Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng dụng về các mạch đa hài

Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, cùng với sự bùng nổ của cách mạng thông
tin, ngành kĩ thuật điện tử là một trong những ngành phát triển với tốc độ nhanh
nhất. Những người có trí tưởng tượng phong phú nhất cũng không thể hình
dung được tương lai của ngành điện tử sẽ diễn biến theo chiều hướng nào. Các
đồ điện tử tin học, các thiết bị thông tin giải trí vừa mới mua sắm đã trở thành
lạc hậu, lỗi thời.
Linh kiên điện tử càng ngày càng nhỏ bé, vừa tiết kiệm năng lượng vừa
tích hợp nhiều chức năng. mạch điện tử vì thế càng ngày càng thay đổi về hình
dáng và cấu trúc. Các vi mạch (IC) đời mới chứa được hàng trăm linh kiện, một
IC có thể thay thế cho nhiều tầng hay nhiều khối chức năng.
Mỗi thiết bị điện tử đều gồm rất nhiều mạch, hầu hết những mạch ấy
đều được cải tiến từ một số mạch cơ bản ban đầu. Chỉ cần một thay đổi nhỏ là
một mạch ban đầu có thể biến thành một mạch mới với tính năng mới. Bằng
cách thay đổi cách nối dây, thay đổi vị trí hay thêm bớt linh kiện là người ta có
thể biến mạch cơ bản thành hàng trăm mạch mới với nhiều tính năng tác dụng
mới.
3
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Mạch dao động đa hài cũng là một mạch cơ bản, nó được dùng nhiều
trong hầu hết các thiết bị kĩ thuật số, trong máy thu hình, đầu đĩa, máy tính, trò
chơi,đồng hồ hay các thiết bị quảng cáo trang trí ….
Riêng lĩnh vực trang trí, có đến vài chục loại IC chuyên điều khiển các
đèn chớp sáng hay các chữ chạy nhảy như AN6879, 6877, 6878, 6884, 6891,
6888, 6887… các IC này đều được cải tiến từ mạch dao động đa hài dùng
Tranzistor.
Với sự hướng dẫn của thầy Phạm Duy Khánh, sinh viên nhóm 12 – lớp
học phần H2 xin được trình bày những hiểu biết về mạch đa hài tự kích trong
bài viết dưới đây.
PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1. Mạch đa hài tự kích dùng tranzistor
1.1. Phân tích mạch điện
1.1.1. Cấu tạo
Mạch đa hài tự kích dùng Tranzistor có cấu tạo từ hai tầng khuếch đại phụ
tải cực góp mắc hồi tiếp với nhau bởi các tụ C
1
, C
2
như hình 1.1a
1.1.2. Sơ đồ mạch đa hài tự kích dùng tranzitor.
4
R
C1
R
C2
T
2
T
1
R
B2
R
B1
C
1
C
2
+E
C
U

C2
U
C1
(a)
(b)
0
0
0
0
t
t
t
t
U
B1
U
B2
U
C1
U
C2
t
1
t
2
t
3
t
4
t

5
-E
C
0,6V
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch đa hài tự kích và giản đồ thời gian.
Ta giả thiết mạch là đối xứng thì khi đóng mạch nguồn cung cấp cả hai
Tranzistor đều thông, dòng điện qua hai Tranzistor là bằng nhau, điện thế trên
cực góp của các Tranzistor là như nhau. Tuy nhiên hiện tượng đối xứng tuyệt
đối trong thực tế là không tồn tại do có sai số giữa các điện trở, tụ điện, độ tản
mạn các tham số của các Tranzistor cùng loại v.v nên một trong hai
Tranzistor sẽ dẫn mạnh hơn.
1.2. Nguyên lí hoạt động
Giả thiết Tranzistor T
1
dẫn mạnh hơn → I
C1
tăng → U
C1
giảm, lượng giảm
áp này thông qua tụ C
1
đưa cả sang cực gốc đèn T
2
làm U
B2
giảm theo. Điện áp
điều khiển U
B2
của T

2
giảm làm I
C2
giảm và U
C2
tăng. Lượng tăng áp trên cực
5
T
1
R
E
C
R
R
T
2
T
1
R
R
C C
E
C
U
C2
U
C1
WR
Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch phát
xung dùng Tranzistor

Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
góp của T
2
thông qua tụ C
2
đưa cả đến cực gốc của T
1
nên U
B1
tăng → I
C1
tiếp
tục tăng. Quá trình này chỉ kết thúc khi I
C2
giảm về bằng “0” (T
2
khoá hẳn: U
C2
≈
E
C
) và I
C1
đạt giá trị I
C1bh
(T
1
mở boã hòa: U
C1
≈ 0).

Ngay khi T
1
mở bão hoà, T
2
khoá chắc chắn thì tụ C
2
được nạp theo đường:
+E
C
→ R
C2
→ C
2
→ r
beTr1
→ mát (âm nguồn E
C
). Đồng thời với quá trình nạp
điện của tụ C
2
là quá trình phóng điện của tụ C
1
: +C
1
→ r
ceTr1
→ E
C
(qua nội trở
của nguồn) → R

B2
→ -C
1
. Chính quá trình phóng điện của tụ C
1
tạo nên một sụt
áp âm trên tiếp giáp gốc - phát của T
2
giữ cho T
2
ở trạng thái khóa chắc chắn.
Theo thời gian dòng phóng của tụ C
1
giảm dần, điện thế trên cực gốc

của T
2
bớt âm dần. Khi điện áp U
beTr2
≥ 0 thì đèn T
2
sẽ thông lại bắt đầu một quá trình
hồi tiếp như sau:
I
C2
tăng → U
C2
giảm → U
B1
giảm → I

C1
giảm → U
C1
tăng → U
B2
tăng
Kết thúc quá trình hồi tiếp trên, T
1
khóa, T
2
thông bão hòa bắt đầu quá trình
nạp điện của tụ C
1
và phóng điện của tụ C
2
, U
C1
≈ E
C
, U
C2
≈ 0.
Qua các phân tích ở trên ta thấy mạch có thể tự động chuyển từ trạng thái
cân bằng không ổn định này sang trạng thái cân bằng không ổn định khác mà
không cần tín hiệu kích thích từ ngoài.
1.3. Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước
6
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Mạch có hai đầu ra được lấy trên hai cực góp của hai Tranzistor T
1

(U
C1
) và
T
2
(U
C2
). U
C1
, U
C2
thực chất là hai dãy xung có biên độ sấp xỉ bằng nguồn nuôi
của mạch
là E
C
và U
C1
= 5
C2
. Chu kỳ T của hai dẫy xung ra này được tính theo biểu thức:
T = τ
1
+ τ
2
.
Trong đó : τ
1
= R
1
.C

1
.Ln2 ≈ 0,7. R
1
.C
1
là hằng số thời gian phóng của C
1
.
τ
2
= R
2
.C
2
.Ln2 ≈ 0,7. R
2
.C
2
là hằng số thời gian phóng của C
2
.
⇒T ≈ 0,7.(R
1
.C
1
+ R
2
.C
2
).

Nếu ta chọn: R
1
= R
2
= R, C
1
= C
2
= C thì
T =1,4.R.C.
Nhìn vào biểu thức của T ta thấy khi muốn thay đổi tần số xung ra ta chỉ
việc thay đổi điện dung tụ C hoặc giá trị điện trở R. Ở hình 1.2, khi ta thay
đổi biến trở WR thì hằng số thời gian phóng nạp của tụ C
1
và C
2
đều thay
đổi, dẫn đến độ rộng xung ra thay đổi.
7
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Với cách mắc trên ta có chu kỳ T là: T ≈ 1,4.(WR + R).C.
Trong mạch ta chọn Tranzistor là loại N-P-N có công suất nhỏ nhưng hệ số
khuếch đại lớn như loại Tranzistor silic có nhãn hiệu C
828
, hoặc C
945
.
Ví dụ 1: Có các số liệu R
B1
= R

B2
= R = 10kΩ; R
C1
= R
C2
=1kΩ; C
1
= C
2
=
0,47µF ta có thể dùng biến trở để tần số xung ra là 50Hz như sau:
f = 50Hz
⇒
1
T
f
=
=1/50=0.02(s)
Ta có T=1,4(R +WR)C
6
0,02
WR= 30,4
1,4.0,47.10
R k
−
⇒ + =
Ω
⇒
WR = 30,4-R = 30,4 – 10 = 20,4kΩ
Vậy cần điều chỉnh giá trị của biến trở WR = 20,4 kΩ thì tần số xung ra là 50Hz

Hằng số thời gian phóng của tụ C
1
là: τ
1
= R
B2
.C
1
.Ln2 ≈ 0,7R
1
C
1
Hằng số thời gian phóng của tụ C
1
là: τ
2
= R
B1
.C
2
.Ln2 ≈ 0,7R
2
C
2
⇒
T ≈ 0,7(R
1
C
1
+ R

2
C
2
)
Khi C1 ≠ C2 thì τ
1
≠ τ
2
các xung ra sẽ là các xung không đối
xứng hay nói cách khác độ rộng của 2 xung là khác nhau.
1.4. Mô phỏng mạch bằng phần mềm multisim
8
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 1.3 : Mô phỏng mạch đa hài dùng Tranzistor
9
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 1.4 : Giản đồ điện áp ra U
C1
(màu đỏ) và điện áp U
B1
(màu xanh)
10
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
11
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 1.5 : Giản đồ điện áp ra U
C2
(màu đỏ) và điện áp U
B2
(màu xanh)

2. Mạch đa hài dùng IC khuếch đại thuật toán
2.1. Phân tích mạch điện
Để lập các xung vuông tần số thấp hơn 1000Hz sơ đồ đa hài (đối xứng hoặc
không đối xứng) dùng IC tuyến tính dựa trên cấu trúc của một mạch so sánh hồi
tiếp dương có nhiều ưu điểm hơn sơ đồ dùng Tranzistor đã nêu. Tuy nhiên do
tính chất tần số của IC khá tốt nên ở tần số cao việc ứng dụng sơ đồ IC mang
nhiều ưu điểm hơn.
Hình 2.1 là sơ đồ nguyên lý (hình 2.1a) và giản đồ thời gian (hình 2.1b) làm
việc của mạch phát xung dùng vi mạch khuếch đại thuật toán.
12
+
_
KĐTT
R
R
1
R
2
C
u
ra
N
P
(a)
+U
CC
-U
CC
τ
1

τ
2
T
0
0
U
c
U
r
U
_
P
U
+
P
+U
ra max
-U
ra max
t
t
t
4
(b)
t
1
t
2
t
3

+U
ra max
-U
ra max
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung (a) và giản đồ thời gian (b).
Nhìn vào sơ đồ nguyên lý ta thấy KĐTT (khuếch đại thuật toán) cùng hai
điện trở R
1
và R
2
tạo thành một mạch trigơ smit có điện áp ngưỡng lấy trên
điện trở R
1
: u
P
= u
R1
. Điện áp đặt tới đầu vào của trigơ Smit (đầu vào đảo của
KĐTT) được lấy trên tụ C và tuân theo quy luật biến thiên của điện áp trên tụ:
U
N
= U
C
.
Với cách mắc của trigơ smit nói trên cùng mạch R, C như hình vẽ ta được
một mạch dao động tự kích có giản đồ thời gian mô tả hoạt động như hình
2.1b.
2.2. Nguyên lý hoạt động của mạch
Khi điện thế trên đầu vào N (điện áp trên tụ C) đạt tới ngưỡng lật của trigơ

Smit thì sơ đồ sẽ lật trạng thái và điện áp ra đột biến giá trị ngược lại với giá trị
cũ. Sau đó thế trên đầu vào N thay đổi theo hướng ngược lại và tiếp tục cho đến
khi đạt ngưỡng lật khác. Quá trình thay đổi U
N
được điều khiển bởi thời gian
phóng nạp của C từ U
r
qua R.
13
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
+ Khoảng thời gian (0 ÷ t
1
) điện áp ra của KĐTT ở giá trị u
ra
= +U
ra max
.

β+=
+
+==⇒
+
.U
RR
R
UUu
maxra
21
1
maxra

P
P
, với
21
1
RR
R
+
=β
Đến thời điểm t
1
điện thế trên N đạt đến ngưỡng
β+==
+
.UUu
maxra
P
c

của trigơ Smit nên sơ đồ lật trạng thái.
+ Từ t
1
÷ t
2
, u
ra
= - U
ramax
→ điện áp ngưỡng cũng lật trạng thái:
β−==

−
.UUu
maxra
P
P
, đồng thời tụ C phóng điện từ + C → R → KĐTT →
-U
CC
→ nội trở nguồn → mát → - C. Khi điện áp trên tụ giảm về bằng không thì
tụ lại nạp theo chiều ngược lại từ mát → C → R → KĐTT → - Ucc, điện áp
trên tụ tăng dần với cực tính ngược lại. Tại t
2
điện thế trên N đạt đến giá trị
ngưỡng
u
C
=U
-
P
=-β.U
ramax
→ sơ đồ lại lật trạng thái → u
ra
=+ U
ramax
→
β+==
+
.UUu
maxra

P
c
, đồng thời tụ C phóng điện theo đường +C → mát → nội
trở nguồn → +U
CC
→ R → → -C. Khi điện áp trên tụ giảm về “0” thì tụ được
nạp theo chiều ngược lại từ +U
CC
→ KĐTT → R → C → mát.
2.3. Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước
Qua các phân tích trên ta thấy quá trình phóng và nạp của tụ C đều thông qua
điện trở R trong các khoảng thời gian 0 ÷ t
1
, t
1
÷ t
2
, lúc đó phương trình vi phân
để xác định U
N
(t) có dạng:
.
RC
U_U
dt
dU
NmaxraN
±=

14

Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Giải phương trình vi phân trên với điều kiện đầu là U
N
(t = 0) = U
-
P
= - U
ra
max
.β ta có nghiệm sau:
.)e.1(1U)t(U
C.R
t
maxraN








β−−=
−
Tại thời điểm t
1
điện áp trên tụ đạt giá trị U
N
(t
1

) = U
+
P
= U
ra max
.β
( )
.U.e.11UU)t(U
maxra
RC
maxra
P
1N
1
β=








β+−⇔=⇒
τ
−
+
(*)
Với τ
1

là hằng số thời gian phóng nạp của tụ C khi U
ra
= U
ra max
.
(*)
( )
RC
1
e.1)1(
τ
−
β+=β−⇔
, thay
21
1
RR
R
+
=β
, tối giản và lấy ln hai vế ta
được:
).
R
R
21(Ln.C.R)
R
R
21(Ln
C.R

2
1
1
2
11
+=τ⇒+=
τ
⇔
Nếu ta chọn R
1
= R
2
thì : τ
1
= R.C.Ln3 ≈1,1. R.C.
Do quá trình phóng nạp của tụ đều qua R nên ta có τ
1
= τ
2
= τ ≈ 1,1.R.C nên
chu kỳ T của xung ra :
T = 2. τ ≈ 2.1,1.R.C = 2,2.R.C

15
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung sử dụng
µ
A741.
Nhìn vào biểu thức trên ta thấy: khi muốn thay đổi tần số của dẫy xung ra ta
có thể thực hiện bằng cách thay đổi điện dung của tụ C hoặc thay đổi giá trị

điện trở R. Hình 2.2 là sơ đồ nguyên lý một mạch phát xung dùng khuyếch đại
thuật toán dùng vi mạch µA741 có độ rộng thay đổi được nhờ biến trở WR. Với
mạch này ta có công thức tính chu kỳ của xung ra như sau:
T = 2. τ ≈ 2.1,1.(WR + R).C = 2,2.(WR + R).C
Ví dụ 2: Cho IC µA741 biết C =200nF tìm thông số WR để tần số điên áp thay
đổi từ (10-1000)Hz
Ta có T=2,2(R + WR).C
Khi f
1
= 10Hz → T
1
=1/f
1
=0,1(s)
⇒
R + WR
1
=
7
0,1
227,3
2,2.2.0
k
−
=
Ω
Khi f
2
= 1000Hz → T
2

=1/f
2
=
3
10
−
(s)
⇒
R + WR
1
=
3
7
10
2,3
2,2.2.10
k
−
−
=
Ω
Chọn R = 1,3kΩ và WR
1
= 226kΩ, WR
2
= 1kΩ
16
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Với R = 1,3kΩ và WR = (1-226)kΩ thì tần số điện áp thay đổi từ (10-
1000)Hz

2.4. Mô phỏng mạch bằng phần mềm mutilsim
Hình 2.3 : Mô phỏng mạch đa hài dùng IC khuếch đại thuật toán
17
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 2.4 : Giản đồ điện áp U
v
(màu xanh) và điện áp U
ra
(màu đỏ)
3. Mạch đa hài tự kích dùng IC 555
3.1. Phân tích mạch điện

Khối phát xung chủ đạo có nhiệm vụ phát ra một dãy xung vuông liên tục
cung cấp cho khối đếm. Yêu cầu đặt ra đối với khối này là dãy xung vuông
được tạo ra có tần số thay đổi được để từ đó có thể thay đổi được tốc độ hiển
thị. Hình 3.1 là sơ đồ nguyên lý của một mạch phát xung chủ đạo đáp ứng được
các yêu cầu trên.
18
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung chuẩn dùng IC 555
Vi mạch 555 là loại vi mạch được dùng để phát xung vuông chuyên dụng.
Muốn tạo ra được dẫy xung liên tục người ta tiến hành ghép vi mạch này với tụ
điện và điện trở như hình vẽ. Để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của phát xung
của vi mạch 555 ta quan sát sơ đồ trải của vi mạch 555 hình 3.2.
19
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 3.2: Sơ đồ trải của 555 trong mạch phát xung chủ đạo.
Phần được đóng khung bằng nét đứt là vi mạch 555, nó có cấu tạo cơ bản từ
2 phần tử khuếch đại thuật toán OA1, OA2 và 1 Trigơ R-S. Trong đó hai
khuếch đại thuật toán được mắc theo kiểu mạch so sánh có điện áp ngưỡng

được lấy trên bộ phân áp dùng 3 điện trở có cùng giá trị R. Với cách mắc như
trên thì điện áp ngưỡng của các mạch so sánh là
/ 3Ucc
đối với OA
2
và
2 / 3
CC
U

đối với OA
1
. Quan sát trên sơ đồ ta thấy điện áp trên tụ C được đặt tới đầu vào
còn lại của hai mạch so sánh nên giá trị điện áp trên tụ sẽ quyết định trạng thái
của chúng.
20
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 3.3: Giản đồ thời gian của điện áp trên mạch phát xung.
3.2. Nguyên lý hoạt động của mạch
* Giả sử tại thời điểm đầu (t = 0) điện áp trên tụ C là
3
Ucc2
U
C
=
thì đầu ra
OA1 có mức logic “1” còn đầu ra OA2 có mức logic “0”, đầu ra 1 có mức logic
“1” (R = 1, S = 0), tranzitor T thông. Tụ C phóng điện qua R
B
, qua T về mát

làm cho điện áp trên nó giảm dần. Đầu ra của mạch phát xung không có xung ra
(mức logic “0”).
+Khi
3
Ucc2
U
3
Ucc
C
<<
thì đầu ra của OA
1
và OA
2
đều có mức logic “0”
trigơ vẫn giữ nguyên trạng thái (R = 0, S = 0), T vẫn mở, tụ C tiếp tục phóng
điện, điện áp trên nó tiếp tục giảm, xung ra ở mức logic “0”.
+ Đến thời điểm t
1

3
Ucc
U
C
≤
, đầu ra OA
2
có mức logic “1”, còn đầu ra
OA
1

vẫn có mức logic “0”, 1 nhận trị “0” (R = 0, S = 1). Qua cổng NAND ta
nhận được xung ra ở mức logic “1”, đồng thời tranzitor T khoá tụ C được nạp
21
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
từ +U
CC
→ R
A
→ R
B
→ C

→ mát. Quá trình tụ nạp điện áp trên nó tăng dần
theo biểu thức sau:
.e.
3
U
)e1.(UUc
C).RR(
t
CC
C).RR(
t
CC
ABBA
+
−
+
−
+−=

+ Trong khoảng thời gian điện áp trên tụ thoả mãn:
3
Ucc
U
3
Ucc
2
C
≥>
các
đầu ra bộ so sánh đều nhận trị “0”, trigơ giữ nguyên trạng thái (R = 0, S = 0),
xung ra vẫn tồn tại ở mức logic “1”, T vẫn khóa tụ C tiếp tục được nạp điện.
+ Cho đến thời điểm t
2
, U
C
≥ 2U
CC
/3 đầu ra của OA
1
chuyển trạng thái
lên mức logic “1”, đầu ra của OA
2
vẫn giữ nguyên trạng thái, 1 nhận trị “1” (R
=1, S = 0), xung ra nhận mức logic “0” đồng thời T thông bão hoà, tụ C phóng
điện, hoạt động của mạch lặp lại như quá trình từ 0 ÷t
1
. Kết quả là ta thu được
một dẫy xung vuông ở đầu ra trên chân 3 của vi mạch 555.
3.3. Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước

Để thay đổi tần số xung ra thì thay đổi hằng số thời gian phóng, nạp của tụ C
bằng cách thay đổi giá trị các điện trở R
A
và R
B
.
Thời gian để điện áp trên tụ được nạp từ giá trị U
CC
/3 đạt đến giá trị 2U
CC
/3
ta tính được theo công thức sau:










−+=
+
−
+
−
C).RR(
tn
CC

C).RR(
tn
CCCC
BABA
e1.Ue.
3
U
3
U2
.
Đơn giản phương trình ta được :
22
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
3
U
e.
3
Ucc
2
CC
C).RR(
tn
BA
=
+
−
Ln hai vế:

.C).RR.(69,02ln.C).RR(t
BABAn

+≈+=
Trong khoảng từ 0 ÷ t
1
tụ C phóng điện từ giá trị ban đầu là 2U
CC
/3 đến U
CC
/3.
Biểu thức điện áp trên tụ:
.e.Ucc
3
2
)t(Uc
C.R
t
B
−
=

Tại t = t
1
:
C.R
tp
CC
B
e.Ucc
3
2
3

U
−
=
.
Với t
p
là hằng số thời gian phóng của tụ C.

.C.R.69,02ln.C.Rt
BBp
≈=
Chu kỳ T của dãy xung ra:
T = t
n
+ t
p
= 0,69(R
A
+ R
B
).C + 0,69R
B
.C = 0,69(R
A
+ 2R
B
).C.
Nếu mắc thêm điôt D song song với điện trở R
B
như hình vẽ thì tụ C sẽ nạp

điện theo đường +Ucc → R
A
→ D → C → mát, thời gian nạp của tụ C sẽ được
tính: t
n
= 0,69.C.R
A
, và khi này chu kỳ của dãy xung ra sẽ được tính:
T = t
n
+ t
p
= 0,69.R
A
.C + 0,69.R
B
.C = 0,69.(R
A
+ R
B
).C.
Nếu ta chọn R
A
= R
B
→ t
n
= t
p
→ T = 2.t

n
= 2.t
p
= 2.0,69. R
A
.C = 1,4.R
A
.C.
Trong trường hợp này xung ra có độ rộng và khoảng thời gian không tồn tại
xung là bằng nhau. Nhìn vào biểu thức ta thấy khi muốn thay đổi chu kỳ T của
23
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
xung ra ta có thể thực hiện bằng 2 cách là thay đổi dung lượng của tụ C hoặc
thay đổi giá trị của điện trở R
A
, và R
B
. Trên hình 5 để có thể thay đổi được T ta
điều chỉnh hai biến trở WR
1
và WR
2
, đây là hai biến trở đồng trục mà khi ta
tăng thì chúng cùng tăng còn khi ta giảm thì chúng cùng giảm nên WR
1
= WR
2
= WR. Với mạch như hình 3.1 công thức tính chu kỳ của xung ra như sau:
T = 2.0,69.(WR+R
1

).C
1.
= 1,4.(WR+R
1
).C
1
Ví

dụ 3: Cho IC 555 biết C =100nF tìm thông số WR để tần số điên áp thay đổi
từ (100-1500)Hz
Ta có T=1,4(R + WR).C
Khi f
1
= 100Hz → T
1
=1/f
1
=0,01(s)
⇒
R + WR
1
=
7
0,01
71,43
1,4.10
k
−
=
Ω

Khi f
2
= 1500Hz → T
2
=1/f
2
=6,67.
4
10
−
(s)
⇒
R + WR
1
=
4
7
6,67.10
4,76
1,4.10
k
−
−
=
Ω
Chọn R = 1,43kΩ và WR
1
= 70kΩ, WR
2
= 3,33kΩ

Với R = 1,43kΩ và WR = (3,33-70)kΩ thì tần số điện áp thay đổi từ (100-
1500)Hz
3.4. Mô phỏng mạch bằng phần mềm mutilsim
24
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 2.3 : Mô phỏng mạch đa hài dùng IC 555
25
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Hình 2.3 : Giản đồ điện áp ra chân 3 của IC555
PHẦN III. KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Sau quá trình tìm hiểu về các mạch đa hài đặc biệt là các mạch đa hài tự
kích em đã hoàn thành đề tài Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng
dụng về các mạch đa hài tự kích với 3 mạch cơ bản đó là : Mạch đa hài tự kích
dùng 2 tranzistor, mạch đa hài tự kích dùng IC KDTT và mạch đa hài tự kích
dùng IC555. Bước đầu hiểu rõ được chức năng của các linh kiện trong mạch,
hiểu và phân tích nguyên lí hoạt động của từng mạch, biết thiết kế mô phỏng
mạch trực quan bằng phần mềm multisim. Qua đó làm tăng niềm đam mê
nghiên cứu yêu thích môn học, tìm tòi và ứng dụng vào các bài toán mạch điện
tử thực tế.
Khi viết bài này, chúng em đã tìm hiểu và mô phỏng nhiều mạch để nghiên
cứu và khảo sát. Tuy nhiên vấn đề thì quá phức tạp, tài liệu tham khảo ở trong
các loại sách chuyên ngành và trên mạng Internet nhiều nhưng không có tài
liệu nào thật sự chi tiết, khả năng thì có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót.
Rất mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn để bài viết của nhóm hoàn
thiện hơn .
26
Nghiên cứu khai thác đặc điểm và ứng ứng dụng về các mạch đa hài
Tháng 8 năm 2014
Xin chân thành cám ơn !

27