KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 7

Để lập các xung vuông tần số thấp hơn 1000HZ sơ đồ đa hài (đối xứng hoặc không đối xứng) dùng IC tuyến tính dựa trên cấu trúc của một mạch so sánh hồi tiếp dương có nhiều ưu điểm hơn sơ đố dùng tranzito đã nêu. Tuy nhiên do tính chất tần số của IC khá tốt nên với những tần số cao hơn việc ứng dụng sơ đồ IC vẫn mang nhiều ưu điểm (xét với tham số xung). Hình 3.20a và b đưa ra mạch điện nguyên lý của đa hài đối xứng đùng IC thuật toán...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 7 Chương 7: Mạch đa hài dàng IC tuyến tính Để lập các xung vuông tần số thấp hơn 1000HZ sơ đồ đahài (đối xứng hoặc không đối xứng) dùng IC tuyến tính dựa trêncấu trúc của một mạch so sánh hồi tiếp dương có nhiều ưu điểmhơn sơ đố dùng tranzito đã nêu. Tuy nhiên do tính chất tần sốcủa IC khá tốt nên với những tần số cao hơn việc ứng dụng sơđồ IC vẫn mang nhiều ưu điểm (xét với tham số xung). Hình3.20a và b đưa ra mạch điện nguyên lý của đa hài đối xứngđùng IC thuật toán cùng giản đồ thời gian giải thích hoạt động củasơ đồ. Dựa vào các kết quả đã nêu ở 3.2.3, với trigơ Smit, cóthể giải thích tóm tắt hoạt động của mạch 3:20(a) như sau: Khiđiện thế trên đầu vào N đạt tới ngưỡng lật của trigơ Smit thì sơđồ chuyển trạng thái và điện áp ra đột biến giá trị ngược lại vớigiá trị cũ. Sau đó điện thế trên đầu vào N thay đổi theo hướngngược lại và tiếp tục cho tới khi chưa đạt được ngưỡng lật khác(ví dụ khoảng (t1 ÷ t2) trên hình vẽ 3.20b).Sơ đồ lật về trạng thái ban đầu vào lúc t2 khi UN = Uđóng = -βUmax . Quá trình thay đổiUN được điều khiển bởi thời gian phóng và nạp của C bởi Ura quaR. Nếu chọn Uramax = Uramin = Umax thì Uđóng = -βUmax Ungắt = -βUmax ; β = R1/(R1+R2) 1Hình 3.20: Bộ đa hài trên cơ sở bộ khuếch đại thuật toán 2là hệ số hồi tiếp dương của mạch. Cần lưu ý điện áp vào cửa N,chính là điện áp trên tụ C, sẽ biến thiên theo thời gian theo quyluật quá trình phóng điện và nạp điện của C từ nguồn Umax hay- Umax thông qua R trong các khoảng thời gian 0 ÷ t1 vàt1÷t2... lúc đó phương trình vi phân để xác định UN(t) có dạng: dUN = ± Umax (3-24) dt − UN RCvới điều kiện ban đầu UN (t = 0) =Uđóng = -βUmaxcó nghiệm UN(t) = Umax {1 – [ 1 + βexp ( - t / RC)]} (3-25) UN sẽ đạt tới ngưỡng lật của trigơ Smit sau một khoảngthời gian bằng: τ = RCln (1+ β)/(1-β) = RCln ( 1 + 2R1/R2) (3-26) Từ đó chu kỳ dao động được xác đinh bởi:Tra = 2τ = 2RCln ( 1 + 2R1/R2)(3-27)Nếu chọn R1 = R2 ta có : Tra ≈ 2,2 RC(3-28a)tức chu kì dao động tạo ra chỉ phụ thuộc các thông số mạchngoài R1 và R2 (mạch hồi tiếp dương) và R, C (mạch hồi tiếpâm). Các hệ thức (3-26) và (3-27) cho xá định các tham số cơbản nhất của mạch. Khi cần thiết kế các mạch đa hài có độ ổn định tần số cao hơn và có khả năngđiều chỉnh tần số ra, người ta sử dụng các mạchphức tạp hơn.3.5. BỘ DAO ĐỘNGBLOCKING Blocking (bộ dao động nghẹt) là một bộ khuếch đại đơn hayđẩy kéo có hồi tiếp dương mạnh qua một biến áp xung (h.3.22a), 3nhờ đó tạo ra các xung có độ rộng hẹp (cỡ 10-3 ÷ 10-6s) và biênđộ lớn. Blocking thường được dùng để tạo ra các xung điềukhiển trong các hệ thống số. Blocking có thể làm việc ở chế độkhác nhau: chế độ tự dao động, chế độ đợi, chế độ đồng bộhay chế độ chia tần. Hình 3.22a là mạchnguyên lí Blocking tự dao động gồm 1 trazito T mắc emitơchung với biến áp xung Tr có 3 cuộn ωk sơ cấp, ωB và ωt (thứcấp). Quá trình hồi tiếp dương thực hiện từ ωk qua ωB nhờ cựctính ngược nhau của chúng. Tụ C và điện trở R để hạn chế dòngđiện cực bazơ. Điện trở R tạo dòng phóng điện cho tụ C (lúc Tkhóa). Điôt D1 để loại xung cực tính âm trên tải sinh ra khitranzito chuyển chế độ từ mở sang khóa. Mạch R1, D2 để bảovệ tranzito khỏi bị quá áp. Các hệ số biến áp xung là nb và ntđược xác định bởi: nb = ωk / ωB ; nt = ωk / ωt (3-29) 4 Hình 3.22a: Mạch nguyên lý Blocking đơn (a) và tín hiệu ra (b) Quá trình dao động xung liên quan tới thời gian mở và đượcduy trì ở trạng thái bão hòa (nhờ mạch hồi tiếp dương) củatranzito. Kết thúc việc tạo dạng xung là lúc tranzito ra khỏi trạngthái bão hòa và chuyển đột biến về tắt (khóa) nhờ hồi tiếpdương.+ Trong khoảng 0 < t < t1 T tắt do điện áp đã nạp trên C: Uc > 0;tụ C phóng điện qua mạch (ωB-> C -> R -> RB -> - Ecc lúc t1, Uc=0+ Trong khoảng t1 < t < t2 khi Uc chuyển qua giá trị 0 xuấthiện quá trình đột biếnBlocking thuận nhờ hồi tiếp dương qua ωB dẫn tới mở hẳntranzito tới bão hòa.+ Trong khoảng t2 < t < t3 T bão hòa sâu, điện áp trên cuộn ωkgần bằng trị số Ecc đó là giai đoạn tạo đỉnh xung, có sự tích lũynăng lượng từ trong các cuộn dây của biến áp, tương ứng điệnáp hồi tiếp qua ωB là UωB= Ecc / nB (3-30)và điện áp trên cuộn tải ωt là 5UωB= Ecc / nt Lúc này tốc độ thay đổi dòng colectơ giảm nhỏ ...