KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 2

Khi làm việc ở chế độ xung, mạch vi điện tử tuyến tính hoạt động như một khóa điện tử đóng, mở nhanh, điểm làm việc luôn nằm trong vùng bão hòa của đặc tuyến truyền đạt Ura = f(Uvào) (h.2.104). Khi đó điện áp ra chỉ nằm ở một trong hai mức bão hòa U+ ramax và U-ra ứng với các biên đủ lớn. Để minh họa nguyên ma độ Uv lí hoạt x động của một IC khóa ta xét một ví dụ điển hình là mạch so sánh (comparator). a - Mạch so sánh (h.3.8) thực hiện...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 2 Chương 2: Chế độ khóa của khuếch đại thuật toán Khi làm việc ở chế độ xung, mạch vi điện tử tuyến tính hoạtđộng như một khóa điện tử đóng, mở nhanh, điểm làm việc luônnằm trong vùng bão hòa của đặc tuyến truyền đạt Ura = f(Uvào)(h.2.104). Khi đó điện áp ra chỉ nằm ở một trong hai mức bãohòa U+ ramax và U-ra ứng với các biên đủ lớn. Để minh họa nguyên ma độ Uv x lí hoạtđộng của một IC khóa ta xét một ví dụ điển hình là mạch sosánh (comparator).a - Mạch so sánh (h.3.8) thực hiện quá trình so sánh biên độcủa điện áp đưa vào (Uvào) với một điện áp chuẩn (Ungưỡng)có cực tính có thể là dương hay âm. Thông thường giá trịUngưỡng được định trước cố đinh và mang ý nghĩa là mộtthông tin chuẩn (tương tự như quả cân trong phép cân trọnglượng kiểu so sánh), còn giá trị Uvào là một lượng biến đổi theothời gian cần được giám sát theo dõi, đánh giá, mang thông tincủa quá trình động (thường biến đổi chậm theo thời gian) cầnđược điều khiển trong một dải hay ở một trạng thái mong muốn.Khi hai mức điện áp này bằng nhau (Uvào= Ungưỡng) tới đầura bộ so sánh sẽ có sự thay đổi cực tính của điện áp từU+ - ramax tới U ramax hoặc ngược lại. Trong trường hợp riêng, nếu chọn Ungưỡng = 0 thìthực chất mạch so sánh đánh dấu lúc đổi cực tính của UVào. Trong mạch hình 3.8a Uvào và Ungưỡng được đưa tới haiđầu vào đảo và không đảo tương ứng của IC. Hiệu của chúngUo = Uv - Ungưỡng là điện áp giữa hai đầu vào của IC sẽ xácđịnh hàm truyền của nó: Khi Uv < Ungưỡng thì Uo < 0 do đó Ura = U+ ramax Khi Uv ≥ Ungưỡng thì Uo > ramax 0 (3-3) và Ura = U - Như vậy, điện áp ra đổi cực tính khi Uvào chuyển qua giá trịngưỡng Ungưỡng. Nếu Uvào và Ungưỡng trong hình 3.8a đổi vịtrí cho nhau hay cùng đổi cực tính (khí vị trí giữ nguyên) thì đặctính hình 3.8b đảo ngược lại (nghĩa là h.38c và d). 1Khi Uv < Ungưỡng thì Ura = - U- ramaxKhi Uv ≥ Ungưỡng thìramax = + U+ Ura 2b - Trong những trường hợp biên độ của Uvào và Ungưỡng lớnhơn giá trị điện áp đầu vào tối đa cho phép của IC, cần mắcchúng qua bộ phân áp điện trở trước khi đưa tới các đầu vàocủa IC. Giống như khóa tranzito, khi làm việc với các tín hiệuxung biến đổi nhanh cần lưu ý tới tính chất quán tính (trễ) củaIC thuật toán. Với các IC thuật toán tiêu chuẩn hiện nay, thờigian tăng của điện áp ra khoảng V/µs, do đó việcdùng chúng trong các mạch comparator có nhiều hạn chế khiđòi hỏi độ chính xáccao. Trong điều kiện tốt hơn, việc sử dụng các IC chuyên dụngđược chế tạo sẵn sẽ có tốc độ chuyển biến nhanh hơn nhiềucấp (cỡ V/ns. ví dụ loại µA710, A110, LM310-339 hayNE521...). Hoặc dùng các biện pháp kĩ thuật mạch để giảmkhoảng cách giữa 2 mức U±ramax Hình 3.8 : a), c) - Bộ so sánh dùng IC thuật toán với hai kiểu mắc khác nhau và b), d) - Hàm truyền đạt tương úng của chúngc - Có thể mở rộng chức năng của mạch so sánh nhờ mạchhình 3.9a với đặc tính truyền đạt cho trên hình 3.9b, gọi là bộ so 3sánh tổng. Từ đặc tính hình 3.9b thấy rõ bộ so sánh tổng sẽ chuyểntrạng thái ở đầu ra lúc tổng đại số của hai điện áp vào (đưa tớicùng một đầu vào) đạt tới 1 giá trị ngưỡng (đưa tới đầu vàokia). Nếu chọn Ungưỡng = 0 (h.3.9a) thì mạch sẽ lật lúc có điềukiện U1 + U2 = 0 (h.3.9b). Các nhận xét khác, đối với mạchhình 3.8a ở đây đều đúng cho bộ so sánh tổng khi đảo lại: đặtU1 và U2 tới đầu vào N và Unguỡng tới đầu vào P. 4Hình 3.9: Bộ so sánh tổng (a) và đặc tuyến truyền đạt của nó (b) 5 ...