Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 2 pot

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (200.39 KB, 7 trang )


148

- M

ch l

c t

n th

p có d

i thông t

0
đế
n m

t t

n s


ω
2
nào
đấ
y (h.2.116a).
- M


ch l

c t

n cao có d

i thông t

giá tr

1
ω

đế
n vô h

n (h.2.116b).
- M

ch l

c thông d

i có d

i thông n

m trong kho

ng t


n s

t

1
ω

đế
n
2
ω
(h.2.116c).
- M

ch l

c ch

n d

i có d

i thông chia làm hai vùng: 0 ÷
1
ω
và t

2
ω

÷

, (trong
đ
ó
12
ωω
>
) còn

vùng t

n s

t

21
ωω
÷
tín hi

u b

tri

t tiêu (h.2.116d).













Hình 2.116: Đặc tuyến các dạng bộ lọc
G

i K
L
là h

s

truy

n
đạ
t c

a m

ch l

c t

c là K

L
= U
r
/U
v
trong
đ
ó U
r
là tín hi

u


đầ
u
ra, U
v
là tín hi

u


đầ
u vào m

ch l

c,
đặ

c tuy
ế
n biên
độ
t

n s

K
L
(
)
ω

c

a b

n lo

i trên

d

ng lý t
ưở
ng cho trên hình 2.116a, b, c, d.
M

ch l


c có th

xây d

ng t

các linh ki

n th


độ
ng RLC. Tuy nhiên lo

i này
th
ườ
ng có
độ
suy gi

m l

n, và vi

c s

d


ng cu

n c

m L làm cho m

ch l

c tr

nên
c

ng k

nh khó ch
ế
t

o d
ướ
i d

ng vi m

ch,
đặ
c bi

t là


d

i t

n th

p. Vì v

y trong d

i
t

n s

d
ướ
i vài tr
ă
m KHz ng
ườ
i ta th
ườ
ng s

d

ng m


ch l

c
đượ
c xây d

ng d

a trên
các linh ki

n th


độ
ng RC k
ế
t h

p v

i các ph

n t

tích c

c (thông th
ườ
ng là các vi

m

ch thu

t toán) và lo

i này
đượ
c g

i là m

ch l

c tích c

c.
Trong th

c t
ế
ng
ườ
i ta th
ườ
ng s

d

ng các m


ch l

c có hàm truy

n
đạ
t b

c hai
vì chúng có nhi

u
ư
u
đ
i

m nh
ư
t
ươ
ng
đố
i
đơ
n gi

n, h


s

ph

m ch

t có th


đạ
t
đượ
c
t

i vài tr
ă
m, d


đ
i

u ch

nh, làm vi

c

n

đị
nh. Hàm truy

n
đạ
t b

c hai
đượ
c vi
ế
t d
ướ
i
d

ng sau:

K
L

ω

K
L

ω

K
L


ω

K
L

ω


149


Hình 2.117: Các dạng mạch lọc
K
(P)
=
01
2
2
01
2
2
apapa
bpb
α
pb
++
++
(2-251)



đ
ây p = RCj
ω
là bi
ế
n ph

c
đ
ã chu

n hoá.
Đố
i v

i b

n lo

i m

ch l

c trên, n
ế
u s

d


ng lo

i m

ch l

c b

c hai thì hàm truy

n
đạ
t
c

a chúng có d

ng c

th

nh
ư
sau :
• m

ch l

c t


n th

p b

c hai (b
1
= b
2
= 0)
K
(P)
=
01
2
2
0
apapa
b
++
(2-252)
• m

ch l

c t

n cao b

c hai (b
1

= b
0
= 0)
K
(P)
=
01
2
2
2
2
apapa
pb
++
(2-253)
• m

ch l

c thông d

i b

c hai (b
2
= b
0
= 0)
K
(P)

=
01
2
2
1
apapa
pb
++
(2-254)
• m

ch l

c ch

n d

i b

c hai (b
1
= 0)

150

K
(P)
=
01
2

2
0
2
2
apapa
bpb
++
+
(2-255)
Trên hình 2.117
đư
a ra ví d

v

d

ng m

ch l

c tích c

c c

th

t
ươ
ng


ng v

i
các d

ng m

ch l

c t

n th

p, t

n cao và thông d

i.
2.5. TẠO DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
2.5.1. Nguyên lý chung tạo dao động điều hoà
Có ba ph
ươ
ng pháp chính
để
t

o ra tín hi

u hình sin là:

- Dùng h

t

dao
độ
ng g

n v

i h

b

o toàn tuy
ế
n tính.
- Bi
ế
n
đổ
i m

t tín hi

u tu

n hoàn t

m


t d

ng khác thành d

ng hình sin.
- Dùng b

bi
ế
n
đổ
i s

t
ươ
ng t

(DAC).
Ph
ươ
ng pháp th

nh

t
đượ
c

ng d


ng khá r

ng rãi trong các máy t

o dao
độ
ng
hình sin c


đ
i

n. Ph
ươ
ng trình vi phân c

a m

t h

dao
độ
ng
đượ
c mô t

nh
ư

sau:

0xω
dt
dx
x,µF
dt
xd
2
2
2
=+






+

Trong
đ
ó F






dt

dx
x,
là m

t hàm phi tuy
ế
n
µ
là h

s

nh

,
đồ
ng th

i tho

mãn
đ
i

u
ki

n
0
dt

dx
x,µF
'









. Máy t

o dao
độ
ng hình sin lo

i này th
ườ
ng
đượ
c xây d

ng d

a
trên các m

ch ch


n l

c RLC. Lo

i máy phát này
đơ
n gi

n, có h

s

méo nh

.
S
ơ

đồ
kh

i c

a chúng có d

ng nh
ư
hình 2.118.



đ
ây AE là ph

n t

tích c

c có
h

s

khu
ế
ch
đạ
i
K
; W là là m

ch h

i ti
ế
p tuy
ế
n tính có h

s


truy

n
đạ
t là
β
ph


thu

c vào t

n s

. M

ch này xác
đị
nh t

n s

dao
độ
ng c

a h


. B là m

ch h

i ti
ế
p phi
tuy
ế
n dùng
để


n
đị
nh biên
độ
dao
độ
ng.








Hình 2.118: Sơ đồ khối mạch dao động Hình 2.119: Máy phát đa tín hiệu
B

AE/K
W/
β

I R
F

151

Ph
ươ
ng pháp th

hai
đượ
c s

d

ng trong các lo

i máy phát
đ
a ch

c n
ă
ng (máy
phát hàm). Lo


i máy phát này cùng lúc có th

cho nhi

u d

ng tín hi

u

các
đầ
u ra
khác nhau nh
ư
tín hi

u hình tam giác, tín hi

u xung hình ch

nh

t v.v Tín hi

u hình
sin nh

n
đượ

c nh

m

t b

bi
ế
n
đổ
i “xung tam giác-hình sin”. Lo

i máy phát này g

n
đ
ây
đượ
c s

d

ng r

ng rãi nh

tính
đ
a n
ă

ng c

a nó. Tuy nhiên tín hi

u hình sin


đ
ây
th
ườ
ng có h

s

méo l

n h
ơ
n so v

i ph
ươ
ng pháp trên. M

t trong nh

ng s
ơ


đồ
kh

i
đ
i

n hình c

a lo

i máy phát này
đượ
c mô t

trên hình 2.119, trong
đ
ó: I là b

tích
phân, R là ph

n t

r
ơ
le, F là b

bi
ế

n
đổ
i “xung tam giác-hình sin”. M

ch kín I–R t

o
nên m

t h

t

dao
độ
ng, sinh ra hai d

ng tín hi

u có d

ng xung tam giác và xung ch


nh

t.








Hình 2.120: Xấp xỉ hóa tín hiệu hình sin
D

a trên ti
ế
n b

k

thu

t c

a nh

ng n
ă
m sau này,
đặ
c bi

t trong l
ĩ
nh v

c k


thu

t
s

, ng
ườ
i ta có th

xây d

ng máy phát tín hi

u hình sin d

a trên nguyên t

c x

p x


hoá t

ng
đ
o

n k

ế
t h

p v

i l

y m

u
đề
u theo th

i gian (h.2.120). S
ơ

đồ
kh

i máy t

o
dao
độ
ng hình sin b

ng ph
ươ
ng pháp s



đượ
c mô t

trên hình 2.221. Trong
đ
ó T
x

kh

i t

o xung nh

p; C là b


đế
m thu

n ngh

ch dùng
để
m

theo th

i gian giá tr


t

c
th

i c

a
đố
i s

; DFC là b

bi
ế
n
đổ
i s

– hàm
để
t

o các giá tr

c

a tín hi


u hình sin (


d

ng s

); DAC là b

bi
ế
n
đổ
i s

– t
ươ
ng t


để
bi
ế
n tín hi

u t

d

ng s


(
đầ
u ra c

a
DFC) thành tín hi

u t
ươ
ng t

(hình sin).
Độ
méo tín hi

u hình sin ph

thu

c vào s


l
ượ
ng m

u l

y trong m


t chu kì. N
ế
u s

l

y m

u càng l

n (
đượ
c xác
đị
nh b

i t

n s


xung nh

p) thì hình sin có
độ
chính xác càng cao. Tuy nhiên
đ
i


u này ph

thu

c vào
gi

i h

n t

n s

làm vi

c c

a các b

DFC và DAC. Vì v

y ph
ươ
ng pháp này không th



ng d

ng


t

n s

cao
để
tín hi

u hình sin v

i h

s

méo nh


đượ
c. Trong ba
ph
ươ
ng pháp nêu trên, hai ph
ươ
ng pháp
đầ
u
đượ
c s


d

ng r

ng rãi h
ơ
n. Vì v

y d
ướ
i
đ
ây kh

o sát k
ĩ
h
ơ
n hai ph
ươ
ng pháp này.





Hình 2.121: Tạo tín hiệu hình sin bằng phương pháp số
t

X(t)

T
X
RC

DFC

DAC

Tín hi

u hình sin

152

2.5.2. Máy phát dao động hình sin dùng hệ tự dao động gần với hệ bảo
toàn tuyến tính
Máy phát dao
độ
ng hình sin th

c hi

n bi
ế
n
đổ
i n
ă
ng l
ượ

ng ngu

n dòng m

t
chi

u thành dòng xoay chi

u có t

n s

yêu c

u. Chúng
đượ
c c

u t

o trên c
ơ
s

b


khu
ế

ch
đạ
i có h

i ti
ế
p d
ươ
ng
đả
m b

o ch
ế

độ
t

kích

n
đị
nh

t

n s

yêu c


u. N
ế
u
không xét
đế
n ph

n m

ch phi tuy
ế
n dùng
để


n
đị
nh biên
độ
, s
ơ

đồ
máy phát dao
độ
ng hình sin v

l

i trên hình 2.123. H


s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i và h

s


truy

n
đạ
t c

a m

ch h


i ti
ế
p là s

ph

c, ngh
ĩ
a là có tính
đế
n s

ph

thu

c c

a chúng
vào t

n s

. Tín hi

u vào s
ơ

đồ
máy phát là m


t ph

n c

a
đ
i

n áp ra
đượ
c truy
ế
n theo
m

ch h

i ti
ế
p d
ươ
ng.
Để
s
ơ

đồ
làm vi


c trong ch
ế

độ
phát sóng thì c

n có hai
đ
i

u ki

n:
đ
i

u ki

n c

n
là t

ng các góc d

ch pha c

a tín hi

u trong b


khu
ế
ch
đạ
i
φ
k
và trong m

ch h

i ti
ế
p
φ
β

(theo m

t vòng kín) là b

i s

c

a 2
π
.


φ
k +

φ
β
= 2nπ (2-256)


đ
ây: n = 0,1,2…
Công th

c (2–256) xác
đị
nh
đ
i

u ki

n cân b

ng pha trong b

khu
ế
ch
đạ
i có h


i
ti
ế
p d
ươ
ng.
Đ
i

u ki

n th

hai g

i là
đ
i

u ki

n v

biên
độ

đượ
c xác
đị
nh b


i b

t
đẳ
ng
th

c
|K|.|β| ≥ 1 (2–257)
Mu

n
đầ
u ra c

a máy phát có
đ
i

n áp d

ng hình sin thì công th

c (2-256), (2–
257) ch


đ
úng


m

t t

n s

. Ý ngh
ĩ
a v

t lí c

a b

t
đẳ
ng th

c (2–257) là: Tín hi

u
đượ
c
khu
ế
ch
đạ
i lên |K| l


n và b

suy gi

m

m

ch h

i ti
ế
p |β| l

n, khi tho

mãn
đ
i

u ki

n
(2–157) thì tín hi

u xu

t hi

n



đầ
u vào b

khu
ế
ch
đạ
i cùng pha nh
ư
tr
ướ
c, nh
ư
ng
biên
độ
l

n. Nói cách khác
đ
i, b

t
đẳ
ng th

c |K|.|β| > 1 xác
đị

nh
đ
i

u ki

n c

n
để
máy
t

kích khi có nh

ng thay
đổ
i
đầ
u tiên c

a dòng
đ
i

n và
đ
i

n áp trong s

ơ

đồ
khu
ế
ch
đạ
i.
Đẳ
ng th

c |K|.|β| =1 t
ươ
ng

ng v

i vi

c chuy

n máy phát sang ch
ế

độ
công tác
xác l

p, khi có s


t
ă
ng c

a biên
độ
dao
độ
ng kéo theo h

s

khu
ế
ch
đạ
i K gi

m do
đặ
c tuy
ế
n c

a tranzito không tuy
ế
n tính (v

i biên
độ

tín hi

u l

n). Trong ch
ế

độ
xác
l

p thì thì tín hi

u


đầ
u ra và vào máy phát t
ươ
ng

ng v

i m

t giá tr



n

đị
nh nào
đ
ó.
Đ
ó là vì
độ
suy gi

m do m

ch h

i ti
ế
p gây ra
đượ
c bù hoàn toàn nh

b

khu
ế
ch
đạ
i
(
đ
i


u ki

n cân b

ng biên
độ
).
Giá tr


đ
i

n áp xác l

p tu

thu

c vào h

s

khu
ế
ch
đạ
i c

a b


khu
ế
ch
đạ
i K
đố
i
v

i tín hi

u nh

c
ũ
ng nh
ư
vào
độ
không tuy
ế
n tính c

a
đặ
c tuy
ế
n tranzito. S


ph


thu

c c

a h

s

khu
ế
ch
đạ
i vào nhi

t
độ

đ
i

n tr

t

i là nguyên nhân gây ra không

n

đị
nh biên
độ

đ
i

n áp ra.
Để


n
đị
nh biên
độ
này, ng
ườ
i ta m

c thêm vào m

ch m

t
ph

n t




n
đị
nh không tuy
ế
n tính, c
ũ
ng nh
ư
th

c hi

n h

i ti
ế
p âm ph

n th

c.



153



Hình 2.123: Mô phỏng hoạt động của mạch dao động ghép biến áp
Máy phát dao

độ
ng hình sin th
ườ
ng dùng m

ch dao
độ
ng LC và m

ch RC ph


thu

c t

n s

. Máy phát dùng LC
để
t

o ra tín hi

u cao t

n (t

n s


cao h
ơ
n vài ch

c
kHz), còn máy phát dùng RC
để
t

o ra tín hi

u t

n th

p (t

i vài Hz).
Để
t

o ra dao
độ
ng hình sin, các bi

u th

c (2-256)(2-257)
đượ
c tho


mãn
đố
i
v

i tín hi

u
đ
i

u chu

n f
0
và tr

kháng c

a m

ch dao
độ
ng ph

i là thu

n tr


. S

thay
đổ
i góc di pha c

a b

khu
ế
ch
đạ
i khi l

ch kh

i t

n s

c

ng h
ưở
ng là
đ
i

u ki


n
đủ

để

hoàn thành bi

u th

c (2-256)
đố
i v

i t

n s

f
0
, vì tr

kháng c

a m

ch s

không ph

i là

thu

n tr

, mà mang tính ch

t
đ
i

n kháng (
đ
i

n c

m hay
đ
i

n dung). Tính ch

t
đ
úng
đắ
n c

a bi


u th

c (2-257)
đố
i v

i t

n s

c

ng h
ưở
ng
đượ
c xác
đị
nh b

ng tr

s

c

c
đạ
i c


a h

s

khu
ế
ch
đạ
i

t

n s

f
0
.
M

ch
đ
i

n c

a máy phát LC r

t
đ
a d


ng. Chúng có th

khác nhau do ph
ươ
ng
pháp m

c m

ch dao
độ
ng LC trong b

khu
ế
ch
đạ
i và th

c hi

n h

i ti
ế
p d
ươ
ng. S
ơ


đồ

máy phát v

trên hình 2.123 th

c hi

n h

i ti
ế
p d
ươ
ng nh

cách ghép bi
ế
n áp thích
h

p.

154

Các tham s

c


a m

ch dao
độ
ng này là
đ
i

n dung C và
đ
i

n c

m L c

a cu

n s
ơ

c

p bi
ế
n áp. Trong s
ơ

đồ
khu

ế
ch
đạ
i m

t t

ng t

i thu

n tr

thì tín hi

u ra ng
ượ
c pha
v

i tín hi

n vào. Vì th
ế

để

đả
m b


o
đ
i

u ki

n cân b

ng pha (2-156) thì m

ch h

i ti
ế
p
d
ươ
ng

t

n s

c

ng h
ưở
ng ph

i th


c hi

n
đả
o pha tín hi

u
để

đư
a t

i
đầ
u vào b


khu
ế
ch
đạ
i. Tín hi

u h

i ti
ế
p d
ươ

ng l

y t

cu

n W
2
qua t

phân
đườ
ng C
pt

đặ
t t

i
đầ
u
vào tranzito. S

di pha c

n thi
ế
t c

a m


ch h

i ti
ế
p th

c hi

n b

ng cách m

c m

c
đầ
u
dây cu

n th

c

p thích h

p. Vì
đ
i


n áp h

i ti
ế
p nh

h
ơ
n
đ
i

n áp ra nên t

s

vòng dây
n = ω
2

1
< 1.


Hình 2.124: Mô phỏng hoạt động của mạch dao động ghép tự biến áp
T

n s

dao

độ
ng t

o ra g

n v

i t

n s

c

ng h
ưở
ng c

a m

ch dao
độ
ng

LC2
π
1
f = (2-258)
Tín hi

u h


i ti
ế
p c
ũ
ng có th

l

y tr

c ti
ế
p t

colect
ơ
m

ch dao
độ
ng b

ng cách làm
cu

n dây hay t

có nhi


u
đầ
u ra. V

i các s
ơ

đồ
phát sóng nh
ư
th
ế
, m

ch dao
độ
ng có
ba
đ
i

m n

i v

i b

khu
ế
ch

đạ
i, vì v

y g

i là m

ch ba
đ
i

m.
Trong s
ơ

đồ
phát sóng hình 2.124 (ba
đ
i

m
đ
i

n c

m), nhánh
đ
i


n c

m qu

n hai
cu

n W
1
, W
2
. Tín hi

u h

i ti
ế
p l

y t

cu

n W
2

đ
i

n áp l


y ra t

colect
ơ
qua t

C
p2
.
Đ
i

n áp trên cu

n W
1
, W
2

đố
i v

i
đ
i

m chung (
đấ
t) ng

ượ
c pha nhau. Tín hi

u t

cu

n
W
1
qua t

C
p1
(C
p1
<<C)
đượ
c
đư
a t

i
đầ
u vào tranzitor. Trong s
ơ

đồ
hình 2.125 (ba
đ

i

m
đ
i

n dung), m

ch dao
độ
ng g

m
đ
i

n c

m L và hai t

n

i ti
ế
p C
1
, C
2

đượ

c m

c

×