Tạo dao động hình sin

Khái niệm chung . Các dao động hình sin (hay còn gọi là dao động điều hoà) có tần số từ vài hz đến hàng ngàn Mhz đ-ợc sử dụng rộng rãi trong các máy thông tin, máy đo l-ờng, các thiết bị y tế vv...Đó là các máy phát sóng đ-ợc thiết kế ở các dải sóng khác nhau với mục đích sử dụng t-ơng ứng. Các dao động hình sin có thể đ-ợc tạo ra theo ba ph-ơng pháp sau đây: - Tạo dao động hình sin bằng một hệ tự dao động gần với một hệ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tạo dao động hình sin Ch-¬ng 6 T¹o dao ®éng h×nh sin6.1 Kh¸i niÖm chung . C¸c dao ®éng h×nh sin (hay cßn gäi lµ dao ®éng ®iÒu hoµ) cã tÇn sè tõ vµihz ®Õn hµng ngµn Mhz ®-îc sö dông réng r·i trong c¸c m¸y th«ng tin, m¸y ®ol-êng, c¸c thiÕt bÞ y tÕ vv...§ã lµ c¸c m¸y ph¸t sãng ®-îc thiÕt kÕ ë c¸c d¶i sãngkh¸c nhau víi môc ®Ých sö dông t-¬ng øng. C¸c dao ®éng h×nh sin cã thÓ ®-îc t¹o ra theo ba ph-¬ng ph¸p sau ®©y: - T¹o dao ®éng h×nh sin b»ng mét hÖ tù dao ®éng gÇn víi mét hÖ b¶o toµn tuyÕn tÝnh. - BiÕn ®æi mét tÝn hiÖu tuÇn hoµn tõ d¹ng kh«ng ph¶i h×nh sin vÒ d¹ng h×nh sin - Dïng c¸c bé biÕn ®æi t-¬ng tù - sè I R (AD), sè - t-¬ng tù (DA) H×nh 6.1S¬ ®å khèi Trong ch-¬ng nµy chØ xÐt nguyªn lý m¸y ph¸t c¸c m¹ch lµm viÖc theo ph-¬ng ph¸p thø sãng ®a nhÊt lµ c¸c m¹ch th«ng dông h¬n c¶. Tuy F nhiªn tr-íc tiªn t×m hiÓu qua vÒ nguyªn lý chøc n¨ng x©y dùng c¸c m¹ch theo ph-¬ng ph¸p thø hai vµ thø ba. Ph-¬ng ph¸p thø hai th-êng ®-îc sö dông trong c¸c m¸y ph¸t sãng ®achøc n¨ng : t¹o ra dao ®éng d¹ng xung vu«ng, xung tam gi¸c, dao ®éng h×nh sin,thËm chÝ c¶ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. Mét s¬ ®å khèi d¹ng nµy tr×nh bµy ë h×nh 6.1 ë ®©y m¹ch tÝch ph©n I vµR¬le R t¹o thµnh mét hÖ tù dao ®éng cho ra xung vu«ng vµ xung tam gi¸c. Xungtam gi¸c qua bé biÕn ®æi F ®-îc biÕn thµnh dao ®éng h×nh sin. Nh-îc ®iÓm cñadao ®éng h×nh sin nµy lµ cã ®é mÐo phi tuyÕn lín h¬n so víi tr-êng hîp 1. Ph-¬ng ph¸p thø ba t¹o ra dao ®éng h×nh sin nhê sö dông kü thuËt sè (H×nh6.2a) .TX lµ bé t¹o xung nhÞp , C lµ bé ®Õm thuËn nghÞch dïng ®Ó më theo thêigian gi¸ trÞ tøc thêi cña ®èi sè , DFC - bé biÕn ®æi sè - hµm ®Ó t¹o c¸c gi¸ trÞ cñadao ®éng h×nh sin ë d¹ng sè , a)DAC - bé biÕn ®æi sè - t-¬ng tùbiÕn ®æi tÝn hiÖu sè ë ®Çu ra cña Tx C DFC DACm¹ch DFC sang d¹ng t-¬ng tù lµdao ®éng h×nh sin. H×nh 6.2 x(t) §é mÐo cña dao ®éng h×nh a)S¬ ®å khèi TDD h×nhsin ë ®©y phô thuéc vµo sè mÉu K t sin trong KT sè®-îc lÊy trong mét chu kú. (h×nh b)§å thÞ xÊp xØ dao6.2b).Sè l-îng lÊy mÉu K cµng b) ®éng h×nh sin b»ng c¸clín th× ®é mÐo cµng nhá , ®é gi¸ trÞ gi¸n ®o¹nchÝnh x¸c cµng cao. B©y giê ta xÐt ph-¬ng ph¸p thø nhÊt lµ ph-¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt.Mét hÖdao ®éng tù kÝch gÇn víi mét hÖ b¶o toµn n¨ng l-îng cã phÇn tö khuÕch ®¹i ®¬n 155 h-íng K vµ m¹ch håi tiÕp d-¬ng  nh- ë h×nh 6.3 Mét hÖ nh- vËy cã quan hÖ(xem håi tiÕp rong khuÕch ®¹i -ch-¬ng 4) : K H×nh 6.3 S¬ ®å K K = (6.1) khèi hÖ dao   K. ®éng tù kÝch  Trong ®ã K lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña phÇn tö khuÕch ®¹i (®¬n h-íng),  hµm truyÒn ®¹tphøc cña m¹ch håi tiÕp , K lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i cã håitiÕp(xem 4.2.2). Tõ (6.1) dÔ dµng nhËn thÊy khi : j(   ) k  K = K  e =1 (6.2) th× K =  ,m¹ch ë tr¹ng th¸i tù kÝch ,sÏ lµ mét m¹ch t¹o dao ®éng. §iÒu kiÖn (6.2) cã thhÓ viÕt cô thÓ h¬n K    (6.3) K +  = 2K (6.4) §iÒu kiÖn (6.3) vµ (6.4) gäi t-¬ng øng lµ ®iÒu kiÖn c©n b»ng biªn ®é vµ c©nb»ng pha. VÒ mÆt vËt lý hÖ h×nh (6.2) lµ mét hÖ tù dao ®éng khi phÇn tö khuÕch ®¹i Kbï ®ñ n¨ng l-îng tæn hao trong vßng håi tiÕp (®iÒu kiÖn c©n b»ng biªn ®é) vµ bï®óng lóc (®iÒu kiÖn c©n b»ng pha). NÕu ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha (6.4) chØ ®óng chomét tÇn sè th× dao ®éng t¹o ra sÏ lµ dao ®éng h×nh sin cña tÇn sè ®ã. Qu¸ tr×nh t¹o dao ®éng h×nh sin gåm ba giai ®o¹n nh- sau: Khi ta ®ãng nguån mét chiÒu cho m¹ch th× ë ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i sÏxuÊt hiÖn rÊt nhiÒu c¸c thµnh phÇn hµi do ®ét biÕn nguån. Chóng ®-îc khuÕch ®¹ivµ qua m¹ch håi tiÕp d-¬ng ®Ó trë l¹i ®Çu vµo. Lóc nµy c¸c thµnh phÇn cã biªn ®érÊt nhá. Thµnh phÇn tÇn sè tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (6.4) s ...