Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 5 doc

Bài 5
Sơ đồ dao động tín hiệu dạng khác sin


Mục đích: Nghiên cứu các mạch đa hài tự dao động, đa hài đợi, mạch tạo xung
tam giác, máy phát xung dùng transistor 1 lớp tiếp xúc (UJT), và các ứng dụng
của các mạch đó.
phần lý thuyết

1. Đa hài tự dao động
Đa hài tự dao động là mạch tạo ra những xung vuông.
1.1. Đa hài dùng transistor.
Sơ đồ nguyên lý và giản đồ xung đợc trình bày ở hình 5.1a
R
C2
R
C1
R
2
R
1
C
2
C
1
UB
1

UB
2
T
1
T
2
U
ra1
U
ra2
o
o o
o


o
+E
CC

Hình 5.1a: Sơ đồ nguyên lý của đa hài tự dao động.

Mạch đa hài tự dao động có hai trạng thái cân bằng không bền (T
1
mở, T
2

khoá và T
1
khoá T
2

mở). Mỗi trạng thái chỉ ổn định trong một thời gian hạn chế
nào đó rồi tự động chuyển sang trạng thái kia và ngợc lại.
Hai trạng thái trên của mạch đa hài tự dao động còn gọi là hai trạng thái
chuẩn cân bằng .
Đây là hai tầng khuếch đại có phản hồi dơng, có
1>>

K
.
Trong đó K: Hệ số khuếch đại.
: Hệ số hồi tiếp.

94
Nguyên lý hoạt động có thể tóm tắt nh sau:
U
ra1
+E
c
t
t
U
ra2
+E
c

E
c
t

1

t
t
3
t
2
t
1
t
o
U
B1

E
c
U
B2
t
3
t
2
t
1
t
o

2
0,6V
0,6V

Hình 5.1b: Giản đồ xung

Việc hình thành xung vuông ở cửa ra đợc thực hiện sau một khoảng thời
gian
o
tt =
11

(đối với cửa ra 1) hoặc
122
tt

=

(đối với cửa ra 2) nhờ các
quá trình đột biến chuyển trạng thái của sơ đồ tại các thời điểm t
o
, t
1
, t
2

Trong khoảng thời gian
1
, transistor T
1
khoá T
2
mở. Tụ C
1
đợc nạp đầy

điện tích trớc lúc t
o
, phóng điện qua T
2
, qua E
c
qua R
1
theo đờng + C
1
T
2

R
1
- C
1
làm điện thế trên base của T
1
thay đổi theo hình 5.1b. Đồng thời trong
khoảng thời gian này, tụ C
2
đợc nguồn E
c
nạp theo đờng + E
c
R
c1
T
2

- E
c
làm điện thế trên base của T
2
thay đổi theo hình 5.1b.
Lúc t = t
1
; U
B1
= 0,6V transistor T
1
mở, xẩy ra quá trình đột biến lần thứ nhất,

95
nhờ mạch hồi tiếp dơng làm sơ đồ lật trạng thái T
1
mở T
2
khoá.
Trong khoảng thời gian
2+
= t
2
- t
1
trạng thái trên đợc giữ nguyên, tụ C
2

(đã đợc nạp trớc lúc t
1

) bắt đầu phóng điện và tụ C
1
bắt đầu quá trình nạp điện
tơng tự nh đã nêu trên cho tới lúc t = t
2
, U
B2
= 0,6V làm T
2
mở và xẩy ra đột
biến lần thứ hai, chuyển sơ đồ về trạng thái ban đầu T
1
khoá T
2
mở.
Chu kỳ xung ở lối ra:

21


+=
ra
T
ở đây:
11111
7,02ln CRCR

=

22222
7,02ln CRCR

=


Nếu chọn đối xứng R
1
= R
2
; C
1
= C
2
; T
1
giống hệt T
2
ta có
21


=
và
nhận đợc sơ đồ đa hài đối xứng, ngợc lại ta đợc đa hài không đối xứng
(
21

).
Biên độ của xung ra đợc xác định gần đúng bằng giá trị nguồn E
c
cung
cấp.
Để tạo ra các xung có tần số thấp hơn 1000Hz, các tụ C
1
, C
2
trong sơ đồ
cần có điện dung rất lớn. Còn cần tạo ra các xung có tần số cao hơn 10KHz do
ảnh hởng quán tính của transistor làm xấu các thông số của xung vuông.
Nh vậy đa hài dùng transistor chỉ dùng ở tần số trung bình, ở vùng tần số
thấp và cao ngời ta đa ra sơ đồ đa hài dùng IC tuyến tính.
1.2. Mạch đa hài dùng IC tuyến tính (khuếch đại thuật toán)
Sơ đồ nguyên lý và giản đồ xung đợc trình bày ở hình 5.2a và hình 5.2b.
P
N
+

R
1
R
C
o
U
ra

o
R
2

Hình 5.2a: Bộ đa hài dùng KĐTT.

Sơ đồ có mạch hồi tiếp dơng R
1
, R
2
.
Điện áp ở P:

96

raraP
UU
RR
R
U

=
+
=
21
1

o
U

ngắt
U
N
=
t
t
3
t
2
t
1
o
U
ngắt

U
ra
U
ra max
o

U
ra
max
t
t
3
t
2
t

1
t
U
đóng
U
đóng
U
P
U
C


Hình 5.2b: Giản đồ xung của bộ đa hài.

Nếu dùng nguồn nuôi cho khuếch đại thuật toán là đối xứng. Điện áp ra có
hai giá trị là U
ra max
và U
ra max
.
U
P
= U
ra max
= U
đóng
U
P
= U
ra max

= U
ngắt
Giả sử lúc ban đầu U
r
= U
r max
, thì U
P
= U
ra max
. Khi đó tụ C tích điện từ
lối ra qua R, C xuống đất.
U
N
= U
c
tăng lên có xu hớng tăng tới U
r max
nhng khi U
N
> U
P
= U
ra max

điện áp lối vào của khuếch đại thuật toán đổi dấu. Do đó lối ra U
r
lật trạng thái
thành U
r max

khi đó U
P
= U
ra max
, tụ C phóng điện từ +C qua R qua lối ra của

97
khuếch đại thuật toán tới C. Tụ C phóng điện và điện áp U
C
= U
N
có xu hớng
giảm đến U
ra

max
nhng khi U
N
< U
P
= U
ra max
, điện áp lối vào đổi dấu, lối ra
của khuếch đại thuật toán lại lật trạng thái thành U
ra max
.
Quá trình nh vậy sẽ tạo ra xung vuông ở lối ra. Chu kỳ của xung lối ra

)
2

1ln(22
2
1
R
R
RCT
ra
+==


Nếu chọn R
1
= R
2
ta có T
ra
2,2 RC.

2. Mạch tạo xung tam giác (xung răng ca)
Xung tam giác đợc sử dụng phổ biến trong hệ thống điện tử, thông tin đo
lờng hay tự động điều khiển làm tín hiệu chuẩn hai chiều biên độ và thời gian.
Hình 5.3 đa ra xung tam giác lý tởng.
T
t
ng
t
q
t
U
o

U
q
U
max

Hình 5.3: Xung tam giác lý tởng.

ở đây : U
max
: Biên độ
U
o
: Mức 1 chiều ban đầu
t
q
: Thời gian quét thuận
t
ng
: Thời gian quét ngợc.
Nguyên lý tạo xung tam giác dựa trên quá trình nạp hay phóng điện của 1
tụ điện qua 1 mạch nào đó. Khi đó quan hệ của dòng điện và điện áp trên tụ điện
biến đổi theo thời gian có dạng:

dt
tdU
Cti
C
c
)(
)( =

trong điều kiện C là hằng số, muốn quan hệ U
C
(t) tuyến tính cần thoả mãn điều
kiện i
C
(t) = hằng số. Nói cách khác sự phụ thuộc điện áp trên tụ điện theo thời
gian là càng tuyến tính khi dòng điện phóng nạp cho tụ điện càng ổn định.
Có 2 loại xung tam giác cơ bản là: trong thời gian quét thuận t
q
, U
q
tăng
tuyến tính theo thời gian và U
q
giảm tuyến tính theo thời gian.

98
Đối với xung răng ca yêu cầu t
q
>> t
ng
.
Để điều khiển tức thời các mạch phóng nạp, thờng dùng các mạch điện
tử dùng transistor hay IC đóng mở theo nhịp điều khiển từ bên ngoài.
Trong thực tế để ổn định dòng nạp hay phóng điện của tụ cần khối tạo
nguồn dòng để nâng cao chất lợng các xung răng ca.
Có thể dùng một mạch tích phân đơn giản là một mạch RC lối ra trên tụ C
để nạp điện từ một nguồn E, quá trình phóng nạp đợc 1 khoá điều khiển nhng
độ phẩm chất của mạch thấp và độ phi tuyến cao.

Hình 5.4 là một mạch tạo xung tam giác dùng transistor.
Z
o
R
g
C
o
o
o
C
g
U
ra
U
vào
o
o






R
1
R
2
R
E
T

2
T
1
+E
C


Hình 5.4: Mạch tạo xung răng ca dùng transistor.

Ban đầu khi cha có xung điều khiển T
1
mở bão hoà nhờ R
1
, điện áp ra
u
ra
= U
C
= U
CEbh
(T
1
) 0V. Trong thời gian có xung vuông có cực tính âm điều
khiển đa tới base của T
1
làm T
1
khoá, tụ C đợc nạp điện từ +E
C
, qua T

2
xuống
đất. Trong sơ đồ này T
2
mắc theo sơ đồ base chung, có tác dụng nh một nguồn
ổn dòng (có bù nhiệt nhờ dòng ngợc qua Z
o
là diode ổn áp) cung cấp dòng I
E2
ổn
định nạp cho tụ C trong thời gian xung vuông có cực tính âm điều khiển làm khoá
T
1
. Với điều kiện gần đúng dòng collector T
2
không đổi thì:

t
C
I
dtI
C
tU
C
t
CC
q
2
0
2

1
)( ==


là quan hệ bậc nhất.
Khi hết xung điều khiển T
1
lại mở, C phóng điện nhanh qua T
1
;
, mạch trở về trạng thái ban đầu.
0=
Cra
UU
Hình 5.5 biểu diễn dạng xung lối vào và lối ra của mạch tạo xung tam giác.

99
t
t
U
ra max
U
vào
U
ra

Hình 5.5: Dạng xung lối vào và lối ra của mạch tạo xung tam giác.
3. Mạch không đồng bộ một trạng thái ổn định
(Mạch đa hài đợi hay trigơ một trạng thái ổn định)
Đây là loại mạch có một trạng thái ổn định bền. Trạng thái thứ hai của nó

chỉ ổn định trong một thời gian nhất định nào đó (phụ thuộc vào tham số của
mạch) sau đó lại quay về trạng thái ổn định bền ban đầu.
Từ một xung hay một chuỗi xung ở lối vào ta đợc một xung hay một
chuỗi xung ở lối ra mà thời gian keó dài xung (hay độ rộng xung) phụ thuộc vào
tham số của mạch.
Hiểu theo cách đơn giản đây là mạch sửa độ rộng xung.
3.1. Đa hài đợi dùng transistor.
Hình 5.6a trình bày sơ đồ nguyên lý và hình 5.6b trình bày giản đồ điện áp
thời gian của mạch đa hài đợi dùng transistor.
Trạng thái ban đầu nhờ điện trở R. T
2
mở bão hoà làm cho
nên TVUU
CEB
0
21

1
khoá, đây là trạng thái ổn định bền (còn gọi là trạng thái
đợi) của mạch.
Lúc t = t
o
có 1 xung điện áp dơng đã lớn (làm cho U
BE
của T
1
cỡ 0,6V)
tác dụng tới lối vào làm T
1
mở. Điện thế cực collector của T

1
giảm từ +E
C
lúc T
1

cấm xuống gần bằng 0V lúc T
1
mở bão hòa. Bớc nhảy điện thế này qua bộ lọc
thông cao RC đặt toàn bộ đến cực base của T
2
làm điện thế ở đó đột biến từ mức
thông (khoảng 0,6V) đến mức E
C
+ 0,6V -E
C
, do đó T
2
bị khoá. Khi đó T
1

duy trì ở trạng thái mở nhờ mạch hồi tiếp dơng R
1
, R
2
ngay cả khi điện áp vào
bằng không. Tụ C bắt đầu nạp điện từ E
C
R C T
1

xuống đất. Do đó điện

100
thÕ cña base T
2
biÕn ®æi theo quy luËt sau:
U
ra
T
2
C
R
o
o +E
C
R
C
o
o
•
••
•
•
U
vµo
o
R
1
R
2

T
1
•
•

H×nh 5.6a: S¬ ®å nguyªn lý cña ®a hµi ®îi
τ
x
t
t
o
t
2
t
t
0,6
t
o
t
2
t
t
x
T
ra
t
1
U
vµo
U

B1
U
B2
−
E
U
ra
U
ra max
t
o
t
2


H×nh 5.6b: Gi¶n ®å xung cña m¹ch ®a hµi ®îi

101






= )exp(21
2
RC
t
EU
CB

Với điều kiện ban đầu
CoB
EttU

=
=
)(
2

Và điều kiện cuối
CB
EtU
+
=

)(
2

T
2
bị khoá tới lúc t = t
1
, U
B2
đạt giá trị khoảng 0,6V.

RCRCttt
xo
7,02ln

1

=
=

Sau thời gian t = t
1
, T
2
mở qua mạch hồi tiếp dơng R
1
, R
2
đa mạch về
trạng thái ban đầu đợi xung tiếp sau.
Thông thờng ngời ta chọn:

xx
tT

>>

ở đây T: Chu kỳ xung lối vào
t
x
: Độ rộng của xung lối ra

x
: Độ rộng của xung lối vào.
Nếu thoả mãn điều kiện trên thì chu kỳ xung lối ra bằng chu kỳ xung lối

vào.
3.2. Mạch đa hài đợi dùng khuếch đại thuật toán (KĐTT)
Hình 5.7a đa ra 1 dạng sơ đồ nguyên lý của đa hài đợi dùng khuếch đại
thuật toán. Hình 5.7b trình bày giản đồ xung.
U
vào
o
R
R
2
R
1
C
g
C
o
+

D
o
U
ra





Hình 5.7a: Sơ đồ nguyên lý của mạch đa hài đợi dùng KĐTT.

Nếu IC đợc cung cấp bởi nguồn đối xứng E thì lối ra có hai giá trị là

U
r max
. Khi t < t
1
U
V
= 0, diode D thông nối đất (bỏ qua điện áp thuận trên
diode), từ đó U
N
= U
C
0 do đó U
ra
= U
r max
.

102

U
r max
t
1
t
U
vào
t
3
t
2

U
r
max

U
r max
t
1
t
U
N

U
r max
U
r max
U
r max
t
U
ra
x

U
r max

U
r max

Hình 5.7b: Giản đồ xung của mạch đa hài đợi dùng KĐTT.
Qua mạch hồi tiếp dơng R
1
, R
2
điện áp ở chân P: U
P
= U
r max
.
Với
21
1
RR
R
+
=

gọi là hệ số hồi tiếp
đây là trạng thái ổn định bền (trạng thái đợi) của mạch.
Lúc t = t
1
, có 1 xung nhọn cực tính dơng đa tới lối vào P. Nếu có biên độ
thích hợp lớn hơn U
r max
, sơ đồ lật trạng thái cân bằng không bền với
U
ra

= U
r max
, khi đó qua mạch hồi tiếp dơng tại chân P có U
P
= U
r max
. Sau lúc t
1
,
điện áp U
r max
nạp cho tụ C làm cho U
C
= U
N
dơng dẫn cho tới lúc t = t
2
khi đó
U
N
= U
r max
(nói chính xác U
N
> U
r max
) thì xẩy ra đột biến do điện áp đầu vào vi
mạch U
N
và U

P
đổi dấu, điện áp ra lật trạng thái lần thứ hai U
ra
= U
r max
(trong
khoảng thời gian t
1
ữ t
2
, U
N
= U
C
> 0 nên điốt bị phân cực ngợc, có điện trở rất
lớn nh tách khỏi mạch).

103
Tiếp sau thời gian t
2
, tụ C phóng điện qua R tới lối ra của bộ khuếch đại
thuật toán hớng tới giá trị điện áp ra
U
rmax
. Cho đến thời điểm t = t
3
,
U
C
= U

N
0 (nói chính xác là U
C
= U
N
= 0,7V) diode mở, ghim mức điện áp ở
đầu vào đảo ở giá trị này, mạch quay về trạng thái đợi ban đầu.
Độ rộng xung
x
= t
2
- t
1
liên quan tới quá trình nạp của tụ C từ mức 0 tới
mức U
r max
, từ đó có:

)1()()(
max
RCt
rNC
eUtUtU

==

Thay giá trị U
C
(t
1

) = 0 ; U
C
(t
2
) = U
r max
vào phơng trình trên ta đợc:









+=









==
2
1
12

1ln
1
1
ln
R
R
RCRCtt
x



Gọi t
3
- t
2
= t
hph
là thời gian hồi phục về trạng thái ban đầu là quá trình
phóng, điện của tụ C từ mức
U
r max
tới mức 0
+
.

+
+=+=
21
1
1ln)1ln(
RR
R
RCRCt
hph


Chu kỳ của xung ra bằng chu kỳ của xung vào với điều kiện:


phpxVra
tTT +>=

4.
Máy phát xung sử dụng transistor một chuyển tiếp (UJT)
4.1. Transistor một chuyển tiếp (UJT)
Transistor một chuyển tiếp (Unijunction transistor - UJT) đôi khi còn gọi là
diode 2 đáy. Tuy cũng gọi là transistor nhng nguyên lý làm việc của nó khác
hẳn transistor lỡng cực và transistor trờng.

o
o
n

p
+
B
2
B
1

(a)
(b)
C
U
BB
o +

I
E
o
E
D
R
B2
R
B1
B
2
B
1
o

Hình 5.8: (a) Cấu trúc UJT ; (b) Sơ đồ tơng đơng của UJT.

104
UJT đợc chế tạo bằng cách trên một phiến bán dẫn loại N pha tạp ít (điện
trở suất lớn). Ngời ta tạo ra một vùng bán dẫn loại P pha tạp nhiều (điện trở suất
nhỏ) nh hình 5.8a.
Từ miền bán dẫn loại P này nối ra một điện cực gọi là emitter (E). Hai đầu
của phiến bán dẫn loại N nối ra hai điện cực đợc gọi là cực base 1 (B
1
) và base 2
(B
2
). Từ cấu tạo của UJT hình 5.8a ta có sơ đồ tơng đơng hình 5.8b.
Phiến bán dẫn N có điện trở suất cao cho nên từ base B
1
đến C (điểm tơng
ứng chuyển tiếp PN cực emitter) đợc thay bằng điện trở R
B1
, từ B
2
đến C đợc
thay bằng điện trở R
B2
, tổng hai điện trở này bằng điện trở từ B
1
đến B
2
ký hiệu là
R
BB

. Chuyển tiếp PN cực emitter đợc thay bằng diode D.
Nếu đặt vào B
1
và B
2
một điện áp nh hình 5.8 thì có thể tính đợc điện áp
từ điểm C so với B
1
khi E hở mạch nh sau:

BB
B
BB
BB
B
BB
R
R
U
RR
R
UU
1
21
1
1
=
+
=

Trong đó R
BB
= R
B1
+ R
B2
Điện áp U
1
cũng chính là điện áp đặt vào catốt của diode D. Khi E hở
mạch chỉ có dòng điện I
B2
chạy từ B
2
đến B
1
:

BB
BB
B
R
U
I =
2

Nếu E nối đất thì diode D bị phân cực ngợc và khi ấy qua cực emitter E
chỉ có dòng ngợc I
E0
qua.
Bây giờ xét trờng hợp đặt vào giữa cực E và B

1
một điện áp dơng. Khi
tăng U
EB1
từ giá trị 0 đến U
1
thì I
E0
sẽ giảm xuống 0, vì khi ấy anốt và catốt của
diode D có điện thế nh nhau. Nếu cứ tiếp tục tăng
theo chiều dơng thì
diode D sẽ đợc phân cực thuận , tạo ra dòng thuận chảy từ cực E vào phiến base
của UJT. Khi dòng thuận I
1
EB
U
E
này xuất hiện, có nghĩa là các hạt dẫn đợc phun từ
miền emitter vào miền base, làm số hạt dẫn của miền base B
1
tăng lên đột ngột,
làm cho điện trở R
B1
cũng đột ngột giảm đi. Vì R
B1
giảm làm cho U
1
càng đột
ngột giảm, làm cho điện áp phân cực thuận đặt vào diode D có xu hớng tăng lên,
dòng I

E
thuận tăng làm cho U
1
tiếp tục giảm đi.
Trong quá trình này D luôn phân cực thuận nên điện áp sụt trên nó không
đáng kể, vì vậy có thể coi gần đúng U
1
= .
1
EB
U
Rõ ràng khi diode D thông, dòng I
E
có xu hớng ngày một tăng, trong
khi đó U
EB
có xu hớng ngày một giảm. Đó chính là nguyên nhân xuất hiện hiệu
ứng điện trở âm trong UJT. Đơng nhiên dòng I
E
không thể tăng mãi nó bị giới

105
hạn bởi điện trở nguồn. Sau khi UJT đợc mở nó duy trì trạng thái này cho tới khi
mạch vào hở mạch hoặc dòng I
E
giảm xuống giá trị quá nhỏ.
Đặc tuyến Von-ampe của UJT đợc trình bày trên hình 5.9a và ký hiệu
của UJT trên hình 5.9b.

0 1 2 3 4 5 mA

V
14
12
10
8
6
4
2
Miền bão hoà
Miền điện trở
âm
Miền
cắt
1
EB
U
Đỉnh
1
I
đh
I
E
đáy
U
đh
VV
BB
20
21
=

VV
BB
15
21
=
VV
BB
10
21
=
VV
BB
5
21
=
U
dy
U
EB
I
dy
I
E0
(a)
B
2
o
o
G
o

B
1
I
E


2
B
I
(b)
2
V
B1B2 = 0


Hình 5-9: (a) Đặc tuyến Von-ampe ; (b) Ký hiệu.

Khi U
B2
= 0; U
1
= 0 ; chỉ tăng một chút nên diode đợc phân cực
thuận, nên đặc tuyến Von- ampe của UJT trong trờng hợp này giống nh diode
thông thờng.
1
EB
U
Khi U
BB
đặt ở một giá trị nhất định, = 0, chuyển tiếp emitter (diode

D) bị phân cực ngợc, qua cực E có dòng ngợc I
1
EB
U
E0
đi qua. Cờng độ dòng điện
lúc này đợc biểu diễn bởi điểm 1 trên đặc tuyến. Khi tăng dần
nhng
giá trị còn nhỏ hơn nhiều so với U
1
EB
U
1
, thì dòng I
E0
vẫn không đổi (giống dòng
ngợc bão hoà của diode). Quá trình tăng
lúc ban đầu thực tế làm giảm dần
điện áp phân cực ngợc diode D, tới khi
U
1
EB
U
EB1
= U
1
thì anôt và catốt có điện thế
bằng nhau, dòng qua diode bằng 0, ứng với điểm 2 trên đặc tuyến. Nếu tiếp tục

106

tăng diode D phân cực thuận (vì > U
1
EB
U
1
EB
U
1
) dòng I
E
theo chiều thuận tăng
lên từ 0. Khi điện áp phân cực thuận còn nhỏ, dòng thuận nhỏ cha ảnh hởng
đến điện trở R
B1
, nhng khi tăng đến một giá trị nhất định = U
1
EB
U
1
EB
U
1
+ 0,7V
thì dòng I
E
sẽ gây ảnh hởng đáng kể đến R
B1
. Thờng ký hiệu điện áp ứng với
giá trị này là U
đh

và dòng là I
đh
gọi là điện áp và dòng đỉnh.
Khi I
E
vợt quá I
đh
thì I
E
tăng lại giảm , do đó đặc tuyến Von-ampe
của UJT trong khoảng này gọi là miền điện trở âm. Khi I
1
EB
U
E
tăng tới một giá trị
nhất định, số hạt dẫn phun vào miền B
1
đạt tới giá trị bão hoà, điện trở R
B1
không
tiếp tục giảm nữa. Điện áp U
1
(cũng chính là ) cũng không tiếp tục giảm
nữa. Điện áp
ứng với giá trị này là điện áp đáy U
1
EB
U
1

EB
U
đáy
, dòng điện tơng ứng là
dòng đáy I
đáy
.
Nếu tiếp tục tăng dòng I
E
thì điện áp U
EB
, càng tăng lên giống nh đặc
trng thuận của diode.
Điện trở giữa B
1
và B
2
khi E hở mạch cỡ từ 4K ữ 12 K tuỳ từng loại.
4.2. Mạch tạo xung dùng UJT.
Sơ đồ nguyên lý và dạng sóng dao động đợc trình bày trên hình 5.10.
t
o
o
12V
o
o
U
C

U
BB
U
C
(a) (b)
R
E
10K

C
1


Hình 5-10: (a) Sơ đồ nguyên lý của mạch tạo xung dùng UJT
(b) Dạng xung của mạch tạo xung dùng UJT

Nguyên lý làm việc nh sau:
Tụ C
1
đợc nạp điện từ nguồn U
BB
qua R
E
, khi điện áp trên tụ bằng U
đh
của
UJT, thì UJT mở và tụ C
1

phóng điện qua UJT làm cho điện áp trên hai cực của tụ
hạ xuống bằng điện áp bão hoà của UJT. Khi đó UJT đóng và tụ C
1
lại bắt đầu
một lần nữa nạp điện. Quá trình cứ nh vậy tiếp diễn và điện áp lấy ra trên tụ C
1

có dạng xung răng ca.

107
NÕu m¾c nèi tiÕp víi B
1
cña UJT mét ®iÖn trë nh− h×nh 5.11a th× lèi ra trªn
®iÖn trë ta thu ®−îc xung cã ®é réng xung rÊt nhá nh− h×nh 5.11b.
U
ra
t
•
•
•
•
B
2
R
1
o
R
E
o
o

C
1
+U
BB
B
1
(a)
(b)
UR

H×nh 5.11: (a) S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch t¹o xung dïng UJT
(b) D¹ng xung cña m¹ch t¹o xung dïng UJT

108


Phần thực nghiệm

A. Thiết bị sử dụng:
1. Thiết bị chính cho thực tập tơng tự (Khối đế nguồn)
2.
Panel thí nghiệm AE - 105N cho bài thực tập về dao động (Gắn lên khối
đế nguồn).
3.
Dao động ký 2 chùm tia.
4.
Dây nối cắm 2 đầu.
B. Cấp nguồn và nối dây
Panel thí nghiệm AE - 105N chứa 4 mảng sơ đồ A5-1 A5-4, với các
chốt cắm nguồn riêng. Khi sử dụng mảng nào thì cắm dây nguồn cho mảng đó.
Đất (GND) của các mảng sơ đồ đất đợc nối sẵn với nhau. Do đó chỉ cần nối đất
chung cho toàn khối AE-105N.
1. Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị cung cấp các thế
chuẩn
, cố định.

V5 V12
2. Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị cung
cấp các giá trị điện thế một chiều
V15 0
+
và
V15 0

. Khi vặn các biến trở
chỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết, sử dụng đồng hồ đo thế DC
trên thiết bị chính để xác định điện thế đặt.
3. Khi thực tập, cần nối dây từ các chốt cấp nguồn của thiết bị chính tới
cấp trực tiếp cho mảng sơ đồ cần khảo sát.
(
Chú ý: Cắm đúng phân cực của nguồn và đồng hồ đo).
C. Các bài thực tập
1. sơ đồ dao động đa hài
Nhiệm vụ:
Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trng của bộ dao động đa hài đối
xứng và không đối xứng dùng transistor.
Các bớc thực hiện:
1.1.
Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5-1.
1.
2. Cha nối các J, để ngắt các mạch phản hồi cho T
1
, T
2
. Kiểm tra chế độ
một chiều cho transistor T

1
, T
2
. Đo độ sụt thế trên trở R
1
, R
2
, tính dòng qua T
1
, T
2
.
Các transistor phải đợc dẫn gần bão hoà hoặc bão hoà (thế trên collector T
1
, T
2

gần hoặc bằng 0).

109
1.3. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5 V/ cm , thời gian quét
ở
cmms1 . Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dới của màn
dao động ký.
Sử dụng các nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X và Y về vị trí dễ quan
sát
Nối kênh 1 dao động ký với lối ra OUT1, kênh 2 dao động ký với lối ra
OUT2.
MULTIVIBRATOR: đa hài

1.4. Nối các cặp chốt J theo bảng A5-1. Tại mỗi cặp nối, quan sát và vẽ
dạng tín hiệu ra. Đo chu kỳ T xung ra, tính tần số phát f = 1/ T(giây).
Bng A5-1

Nối
J1 & J4
Nối
J2 & J5
Nối
J3 & J6
Nối
J1 & J5
Nối
J2 & J4
Dạng xung ra
Tính CR
(F.
= sec)
C1. R3 =
C4. R4 =
C2. R3 =
C5. R4 =
C3. R3 =
C6. R4 =
C1. R3 =
C5. R4 =
C2. R3 =
C4. R4 =
T (giây)
THzf 1)( =

RCTk =



110
2. sơ đồ đa hài đợi (đơn hài)
Nhiệm vụ:
Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trng của bộ đơn hài hình thành dạng
tín hiệu.
Các bớc thực hiện:
2.1.
Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5-2
MONOSTABLE CIRCUIT: Mạch đơn hài


2.2. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5V/ cm , thời gian quét
ở
cmms1
. Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dới của màn
dao động ký.
Nối kênh 1 dao động ký với lối vào IN/A, kênh 2 dao động ký với lối ra
OUT/C.
2.3. Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T
1
, T
2
. Đo độ sụt thế trên trở
R
3

, R
6
, tính dòng qua T
1
, T
2
. Chỉnh biến trở P1 để T
1
cấm, không có dòng qua. T
2

dẫn.
2.4. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính ở
chế độ: Phát xung vuông góc (công tắc FUNCTION ở vị trí vẽ hình vuông góc),
tần số 1KHz
(công tắc khoảng RANGE ở vị trí 1K và chỉnh bổ sung biến trở
chỉnh tinh FREQUENCY).
Biên độ ra 100mV (chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE).

111
2.5. Nối lối ra máy phát xung với lối vào IN/A của sơ đồ A5-2. Tăng dần
biên độ máy phát xung cho đến khi lối ra có tín hiệu. Đo biên độ xung vào và
điện thế tại base T
1
(thế ngỡng) thế tại emitter T
1
, T
2
.
2.6. Đặt biên độ xung máy phát = 500mV. Vặn biến trở P1 cho đến khi lối

ra xuất hiện tín hiệu.
Giải thích mối liên hệ giữa thế base T
1
và biên độ xung cần thiết để khởi
động sơ đồ.
2.7. Đo độ rộng xung ra, tìm hệ số k liên hệ giữa độ rộng xung ravới C
2
,
R
5
:

52
RCk=


2.8. Vẽ lại dạng tín hiệu tơng ứng tại các điểm:
- Tín hiệu vào.
- Tín hiệu base T
1
.
- Tín hiệu collector T
1
.
- Tín hiệu base T
2
.
- Tín hiệu collector T
2
(lối ra).

Giải thích qúa trình hình thành độ rộng xung ra.

3. sơ đồ máy phát ujt
Nhiệm vụ:
Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trng của bộ dao động sử dụng UJT.
Các bớc thực hiện:
3.1.
Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5-3.
3.2. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 2V/ cm , thời gian quét
ở
cmms1 . Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dới của màn
dao động ký.
Nối kênh 1 dao động ký với lối ra OUT/C.
3.3. Quan sát tín hiệu ra trên dao động ký. Vẽ lại dạng tín hiệu ra. Thay
đổi biến trở P1, quan sát sự thay đổi chu kỳ xung ra. Giải thích nguyên tắc hoạt
động của sơ đồ.



112
UJT GENERATOR: Máy phát dùng ujt

4. sơ đồ hình thành tín hiệu dạng tam giác (xung răng ca)
Nhiệm vụ:
Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trng của bộ hình thành xung tam giác.
Các bớc thực hiện:
4.1.
Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A5- 4.

113

4.2. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 2 V/ cm , thời gian quét ở
cmms1
. Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dới của màn
dao động ký.
Nối kênh 1 dao động ký với lối ra OUT/C.
4.3. Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T
1
, T
2
. Đo độ sụt thế trên trở
R5, tính dòng qua T
1
, T
2
. Chỉnh biến trở P1 để T
2
dẫn dòng ~ 5 ữ 6mA. Sụt thế
trên collector T
1
0 vì T
1
mở bão hoà.
4.4. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính
ở chế độ: Phát xung vuông góc (công tắc FUNCTION ở vị trí vẽ hình vuông góc),
tần số 1KHz
(công tắc khoảng RANGE ở vị trí 1K và chỉnh bổ sung biến trở
chỉnh tinh FREQUENCY).
Biên độ ra 5V (chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE).
4.5. Quan sát tín hiệu ra trên dao động ký. Vẽ lại dạng tín hiệu. Thay đổi
biến trở P1, quan sát sự thay đổi chu kỳ xung ra. Giải thích nguyên tắc hoạt động

của sơ đồ.







114