KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 6

Nếu thay thế điện trở hồi tiếp còn lại trong mạch hình 3.17 bằng 1 tụ điện thứ 2 ta nhận được mạch hình 3.19 là mạch đa hài tự dao động dùng tranzito. Lúc đó trạng thái cân bằng của mạch (một tranzito khóa, một tranzito mở) chỉ ổn định trong một thời gian hạn chế nào đó, rồi tự động lật sang trạng thái kia và ngược lại. Hình 3.19b cho biểu đồ thời gian của mạch đa hài tự dao động 3.19a. • Hai trạng thái nêu trên của mạch đa hài tự dao động còn được...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 6 Chương 6: MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI TRẠNG THÁI KHÔNG ỔN ĐỊNH (ĐA HÀI TỰ DAO ĐỘNG)3.4.1. Đa hài dùngtranzito Nếu thay thế điện trở hồi tiếp còn lại trong mạch hình 3.17bằng 1 tụ điện thứ 2 ta nhận được mạch hình 3.19 là mạch đahài tự dao động dùng tranzito. Lúc đó trạng thái cân bằng củamạch (một tranzito khóa, một tranzito mở) chỉ ổn định trong mộtthời gian hạn chế nào đó, rồi tự động lật sang trạng thái kia vàngược lại. Hình 3.19b cho biểu đồ thời gian của mạch đa hài tựdao động 3.19a.• Hai trạng thái nêu trên của mạch đa hài tự dao động còn đượcgọi là các trạng thái chuẩn cân bằng. Ở đó những thay đổi tươngđối chậm của dòng điện và điện áp giữa các điểm trong sơ đồdần dẫn tới một trạng thái tới hạn nào đó, mà tại đấy có nhữngđiều kiện để tự động chuyển đột ngột từ trạng thái này sangtrạng thái khác. Nếu tác động tới các cửa vào một điện áp đồngbộ nào đó có chu kì lặp xấp xỉ nhưng ngắn hơn chu kì bản thâncủa điện áp dao động, quá trình chuyển đột ngột sẽ xảy ra sớmhơn, tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hàitự dao động mà đặc điểm chính là chu kì của xung ra phụ thuộcvào chu kì của điện áp đồng bộ, còn độ rộng xung ra do cácthông số RC của mạch quy đinh.• Nguyên lí hoạt động của mạch hình 3.19a có thể tóm tắt nhưsau: Việc hình thành xung vuông ở cửa ra được thực hiện saumột khoảng thời gian τ1=t1 - to (đối với cửa ra 1 hoặc τ2=t2 – t1(với cửa ra 2) nhờ các quá trình đột biến chuyển trạng thái củasơ đồ tại các thời điểm t0, t1, t2... Trong khoảng τ1 tranzito T1 khóa T2.mở. Tụ C1 đã đượcnạp đầy điện tích trước lúc to phóng điện qua T2 qua nguồn Ecqua R1 theo đường +C1 -> T2 -> R1 -> -C1 làm điện thế trêncực bazơ của T1 thay đổi theo hình 3.19.b. Đồng thời trongkhoảng thời gian này tụ C2 được nguồn E nạp theo đường +E -> Rc -> T2 -> -E làm điện thế trên cực bazơ T2 thay đổi theodạng 8.19b. Lúc t = t1 thì UB1≈ 0,6V làm T2 mở và xảy ra quá trình đột biến lần thứ nhất, nhờmạch hồi tiếp dương làm sơ đồ lật đến trạng tháiT1 mở T2 khóa. 1 Trong khoảng thời gian τ2=t2 – t1 trạng thái trên được giữnguyên, tụ C2 (đã được nạp trước lúc t1) bắt đầu phóng điện vàC1 bắt đầu quá trình nạp tương tự như đã nêu trên cho tới lúc t =t2, UB2 = +0,6V làm T2 mở và xảy ra đột biến lần thứ hai chuyểnsơ đồ về trạng thái ban đầu: T1 khóa T2 mở... 2 Hình 3.19: Mạch nguyên lý bộ đa hài tự dao động(a) và biểu đồ thời gian (b)• Các tham số chủ yếu và xung vuông đầu ra được xác địnhdựa trên việc phân tích nguyên lí vừa nêu trên và ta thấy rõ độrộng xung ra τ1 và τ2 liên quan trực tiếp với hằng số thời gianphóng của các tụ điện từ hệ thức (3-16), tương tự có kết quả: τ1 = RCln2 ≈ 0,7R1C1 (3-23) τ2 = R2C2ln2 = 0,7R2C2 Nếu chọn đổi xứng RI = R2; C1 = C2, T1 giông hệt T2 tacó τ1 =τ2 và nhận được sơ đồ đa hài đối xứng, ngược lại ta có 3đa hài không đối xứng. Chu kỳ xung vuông Tra =τ1 +τ2 4 Biên độ xung ra được xác định gần đúng bằng giá trịnguồn E cung cấp. Để rạo ra các xung có tần số thấp hơn1000Hz, các tụ trong sơ đồ cần có điện dung lớn. Còn đểtạo ra các xung có tần số cao hơn 10kHz ảnh hưởng cóhại của quán tính các tranzito (tính chất tần số) làm xấucác thông số của xung vuông nghiêm trọng. Do vậy, dảiứng dụng của sơ đồ hình 3.19a là hạn chế và ở vùng tầnsố thấp và cao người ta đưa ra các sơ đồ đa hài khác tạoxung có ưu thế hơn mà ta sẽ xét dưới đây. 5