Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Điện Tử - Kỹ Thuật Mạch Điện Tử (Phần 2) part 3 pdf

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (189.67 KB, 7 trang )


155

song song v

i m

ch ra c

a t

ng.
Đ
i

n áp h

i ti
ế
p l

y t

t

C
2

đặ
t t


i
đầ
u vào tranzito
qua t

C
p1
.
Đ
i

n áp trên t

C
1
và C
2

đố
i v

i
đ
i

m chung (
đấ
t) ng
ượ
c pha nhau vì th

ế

s

t

o nên h

i ti
ế
p d
ươ
ng.
Đ
i

u ki

n t

kích
đượ
c
đả
m b

o theo quan h

:
tc

v
2
L
//RR
(B)r
C
C
= (2.259)


đ
ây: r
v
(B) -
đ
i

n tr

vào c

a tranzito theo s
ơ

đồ
BC;
R
t
-
đ

i

n tr

t

i m

ch ngoài.
Để
tính toán t

n s

ta dùng công th

c (2-258)


đ
ây
C=C
1
C
2
/(C
1
+C
2
)

Vì tr

s

c

a L, C trong m

ch dao
độ
ng và tham s

c

a tranzito ph

thu

c vào nhi

t
độ
nên t

n s

f c

a máy phát t


o ra c
ũ
ng s

ph

thu

c vào nhi

t
độ
. Mu

n t
ă
ng
độ


n
đị
nh t

n s

thì ph

i t
ă

ng
độ


n
đị
nh theo nhi

t
độ
cho ch
ế

độ
t
ĩ
nh c

a tranzito, c
ũ
ng
nh
ư
dùng bi

n pháp bù s

thay
đổ
i c


a t

n s

theo nhi

t
độ
. M

t trong nh

ng ph
ươ
ng
pháp bù
đ
ó là m

c thêm vào m

ch dao
độ
ng nh

ng t


đ

i

n có
đ
i

n dung ph

thu

c
vào t

n s

. Trong nh

ng máy phát có ch

t l
ượ
ng cao, ng
ườ
i ta dùng b

c

ng h
ưở
ng

th

ch anh, khi
đ
ó
độ


n
đị
nh t

n s

là l

n nh

t.

Hình 2.125: Mô phỏng hoạt động của mạch dao động ghép ba điểm điện dung

156


d

i t

n s


th

p (d
ướ
i vài ch

c kHz), ng
ườ
i ta dùng m

ch phát sóng RC.


đ
ây
không dùng m

ch LC vì nó làm t
ă
ng kích th
ướ
c và tr

ng l
ượ
ng c

a các ph


n t




trong m

ch dao
độ
ng.
M

ch phát sóng RC d

a trên c
ơ
s

dùng m

ch ph

thu

c t

n s

g


m
đ
i

n tr


t


đ
i

n có s
ơ

đồ
kh

i t
ươ
ng t

nh
ư
máy phát sóng LC
đ
ã cho

hình 2.122. Trong

kh

i khu
ế
ch
đạ
i, tín hi

u ra có th

ng
ượ
c pha ho

c
đồ
ng pha v

i tín hi

u vào. Trong
tr
ườ
ng h

p
đầ
u, m

ch h


i ti
ế
p RC ph

thu

c t

n s

ph

i d

ch pha tín hi

u 180
0


t

n
s

phát sóng, còn tr
ườ
ng h


p th

hai thì không c

n d

ch pha tín hi

u. Gi

i quy
ế
t hai
nhi

m v

này b

ng nhi

u s
ơ

đồ
m

ch RC khác nhau.
Hình 2.126a là s
ơ


đồ
lo

i thang R song song th

c hi

n d

ch pha tín hi

u 180
0
.
S
ơ

đồ
này có h

s

truy

n
đạ
t và pha tín hi

u c


a m

ch RC ph

thu

c vào t

n s

. Vì
s

d

ch pha c

c
đạ
i c

a m

t khâu RC

t

n s


g

n b

ng không là vào kho

ng 90
0
,
nên
để
có góc d

ch pha là 180
0
, c

n có ít nh

t ba khâu RC n

i ti
ế
p (th
ườ
ng ng
ườ
i ta
dùng m


ch có ba khâu RC là
đủ
).
S

ph

thu

c |β| và ϕ
β

vào t

n s


đố
i v

i m

ch ba khâu R
C
khi C
1
= C
2
= C
3

= C
và R
1
= R
2
= R
3
v

trên hình 2.126b v

i bi

u th

c:
( ) ( )
[
]
1/2
2
22
2
2
α6α5α1
1
β
−+−
=
r


(
)
2
2
β
5
α
1
α
6
α
arctg


=
ϕ
v

i α = 1/ωRC
T

n s

f
0


ng v


i góc di pha b

ng 180
0

đạ
t
đượ
c lúc α
2
=6.
RC2
π
1
f
0
= (2-260)
Ta th

y

t

n s

f
0

đ
un c


a h

s

truy

n
đạ
t c

a m

ch h

i ti
ế
p là β = 1/29. Do
đ
ó máy phát ch

có th

t

kích n
ế
u h

s


khu
ế
ch
đạ
i c

a b

khu
ế
ch
đạ
i tho

mãn K ≥
29.
Hình 2.127 v

s
ơ

đồ
máy phát RC dùng khu
ế
ch
đạ
i thu

t toán. M


ch h

i ti
ế
p ph


thu

c vào t

n s


đượ
c m

c gi

a
đầ
u ra và
đầ
u vào
đả
o. Mu

n có h


s

khu
ế
ch
đạ
i
theo yêu c

u (K ≥ 29) thì ph

i ch

n t

s

R
ht
/R
td
≥ 29


đ
ây R
td
= R
3
//R

0
.
Đ
i

n tr

vào b

khu
ế
ch
đạ
i
đả
o b

ng R
0
cùng v

i R
3
xác
đị
nh thành ph

n thu

n

tr

c

a khâu cu

i cùng trong m

ch h

i ti
ế
p ph

thu

c t

n s

. Vì th
ế

để
tính f
0
theo (2-
260) c

n ph


i ch

n R
1
= R
2
= R
3
// R
0
= R. Trên th

c t
ế
mu

n có biên
độ
dao
độ
ng
c

n thi
ế
t thì ph

i hi


u ch

nh
đ
i

n tr

R
ht
.


157


Hình 2.127: Tạo dao động hình sin kiểu RC dùng IC thuật toán

Hình 2.128a v

m

ch h

i ti
ế
p RC không làm d

ch pha tín hi


u

t

n s

f
0
.
Đ
ó
chính là c

u Viên.
Đặ
c tuy
ế
n biên
độ
t

n s

và pha t

n s

cho trên hình 2.128b v

i

các bi

u th

c d

ng:
ω
RC
1
α
;
3
α
1
α
arctg;
α
α
1
9
1
β
β
1/2
2
=








=














−+
=
ϕ


T

i α = 1 hay f
0
= 1/2πRC có ϕ
β

= 0 nên khi xây d

ng b

t

o sóng dùng khu
ế
ch
đạ
i thu

t toán (h.2.129) thì m

ch h

i ti
ế
p ph

thu

c t

n s

(h.2.128a)
đượ
c m


c gi

a
đầ
u ra và
đầ
u vào không
đả
o c

a khu
ế
ch
đạ
i thu

t toán.


t

n s

f
0
h

s

truy


n
đạ
t c

a m

ch c

u Viên là 1/3 nên máy phát ch

t

kích
khi K ≥ 3, ngh
ĩ
a là ph

i ch

n t

s

R
ht
/R
0
≥ 2. T


n s

c

a máy phát xác
đị
nh theo
RC2
1
CCRR2
π
1
f
2121
0
π
== (2-216)


đ
ây: R
1
= R
2
= R và C
1
= C
2
= C
Biên

độ
dao
độ
ng c

n thi
ế
t
đạ
t
đượ
c b

ng cách hi

u ch

nh
đ
i

n tr

R
ht
hay R
0

trong quá trình
đ

i

u ch

nh s
ơ

đồ
.

158

C

n l
ư
u ý m

t
đ
i

m là n
ế
u ch

n t

s


R
ht
/R
0
= 2 thì t

i t

n s

f
0
,
đ
i

n áp h

i ti
ế
p
l

y trên
đườ
ng chéo c

u gi

a 2

đầ
u vào
đả
o và không
đả
o c

a OA b

ng 0, t

c là
m

ch không th

dao
độ
ng
đượ
c. Vì lí do này ng
ườ
i ta th
ườ
ng s

d

ng lo


i c

u Viên
có c

i biên b

ng cách ch

n quan h

R
ht
/R
0
= 2 + ε v

i ε là 1 l
ượ
ng vô cùng bé (m

t
vài %)
để
m

ch d

dao
độ

ng có
độ


n
đị
nh t

n s

cao nh


đặ
c tính ϕ
β
d

c h
ơ
n

lân
c

n f
0
. T

s


R
ht
/R
o
= 2 + ε là 1 hàm c

a biên
độ

đ
i

n áp ra t

o kh

n
ă
ng t


độ
ng

n
đị
nh biên
độ
dao

độ
ng hình sin t

i
đầ
u ra c

a máy phát.
Dùng khu
ế
ch
đạ
i thu

t toán có h

i ti
ế
p âm sâu s

làm

n
đị
nh tham s

c

a b



phát sóng RC. Vì v

y
độ
không

n
đị
nh t

n s

theo nhi

t
độ
trong b

phát sóng RC
ch

y
ế
u là do s

ph

thu


c c

a m

ch RC vào nhi

t
độ
.
Độ


n
đị
nh c

a nó n

m trong
kho

ng ± 0.1÷ 3%.
2.5.3. Tạo tín hiệu hình sin bằng phương pháp biến đổi từ một dạng tín
hiệu hoàn toàn khác
Hình 2.119
đ
ã mô t

s
ơ


đồ
kh

i c

a ph
ươ
ng pháp này.
Đ
ây là d

ng máy phát
v

n n
ă
ng h
ơ
n, có nhi

u
ư
u
đ
i

m và hi

n nay

đượ
c s

d

ng khá r

ng rãi. S
ơ

đồ
c

u
trúc c

a m

t máy phát lo

i này (máy phát hàm)
đượ
c trình bày trên hình 2.130a.
H

kín g

m m

t m


ch tích phân I, (m

t m

ch khu
ế
ch
đạ
i thu

t toán và hai ph

n
t

R
1
C
1
), ph

n t

r
ơ
le R (m

ch khu
ế

ch
đạ
i thu

t toán g

m 1 khâu h

i ti
ế
p d
ươ
ng
R
1
R
2
) t

o thành m

t h

t

dao
độ
ng và cho ra hai d

ng tín hi


u: tín hi

u tam giác (U
1
)
và tín hi

u xung ch

nh

t (U
2
) (xem thêm

ph

n 3.6). Hàm truy

n
đạ
t c

a ph

n t


r

ơ
le U
2
= f
1
(U
1
)
đượ
c mô t

trên hình 2.130b.
Còn hàm truy

n
đạ
t c

a b

bi
ế
n
đổ
i “xung tam giác – hình sin” U
3
= f
2
(U
1

) có
d

ng nh
ư
hình 2.130c. Nguyên t

c làm vi

c c

a c

h

th

ng này có th

gi

i thích s
ơ

b

nh
ư
sau: N
ế

u tín hi

u vào có d

ng tuy
ế
n tính
đ
i xu

ng (h.130d) cho
đế
n khi
đạ
t t

i
m

c – U
1
s

làm l

t m

ch r
ơ
le thành + U

2
c

n chú ý |U
2
| > |U
1
|. T

th

i
đ
i

m này t

i
đầ
u ra c

a m

ch tích phân tín hi

u có d

ng tuy
ế
n tính

đ
i lên cho
đế
n khi
đạ
t t

i giá tr


U
1
làm cho r
ơ
le chuy

n v

tr

ng thái ban
đầ
u (-U
2
). Quá trình c

ti
ế
p t


c nh
ư
v

y và


đầ
u ra c

a r
ơ
le có d

ng xung ch

nh

t
độ
l

n ±U
2

đầ
u ra c

a m


ch tích phân có
d

ng xung tam giác biên
độ
U
1
(h.2.130d). Các tín hi

u này cùng t

n s

và các kho

ng
cách xung (
độ
d

y,
độ
r

ng…).
N
ế
u
đặ
c tuy

ế
n tr

c

a r
ơ
le
đố
i x

ng qua tr

c X và tr

c Y có ngh
ĩ
a là ng
ưỡ
ng l

t
m

ch nh
ư
nhau ±U
1
và m


c tín hi

u ra ±U
2
c
ũ
ng là nh
ư
nhau thì t

n s

dao
độ
ng
đượ
c tính b

ng công th

c (2-262). Xu

t phát t

ph
ươ
ng trình:
I

t


U
CI
1
1
C
1C
≈=
suy ra ∆t=C
1
∆U
C1
/I hay f = 1/ 2∆t do
đ
ó:

159

111
2
UC4R
α
.U
f =
Trong
đ
ó  =R

/R
f

, R

là ph

n d
ướ
i c

a
đ
i

n tr

R
f
(h.2.130a); R
1
C
1
: h

ng s

th

i
gian c

a m


ch tích phân. T

n s

c

a m

ch có th


đ
i

u ch

nh nh

thay
đổ
i R
f
,


đ
ây ∆t

độ

r

ng xung.




Hình 2.130: Sơ đồ máy phát hàm
Tín hi

u hình sin nh

n
đượ
c nh

m

t b

bi
ế
n
đổ
i
đặ
c bi

t có
đặ

c tuy
ế
n truy

n
đạ
t
phi tuy
ế
n nh
ư
hình 2.130c.
Để
nh

n
đượ
c hình sin lý t
ưở
ng, khi
đầ
u vào có d

ng xung
tam giác,
đặ
c tính truy

n
đạ

t c

a ph

n t

này ph

i có d

ng ¼ chu k

hình sin t

c là U
3

= asinU
1
. Trong
đ
ó a là h

ng s

.
Yêu c

u
đố

i v

i ph

n t

r
ơ
le trong máy phát hàm có d

i t

n s

r

ng (t

d
ướ
i 1Hz
đế
n 10MHz) là có t

c
độ
truy

n m


ch r

t ph

i r

t nhanh.
Để
th

c hi

n nó, có th

dùng
m

ch so sánh (comparator). Nh
ư
nng các m

ch so sánh hi

n nay th
ườ
ng có th

i gian
chuy


n m

ch t
ươ
ng
đố
i l

n (0,03 ÷4)µs nên ch

s

d

ng chúng

t

n s

không quá
100kHz. Vì v

y trong trong máy phát hàm ph

n t

r
ơ
le th

ườ
ng
đượ
c xây d

ng trên c
ơ

s

m

ch r

i r

c dùng các tranzito cao t

n (tranzito xung). (Th

i gian chuy

n m

ch
không quá 20–30ns).
Để
nh

n bi

ế
t
đượ
c tín hi

u hình sin t

xung tam giác, b

bi
ế
n
đổ
i “xung tam giác–
hình sin” c

n có hàm truy

n
đạ
t U
3
= asinU
1
.
Để
th

c hi


n hàm này, có hai ph
ươ
ng
pháp chính là ph
ươ
ng pháp x

p x

t

ng
đ
o

n tuy
ế
n tính và ph
ươ
ng pháp x

p x

t

ng
đ
o

n không tuy

ế
n tính.
Ph
ươ
ng pháp x

p x

b

ng nh

ng
đ
o

n tuy
ế
n tính là chia kho

ng hình sin thành 4n
ph

n nh

và thay th
ế
m

i ph


n b

ng m

t
đ
o

n th

ng có
độ
nghiêng khác nhau
(h.2.231).

160






Hình 2.131: Xấp xỉ dạng hình sin
S

n càng l

n thì
độ

chính xác càng cao và h

s

méo c

a hình sin nh

n
đượ
c
càng nh

. M

t trong nh

ng s
ơ

đồ
th

c hi

n ph
ươ
ng pháp này
đượ
c mô t


trên hình
2.321.


đ
ây n = 6. Các
đ
iôt D
1
÷D
10


tr

ng thái ban
đầ
u là khoá b

ng các m

c
đ
i

n
áp cho tr
ướ
c: |±U

1
| <…<|±U
5
| < U
vm



đ
ây U
vm
là biên
độ
xung tam giác

l

i vào. Khi
U
v
t
ă
ng d

n thì l

n l
ượ
t các
đ

iôt m

và sau
đ
ó khoá (nhóm
đ
iôt l

làm vi

c

n

a
d
ươ
ng và nhóm
đ
iôt ch

n làm vi

c

n

a âm c

a

đ
i

n áp tam giác) t

o thành t

ng
đ
o

n tín hi

u tuy
ế
n tính có
độ
d

c khác nhau.
Độ
d

c c

a t

ng
đ
o


n này
đượ
c xác
đị
nh b

i
đ
i

n d

n tác
độ
ng lên t

ng kho

ng th

i gian t
ươ
ng

ng. Xét trong ¼ chu kì
đầ
u, khi s

th


t

c

a t

ng
đ
o

n càng cao (1,2,…,
đế
n n) thì
độ
d

c s

càng gi

m.
N
ế
u g

i
đ
i


n d

n ban
đầ
u (khi t

t c

các
đ
iôt
đề
u khoá) là Y
o
=1/R


độ
d

n c

a t

ng
m

ch có
đ
iôt m


là Y
1
=1/R
1
và Y
2
= 1/R
2
thì
độ
d

c c

a t

ng
đ
o

n b

t kì là:
tg
α
n
= Y
0
– (Y

1
+ Y
2
+ ……+ Y
n
)
=
n21
0
'
R
1

R
1
R
1
R
1
+++−
Trong
đ
ó α
n
là góc nghiêng c

a
đ
o


n th

n.
Ph
ươ
ng pháp x

p x

hoá b

ng nh

ng
đ
o

n không tuy
ế
n tính là chia hình sin ra làm
nhi

u
đ
o

n và m

i
đ

o

n thay b

ng các hàm phi tuy
ế
n. Thí d

:
đườ
ng
đặ
c tuy
ế
n Von–
ampe c

a
đ
iôt có d

ng
đ
a th

c b

c hai y = ax
2
+ bx + c (x


p x

t

ng
đ
o

n b

ng hàm
b

c hai) thay
đặ
c tuy
ế
n Vôn–ampe c

a
đ
i

n tr

bán d

n (Varistor) có d


ng
đ
a th

c:
n
i
n
0i
i
xay

=
=

X

p x

b

ng
đ
o

n cong ho

c dùng tranzito tr
ườ
ng (FET) mà

đặ
c tuy
ế
n Vôn–ampe
c

a
đ
iôt có d

ng y = asinx trong kho

ng 0 ÷π/2.
So v

i ph
ươ
ng pháp x

p x

t

ng
đ
o

n tuy
ế
n tính, ph

ươ
ng pháp x

p x

t

ng
đ
o

n
không tuy
ế
n tính cho
độ
chính xác cao h
ơ
n. (H

s

méo hình sin nh

h
ơ
n n
ế
u cùng
s


l
ượ
ng chia
đ
o

n n) nh
ư
ng th

c hi

n ph

c t

p h
ơ
n.



1 n

161


Hình 2.132: Biến đổi xung tam giác thành hình sin bằng phương pháp xấp xỉ từng
đoạn tuyến tính



t

n s

f
max
≤ 1Mhz, ng
ườ
i ta có th

s

d

ng FET
để
bi
ế
n
đổ
i xung tam giác
thành hình sin do
đặ
c tính c

a lo

i này nh

ư

đ
ã nói

trên. S
ơ

đồ
b

bi
ế
n
đổ
i này
đượ
c
mô t

trên hình 2.133.
Để
tín hi

u hình sin không b

méo c

n
đả

m b

o các
đ
i

u ki

n sau:
U
v
= 1,33U
c

R
D
= R
S
= r
DSO


đ
ây : U
v
– biên
độ

đ
i


n áp tam giác.
U
C

đ
i

n áp c

t c

a tranzito tr
ườ
ng T; r
DSO

đ
i

n tr

kênh c

a JFET khi
đ
i

n áp
trên c


c c

a b

ng không.
Tuy nhiên các tham s

c

a tranzito tr
ườ
ng ph

thu

c nhi

u vào nhi

t
độ
. Vì v

y
để

đả
m b


o cho b

bi
ế
n
đổ
i này làm vi

c t

t c

n có các bi

n pháp

n
đị
nh nhi

t
độ

hay bù nhi

t b

ng các ph

n t


m

c thêm.

×