Giáo trình : Kỹ thuật mạch điện tử 2 part 4 potx

31
Trong maỷch ta õaợ duỡng họửi tióỳp ỏm trón R
E
õóứ chuyóứn dởch laỡm vióỷc tổỡ khu vổỷc coù
họự dỏựn lồùn sang khu vổỷc coù họự dỏựn beù.










2.5.2. Maỷch õióỷn dao õọỹng gheùp bióỳn aùp









ióỷn aùp naỡy taỷo nón trong cuọỹn caớm Colectồ doỡng
L
I

L

I =
L
B
C
L
C
j
VSZ
j
V

=
n = -
L
M
LIj
MIj
V
v
CE
BE
=


= M < 0
Doỡng
L
I caớm ổùng sang cuọỹn thổù cỏỳp :
I
C

V
BE

t

ióứm laỡm vióỷc tộnh

Hỗnh 2.8. ỷc tuyóỳn V
BE
-I
C
cuớa Transito
r
B
E
C
E
E
C
B
Vcc
L2
Cb
R2
R1
Re
C
Vcc
Ce
L1

V
ht
= V
B
*

*

M
Hỗnh 2.9. Sồ õọử maỷch taỷo dao õọỹng ghe
ù
p bióỳn aùp mừc E chung

32

MjIVV
L
Bht

.=

Lj
Mj



.S.Z
C
.
L

M
V
B
= .S.Z
C.
B
V (1)
n < 1 vỗ n = -
CE
CB
CE
BC
V
V
V
V
=
L < L
Tổỡ (1) ta thỏỳy õóứ
B
V vaỡ
ht
V õọửng pha thỗ M < 0
Nghộa laỡ cuọỹn sồ cỏỳp vaỡ cuọỹn thổù cỏỳp phaới cuọỳn ngổồỹc cổỷc tờnh. ióửu kióỷn bión õọỹ :
K.K
ht
= 1; K
ht
= - n =
L

M

K = - SZ
C
; Z
C
= P
2
.R
td
// Z
vpa
; Z
vpa
=
2
e11
n
h

Trong õoù :
Le11
2
tdC
Z
1
h
n
R
1

Z
1
++=

S =
e11
e21
h
h

K
ht
= +
L
M
U
U
C
B
= = - n
Lỏỷp tờch : K.K
ht
1 = (-n) . 0
hR.n
R.
h
.
n
1
hR.n

h
.R
.
h
h
e11td
2
tde21
e11td
2
e11td
e11
e21

+

+










P
CE
CE

td
BE
V
V
V
V
= = 1
n
2
- n.h
21e
-
td
e11
R
h
0

thay vaỡo ta õổồỹc : n
2
- n.h
21e
+
td
e11
R
h
0
Giaới ra ta õổồỹc kóỳt quaớ :

33
n
1,2
=
td
e11
2
e21e21
R
h
2
h
2
h








Kóỳt quaớ cuợng giọỳng nhổ maỷch ồớ phỏửn trón õaợ tờnh toaùn
Tỏửn sọỳ dao õọỹng cuớa maỷch :
f =
LC2
1


óứ taỷo dao õọỹng coù tỏửn sọỳ cao, duỡng sồ õọử bazồ chung vỗ õióỷn aùp vaỡo vaỡ ra cuỡng pha

nón õióửu kióỷn cỏn bũng pha thoớa maợn khi M > 0 (2 cuọỹn dỏy quỏỳn cuỡng cổỷc tờnh)
ióửu kióỷn bión õọỹ cuợng giọỳng sồ õọử emitồ chung nóỳu thay h
21e
, h
11e
bồới h
21b
vaỡ h
11b
.

n =
L
M
LIj
MIj
V
V
CB
EB
=


=
; 0 < n < 1
P =
td
CB
V
V

= 1








2.5.3.Maỷch dao õọỹng õióỷn caớm (Hartley)


R2 R1
Ce
C
Re
Zt L
Vcc
*

*

M
Hỗnh 2.10. Sồ õọử maỷch taỷo dao õọỹng gheùp bióỳn aùp mừc B chung

34

Ta thỏỳy : X
1
= X
BE
= L
2
> o, X
2
= X
CE
= L
1
> o, X
3
= X
CB

=
c
1


< o
Thoớa maợn õióửu kióỷn cỏn bũng vóử pha
ióửu kióỷn cỏn bũng bión õọỹ : (tờnh cho maỷch hỗnh 2.11)
K
ht
= +
1
2
1
2
CE
BE
L
L
LIj
LIj
V
V
=



= = - n
Vaỡ K = - SZ
C

= -
e11
e21
h
h
[P
2
.R
td
//
2
e11
n
h
]
Hóỷ sọỳ phaớn aớnh : n = -
1
2
CE
BE
L
L
V
V
=
P : hóỷ sọỳ gheùp giổợa transistor vaỡ maỷch :
E
C
E
B

R3
L1
C
L2
C2
C1
Vcc
Ce
R2
R1
Re
V
tõ
Hỗnh 2.11. Sồ õọử maỷch taỷo dao õọỹng Hartley mừc E chung
C
E
B
Vcc
L1
C2
C
C1
L2
Ur
R1
R2
Re
V
tõ
Hỗnh 2.12. Sồ õọử maỷch taỷo dao õọỹng Hartley mừc B chung

35
P =
n
V
V
V
V
UV
V
V
V
LL
L
V
V
V
V
EB
CE
EB
CE
EBCE
CE
CB
CE
CB
CE
td
CE

+
=

=
+
=
+
=
+
==
1
1
1
1
1
1
21
1

(õióửu kióỷn L
1
vaỡ L
2
gheùp loớng)
Thổỷc hióỷn tổồng tổỷ nhổ caùc maỷc trổồùc ta tỗm õổồỹc bỏỳt phổồng trỗnh :
(1 + n)
2
h
11e
+ n

2
R
td
- n R
td
h
21e
0
Tỏửn sọỳ dao õọỹng : f
dd
f
CH
=
C)LL(2
1
21
+

Nóỳu gheùp chỷt : L

= L
1
+ L
2
+ 2M
Maỷch Clapp :

ỏy laỡ bióỳn daỷng cuớa maỷch ba õióứm õióỷn dung. Nhaùnh õióỷn cỏửn õổồỹc thay bồới mọỹt
maỷch cọỹng hổồớng gọửm L, C nọỳi tióỳp maỡ trở sọỳ cuớa chuùng õổồỹc choỹn sao cho maỷch coù trồớ
khaùng tổồng õổồng vồùi mọỹt õióỷn caớm taỷi f = f
dõ
, nghộa laỡ
C
1
L
dd
dd

>

Hóỷ sọỳ gheùp giổợa transister vaỡ khung cọỹng hổồớng:
2
1
12CE
BE
C
C
Cj
I
:
Cj
I

V
V
n =

==

n
V
V
K
CE
BE
ht
==
1
td
td1td
CE
C
C
Cj
I
:
Cj
I
V
V
P
=

==
E
Cv
Cr
C
L
C1
C2
Re
R1
R2
Ce
Vcc
C3
Rc
Hỗnh 2.13. Sồ õọử maỷch taỷo dao õọỹng Clapp

36
Trong õoù :
C
1
C
1
C
1
C
1
21td
++=

Thổồỡng choỹn C << C
1
, C
2
=> C C
td

=>
1
C
C
C
C
P
11
td
<<==
Nghộa laỡ khung cọỹng hổồớng gheùp rỏỳt loớng vồùi BJT nhũm giaớm aớnh hổồớng cuớa caùc õióỷn
dung phỏn bọỳ cuớa phỏn tổớ tờch cổỷc (BJT) (õióỷn dung ra, õióỷn dung vaỡo) õóỳn tỏửn sọỳ dao
õọỹng cuớa maỷch.
Tỏửn sọỳ dao õọỹng cuớa maỷch :

LC2
1
LC2
1
ff
td
chdd

==
Vỗ vỏỷy C
1
, C
2
vaỡ caùc õióỷn dung vaỡo ra cuớa transistor hỏửu nhổ khọng tham gia quyóỳt
õởnh tỏửn sọỳ dao õọỹng cuớa maỷch . Do õoù sồớ õọử Clapp cho pheùp taỷo dao õọỹng coù tỏửn sọỳ ọứn
õởnh hồn caùc loaỷi sồ õọử ba õióứm khaùc.
Theo õióửu kióỷn cỏn bũng bión õọỹ ta xaùc õởnh õổồỹc B phổồng trỗnh:
0)
C
C
(hRnhRn
2
1
e11tde21td
2
+=
.1
C.hnRC
C.Rhn
.
n
C
hRC
n
h
.

C
RC
).
h
h
).(n(
2
1e11
2
td
2
2
tde21
2
22
e11td
2
2
e11
2
td
2
e11
e21

+
=
Tổỡ õoù tờnh õổồỹc :

2

1
tõ
e11
2
e21e21
2,1
C
C
R
h
2
h
2
h
n













=

Laỡ hóỷ sọỳ họửi tióỳp cỏửn thióỳt õóứ maỷch coù dao õọỹng xaùc lỏỷp khi KK
ht
= 1
0
C
C
hR.h.nR.n0
)
C
C
(hR.n
h.n
2
1
e11tde21td
2
2
1
e11td
2
e21







+
+

2.5.4. Caùc maỷch taỷo dao õọỹng duỡng thaỷch anh

37
Tinh thãø thảch anh (quartz crystal) l loẵi âạ trong måì trong thiãn nhiãn cọ cáúu tảo sạu
màût v hai thạp åí hai âáưu (hçnh 2.14) cọ nhiãưu åí nỉåïc ta. Thảch anh chênh l dioxid
silicium SiO
2
cng cháút lm låïp cạch âiãûn åí transitor MOSFET. ÅÍ tinh thãø thảch anh cọ
cạc trủc mang tãn Z, X, Y. Trủc Z xun qua hai âènh thạp, trủc X qua hai cảch âäúi v
thàóng gọc våïi trủc Z (cọ 3 trủc X), trủc Y thàóng gọc våïi hai màût âäúi (cọ 3 trủc Y).
Tinh thãø thảch anh dng trong mảch dao âäüng l mäüt lạt mng âỉûåc càõt ra tỉì tinh thãø.
Ty theo màût càõt thàóng gọc våïi trủc no m lạt thảch anh cọ dàûc tênh khạc nhau. Thỉåìng
trủc càõt l AT (thàóng gọc våïi trủc Y, song song våïi trủc X v tảo våïi trủc Z mäüt gọc
35
o
15
’
). Lạt thảch anh cọ diãûn têch màût khong mäüt âãún vi cm
2
âỉåüc mi mng âãún vi
mm sao cho hai màût tháût phàóng v tháût song song. Hai màût ny âỉåüc mả kim loải (vng
hay bảc) v hn våïi hai âiãûn cỉûc lm chán ra. Kãú âãún låïp thảch anh âỉåüc bc trong mäüt
låïp bäüt cạch âiãûn v âỉåüc âọng trong häüp thiãút kên cọ hai chán lọ ra, bãn trong cọ thãø
âỉåüc hụt haut khäng khê.
Âàûc tênh ca tinh thãø thảch anh l hiãu ỉïng ạp âiãûn (piezoelectric) theo âọ khi ta ạp hai
màût ca lạt thảch anh thç mäüt hiãûu âiãûn thãú xút hiãûn giỉỵa hai màût, cn khi ta kẹo dn hai
màût thç hiãûu âiãûn thãú cọ chiãưu ngỉåüc lải. Ngỉåüc lải, dỉåïi tạc dung ca hiãûu thãú xoay chiãưu
lạt thảch anh s rung åí táưn säú

khäng âäøi v nhỉ váûy tảo tên hiãûu xoay chiãưu åí táưn säú khäng
âäøi. Táưn säú dao âäüng ca thảch anh tu thüc vo kêch thỉåïc ca nọ (âàûc biãût l chiãưu
dy) v màût càõt. Táưn säú dao âäüng thay âäøi theo thåìi gian v nhiãût âäü mäi trỉåìng nhỉng nọi
chung ráút äøn âënh. nh hỉåíng quan trng nháút lãn thảch anh l nhiãût âäü. Khi nhiãût âäü thay
âäøi, kêch thỉåïc ca lạt thảch anh thay âäøi dáùn âãún táưn säú dao âäüng thay âäøi theo, nhỉng d
sao cng tram ngn láưn äøn âënh hån cạc mảch khäng dng thảch anh. Do âọ trong nhỉỵng
ỉïng dung cáưn äøn âënh táưn säú ráút cao ngỉåìi ta phi äøn âënh nhiãût âäü thảch anh. Cạc âäưng häư
chè giåì (âeo tay, treo tỉåìng) âãưu d
ng dao âäüng thảch anh.








Hçnh 2.14. Tinh thãø, cáúu tảo v hçnh dảng linh kiãûn thảch an
h

thảch an
h
bảc
âiãûn cỉûc
(chán ra)
(trủc quang)
Z
Y
(trủc cå)
X

(trủc âiãûn)

38
2.5.4.1. Tờnh chỏỳt vaỡ maỷch tổồng õổồng cuớa thaỷch anh
L
q
, C
q
, r
q
: phuỷ thuọỹc kờch thổồùc
khọỳi thaỷch anh vaỡ caùch cừt khọỳi
thaỷch anh.
C
q
: ióỷn dung taỷo bồới 2 maù gheùp
vồùi õỏửu ra.
Thọng thổồỡng r
q
rỏỳt nhoớ coù thóứ boớ
qua.

+ Thaỷch anh õổồỹc cỏỳu taỷo tổỡ SiO
2
, õổồỹc sổớ duỷng khi yóu cỏửu maỷch dao õọỹng coù tỏửn
sọỳ ọứn õởnh cao vỗ hóỷ sọỳ phỏứm chỏỳt Q cuớa noù rỏỳt lồùn.
+ Thaỷch anh coù tờnh chỏỳt aùp õióỷn : ióỷn trổồỡng - sinh dao õọỹng cồ hoỹc vaỡ dao õọỹng
cồ hoỹc - sinh ra õióỷn tờch.
Do õoù coù thóứduỡng thaỷch anh nhổ mọỹt khung cọỹng hổồớng.

Boớ qua r
q
(r
q
= 0) thỗ trồớ khaùng tổồng õổồng cuớa thaỷch anh õổồỹc xaùc õởnh :
)C.C.LCC(
1cL
j
cj
1
Lj
Lj
1
cj
1
.
cj
1
Lj
XZ
qpq
2
pp
q
2
q
q
q
qq
q

qq
+

=

++











+
= (*)
Goỹi f
dõ
laỡ tỏửn sọỳ dao õọỹng cuớa 1 maỷch
Tổỡ (*) thaỷch anh coù 2 tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng:
- Tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng nọỳi tióỳp f
q
ổùng vồùi Z
q
= 0
qq
q

C.L2
1
f

=


Nóỳu f
dõ
< f
q
- TA C
Nóỳu f
q
< f
dõ
< f
q
- TA L
Nóỳu f
dõ >
f
p
TA C
- Tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng song song : f
p
ổùng vồùi Z
q
=
B

A
B
A
C
p

r
q
C
q
L
q
Hỗnh 2.15. Kyù hióỷu vaỡ maỷch tổồng
ổồn
g
cuớa tha
ỷ
ch an
h

39
p
q
q
td
pqq
qq
C
C
1f

LC2
1
CCL
CC
2
1
f +=

=
+

=

Trong õoù :
pq
pq
td
CC
CC
C
+
= C
q
nọỳi tióỳp C
p
Khi C
p
>> C
q
=> f

p
f
q

Caùc thọng sọỳ õỷc trổng cuớa T.A:
f
q
: 1 KH
3
ữ 100MH
3

r
q
~ 0

qq
q
td
rC
L
R =
rỏỳt lồùn


54
q
q
q
q

q
td
1010
r
C
L
L
C
RQ ữ===
rỏỳt lồùn
ọỹ ọứn õởnh tỏửn sọỳ :

86
0
1010
f
f

ữ


óứ thay õọứi tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng cuớa thaỷch anh trong mọỹt phaỷm vi heỷp, ngổồỡi ta mừc
nọỳi tióỳp thaỷch anh vồùi mọỹt tuỷ bióỳn õọứi C
s
nhổ hỗnh veợ.



Tỏửn sọỳ cọỹng hổồớng nọỳi tióỳp cuớa noù :
sq

q
q
/
q
CC
C
1ff
+
+=

Lổồỹng thay õọứi tỏửn sọỳ do mừc thóm C
s
vaỡo:
sq
q
sp
q
q
q
/
q
q
CC
C
2
1
1
CC
C
1

f
ff
f
f
+
=
+
+=

=


C
S
q

Hỗnh 2.17
N
ọỳi tióỳp
Son
g
son
g
f
p
f
q
f

j

X
q
Hỗnh 2.16. ỷc tờnh õióỷn khaùng cuớa thaỷch an
h

40
2.5.4.2. Mảch âiãûn bäü tảo dao âäüng vng thảch anh våïi táưn säú cäüng hỉåíng song song










Nhạnh thảch anh màõc näúi tiãúp våïi tủ C
s
tỉång âỉång våïi 1 âiãûn cm âãø mảch cọ thãø dao
âäüng dỉåïi dảng 3 âiãøm âiãûn dung.
Lục âọ phi chn thảch anh sao cho:
f
q
< f
dd
< f
p
v
tddd

sdd
L
c
1
ω<
ω

2.5.4.3. Mảch âiãûn bäü tảo dao âäüng dng thảch anh våïi táưn säú cäüng hỉåíng näúi tiãúp











R
b

Rc
R
e
C
2
C
1
V

cc
C
e
C
S
q

Hçnh 2.18. Mảch bäü dao âäüng dng thảch anh våïi táưn säú cäüng hỉåíng song song
V
cc
R
1
R
2

Cs
C
e

R
e

q

Hçnh 2.19. Mảch dao âäüng dng thảch anh våïi
táưn säú cäüng hỉåíng näúi tiãúp, ghẹp biãún ạp, EC
L
3
C
2

C
1
R
2
R
1
R
e

V
cc
C
3
q
Hçnh 2.20. Mảch dao âäüng thảch anh våïi táưn säú
cäüng hỉåíng näúi tiãúp, ba âiãøm âiãûn dung, BC