Giáo trình kỹ thuật điện tử - Chương 6 ppt

155

Chng 6
TO DAO NG HèNH SIN
6.1 KHI NIM CHUNG .
Cỏc dao ng hỡnh sin (hay cũn gi l dao ng iu ho) cú tn s t vi
hz n hng ngn Mhz c s dng rng rói trong cỏc mỏy thụng tin, mỏy o
lng, cỏc thit b y t vv ú l cỏc mỏy phỏt súng c thit k cỏc di súng
khỏc nhau vi mc ớch s dng tng ng.
Cỏc dao ng hỡnh sin cú th c to ra theo ba phng phỏp sau õy:
- To dao ng hỡnh sin bng mt h t dao ng gn vi mt h
bo ton tuyn tớnh.
- Bin i mt tớn hiu tun hon t dng khụng phi hỡnh sin v
dng hỡnh sin
- Dựng cỏc b bin i tng t - s
(AD), s - tng t (DA)
Trong chng ny ch xột nguyờn lý
cỏc mch lm vic theo phng phỏp th
nht l cỏc mch thụng dng hn c. Tuy
nhiờn trc tiờn tỡm hiu qua v nguyờn lý
xõy dng cỏc mch theo phng phỏp th
hai v th ba.
Phng phỏp th hai thng c s dng trong cỏc mỏy phỏt súng a
chc nng : to ra dao ng dng xung vuụng, xung tam giỏc, dao ng hỡnh
sin, thm chớ c tớn hiu iu ch.
Mt s khi dng ny trỡnh by hỡnh 6.1 õy mch tớch phõn I v
Rle R to thnh mt h t dao ng cho ra xung vuụng v xung tam giỏc.
Xung tam giỏc qua b bin i F c bin thnh dao ng hỡnh sin. Nhc
im ca dao ng hỡnh sin ny l cú mộo phi tuyn ln hn so vi trng
hp 1.

Phng phỏp th ba to ra dao ng hỡnh sin nh s dng k thut s
(Hỡnh 6.2a) .T
X
l b to xung nhp , C l b m thun nghch dựng m
theo thi gian giỏ tr tc thi ca i s , DFC - b bin i s - hm to cỏc
giỏ tr ca dao ng hỡnh sin
dng s , DAC - b bin i s -
tng t bin i tớn hiu s
u ra ca mch DFC sang dng
tng t l dao ng hỡnh sin.
mộo ca dao ng hỡnh
sin õy ph thuc vo s mu K
c ly trong mt chu k. (hỡnh
6.2b).S lng ly mu K cng
ln thỡ mộo cng nh ,
I
F
R
Hình 6.1Sơ
đồ khối
máy phát
sóng đa
chức năng

t
x(t)
b)
Tx DFCC DAC
a)
Hình 6.2

a)Sơ đồ khối TDD hình
sin trong KT số
b)Đồ thị xấp xỉ dao
động hình sin bằng các
giá trị gián đoạn


156

chính xác càng cao.
Bây giờ ta xét phương pháp thứ nhất là phương pháp thông dụng nhất.Một
hệ dao động tự kích gần với một hệ bảo toàn năng lượng có phần tử khuếch đại
đơn
hướng K và mạch hồi tiếp dương  như ở hình 6.3

Một hệ như vậy có quan hệ(xem hồi tiếp rong khuếch đại -chương 4) :

K

=
 .K
K
(6.1)
Trong đó K là hệ số khuếch đại của phần
tử khuếch đại (đơn hướng),  hàm truyền đạt
phức của mạch hồi tiếp , K

là hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại có hồi
tiếp(xem 4.2.2).
Từ (6.1) dễ dàng nhận thấy khi :

K =
)
k
(j
eK



= 1 (6.2)
thì K

=  ,mạch ở trạng thái tự kích ,sẽ là một mạch tạo dao động.
Điều kiện (6.2) có thhể viết cụ thể hơn
K (6.3)

K
+ 

= 2K (6.4)
Điều kiện (6.3) và (6.4) gọi tương ứng là điều kiện cân bằng biên độ và cân
bằng pha.
Về mặt vật lý hệ hình (6.2) là một hệ tự dao động khi phần tử khuếch đại K
bù đủ năng lượng tổn hao trong vòng hồi tiếp (điều kiện cân bằng biên độ) và
bù đúng lúc (điều kiện cân bằng pha). Nếu điều kiện cân bằng pha (6.4) chỉ
đúng cho một tần số thì dao động tạo ra sẽ là dao động hình sin của tần số đó.
Quá trình tạo dao động hình sin gồm ba giai đoạn như sau:
Khi ta đóng nguồn một chiều cho mạch thì ở đầu vào của mạch khuếch đại
sẽ xuất hiện rất nhiều các thành phần hài do đột biến nguồn. Chúng được
khuếch đại và qua mạch hồi tiếp dương để trở lại đầu vào. Lúc này các thành
phần có biên độ rất nhỏ. Thành phần tần số thoả mãn điều kiện (6.4) sẽ được

tăng đần về biên độ . Giai đoạn này gọi là giai đoạn tự kích hay phát sinh dao
động .
Giai đoạn thứ hai là giai đoạn thiết lập dao động : biên độ của dao động
tăng dần. Trong giai đoạn này biên độ và tần số của dao động dần tiến về giá trị
ổn định . Đây là quá trình quá độ diễn ra trong mạch.
Giai đoạn thứ ba là giai đoạn xác lập dao động , biên độ và tần số của dao
động có giá trị ổn định.

K


H×nh 6.3 S¬ ®å
khèi hÖ dao
®éng tù kÝch


157

Cỏc mch to dao ng hỡnh sin dng ny cú th l thun khỏng LC ghộp
bin ỏp, ghộp phõn ỏp in cm (bin ỏp t ngu) , hoc phõn ỏp in dung , cú
th l dao ng RC. Ln lt s xột nguyờn lý lm vic ca chỳng.
6.2. TO DAO NG HèNH SIN LC GHẫP H CM.
Mch to dao ng loi ny cú mt h thng chn lc (h thng cỏc
khung cng hng LC) mc mch ra hoc mch hi tip. Phn t khuch i
K cú th l ốn in t, tranzsto, khuch i thut toỏn.
Xột s hỡnh 6.4 vi phn t khuch i l khuch i thut toỏn mc
khụng o ; Mch hi tip l h cng hng LC , hi tip thc hin qua i
lng h cm M (ghộp bin ỏp ) .

(

21
LLkM
,0

k

1,L
1
v L
2
l in cm tng ng ca cun s cp v
cun th cp ). õy phn t khuch i l khuch i thut toỏn mc khụng
o,h thng cng hng l khung
cng hng song song LC,in ỏp
hi tip ly trờn cuụn th cp,cỏc
du (*) ch cỏc cc cựng tờn
m bo hi tip dng.H s
khuch i ca mch khuch i l:

*
**
)()(
K
R
R1K
1
R
RR1K
U
U

U
U
U
U
K
1
1
1
11
P
ra
N
ra
V
ra






Vỡ tr
khỏng ra ca
KTT nh nờn
mc thờm in tr
R gim nh
hng tr khỏng
ra nh ca KTT
n tr khỏng
súng ca mch

cng hng LC.
in ỏp hi tip :

u
ht
=
11
uu
L
M
(6.5)
M - i lng h cm, L - in cm ca khung dao ng
u
ra
= K
*
u
ht
(6.6)
Ti nỳt 1 phng trỡnh nh lut kic khp 1 l :
* *
+
_
U1
Uht
M
R
(K*-1)R1
R1
1

C
Hình 6.2.Mạch TDĐ ghép hỗ cảm


M
Cb Rb CE RE
L C
CE
RE
-Ucc +
C L
Uht
M
a)

b)



Hình 6.5
a)Tạo dao động ghép biến áp mắc emitơ chung
b) Tạo dao động ghép biến áp mắc bazơ chung



158

0dtu
L
1

dt
du
C
R
uu
1
1r




1
(6.7)
Thay (6.5) và (6.6) vào (6.7) được phương trình vi phân :
0uω
dt
du
α2
dt
ud
r
2
0
r
2
r
2
 (6.8)
Trong đó  =
RC

K



là hệ số suy giảm ; 
0
=
LC

Tần số cộng
hưởng riêng của khung dao động LC.
Dạng phương trình (6.8) là một phương trình vi phân đặc trưng cho một hệ
dao động tự do nói chung . Riêng đối với mạch hình 6.3 trong trường hợp tổng
quát nó là một phương trình vi phân phi tuyến vì K
*
phụ thuộc vào chế độ làm
việc của phần tử khuếch đại.
Nghiệm của 6.8 có dạng :
u
ra
=


teU
22
0
t
0ra



cos (6.9)
Với ba giai đoạn diễn ra trong mạch tạo dao động thì :
- ở giai đoạn tự kích dao động phải có biên độ
t
0ra
eU

tăng dần, nghĩa là
 < 0 , K > 1 . Như vậy khi tự kích phần tử khuếch đại cần bù năng lượng
lớn hơn phần năng lượng tổn hao trong vòng hồi tiếp dương.
- ở giai đoạn hai là giai đoạn quá độ , giảm dần tiến tới giá trị = 0.
- ở giai đoạn ba  = 0, biên độ và tần số cả dao động được xác lập .
Nếu  > 0 thì mạch không thể tự kích.
Tương tự như mạch hình 6.4 là các mạch hình 6.5a,b dụng tranzisto lưỡng
cực mắc theo sơ đồ emitơ chung và bazơ chung.Hình 6.5a mắc emitơ chung,
tranzisto đảo pha tín hiệu từ đầu vào đến đầu ra nên hệ số hồi tiếp  sẽ có giá trị
âm, tức là M nhận giá trị âm. còn ở mạch hình 6.5b thì tranzisto mắc bazơ
chung nên tín hiệu không đảo pha từ đầu vào đến đầu ra, hệ số hồi tiếp dương
nên M cũng dương tương tự như hình 6.4.
6.3 TẠO DAO ĐỘNG HÌNH SIN KIỂU BA ĐIỂM.
Mạch tạo dao động LC có thể có ba điểm nối giữa hệ thống chọn lọc và
phần tử khuếch đại. Lúc này phần hồi tiếp dương được thực hiện qua bộ phân
áp điện dung hoặc điện cảm. Đầu tiên xét nguyên lý chung như sơ đồ hình 6.6
(sơ đồ rút gọn không biểu diễn mạch cấp nguồn).Trong đó Z
1
, Z
2
, Z
3
là các

phần tử của hệ cộng hưởng nối tiếp theo mạch vòng với

159

Z
1
= r
1
+ jX
1

Z
2
= r
2
+ jX
2

Z
3
= r
3
+ jX
3

r
i
- điện trở tổn hao của tổng trở Z
i
, X

i
có thể âm
hoặcd
ương
tuỳ theo tính chất của Z
i
và luôn thoả mãn:
r
i
<< X
i

(6.10)
Theo ( 4.28 )’ thì hệ số khuếch đại của mạch sẽ l
à
K = - S . Z
t
(6.11)
Trong đó Z
t
là trở kháng mạch tải của mạch khuếch đại :
Z
t
 Z
3
// (Z
1
+ Z
2
) = Z

3
=


Z Z Z
Z Z Z
3 1 2
1 2 3

 
(6.12)
Hệ số truyền của mạch hồi tiếp:

21
2
ra
ht
ZZ
Z
U
U

 (6.13)
Điều kiện (6.2) sẽ là



 
1
ZZZ

ZZ
ZZ
Z
ZZZ
ZZZ
K
321
32
21
2
321
213





 .
)(

Kết hợp điều kiện (6.10) sẽ được
1
XXXjrrr
XX
SK
321321
32




)(

Như vậy thì
X
1
+X
2
+X
3
= 0 (6.14)

1
rrr
XSX
321
32


(6.15)
(6.14) và (6.15) tương ứng là
điều kiện cân bằng pha và cân bằng
biên độ. Từ (6.15) suy ra X
2
và X
3

phải cùng tính (cùng dấu)cảm hoặc
cùng tính dung. Kết hợp với (6.14) thì
X
1

phải khác dấu với X
2
và X
3
.
Như vậy có hai loại mạch ba
điểm tổng quá hình 6.7 là:
H×nh 6.6 S¬ ®å TD§
ba
®iÓm tæng qu¸t
Z
1

Z
3
U
ht
Z
2

U
ra

a) b)
H×nh 6.7.S¬ ®å tæng qu¸t m¹ch TD§ 3
®iÓm a)®iÖn c¶m b) ®iÖn dung


160

- Mạch ba điểm điện cảm(hình 6.7.a)hay mạch Harley.
X
2
, X
3
> 0 ; X
1
< 0
- Mạch ba điểm điện dung(hình
6.7.b)hay mạch Collpid.
X
2
, X
3
< 0 ; X
1
> 0
Hình 6.8 làmột mạch tạo dao động
ba điểm điện cảm (sơ đồ Hartley) mắc
emitơ chung. ở đây
X
3
=X
CE
= L
1
> 0
X
2
= X

BE
= L
2
> 0
X
1
= X
CB
= 



C

Hệ số hồi tiếp : n
L
L
U
U
CE
BE



(6.16)
Tần số cộng hưởng bằng tần số của dao động tạo ra thoả mãn (6.14) là:
f
d đ
= f
Ch

=
C)LL(  

(6.17)
Tại tần số cộng hưởng trở kháng tải Z
t
sẽ là :
Z
tc h
= p
2
R
tđ
//


n
h
e
(6.18)
Hệ số khuếch đại:
K = - S . Z
tc h
= -












n
h
//RtdP
h
h
e
e
e
(6.19)
Trong đó p là hệ số ghép tranzisto vào mạch cộng hưởng
p =


 LL
L
(6.20)

h
n
e11
2
- trở kháng vào của tranzisto phản ánh vào khung cộng
hưởng .
S=g
21

hỗ dẫn của tranzisto.
Thay (6.16) và (6.19) vào điều kiện (6.2) sẽ được :
(1+n
2
)h
11e
+ n
2
R
tđ
- nR
tđ
h
21e
 0 (6.21)
Trong biểu thức dấu " < " ứng với giai đoạn quá độ ( khi K > 1 ); dấu " =
" ứng với giai đoạn xác lập dao động.
Thường n << 1 nên (6.21) có dạng :






td
td
R
eh
eh
n

eh
R
n
(6.22)
Giải (6.22) với dấu "=" tìm được hai giá trị của n là n
1
và n
2
:
+Ucc
Rc R1
CE RE
R2
L1 C
E
L2
B
H×nh 6.8M¹ch ba ®iÓm
®iÖn c¶m m¾c Emit¬
chung


161


Rtd
hhh
n
ee
,















 (6.23)
Giá trị của n nằm trong khoảng: n
2
< n < n
1
thì mạch sẽ dao động
.
Khi dao động đã xác lập thì n nhận giá trị n
1
hoặc n
2 .

Hình 6.9a là mạch dao động ba điểm điện dung ( Collpid) mắc emitơ
chung.
ở đây X
1

= X
CB
= L > 0
X
2
= X
BE
=





C

X
3
= X
CE
=





C

Tương tự như sơ đồ ba điểm điện cảm, ở đây :
K = - g
21e

Zt
c h
= -











n
h
//Rtdp
h
h
e
e
e
(6.24)
 = -
C
C
1
2
= - n (6.25)
Điều kiện (6.2) sẽ là :






e
e
h
h
.nRtd
eh
Rtd
n

(6.26)
Biểu thức (6.26) cũng là (6.22) nên mọi kết luận về n tương tự như đã
xét.
Tần số của dao động tạo ra sẽ là:
f
d đ
= f
Ch
=





CC

CC
L

(6.27)
Một dạng mạch Collpid trình bày trên hình 6.9b gọi là mạch Clapp.

162

Khác với
mạch ở hình
6.8a, ở mạch
Clapp hình 6.8b
thì
X
CB
= X
1
= L -
C



Để thoả mãn
điều kiện cân
bằng pha thì tại
tần số dao động
nhánh LC phải
mang tính chất
điện cảm ,tức: 
dđ

L >
C
1
dd
.
.
Hệ số ghép giữa tranzisto và hệ thống cộng hưởng ( lập bởi L và C
tđ
).
p =


C
C
U
U
td
td
CE

Trong đó
CCCC
td










Thường chọn C <<C
1
, C
2
nên C
tđ
 C . Vì vậy p 
C
C
1
<< 1 ; Nghĩa là
Tranzisto được ghép rất lỏng vào khung cộng hưởng nên điện dung ký sinh ở
đầu vào và đầu ra của nó rất ít ảnh hưởng đến khung cộng hửơng. Tần số của
dao động tạo ra là:
f
d đ
 f
c h
=
LC2
1
LC2
1
td



(6.28)

Phân tích điều kiện (6.2) như đã làm ở trên xác định được
n
1,2
=




















 C
C
Rtd
hhh
eee
(6.29)

Giả sử với mạch 6.6a có các tham số :
L = 25H; C
1
= 1nF ; C
2
= 100nF ; h
21
e = 100 ; h
11
e = 12,5k.
Hãy kiểm tra với hệ số phẩm chất Q =80 xem mạch có dao động được
hay không.
Điều kiện cân bằng biên độ
+Ucc
Cn
R
2
R
E
C
E
R
1
C1
C2
L
C
E
B
+Ucc

R1
R2
RE CE
R1
C1
C2 L
C
C
E
B
Rc Cr
CV
a) b)
H×nh 6.9 a) m¹ch dao ®éng 3 ®iÓm ®iÖn dung
b) m¹ch dao ®éng 3 ®iÓm ®iÖn dung Clapp


163


 







nehRn
eh.nR

K
td
td
( 6.30)
Điều kiện này tương tự như (6.21)
n =  =






 ,
C
C

C
tđ
= nF
.
CC
CC









R
tđ
=



kQ
Ctd
L
Q
r
65,1280.10.2580.
10.1
10.25

3
9
62



Thay vào vế phải của (6.30)






,

.,.
K
Điều kiện tự kích về biên độ là thoả mãn. Còn điều kiện cân bằng pha
thoả mãn tại tần số:
f
d đ
= f
c h
=

















LCtd
CC
CC

L

 0,010065.10
6
Hz = 10,065KHz  10 kHz
6.4.TẠO DAO ĐỘNG THẠCH ANH
Cho đến nay các mạch tạo dao động thạch anh vẫn được sử dụng rộng rãi
trong các mạch điện tử để tạo ra dao động chuẩn có độ ổn định tần số cao.
Trước hết xét xem tại sao cần dùng thạch anh trong mạch tạo dao động.Như
trên đã nói, nếu điều kiện cân bằng pha được thực hiện ở một tần số 
dđ
thì sẽ
tạo ra được dao động hình sin tần số đó. Trong thực tế có nhiều nguyên nhân
làm thay đổi các thông số quyết định tần số của mạch ( nhất là thông số điện
cảm). Các thông số đó có thể liệt kê như : nhiệt độ, độ ẩm, biến dạng cơ học,
thay đổi nguồn một chiều , lão hoá thông số các linh kiện.vv Ta gọi chúng là
các tác nhân gây mất ổn định.Như vậy điều kiện cân bằng pha sẽ là :

k
(m,) + 

(n,) = 0
(6.32)
Argument (pha) của hệ số khuếch đại điện áp 
k
và hàm truyền đạt phức của
mạch hồi tiếp dương 

là hàm của biến tần số  và của các tác nhân gây mất ổn
định tần số, đặc trưng bởi tham số m trong mạch khuếch đại và n trong mạch

hồi tiếp.
Vi phân toàn phần biểu thức (6.32) rồi tìm ra số biến thiên của tần số d sẽ
nhận được

164















dd
dn
n
dm
m
d
k
k
(6.33)
Từ (6.33) ta thấy có thể dùng một số nhóm biện pháp để giảm d , tức là

tăng độ ổn định tần số của các mạch tạo dao động.
Nhóm thứ nhất nhằm giảm chính các nguyên nhân gây mất ổn định bằng
cách
- Dùng nguồn ổn áp
- Dùng các linh kiện có độ ổn định nhiệt cao
- Dùng các linh kiện với dung sai nhỏ
- Dùng các phần tử ổn định nhiệt
- Mắc tầng đệm ở đầu ra của mạch tạo dao động để giảm ảnh hưởng của
tải tới mạch tạo dao động.
Nhóm thứ hai giảm sự biến thiên của góc pha khi các tham số của mạch thay
đổi, tức là giảm
m
k


và giảm
n



bằng cách chọn các sơ đồ nguyên lý thích
hợp.
Nhóm các biện pháp thứ ba nhằm tăng mẫu số của (6.33) tức là tăng tốc độ
biến thiên của góc pha theo tần số-giá trị của


d
d
càng lớn càng tốt.
Dễ dàng nhận thấy được rằng, với một hệ thống cộng hưởng có hệ số phẩm

chất Q thì tại tần số cộng hưởng








Q
d
d
. Như vậy cần tăng hệ số
phẩm chất Q để tăng độ ổn định tần số của mạch tạo dao động .Như đã xét ở
chương 1 (1.6) thạch anh tương đương với một khung cộng hưởng có hệ số
phẩm chất Q cực lớn. Vì vậy độ ổn định tần số tương đối

f
f
0
của mạch tạo dao
động thạch anh đạt 10
-6
 10
-8
,trong khi đó các dạng dao động đã xét không
vượt quá 10
-3
 10
-4

.
Người ta chế tạo các loại thạch anh có tần số từ 1Khz đến 100MHz.Hình
6.10 là một số dạng mạch tạo dao động hình sin dùng thạch anh.Mạch hình
6.10a là mạch tạo dao động ba điểm điện dung Clapp đã xét. Nhánh có mắc
thạch anh làm việc tương đương với một điện cảm, nghĩa là dao động tạo ra có
tần số f
d đ
thoả mãn điều kiện
F
q
< f
d đ
< f
P
.

.L
C
tddd
sdd



(6.34)
Trong đó L
tđ
- điện cảm tương đương của thạch anh . Ngoài ra còn phải có

165

C
s
<<C
1
, C
2
(6.35)
Thc t tn s dao ng to ra gn bng tn s cnh hng song song f
d

f
P
.
Hỡnh 6.10b l mch ba im in cm khi tn s dao ng f
d
tho món
iu kin fq < f
d
< f
P
lỳc ú : Z
1
= Z
BC
= - j


C
dd

Z
2
= Z
BE
= jL
t
> 0 (6.36)
Z
3
= Z
CE
= L
K
//C
S
= Z
t
> 0
tho món iu kin tr khỏng ca khung cng hng Z
t
> 0 thỡ tn s
dao ng phi chn


f
d
<
KK
CL

(6.37)
Mch in hỡnh 6.10c tng t nh mch ghộp h cm hhỡnh 6.4a ó xột.
Tuy nhiờn õy thch anh mc nhm chn lc tn s hi tip. Ti tn s fq tr
khỏng ca thch anhh Zq 0 nờn tn s to ra f
d
fq
6.5.TO DAO NG RC
Cỏc mch to dao ng LC tn s thp lm vic kộm n nh v cú kớch
thc ln do tr s in cm cn ln.Vỡ vy vựng tn s thp thng s dng
cỏc mch to dao ng RC ; tuy nhiờn cng cú th s dng cỏc mch to dao
ng RC vi tn s ti vi MHz. cỏc mch to dao ng RC khõu hi tip s
dng cỏc phn t in tr v in dung.Cú hai loi mch mch to dao ng RC
thụng dng l mch kiu 3 khõu RC (Cu Xiphorop) v kiu cu cõn bng pha
(cu Vien)
+Uc
C1

C2
.
Rc
R
E
C
E
R
B
a)
+Ucc
R
2

R
E
C
E
R
1
C
Ck Lk
R
1
R
2
R
E
C
E
M
C
s
X
+
U
cc
b)
c)
Hình 6.10Các mạch TDĐ dùng thạch anh
a) mạch kiểu Clappb) Mạch ba điểm điện cảm c) Mạch hỗ cảm dùng thạch anh cộng
hởng nối tiếp.

166

6.5.1. Mạch tạo dao động kiểu cầu Xiphorop .
Mạch tạo dao động loại này khi sử dụng phần tử khuếch đại K là mạch
Emitơ chung hoặc khuếch đại thuật toán mắc đảo thì điện áp ra sẽ ngược pha
với điện áp
vào, tức là 
K
=  . Như vậy mạch hồi tiếp cũng phải quay pha ( di pha ) tín
hiệu
một góc 

= để thoả mãn điều kiện (6.4).Mạch RC quay pha(mạch hồi
tiếp)
thường dùng là mạch lọc thông cao hình 6.11a hoặc thông thấp 6.11b .
Với lọc thông cao, mạch tạo dao động dùng Tranzisto mắc emitơ chung có
dạng hình 6.11 .
Lập phương trình dòng điện
mạch vòng hoặc điện thế điểm nút
cho mạch hình 6.11a , giải tìm
quan hệ giữa U
B
= U
ht
và U
C
=
U
ra
sẽ tìm được:

   















22
1
6
11
51
1
RC
RC
j
RC
U
U
r
ht

(6.38)
Để có 

= tức  là một số thực
âm thì :

 




RC
= 0
Từ đó xác định tần số của dao
động :

RC62
1
f
RC6
1
dddd

 ;
(6.39)
Thay 
d đ
vào biểu thức(6.38) tìm được:   
1

29
như vậy thì K = -29
Với mạch quay pha là bộ lọc thông thấp hình 6.10b sẽ tìm được

 
dd
RC
  
1
10
7
1
18 4
;
,
(6.40)
C C C
R R R
C C C
R R R
a)
b)
H×nh611
a)M¹ch quay pha d¹ng läcRC th«ng cao
b)M¹ch quay pha d¹ng läcRC th«ng thÊp

C C C
R R R
R1
CE

RE
RC
Cn
R2
H×nh.6.12.TD§ cÇu Xiphorop
trªn tranzisto m¾cEC
+ECC
Ura Uht

K


167

Sơ đồ TDĐ trên hình 6.13.là
mạch cầu Xiphorop xây dựng trên
khuếch đại thuật toán tương tự
như mạch hình 6.12. ở đây có hai
mạch hồi tiếp: mạch  là mạch
hồi tiếp dương bảo đảm cân bằng
pha,mach hồi tiếp âm R
1
R
N
đảm
bảo hệ số khuếch đại :
k=
29
R
R

1
N

.
6.5.1. Mạch tạo dao động kiểu cầu Viên.
Nếu phần tử khuếch đại K có tín hiệu vào và ra đồng pha, tức 
K
= 0 thì
mạch hồi tiếp sẽ là một mạch cầu Viên không quay pha dạng hình 6.14 . Đó là
một mạch lọc thông dải .
Dễ dàng xác định được hàm truyền của nó ,coi Z
1
là R
1
mắc nối tiếp C
1
, coi
Z
1
là R
2
mắc song song C
2
:













12
21
1
21
21
2
1
2
1
1
CR
CRj
C
CR
ZZ
Z
U
U
r
v




(6.41)
Để 

= 0 thì  là một số thực dương nên
R
1
C
2
-



CR
= 0 từ đó sẽ có tần số của
dao động

2121
dd
2121
dd
CCRR2
1
f
CCRR
1

 ; (6.42)

Nếu chọn R
1

= R
2
= R , C
1
= C
2
= C thì
f
d đ
=
3
1
;
2
1



RC
và K = 3 (6.43)
Hình 6.14a là mạch tạo dao động RC cầu Viên với mạch khuếch đại là gồm
2 tầng trên 2 tranzisto mắc emitơ chung để ghép qua C
n
có 
K
=0.Hai tầng T
1
và
T
2

được định thiên tương ứng bằng R
b1
-R
b2
và R'
b1
-R'
b2
.
+
_
H×nh.6.13TD§ trªn K§TT m¾c ®¶o
C C C
R R R

R1
RN
Ura Uht
K

H×nh 6.14.
M¹ch håi tiÕp cÇu Viªn

R1
R2
Ura
UhtC2
C1

168

Mạch hình 6.14b sử dụng khuếch đại thuật toán g với mạch hồi tiếp âm R
0
R
N

và hồi tiếp dương R
1
C
1
R
2
C
2
tạo thành mạch cầu Viên có 4 đỉnh là đầu vào đảo
N, đầu ra ; đầu vào không đảo P và mat. Các thông số xác định theo (6.43)
Nhánh hồi tiếp âm R
0
R
N
xác định hệ số khuếch đại
K = 1 +
0
N
R
R
= 3
do vậy
R

N
= 2R
0
(6.44)
Thực ra (6.44) cũng là điều kiện bằng của cầu. Khi cầu cân bằng thì
mạch không thể dao động nên cần chọn R
N
lớn hơn 2R
0
một chút .





+
_
H×nh 6.14.
TD§ cÇu Viªn a) Trªn 2 tranzisto m¾c EC
b) Trªn K§TT m¾c kh«ng ®¶o

R2
UhtC2
R1
C1
K
Rb1
Rb2
Ura
R'b2

R'b1
RC1
RC2
+
_
Cn
T1
T2
ECC
R1
C2
C1
R2R0
Rht
a)
b)