KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 6 pptx

1
Chương 6:
MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI TRẠNG THÁI KHÔNG ỔN
Đ
Ị
NH (ĐA HÀI TỰ DAO Đ
Ộ
NG)
3.4.1. Đa hài dùng
tranzito
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 t
r
ạ
ng
thái cân bằng của
mạch (một tranzito khóa, một tranzito mở)
ch
ỉ
ổn
đ
ị
nh
trong một
t
h
ờ
i
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
gọi là các trạng thái chuẩn cân bằng. Ở đó những thay đổi tương
đối chậm của dòng điện và điện áp
gi
ữ
a
các điểm trong sơ đồ
dần dẫn tới một trạng thái tới hạn nào đó, mà tại đấy có
nh
ữ
ng
điều kiện để tự động chuyển đột ngột từ trạng thái này sang
trạng thái khác. Nếu tác động tới các cửa vào một điện áp đồng
bộ nào đó có chu kì lặp xấp
x
ỉ
nhưng
ng
ắ
n
hơn chu kì bản thân
của điện áp dao động, quá trình chuyển đột ngột sẽ xảy ra
s
ớ
m
hơn, tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hài
tự dao động mà
đ

ặ
c
điểm chính là chu kì của xung ra phụ thuộc
vào chu kì của điện áp đồng bộ, còn
độ
rộng xung ra do các
thông số RC của mạch quy
đ
inh
.
•
Nguyên lí hoạt động của mạch hình 3.19a có thể tóm tắt như
sau: Việc hình thành xung vuông ở cửa ra được thực hiện sau
một khoảng thời gian
τ
1
=t
1
- t
o
(đối với
c
ử
a
ra 1 hoặc
τ
2
=t
2
– t

1
(với cửa ra 2) nhờ các quá trình đột biến chuyển trạng thái của
s
ơ
đồ tại các thời điểm t
0
, t
1
, t
2

Trong khoảng
τ
1
tranzito T
1
khóa T
2
.mở. Tụ C
1
đã được
nạp đầy điện tích t
r
ướ
c
lúc t
o
phóng điện qua T
2
qua nguồn E

c
qua R
1
theo đường +C
1
-> T
2
-> R
1
-> -C
1
làm điện thế trên
cực bazơ của T
1
thay đổi theo hình 3.19.b. Đồng thời trong
khoảng t
h
ờ
i
gian này tụ C
2
được nguồn E nạp theo đường +E -
> R
c
-> T
2
-> -E làm điện thế trên cực bazơ T
2
thay đổi theo
dạng 8.19b.

Lúc t = t
1
thì
U
B1
≈
0,6V làm T
2
mở và xảy ra quá trình đột
biến lần thứ nhất,
nh
ờ
mạch hồi tiếp dương làm sơ đồ lật đến trạng thái
T
1
mở T
2
khóa.
2
Trong khoảng thời gian
τ
2
=t
2
– t
1
trạng thái trên được giữ
nguyên, tụ C
2
(đã

đ
ượ
c
nạp trước lúc t
1
) bắt đầu phóng điện và
C
1
bắt đầu quá trình nạp tương tự như đã nêu trên cho tới lúc t =
t
2
, U
B2
= +0,6V làm T
2
mở và xảy ra đột biến lần thứ hai chuyển
s
ơ
đồ về trạng thái ban đầu: T
1
khóa T
2
m
ở

3
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

đ
ị
nh
dựa trên việc phân tích nguyên lí vừa nêu trên và ta thấy rõ độ
rộng xung ra
τ
1
và
τ
2
liên quan trực tiếp
v
ớ
i
hằng số thời gian
phóng của các tụ điện từ hệ thức (3-16), tương tự có kết
qu
ả
:
τ
1
= RCln2
≈
0,7R
1
C
1
(3-23)
τ
2

= R
2
C
2
ln2 = 0,7R
2
C
2
Nếu chọn đổi xứng R
I
= R
2
; C
1
= C
2
, T
1
giông hệt T
2
ta
có
τ
1
=
τ
2
và nhận
đ
ượ

c
sơ đồ đa hài đối xứng, ngược lại ta có
4
đa hài không đối xứng. Chu kỳ xung vuông
T
ra
=
τ
1
+
τ
2
5
Biên độ xung ra được xác
đ
ị
nh
gần đúng bằng giá
tr
ị
nguồn E cung cấp. Để
r
ạ
o
ra các xung có tần số thấp hơn
1000Hz, các tụ trong sơ đồ cần có điện dung lớn. Còn để
tạo ra các xung có tần số cao hơn 10kHz ảnh hưởng có
hại của quán tính các tranzito (tính chất tần số) làm xấu
các thông số của xung vuông nghiêm trọng. Do
v

ậ
y
, dải
ứng dụng của sơ đồ hình 3.19a là hạn chế và ở vùng tần
số thấp và cao người ta đưa ra các sơ đồ đa hài khác tạo
xung có ưu thế hơn mà ta sẽ xét dưới
đ
ây
.