Av đều thayđổi. Mạch điện như hình 10.12 - Tần số dao động của mạch vẫn được xác định bởi:Trương Văn Tám X-11 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động Vậy khi R1 tăng thì f0 giảm, β tăng. Ngược lại khi R1 giảm thì f0 tăng và β giảm.Mạch A2 đưa vào trong hệ thống hồi tiếp dùng để giữ vững độ lợi vòng luôn bằng đơn vịkhi ta điều chỉnh tần số (tức thay đổi R1). Thật vậy, ta thử tính độ lợi vòng hở Av củamạch Toàn bộ mạch dao động cầu Wien có điều chỉnh tần số và biên độ dùng thamkhảo được vẽ ở hình 10.14Trương Văn Tám X-12 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động10.2 MẠCH DAO ÐỘNG SIN TẦN SỐ CAO: Dao động dịch pha không dùng được ở tần số cao do lúc đó tụ điện phải có điệndung rất nhỏ. Ðể tạo sóng tần số cao người ta thường đưa vào hệ thống hồi tiếp các mạchcộng hưởng LC (song song hoặc nối tiếp). 10.2.1 Mạch cộng hưởng (resonant circuit): a. Cộng hưởng nối tiếp (series resonant circuit): - Gồm có một tụ điện và một cuộn cảm mắc nối tiếp. - Cảm kháng của cuộn dây là jXL = 2πfL - Thực tế, cuộn cảm L luôn có nội trở R nên tổng trở thực của mạch là: Z =R + jXL - jXC. - Tại tần số cộng hưởng f0 thì XL = XC nên Z0 = R - Vậy tại tần số cộng hưởng tổng trở của mạch có trị số cực tiểu. - Khi tần số f < f0 tổng trở có tính dung kháng. - Khi tần số f > f0 tổng trở có tính cảm kháng.Trương Văn Tám X-13 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động b. Cộng hưởng song song (parallel resonant ci rcuit) Tổng trở của mạch:Trương Văn Tám X-14 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động 10.2.2 Tổng quát về dao động LC: -Dạng tổng quát như hình 10.17a và mạch hồi tiếp như hình 10.17b - Giả sử Ri rất lớn đối với Z2 (thường được thỏa vì Z2 rất nhỏ) Ðể tính hệ số hồi tiếp ta dùng hình 10.17b Ðể xác định Av (độ lợi của mạch khuếch đại căn bản ta dùng mạch 10.17cTrương Văn Tám X-15 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao độngTrương Văn Tám X-16 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động 10.2.3 Mạch dao động Colpitts: Ta xem mạch dùng JFET So sánh với mạch tổng quát: Z1= C1; Z2 = C2; Z3 = L1; C3: tụ liên lạc ngỏ vào làm cách ly điện thế phâncực. L2: cuộn chận cao tần (Radio-frequency choke) có nội trở không đáng kểnhưng có cảm kháng rất lớn ở tần số dao động, dùng cách ly tín hiệu dao động với nguồncấp điện. Tại tần số cộng hưởng: Z1 + Z2 + Z3 = 0Trương Văn Tám X-17 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động Kết quả trên cho thấy mạch khuếch đại phải là mạch đảo và độ lợi vòng hởphải có trị tuyệt đối lớn hơn C2 /C1. Av(oc) là độ lợi không tải: Av(oc) = -gm(rd //XL2) Do XL2 rất lớn tại tần số cộng hưởng, nên: Av(oc) ≈ -gmrd Một mạch dùng BJT 10.2.4 Dao động Clapp (clapp oscillator): Dao động clapp thật ra là một dạng thay đổi của mạch dao động colpitts. Cuộncảm trong mạch dao động colpitts đổi thành mạch LC nối tiếp. Tại tần số cộng hưởng,tổng trở của mạch này có tính cảm kháng.Trương Văn Tám X-18 Mạch Điện TửChương 10: Mạch dao động Tại tần số cộng hưởng: Z1 + Z2 + Z3 = 0 ...