Chương 3 mạch tạo dao động điều hòa (bộ môn điện tử tương tự)

Tel: 0912562566 – Email:
Điện tử tương tự
Bộ môn: Lý thuyết mạch
GV: Lê Xuân Thành
Tel: 0912562566 – Email:
Nội dung:
Giới thiệu chung

Khái niệm

Điều kiện để mạch tự tạo dao động hình sin

Mạch tạo dao động sin ghép biến áp

Mạch tạo dao động sin ba điểm

Mạch tạo dao động sin ghép RC

Mạch tạo dao động sin dùng thạch anh

Mạch tạo tín hiệu sin kiểu xấp xỉ tuyến tính
Tel: 0912562566 – Email:
1. KHÁI NIỆM
Mạch tạo
dao động
u
ra

Mạch tự tạo dao động là mạch khi có nguồn cung cấp nó tự làm
việc cho ra tín hiệu.


Yêu cầu mạch tạo dao động tạo ra tín hiệu có biên độ, tần số ổn
định cao, ít chịu ảnh hưởng của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm.
+ Dùng nguồn ổn áp.
+ Dùng các phần tử có hệ số
nhiệt độ nhỏ.
+ Giảm ảnh hưởng của tải đến
mạch tạo dao động (mắc thêm
tầng đệm).
+ Dùng các linh kiện có sai số
nhỏ.
+ Dùng các phần tử ổn nhiệt.
Tel: 0912562566 – Email:
2. ĐIỀU KIỆN DAO ĐỘNG

Khâu khuếch đại:
u
V
u
ht
a
a'
u
ra
K
β
.exp
k
K K j
ϕ
=


Khâu hồi tiếp:
.exp j
β
β β ϕ
=
( )
1 .
ra v ht
K
U U U
K
β
= −
−
Vht
UU
=

Mạch chỉ dao động ở tần số mà nó thoả mãn :
1.K
=β
. . .exp ( ) 1
k
K K j
β
β β ϕ ϕ
= + =
K.β = 1


Điều kiện cân bằng biên độ:
ϕ = ϕ
k
+ ϕ
β
= n.2π
.
(n nguyên)

Điều kiện cân bằng pha:
Tel: 0912562566 – Email:
3. MẠCH TẠO DO ĐỘNG SIN GHÉP BIẾN ÁP

Khâu hồi tiếp: biến áp L
1
, L
2

β < 0

Khâu KĐ: Mạch KĐ EC
(khung cộng hưởng LC đóng vai
trò là R
C
): K < 0
dd
1 1
1
=
2. . .

f
L C
π
Tel: 0912562566 – Email:
4. MẠCH DAO ĐỘNG SIN BA ĐIỂM
2
1 2
0
X
X X
β
= <
+
X
1
+ X
2
+ X
3
= 0
X
1
, X
2
phải khác dấu và X
2
, X
3
phải cùng dấu


Nếu X
1
là điện cảm thì X
2
, X
3
là tụ điện, ta có mạch ba điểm điện dung.

Nếu X
1
là tụ điện thì X
2
, X
3
là điện cảm, ta có mạch ba điểm điện cảm.
Tel: 0912562566 – Email:
4. MẠCH DAO ĐỘNG SIN BA ĐIỂM
dd
1 2
1
=
2. . .( )
f
C L L
π
+
1 2
dd
1 1 2
1

= .
2. . .
C C
f
L C C
π
+
Tel: 0912562566 – Email:
5. MẠCH TẠO DAO ĐỘNG SIN GHÉP RC
a) Mạch tạo dao động dùng mạch di pha RC trong mạch hồi tiếp
R
1
//R
2
//r
BE
= R
R
1
//R
2
= R
.
C
BE
R
K
r
β
=

3
2
R
K
R
= −
)C.R.C.R 5.(jC.R 61
C.R j
U
U
333222
333
ra
ht
ω−ω+ω−
ω−
==β
3 3 3
2 2 2 3 3 3
. . . .
. 1
1 6. . . .(5. . . . . )
j K R C
K
R C j R C R C
ω
β
ω ω ω
−
= =

− + −
0C.R 61
222
dd
=ω−
C.R.6
1
dd
=ω
29
1
−=β
K = -29
3
2
29
R
K
R
= − = −
.
29
C
BE
R
K
r
β
= − = −
Tel: 0912562566 – Email:

5. MẠCH TẠO DAO ĐỘNG SIN GHÉP RC
b) Mạch tạo dao động dùng mạch cầu Viên
11
1
1
1
1
1
1
R.C j1
R
C j
1
R
C j
1
.R
Z
ω+
=
ω
+
ω
=
4
3
1
R
K
R

= +
21
1
ra
ht
ZZ
Z
U
U
+
==β
2
22
2
22
C j
C.R j1
C j
1
RZ
ω
ω+
=
ω
+=
)C.RC.RC.R.(.jC.C.R.R.1
C.R j
2122112121
2
21

++ω+ω−
ω
=β
1K
β
=
2
1 2 1 2
1 2 1 2
1
1 . . . . 0
. . .
dd
R R C C
R R C C
ω ω
− = ↔ =
1 2
1 1 2 2 1 2
.
. . .
R C
R C R C R C
β
=
+ +
RRR
21
==
CCC

21
==
C.R
1
dd
=ω
3
1
=
β
2
R
R
3
4
=
Tel: 0912562566 – Email:
6. MẠCH DAO ĐỘNG BẰNG THẠCH ANH
a) Tính chất và mạch tương đương của thạch anh
Thạch anh có tính chất áp điện, nghĩa là dưới tác dụng của điện trường
thường sinh ra dao động nên có thể dùng thạch anh như một khung cộng
hưởng.
2
2
1 1
( . . ).
. . . . . . 1
.
1 1
.( . . . )

. .
. . . .
q
q p q q
td
p q q q p
q
q p
j L
j C j C L C
Z j
C C L C C
j L
j C j C
ω
ω ω ω
ω ω
ω
ω ω
+
−
= =
+ −
+ +
1
0
2 . .
q q
q q
Z f

L C
π
= ↔ =
1
. 1
2 . .
p q q
p p q
q q p p
C C C
Z f f
L C C C
π
+
= ∞ ↔ = = +
Tel: 0912562566 – Email:
6. MẠCH DAO ĐỘNG BẰNG THẠCH ANH
a) Tính chất và mạch tương đương của thạch anh
Các tính chất về điện của thạch anh:
Phẩm chất cao:
4 5
10 10Q
= ÷
Trở kháng tương đương của thạch anh rất lớn:
qq
q
td
r.C
L
R =

pq
CC
<<
106
0
1010
f
f
−−
÷≈
∆
Sp
q
qq
CC
C
1.ff
+
+=
′
Tel: 0912562566 – Email:
6. MẠCH DAO ĐỘNG BẰNG THẠCH ANH
b) Mạch điện bộ tạo dao động dùng thạch anh
pddq
fff
<<
tddd
Sdd
L.
C.

1
ω<
ω
pdd
ff
≈
qddp
fff
>>
kk
chdd
C.L.2
1
ff
π
=<
Mạch tạo dao động thạch anh với tần số cộng hưởng song song
Tel: 0912562566 – Email:
6. MẠCH DAO ĐỘNG BẰNG THẠCH ANH
b) Mạch điện bộ tạo dao động dùng thạch anh
qdd
ff
≈
Tel: 0912562566 – Email:
7. MẠCH TẠO TÍN HIỆU SIN KIỂU XẤP XỈ TUYẾN TÍNH
Tel: 0912562566 – Email: