Kỹ thuật điện tử ( GV Nguyễn Văn Hân ) - Phần 5 ppt

2.5. TẠO DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
2.5.1. Nguyên lý chung
• Có ba phương pháp:
- Dùng hệ tự dao động (mạch
khuếch đại có phản hồi
dương).
- Biến đổi tín hiệu tuần hoàn
từ dạng khác sang dạng hình
sin.
- Dùng bộ biến đổi DAC
(biến đổi số- tương tự.)
2.5.2. Tạo dao động hình sin
từ hệ tự dao động
Cấu trúc khối:
• Điều kiện pha

K
+ 

= 2n
• Điều kiện biên độ
K

U
r
1 . K

 β
• Giá trị >1 xác định điều kiện
cần để mạch tự kích.
• Điều kiện =1 chuyển sang

chế độ ổn định xác lập .
KHUNG DAO ĐỘNG RLC
2.5.2a. Mạch dao động ghép biến áp
- Hoạt động: Khi cấp điện nguồn vào mạch Ic biến thiên tăng. Mạch
phản hồi làm Ic nhanh chóng thông bão hoà.
Khi Ic ngừng biến thiên, điện áp phản hồi mất, Ic biến thiên giảm về
trạng thái cấm bảo hoà.
- Sơ đồ
- Nhiệm vụ các linh kiện: T,
R1,R2, Re, sơ cấp M, C là mạch
k. đại phân cực bằng dòng emitơ.
Tải là khung cộng hưởng LC,
trong đó L là điện cảm cuộn sơ
cấp của M.
Thứ cấp của M và Cp1 là mạch
phản hồi. Phản hồi dương được
quyết định bởi chiều đấu cuộn dây
biến áp.
Hệ tiếp tục chu kỳ sau.
Mạch dao động ghép biến áp *
I
B
=0

A
I
B
= 20

A

I
B
=40

A
2
20
U
CE
V
I
C
mA
• Giả sử các điện trở phân cực xác lập điểm làm việc tại A. Khi cấp
nguồn dòng Ic tăng lên từ 0 làm biến thiên từ thông trong cuộn sơ
cấp của M, tạo nên điện áp cảm ứng ở thứ cấp.
• Điện áp cảm ứng tác động lại BE của T làm T thông đến bảo hoà.
Tại giá trị bảo hoà thì điện áp cảm ứng bằng 0 thì Ic có xu hướng
biến thiên giảm để trở về điểm làm việc A.
+
-
+
-
A
Mạch dao động ghép biến áp **
• Khi Ic biến thiên giảm, điện áp cảm ứng ở thứ cấp M đảo cực tính,
phân cực cho T có xu hướng kéo điểm làm việc về A và nhanh
chóng làm cấm T.
• Hệ lặp lại chu kỳ tiếp theo. Tần số dao động do khung cộng hưởng
LC quyết định (trong đó L là điện cảm cuộn sơ cấp của M.

+
-
+
-
I
B
=0

A
I
B
= 20

A
I
B
=40

A
2
20
U
CE
V
I
C
mA
A
2.5.2b. Mạch dao động ghép tự biến áp
- Sơ đồ

- Nhiệm vụ các linh kiện: T, R1,R2,
Re, Lc,Lb, C là mạch k. đại phân
cực bằng dòng emitơ. Tải là khung
cộng hưởng LC, trong đó L=
Lb+Lc. Lb và Cp1 là mạch phản hồi
dương.
- Hoạt động: Khi cấp điện nguồn vào
mạch Ic biến thiên tăng. Mạch phản
hồi làm Ic nhanh chóng thông bão
hoà. Khi Ic ngừng biến thiên, điện
áp phản hồi mất, Ic biến thiên giảm
về trạng thái cấm bảo hoà, điện áp
phản hồi mất và hệ tiếp tục chu kỳ
sau.
• Tần số dao động
)CL(L2
1
f
cb


π
2.5.2c. Mạch dao động ba điểm điện dung
Sơ đồ
- Nhiệm vụ các linh kiện: T,
R1,R2, Re, Rc là mạch k. đại
phân cực bằng dòng emitơ.
Trên lối ra có khung cộng
hưởng LC
tđ

, trong đó
C2C1
C1.C2
C
td


C1, C2 và L là mạch cộng hưởng
song song. Tín hiệu trên C2
qua Cp1 gây phản hồi dương.
- Hoạt động: Xem Work Bench
2.5.2d. Mạch dao động dùng RC xoay pha và phản hồi
6RC2
1
f
π

• Nếu dùng LC thì ở tần số thấp
cuộn dây phải nhiều vòng gây
điện dung kí sinh không kiểm
soát được. Tụ điện giá trị lớn
thường là tụ hoá có sai số lớn.
Giá trị LC khó đạt độ chính xác
và ổn định.
• Biện pháp tốt hơn là dùng RC.
Ba mắt lọc RC để xoay pha
180
0
• Để mạch dao động được phải
có K  29 bằng cách chọn tỉ số

Rht/Rtd mà Rtd= R3//Ro.
• Muốn có biên độ dao động ở
mức cần thiết thì chỉnh Rht
• Lấy tín hiệu dao động tại lối
ra của IC thuật toán.
2.5.2e. Mạch dao động dùng cầu Viên *
• Nếu lấy tín hiệu ra cho
phản hồi trở về lối vào
+ của IC thuật toán và
chọn giá trị khuếch đại
phù hợp thì mạch sẽ
phát dao động hình sin.
• Tần số fo dễ dàng xác
định được qua Work
Bench hay bằng toán
học
• Nếu R
1
=R
2
và C
1
=C
2
RC2
1
CCRR2
1
fo
2121





• Mạch cầu Viên không
làm lệch pha tín hiệu
có tần số fo và cũng tại
tần số đó hệ số truyền
qua đạt trị số cực đại.
MÔ PHỎNG MẠCH CẦU VIÊN TRÊN EWB
2.5.2e. Mạch dao động dùng cầu Viên **
• Bằng toán học người ta
đã xác định được hệ số
phản hồi
• Tại  = 1 thì fo=1/(2RC) độ lệch
pha bằng không nên nếu nối mạch
phản hồi với lối vào + và thiết kế hệ
số K  3 thì mạch dao động.
• Độ ổn định tần số phụ thuộc R và C.
• Khảo sát mạch trong Work Bench.
3
1
arctg











RC
1


2/1
2
1
9
1



















và
Trong đó
2.5.2g. Thí nghiệm mạch dao động dùng cầu Viên ***
• Nhận dạng linh kiện trên bảng mạch tương ứng với sơ đồ
trong tài liệu hướng dẫn. Nêu nhiện vụ các linh kiện đó.
• Lấy số liệu thực tế đối chiếu với kết quả trong Work Bench
2.5.2g. Thí nghiệm mạch dao động dùng cầu Viên ****
• Mặt sau của bảng mạch thí nghiệm về mạch dao động dùng IC
2.5.2g. Thí nghiệm mạch dao động dùng cầu Viên ****
• Nhận dạng linh kiện và nêu nhiệm vụ của chúng trong sơ đồ.