Kĩ thuật sử dụng điện tử: Phần 2

Chia sẻ: Le Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

252
lượt xem 120
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Kĩ thuật điện tử: Phần 2 gồm nội dung chương 3 đến chương 5 của Tài liệu. Nội dung phần này trình bày các vấn đề của kĩ thuật xung - số, các bộ biến đổi điện áp và dòng điện và bộ vi xử lý.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kĩ thuật sử dụng điện tử: Phần 2

Chương 3 KĨTHUẬT XUNG - số "Kĩ th u ậ t x u n g - số” là thiiât ngữ bao gốm một lĩnh vực khá rộng và quan trọ ng của ngành kĩ th u ậ t điện tử - tin học. Ngày nay tro n g bước phát triể n nhảy vọt của kĩ th u ậ t tự động hóa, nd m a n g ý nghía là khâu then chốt, là công cụ không th ể thiếu để giải quyết các nhiệm vụ kl th u ậ t cụ th ể hướng tới mục đích giảm các chi phí vẽ n á n g lượng và thời gian cho m ột quá trin h công nghệ hay kĩ th u â t, n â n g cao độ tin cậy hay hiệu q uả cửa chúng. lYong chương này, do thời gian han chế, chúng ta chỉ để cập tới một số vấn để có tính c h ấ t cơ bản, mở đẩu của ki th u ậ t x un g - số. 3.1. KHÁI N IỆM CHƯNG Tín hỉệii xuriỊi VII íham sô' Tín hiệu điện áp hay dòng điện biến đổi theo thời gian (m ang nội d u n g của một quá trìn h th ô n g tin nào đó) có hai dạng cơ bản : liên tục hay rời rạc (gián đoạn). T ương ứng với chúng, tổn tại hai loại hệ th ố n g gia công, xử lí tín hiệu có nh ữ n g đặc điểm kỉ th u ậ t khác nhau m a n g n h ữ n g ưu, ÍJ nhược điểm khác nhau là hệ thốn g liên tục tx *. (analog) và hệ th ố n g rời rạc (digital). Nhiểu u khi, do đặc điểm lịch sử ph á t triể n và để p h á t huy đầy đủ ưu th ế của từ n g loại ta gặp tro n g thực tế hệ th ố n g lai ghép kểt hợp^ cả a) t việc gia công xử lí hai loại tín hiệu trên. Đối tượng của chương này chỉ đề cập tới ií loại tín hiệu rời rạc theo thời gian gọi là tín hiệu xung. D ạng các tín hiệu x u n g thư ờ n g gập cho t trê n hình 3.1. C húng cd th ể là m ột dãy xung tu ầ n hoàn theo thời gian với chu kỉ lặp lại T, hay chỉ là m ột x u ng đơn x u ấ t hiện một lấn, cd cực tin h dương, â m hoặc cực tín h thay. đổi. C) H ỉnh 3.2 chỉ ra m ột xu ng vuông th ự c tế với các đoạn đặc trư n g : sườn trước, đỉnh và ỉỉìn h .17 ; Cá c dụn^ lín hiệu xỉỉHi; sườn sau. Các th a m số cơ b ả n là biên độ, a ) D ãy x u t i í ^ v u ó / ì i ; ; h) D ãy x u ỉ i ì ; lam giác {rătì^ cua} : độ rộ n g xung, độ rộ n g sườn trước và sau, độ c) D ãy xuní^ hàm mũ (xuníi kim). sụt đỉnh. 153
• ßiöii độ xung IJ,,, x á c định bàng giá t.rị lớn nhất của điện áp tín hiỘLi u x u n í 4 có ' dược trong thời gian tổn tại rủa nó. • Dộ rộng sườn trước và sư ờ n sau (t v à t^i x á c đ ị n h b ờ i k h o ả n g t h ờ i g i a n t à n g và thời g ia n g iảm củ a biên độ x u n g t r o n g k h o ả n g g i á t r ị 0, 1 đến • ỉ)ộ rộng xung xác định bằng khoáng thời gian có xung với biên độ trên mức 0, (hay m ứ c 0 , 5Ư ,, , ) . • Độ s ụ t đ i n h x u n g t h ể h i ệ n mức giảm biên độ x u n g ở đ o ạn đỉnh xung. ỉ ỉ ì n h J . 2 : Ị ) ụf ì ' ^ Xìỉíi'^ V H IÌÚ '^ lỉìực V ới d à y x u n g t u á n h o à n , còn có các tham số đặc trư n g sau (cụ t h ể x ó t vói d ã v x ư n g v uố ng ). • Chu kì ỉ ạ p lại x u n g T ( h a y t á n số x u n g f = 7- ) là k h o ả n g t h ờ i g i a n g i ữ a các diếm tư ơng ứ n g củ a hai x u n g kế tiếp nhau. • Thời gian nghi (h.3.1a) là k h o á n g thời gian trố n g giữahai x u n g liên tiếp. • Hộ số Jáp đ á y y l à ti số g i ữ a độ r ộ n g và chu k i T. tx '/ = Tp từ đố c ó h ệ th ứ c : T = và ỵ < 1 IVong kĩ th u ậ t xung - số, người ta thường sử dụng phương pháp số đối với d ạ n g tíiì hiệu x ung với quy víớc. chì có hai tr ạ n g thái phân biệt : • T rạng thái có xung (khoảng t^) với biên độ lớn hơn một mức ngưỡng ư ịỊ gọi là mức cao hay mức "1”, mức U ị j thườ ng được chọn cờ bàn g 1/2 điện áp nguồn c u n g cấp. • T rạn g th ái không cd xung (khoảng tp,, với biên độ nhỏ hơn m ột m ức ng ưỡ ng ư | gọi là m ức th ấ p hay mức "0", mức Uj được chọn tùy theo p h ầ n tử khóa (tra n z ito , IC). • Các mức điện áp r a tro n g dải Uị < < U ịị là các tr ạ n g th ái cấm . V ấn để này sẽ được để cập kĩ hơn ở p h ầ n tiếp theo. 3J.2. Cỉiê độ khóa của íraniỉỉo Ti'anzito làm việc ở chế độ khóa hoạt động như một khóa điện tử đ ón g mở m ạch với tốc độ n h a n h 10* do đó có Iihiểu đặc điểm khác với chế độ khuếch đại đã xét ở chương trước. a - Yêu cầu co bản với một tra n z ito ở chế độ khda là điện ap đ áu ra có hai tr ạ n g thái khác biệt : (3-1) Chế độ khóa của tra n z ito được xác định bởi chế độ điện áp hay dòng điện m ộ t chiều cung cấp từ ngoài q ua 1 mạch phụ trợ (khóa th ư ờ n g đống hay th ư ờ n g mở). Việc chu yển trạ n g th á i của khóa thườ n g được thực hiện nhờ m ột tín hiệu xu n g có cực tín h thích 154
hợp tac động tới đẩu vào. C ũng có trư ờng hỢp khóa tự động chuyển đổi tr ạ n g thái một cách tu á n hoàn nhờ m ạch hối tiếp dươ ng nội bộ, khi đó không cán xung điểu khiển (xem các p h á n m ạch tạo xung tiếp sau). Đế đưa r a n h ữ n g đặc điểm chủ vếu của chế độ khóa, hảy xét. m ạch cụ thể Rt Urd hỉnh 3.3. Sơ đổ th ự c hiện được điểu kiện (3-1) khi kia chọn các mức ƯỊỊ, U| củng như các giá trị và Rị^ thích hợp. B an đẩu (khí ư^, = 0 hay u^, í Ư Ị) tra n z ito ở lỉìỉìli : Mụcỉi kiìúa (iíáo) lỉùm^ ininziio. tr ạ n g thái đóng, dòng điện ra 1^ = 0, , lúc không có tải Rj ư,,, = + E ,, Lúc điện trờ tải nhỏ n h ấ t R. = Rj (với Rj là điện trở vào của m ạch tầ n g sau nối với đ áu ra của sơ đố) Uj..| = là mức nhỏ nhát của điện áp ra ở tr ạ n g thái H, để phân b iệ t chắc chắn, ta chọn U|Ị < (chảng h ạn U ị ị = 1,5V khi E^.^,= 5V). Phù hợp với điểu kiện (3-1), điện áp vào phải nằm dưới nivíc ư | {được hiểu là điện áp vào lớn n h ấ t để tra n z ito vẫn bị khóa chác U ị = tra n z ito silic ngiỉời ^ V n y \ x ^ - ta chọn ư | = 0,4V. rviii uu Aun^ uitíu Kiiitỉn cục LIIIII UUUẲI^ uuci LU uiiu VÍIU I ^ ^11 ch u y ể n s a n g t r ạ n g th á i mở (bào hòa), điện áp ra khi đo' phải th ỏ a m ã n điểu kiện ƯJ.., ^ Ư Ị. D iện trở chọn th íc h hợp đ ể thời g ia n q u á độ đủ nhỏ và d òn g không q u á lớn, r h ẳ n g h ạ n = f>kQ. X á r d ịn h Rịị đ ế khi 11^, = U ị Ị = 1,5V thì ^ U| = 0,4V. Muốn vậy = liììA với = 100 khi đd dò n g bazơ ^Hbh ^ 10/
Từ đó có nh ận xót sau : - Có th ế dễ d à n g đ ạ t được IIMÍC' Lìra I Ì/J Sịj lớn bầng cách chọn E j . ^ . và các th am số R|Ị thích hợp. - Do S| th ư ờ n g nhỏ, cần phải q u a n t â m đ ặ c b iệ t tới v i ệ c n â n g c a o tín h chố ng nhiễu với nuíc thấp. Vi trị sô điện áp ra Umhh = ư(.| 1 , thực tế không th ể ,1 giảm được, lììuốn Sị tăn g, cấn tă n g mức ƯJ (xem biếu thức 3.2l. ỈIvởO ( V) Muốn vậy, ngiíời ta đưa vào mạch bazơ một hoậc vài điôt hoặc nối vào đó một mach phân áp fh.3.5 a, b và c). ỉỉìn h . khna. ọ + fc r ỉỉìn h . i 5 : ('úc hiện ph áp núỉií; cao S,. N hững biện pháp nêu trê n n h ấ t th iế t cán sử d ụ n g khi d ù n g tra n z ito Gecmani làm p hần tử khóa vì ƯBI-; để mở tra n z ito phần lón nhò hơn ưci;bh Trong mạch ¿/ưaò 3.5a điện trở R2 đ ể nối m ạch dòng ngược tiếp giáp với BC và m ạch 3.5c R2 được nối với m ột nguốn 1 chiều điện th ế âm với mục đích đ ể tra n z ito khóa chắc hơn khi không có xung điều khiển ở lối vào. c - Một d iể m cản lưu ý là khi sử dụng tra n z ito làm p hẩn tử khda cấn chú ý tới các tính c h ấ t động (quá độ) cùa mạch và yêu cấu cơ b ả n là cẩn u â n g cao tính tác động n h a n h của khđa. Khi đđ biện pháp cơ bản là n g án ngừa hiện tượng bão hòa sâu của tra n z ito bằng các giải pháp kĩ th u ậ t m ạch (xem [ 1], [2]). Ỉĩìỉìh 3.6 : Xác định thời gian irề cùa mạch khỏa Thông thường, tín h c h ất tẩ n số của trong d ó Tj thời íỊÌơn irẻ sư ờ n irước khóa được biểu thị bởi các th a m số tru n g ihời íỊÌan irễ sườn sau d ư ợ c bình vễ thời gian trễ tín hiệu (h.3.6). ííỉih ở các m ứ c hicn íĩộ 5 0 % ợ ấ trị cực dại. 156
Các giá trị î], ĩz thườ ng nhỏ n o ' “ - '' -9 như n g khỗng ih ể bỏ qua đặc biệt là Tz lión quan tới thời gian hổi phục điện trở ngược khi chuyến tra n z ito từ mở san g khóa khi quan tâm tới tính làm việc đổng bộ (nhịp nhàng) giữa các khối hoậc các sơ đổ khác nhau khỉ thực hiện một nhiệm vụ xử li tin cụ thể, điều này càng quan trọng trong các hệ thố n g điều khiển, tính toán vi khi ghép nổi giửa các khối hoậc cái mach, thời gian trề này bị cộng tích lũy • Một điểm cán nhận xét nữa là từ hinh 3.3 thấv rằ n g mức cao (nníc H) nằnì th ấ p hơn nhiều so với giá trị nguổn cung cấp ưex- và phu thuộc m ạnh vào giá trị Rc, để kh;iç phục nhượí' điếm này, thực tô' người ta thư ờ n g mác nối tiếp sau riơ dổ khóa emitơ chung một sơ đố mạch lặp coloctơ chung ở chế độ khóa như hỉnh 3.7. Khi đó, các nhưực điểm đă nêu được khác phục ; mức ư |ị được: ỊỊìtih .i 7 : Str lín khóũ 7' cổ itĩỌi Ịì ìùp ru ! nâng lên tuv nhiên mức Ui. khi đó cùng tá n g (cở 0,8V) [4]. • ỉio à n toàn tươ ng tự có th ể sử dụng các FE T làm p hán tử khóa với nhiều ưu điểm vể mức tiêu hao công suất tín hiệu nhỏ, tác động nhanh..- [3]. -ì.y.-?. Chẽ độ khóa của khỉiẽch đại íhuât toán Khi làm việc ở chế độ xung, mạch vi điện tử tuvến tính hoạt động như một khóa điện tử đóng, mở nhanh , điểm làiiì việc luôn n àm tro n g vùng bão hòa của đặc tuyến Iruyẻn d ạ t Ur;i == fíUvno) (h.2.104). Khi đô điện áp ra chi n ằm ở một, tro n g hai mức bão hòa Unuii.-ix và u,áni.ix ú n g với các biên độ ưv đủ lớn. Dể mình họa nguyêr. lị hoạt động của m ột IC khóa ta xét m ột ví dụ điển hình lả mạch so sánh (com parator). a “ Mạch so s ả n h (h.3.8) thực hiện quá trin h so sán h biên độ của điện áp đưa vào (UvMít) với một điện áp chuấn (Ungưõnị:) có cực tính cd th ế là dương hay ám. Thông th ư ờ ng giá trị Un.*ií(íng được định trước cố định và m ang ý nghĩa là m ột th ô n g tin ch uẩn (tương tự như qu ả cân tro n g phép cân trọ n g lượng kiểu so sánh), còn giá trị UvMo ià một lượng biến đổi theo thời gian cấn được giáiìi sát theo dõi, đán h giá, m ang th ô n g tin của quá trìn h động (thường biến đổi chậm theo thời gian) cần được điểu khiển tron g m ột dải hay ở m ột tr ạ n g th á i m ong muốn. Khi hai mức điện áp này bằng n h a u (Uvào — Ungưỏng) tại đẩu r a bộ so sánh sẽ cd sự th ay đổi cực tính của điện áp từ Urtỉmax tới ưí^ni;ìx hoặc ngược lại. Trong trư ờ n g hợp riêng, nếu chọn Un«ü('íng = 0 thi thực c h ất m ạch so sánh đán h dấu lúc đổi cực tín h của Uvào- Trong mạch hình 3.8a Uvào và Unguõng được đưa tới hai đấu vào đảo và không đảo tương ứng của IC. H iệu của chúng Ư = Uv “ Ungijfîng là điện áp giữa hai đấu vào CÌ của IC sẽ xác định hàm tru y ề n của nó : Khi thì u,, 0 do đó u ,3 = (3-3) Khi u. ra max 157
tức là điện áp ra đổi cực tính khi chuyển qua giá trị - ngường Nếu ư^.„, và tro n g hình 3.8a đổi vị trí cho nhau hay cùng đổi cực tỉn h (khi vị tri giữ n.ííuyên) thì đặc tính hình 3.8b đảo ngược lại nghỉa là íh.38c và d). -9à Urpi " ĩ , ĩ '^ - - I ílrdm^x Jế UngơánQ — .... —— ^ -- --------- ỉ/í'^'o t ỉ r a m ex. E b) 4-^ Ura + lỉra í/văO _ ' ồ o © VngUưng tlramax. d) ¡ ¡ ìn h Ầ.8 : ư), c ) - lìô s o s á n h ilĩim: Í C ih u ộ t Uìốn v ớ i h a i k i ể u n i ẩ c k h á c n h a u r ứ h), d ) - ỉ í à t n i ruyen ÚỊìi lUíĩnị; ứnỉỊ c ủ a íhútìi;. Khi u , < thì u , , = - u m max ; (3-4) Khi u , > thì u ,3 = + u ra max : b - Trong n h ữ n g trường hợp biên độ của và lớn hơn giá tr ị điện áp đẩu vào tối đa cho phép của IC, c ần m ắc c h ú n g q u a bộ phân áp điện trở trư ớc khi đưa tới các đầu vào của IC. Giống như khóa tra n z ito , khi làm việc với các tín hiệu x un g biến đổ'i n h a n h cấn lưu ý tới tín h c h ất q u á n tín h (trễ) của IC t h u ậ t toán. Với các IC t h u ậ t toán tiêu ch uẩn hiện nay, thời gian tà n g của điện áp r a k h o ả n g V///S, do đó việc d ùn g ch ún g tro n g các mạch c o m p arato r cố nhiều hạn chế khi đòi hòi độ chính xác cao. Trong điều kiện tốt hơn, việc sử d ụ ng các IC chuyên d ụ n g được chế tạo sẵn sẽ có tốc độ chuyển biến n h a n h hơn nhiéu cấp (cỡ v/ns ví dụ loại /¿A710, AI 10, LM 310 -3 39 hay N E521...). H oặc d ù n g các biện pháp kỉ th u ậ t m ạch đ ể g iảm k h o ả n g cách giữa 2 mức c - Có th ể m ỏ rộng chức n â n g của m ạch so sán h nhờ m ạch h ỉn h 3.9a với đặc tín h tru y ề n đ ạ t cho tr ê n h ình 3.9b, gọi là bộ so s á n h tổng. Từ đặc tín h h ìn h 3.9b th ấ y rõ bộ so sán h tổ n g sẽ chuyển tr ạ n g thái ở đầu r a lúc tổ n g đại số của hai điện áp vào (đưa tới cùng m ột đ ẩ u vào) đ ạ t tới 1 giá trị ngưỡ ng (đưa tới đ ấ u vào kia). N ếu chọn = 0 (h.3.9a) thì m ạch sẽ lậ t lúc có điều kiện 158
Uj + U-, = 0 íh.3.9b). Các n h ậ n xét khác đối với m ạch hình 3.8a ở đây đẽu đ ún g cho bộ so sản h tổ n g khi đảo lại : đ ậ t U | và U:, tới đẩu vào N và tới đấu vào p. ỈJra 7TT. i UramaK 0 — ì— ^ zl u bí d ) H ìn h : íĩộ so Síiỉih luní^ Ịiìf vã (/(■ I t n c ỉ i in iv rn iỉuí củii n ó (/>). d - D ế xác dụiỊx xem điện áp vào có nằm tro n g một giới h ạn giá trị cho trước hay không, người ta sử d ụ n g m ạch so sán h 2 ngường hlnh 3.1 Oa. Thực c h ấ t m ạch này là sự kết hợp các mạch hình 3.8a và 3.8c tro n g cùng một sư đố. Để phối hợp các đấu ra cửa K| và K:>, ở đây d ù n g 1 cửa logic phụ G (gọi là cửa "và", xem 3.7.2). Tĩìì lối ra của G, = Y = 1 (tương ứng với mức điện áp cao) chi khi tạ i các lối ra của Kị và K2 cd Xj= X-, = 1. Các trư ờ n g hợp còn lại với mọi giá trị X| và (tức là khi Xị.X-, = 0), = Y = 0 (tương ứng với mức điện áp thấp). Kết hợp các tỉn h c h ấ t của m ạch 3.8a và c với tín h c h ấ t của cửa G ta n h ậ n được đậc tính tru y ề n đ ạ t X |, Xi và Y = phụ thuộc th ể hiện trê n hình 3.10b. 0 u ngưong / Vựao ^Zk ỊJngưểng z Q V vdì llra 0 ỡ b) u ự 90 rJ l/ngương / ỊJngUơng z ỉ ỉìn h 3 .Ỉ 0 : Mạch Hịĩiiycn ỊỊ hộ so Mỉ.ìh : nt;ỉfữfìỉ; (ĨCNỈ‘ 5 2 Ỉ ) ịa) : và giản đ o líặc inyèỉi tntvcỉi dụt ịh). Từ 3.10b th ấ y rõ Uj-y = 1 khi ngUiìngl Uyýị;, < u ngứỗng2 và u ,3 = 0 khi u„,„ < u ngưỡng1 hoậc V áo > u ngưỏng2 (3-5) (lưu ý ở đây cán chọn 159
Bộ so sán h hai ngiíờng được ứng d ụ n g đặc biệt th u ậ n ỉợi khi cần theo dõi và khống chế tự động m ột th ô n g số nào đó của một quá trìn h tro n g m ột giới hạn cho phép đã được định sản (th ể hiện ở hai giá trị điện áp ngưỡng) hoậc ngược lại k h ô n g cho phép thông số này rơi vào m ột vùng giới hạn cấm đă chỉ ra nhờ 2 ngưởng điện áp tương ứng. 3,2. CÁC MẠCH KH Ô N G D ồN G BỘ HAI TRẠNG THẤI ồ N Đ ỊN H Các mạch có hai tr ạ n g th ái ổn định ở đ ấu ra (còn gọi ỉà m ạch trigơ) được đặc trư n g bởi hai tr ạ n g th ái ổn định bền theo thời gian và việc chuyển nó từ tr ạ n g th ái này s a n g tr ạ n g thái kia (xảy ra tức thòi nhờ các vòng hồi tiếp dương nội bộ) chi xảy ra khi đậ t tới lối vào thích hợp của nd các x ung điện áp có biên độ và cực tính thích hợp. Đây là p h á n tử cơ bản cấu trú c nên một ố nhớ (ghi, đọc) th ô n g tín dưới dạn g số nhị phân. 3.2. ỉ. TrÌỊĩữ đô í xứ nỉĩ (RS-trÌỊ»ơ) dùtĩị* íranziío Hình 3.11 a và b đưa ra dạng mạch nguyên lí của m ột trigơ RS đối xứng. Thực chất đây là hai m ạch đảo hình 3.3 d ù n g Tj và T t ghép liên tiếp nhau quR các vòng hồi tiếp dương b ằ n g các cặp điện trở R |R ị và R^R_ị (lưu ý rà n g cách vẽ 3 - l l b hoàn toàn tương tự n h ư 3.1 la). a - N g u yê n ỉ í hoạt d ộ n g : Mạch 3.11 chi có hai tr ạ n g th ái ổn định bến là : T ị niở Tt k h ó a ứ ng với m ứ c điện á p ra Q = 1, Q = 0 hay T | khóa T 2 mở ứ n g với trạ n g thái ra Q = 0 Q = 1. cc 4 (Ằ ¡¡ình .i.ỉ ỉ : 'ỉri^ I 32 đố 1^.1 > 1^.2 các giảm áp âm trê n colectơ của T | và dương trê n colecta c ủ a T 2 th ô n g qua phân áp R 2R 4 hay R 1R3 đưa vể làm ĩ ị ị ị ¿ỉ>Iịị2‘ ' dẫn tới T ị mở T 2 khóa. Nếu ngược lại lúc đấu lị^Ị < Ij32 th ì sẽ d ẫn tới Tj khóa T 2 mở). 160
• Tuy nhiên, không nối chác được m ạch sẽ ở tr ạ n g th á i nào tro n g hai tr ạ n g th ái ổn định đ ã nêu. Để đẩu ra đơn trị, tr ạ n g thái vào ứ n g với lúc R = s = 1 (cùng có xung dương) là bị cấm. Nói khác đi điều kiện cấm là R .s = 0). (3-6). • Từ việc phân tích trê n r ú t ra b ả n g B ả n g 3.1 : B ả n g trạng thái của trigơ R S tr ạ n g th á i cùa trigơ RS cho phép xác định tr ạ n g thái ở đ ấu ra của nó ứng với Đ ẩu vào Đ ấu ra tấ t cả các khả n ă n g có th ể của các xun g đáu vào ở bảng 3.1. ở đây chỉ số n th ể Rn Sn Q n+l Qn + 1 hiện tr ạ n g thái hiện tại, chỉ số (n + 1) th ể hiện tr ạ n g th á i tư ơ n g lai của đẩu 0 0 Qn Qn ra, dấu chéo th ể hiệìii tr ạ n g thái cấm. 0 1 1 0 Đầu vào R gọi là đ ầu vào xóa (Reset). 1 0 0 1 Đấu vào s gọi là đ ẩu vào th iế t lập (Set). 1 1 X X 3.2.2, TrÌỊỊơ Smit dùng tranzito Sơ đồ trigơ RS ở trê n lật tr ạ n g th á i khi đ ặ t vảo cực bazơ của tra n z ito đ a n g khóa niột x u n g dương cd biên độ thích hợp để mở nó (chỉ x ét với quy ước logic dương). Cd th ể sử d ụng chỉ m ộ t điện áp vào duy n h ấ t cực tín h và hìn h d ạ n g tù y ý (chỉ yêu cầu niủc biên độ đủ lớn) làm lậ t m ạch trigơ. Loại m ạch này có tên là trigơ Smit, đựợc cấu tạo .từ các tra n z ito hay IC tuyến tín h (còn gọi là bộ so s á n h cd trễ). a - H ìn h 3.12 đưa ra m ạch nguyên lí trigơ Sm it d ù n g tra n z ito và đặc tuyến tru y ề n đ ạ t của nd, Q ua đặc tuyến hình 3.12b th ấ y rõ : ^ 1 1 - ^ __ 1 Ị V r a mâX 1 t ^ 1 V r d m ¡n 1 — ^ —^ ỵ 0 Uư ngăf ỊJv đong bj ìỉ ìn h S .Ỉ 2 : Trigi^ S m it dùnịỉ tranzito ịa ) d ặ c tuyển truyhi đạt của nó (b)- • Lúc tâ n g d ần Uy.-H, từ một trị số r ấ t â m thì : khi Uv < Utióng ; Ura = Uramin khi ưv ^ U c tó n g ; U r a = U ram ax (3-7) • Lúc giảm d ấ n từ 1 trị số dương lớn thì khi ưv > ưngắi ; ưra = Uramax khi Uv ^ Upgắl ỉ U ra = U ram in (3-& ) b - Có thể giải thích hoạt động của mạch như sau ; Ban đầu Tj khda (do Bj được đật tói 1 điện áp âm lớn) T2 mở (do định dòng làm việc từ E^) lúc đd t ó o hcìa = - KĨ UĨ A 161
= Khi tă n g Uy tới ìúc Uy > u^ióng "^1 mạch hổi tiếp dương ghép trực tiếp từ colectơ Tj vể bazơ T-) làm T 2 bị khóa do đột biến điện áp âm từ Cj đưa tới qua mạch R |R 2 đột biến điện áp dương tại C đưa tới bazơ Tị... quá trìn h d ẫn tới T -> mở bão hòa, T-. khóa và P h à n tích tươ ng tự, mạch sẽ lật t r ạ n g thái vể Tị khda Tn niở lúc giảm qua giá trị Các giá trị và do việc lựa chọn các giá trị R |, R 2 của sơ đố 3.12a quyết định. Hiện tư ợ n g trê n cho phép d ùn g trigơ Sm it như m ột bộ tạo x u n g vuông, nhờ hổi tiếp dương m à qu á trỉn h lật trạ n g thái xày ra tức thời ngay cả khi biến đổi từ từ. H ình 3.13 mô tả m ột ví dụ biến đổi tín hiệu hình sin th à n h xung vuông nhờ trigơ Sniit. Giá trị hiệu số Uyjöng “ ^vngMi ểpỉ chuyển m ạch và c àn g nhỏ (điểu m o ng muốn) nếu hiệu c àng nhỏ hay hệ số suy giàm tín hiệu do phân áp R^, R-, gây r á càng lớn tức là hệ sổ hồi tiếp dương c àn g giảm, í điểu này làm xấu tính c h ất của d ạ n g xung). c - Như trên đã phân íJra tích, mọi cố gáng làm giảm độ trễ chuyển m ạch A U tre = ưraniíix ~ U ra m in đéu làni xấu đi tín h c h ất hổi tiếp dương và có th ể làm m ấ t đi hai trạ n g thái ổn định đặc trư n g của sơ đố 3.12(a). Để khác phục nhược điểm này, người ta d ù ng trigơ Sm it ghép cực emitơ như trê n Ịỉình ; Cììủn (io ỉh ời iỊÌatỉ hicn (tối tín hiệu hình sin thành xuni^ viiỏtií^ n h ờ iriíỉír Stỉiií . hỉnh 3.14a. Mạch hình 3.14a là 1 tấ n g khuếch đại vi sai có hối tiếp dương q u a Rj, Rt và hổi tiếp âm dòng điện q u a R|.. B àng cách lựa chọn th a m sô' thích hợp, có th ể đ ạ t tới tr ạ n g thái khi mạch lật dòng 1^ của m ột tra n z ito (từ mở ch uyển s a n g khóa) hoàn toàĩi tru y ề n , tới tra n z ito kia, nói khác đi, không xảy ra tr ạ n g th á i bão hòa ờ các tra n z ito lúc mở Ura -o -h Ec I I /?c \u r . Ịỉình 3.14 : M ạch nguyên lí trigơ Smii ghép enùiơ (a) và đ ặ c tuyến truxen đụi của nó (h). 162 n -KTĐĩ 8
vá do đó n à n g cao được mức u^.,rnin (Uramin » U cK b h -) tă n g tầ n số chuyển mạch lên đ án g kể (100MHz). 3.2.3. Trỉỵơ S m it dùriỊỉ !C tuyẽn tỉn h Trigơ Sniit dùn g IC tuyến tín h thực c h ất lã m ạch p h á t triểĩi tiếp theo của sơ đổ hình 3.14a, có d ạ n g cơ bản là 1 mạch so sánh hình 3.8 a hoặc c, n h ư n g nhờ có mạch hổi tiếp dương nên mức nối và n g á t m ạch không trù n g n hau như ở bộ so sánh binh thường. Do cd hai d ạ n g cơ bản của mach ao sán h hình 3.8a và 3.8c, theo đd cũng cd hai d ạn g cơ bàn của trigơ Sm it cho trê n hỉnh 3.15a và c. a - V ớ i trigơ S m i t đảo (h.315a) khi tả n g dấn U vào từ 1 giá trị âm lớn, ta th u được đặc tín h tru y ền đ ạ t d ạ n g hình 3.15(b). Tức là : Ura "UrdmdX Uv đong X I / n gầ f u vao I b) u.ra Hình 3.15 : Trigo Smit k iều đáo (a) và kiểu không đ ả o (c) VỚI các dặc linh truyĩn đạt tương úng fb) và (d). • Khi Uy có giá tri âm lốn u 13 = +u ramax tr ê n lối vào không đảo (P) có U p „ ,a x = u, Rl — U vneắ (3-9) Rl + R2 Uvào Chưa đ ạ t tôi UvngA.. Khi Ị ế h h d M ÍIp d íấ n g cd ° " ' ' u „ : l ,u á TT __ U ram in (3-10) và tiếp tục giữ nguyên khi tăng. 163
• Khi g iảm từ 1 g iá tr ị dư ơ ng lớn, cho tới lúc Uy — ạ c h mớ m u ,3 c h u y ề n từ -Uryrnin tớ i + • Đ ể đ ạ t được h ai t r ạ n g th á i ổn đ ịn h c ấ n có đ iể u kiện với K là hệ số k h u ế c h đ ại k h ô n g tả i của IC. Khi đd độ tr ễ c h u y ể n m ạ c h được xác đ ịn h bởi : AUirễ = ^ ( ramax “ U ram in) — ^(ưramax “ Uramin) U (3-12) b - Với trigơ S m i t k h ô n g đ ả o (h.3.15c) cđ đ ặc tín h tru y ề n đ ạ t h ỉn h 3.15d dạn g ngược với đ ặc t í n h h ỉn h 3.15b. T h ự c c h ấ t sơ đồ 3.15c cd d ạ n g là m ộ t bộ so s á n h tổ n g 3.9a với 1 tr o n g số h ai đ ẩ u vào được nối tới đ ầ u r a (U 2 = T ừ p h ư ơ n g trìn h cân b ằ n g dò n g điện cho n ú t p cd : U vào U ra Suy r a giá trị n g ư ỡ n g : Ri R2 Uvngắc = - ^ u ramax (3-13) uv d ó.n g = - — ur a m in ^ '^ hay độ tr ễ c h u y ể n m ạ c h xác địn h bởi : ^ (3-14) Do cách đ ư a điện áp vào tới lối vào k h ô n g đảo (P) n ê n khi Uy cò giá trị âm lớn : Ura ~ "Uramin Uy cố giá t r ị d ư ơ n g lớn : u ^3 = C ác p h â n tích khác tư ơ n g t ự n h ư với m ạ c h 3 . l õ a đ ã xét. c - T ư ơ n g tự n h ư sơ đò trig o S m i t d ù n g t r a n z ito h ìn h 3.12a, co th ể d ù n g các m ạch 3 .1 5 a và 3.15c đ ể tạ o các x u n g v u ô n g góc từ d ạ n g điện á p vào b ấ t kỉ ( tu ầ n hoàn). Khi đó chu kì x u n g r a Tj-3 = điểu n à y đặc b iệ t co ý n g h ĩa khi c ầ n sửa và tạo lại d ạ n g m ộ t tín h iệ u t u á n h o à n với th ô n g số cơ b ả n là t ẩ n số g iố n g n h a u (hay chu kì đổng bộ n h a u ). H ìn h 3.1 6 a v à b đ ư a r a ví d ụ giản đồ m m h h ọa b iến đổi điện á p h ìn h sin lối vào t h à n h x u n g v u ô n g lối r a sử d ụ n g trig ơ S m it đảo (3.16a) và trigơ Sm it k h ô n g đảo (3.16b). Các hệ th ứ c từ (3 - 9 ) đ ế n (3 -1 4 ) cho p h é p x ác đ ịn h các m ức n g ư ỡ n g lậ t của trigơ S m it v à n h ừ n g th ô n g số q u y ế t đ ịn h tới giá tr ị c ủ a c h ú n g . Trigơ S m it là d ạ n g m ạch cơ b ản đ ể từ đó xây d ự n g các m ạ c h tạ o dao đ ộ n g x u n g d ù n g IC tu y ế n tín h sẽ được xét t r o n g các p h ầ n tiế p c ủ a c h ư ơ n g này. 3.3. M ẠCH K H Ô N G D ồ N G BỘ M Ộ T T R Ạ N G TH Á I ỔN Đ ỊN H Đ ây là loại m ạ c h cd m ộ t t r ạ n g th á i ổn đ ịn h bễn. T r ạ n g th á i th ứ hai c ủ a nó chỉ ổn đ ịn h t r o n g m ộ t k h o ả n g th ờ i gian n h ấ t đ ịn h n à o đđ (p h ụ th u ộ c vào t h a m số của mạch) sau đố m ạ c h lại q u a y về t r ạ n g th á i ổn đ ịn h b é n b a n đẩu. Vì t h ế m ạ c h còn có tê n là trigơ m ộ t t r ạ n g th á i ổn đ ịn h h a y đ a h à i đợi h a y đơn g iả n hơn là m ạ c h rơle thời gian. 164
ỉỉìn ỉi J . Ị 6 : Ịỉic/Ì d ổ i d a o dộtiíỊ hình ỵin .sa/ií^ xtaiiỊ vuôỉtíỊ cùm; ÍÜH s ổ dù/a; írii;ư Sìỉìit d ủ o ( a ) và kỉnưii; d ủ o (h). 3,3.1. Đa hài đợi dùng íranzito H ìn h 3 . l 7 a chỉ r a m ạ ch điện n gu yên lí và h ìn h 3.17b là g iả n đổ đ iệ n á p - thời gian m inh h ọ a ng uy ên lí h o ạ t độ n g c ủ a m ạch đa hài đợi d ù n g tra n z ito . . t d ) ỉỉ ìn h X 7 7 ; M ạch đìộn ỉiịỉiivcn ỉí d a hài ctợi dùn^ iratnÌLo (a) ¿lủĩi đ ò ih ờ i gỉan (b). Thự c c h ấ t m ạ c h h ỉn h 3.1 7 a là m ộ t trig ơ RS, tr o n g đó m ộ t tr o n g các điện trở hổi tiếp d ư ơ n g được th a y b ằ n g m ộ t tụ điện. T r ạ n g th á i b a n đ ẩ u T 2 m ở Tj k h d a nhờ R, Tt mở bão hòa là m I^CỈÍ^ ~ ~ ^ khóa), đ ây là t r ạ n g th á i ổn đ ịn h b ể n (gợi là t r ạ n g th á i đợi). 165
Lúc t = t(ì có x ung điện áp dương ở lối vào mở Ti, điện th ế cực colcctơ cúa T¡ giảm từ +E xuống g ần b ằ n g 0. Bước nhảy điện th ế này th ốn g qua bộ lọc tá n cao RC đặt toàn bộ đến cực bazơ của T 2 làm điện th ế ở đd đột biến từ mức th ô n g (kho ảng -K),6Ví đến mức - E + 0,6V ^ - E , do đố T 2 bị khóa lại. Khi đó Ti được duy trì ở trạ n g thái nìở nhô m ạch hổi tiếp dương R 1R2 ngay cả khi điện áp vào b ằ n g 0 . Tụ c (đấu qua R đến điện th ế +E) bát đ ầu nạp điện làm điện th ế cực bazơ T 2 biến đổi theo quy lu ậ t : Uu. E 1 - 2e x p ( - (3-15) với điều kiện đẩu : ƯỊỊ-.(t = = -E và điểu kiện cuối : U ß 2 (t ^ co) - E T t bị khda cho tới lúc t = t| (h.3.17b) khi Uị^2 ểiá trị -H),6 k h o ả n g thời gian này xác định từ điều kiện ư j p ( t | ) ~ 0 và quyết định độ dài xuĩìg ra : tj - = RCln2 = 0,7RC (3-16) Sau lúc t = t |, mở và q u á trìn h hồi tiếp dương qua R |, R-> đưa m ạ ch vé lại trạ n g thái ban đầu, đợi x u n g vào tiếp sau (lúc t = t-í). Lưu ý n h ữ n g điều trìn h bày trên đ ú n g khi T > (3-17) (Tjj là độ rộ ng xu n g vào và Ty là chu kì x u n g vào) và khi điểu kiện (3 -1 7 ) được thỏa m â n th ì ta lu ô n 'c d chu kì x ung ra = Ty. 3.3.2. Mạch đa hài đợi dùtĩỊỉ ỈC íhuật toán H ình 3.18a đưa ra 1 d ạ n g của sơ đổ nguyên lí m ạch đa hài đợi d ù n g IC th u ậ t to án và hỉnh 3.18b là giản đỗ thời gian giải thích hoạt động của mạch. Đ ể đơn giản, giả thiết IC được cung cấp từ một nguổn đối xứng ± E và khi đó Uramax = lUraminl = ưm;ix Ban đ ẩu lúc t < ti, Uv =0 ; D th ô n g nối đ ấ t (bò q ua sụ t áp th u ậ n tr ê n đíôt) do Ura = -U m ax từ đó ƯN = Uc: = 0. Q u a m ạch hồi tiếp dương R i R 2, -U m ax đ ưa tới đầu vào p điện áp Up = -ySUmíix. R i (với ß - ——- ^ là hệ số p h â n áp m ạch hổi tiếp). đây là tr ạ n g th á i ổn định bén (trạ n g th á i đợi) của mạch. Lúc t = ti có x u n g n họn cực tín h dương tới đấu vào p. Nếu biên độ th ích hợp vượt hơn giá trị - ß U m a x , sơ đổ lật san g tr ạ n g th á i cân b ằn g không bền với Ura= +ưramax = U m ax và q u a m ạch hổi tiếp dương có U p = /ìưmax- Sau lúc ti, điện áp ra Umax n ạ p cho tụ C làm cho U c = U n dương d ầ n cho tới lúc t = Ì khi đó U n = /3Uniíix thì xảy 2 ra đột biến do điện t h ế đẩu vào vi m ạch U n - ư |> đổi dấu, điện áp r a đổi dấu lần thứ hai U ra = -U m a x (lưu ý tro n g k ho ản g ti - t 2, U n = U (: > 0 n ên điôt bị p h â n cực ngược và tách khỏi mạch). Tiếp đố, sau lúc Ì tụ 2 c phóng điện q u a R hướng tới giá trị điện áp r a lúc đó là lúc t = t 3, Uc = "U m a x , Un = 0 điôt trở n ên mở, ghim mức t h ế đẩu vào đảo ở giá trị 0, m ạch quay về t r ạ n g th ái đợi b a n đầu. N ếu x u n g khởi đ ộng ưvào cực tính âm , có th ể d ù n g sơ đổ hình 3.18c với t ẩ n số x u n g ra th a y đổi được nhờ R. H o ạ t động của mach đươc m in h hoa trê n đố thi hình 3 - 1 8d. 166
o it vào u. b) d) ỉỉìn h Ằ.IH : Mạch nịĩiìycri lí đ a hài đ ợ i dùm; /r . Khiĩi (Ịộ/ỉiỊ hâni^ xiưiiỊ cực lính đư ưm: (a) và cực tính ám (c) í*ìàn d ò dỉOn àp tninh họíì {b) rứ ịđ). Với 3.18a, b, ta có nhận xét độ rộng xung = t-) - tj có liên quan tới quá trình nạp cho tu c từ mức 0 tới mức từ đó (vôi giả th iế t = | u ; a m j = u ^ j có Uc(t) - ƯN(t) = ưn,nx (1 - ( 3 -1 8 ) th a y giá trị ư c (ti) = 0, Uc(t 2 ) = /í^U ix vào phương trìn h (3-18) có : iTO Ri (3-19) 167
Gọi t 3 - t 2 = là thời gian hối phục về t r ạ n g th á i b a n đ ấ u c ủ a sơ đố, có liẽn q u a n tới q u á trỉn h p hó ng điện của tụ c từ m ức vễ m ứ c 0 h ư ớ n g tới lúc xác lập Uj,(oo) = x u ấ t p h á t từ phương trìn h ; [5] u,(t) = u,(
a) • H ai t r ạ n g th á i n ê u t r ê n c ủ a m ạch đa hài tự dao động còn được gọi là các trạ n g th ái c h u ẩ n cân bàng, ở đó n h ữ n g thay đổi tư ơ n g đối chậm c ủ a dòng điện và điện áp giừa các đ iể m tr o n g sơ đổ d ẩ n dẫn tới m ột tr ạ n g th á i tới h ạ n nào đó, m à tại đấy có n h ữ n g đ iề u kiện để tự độ n g ch u y ển đột ngột từ tr ạ n g thái này s a n g tr ạ n g thái khác Nếu tá c đ ộ n g tới các cửa vào m ộ t điện áp đổng bộ nào đd cd chu kỉ lặp xấp xỉ n hưng n g ắ n hơn ch u kì b ản t h â n c ủ a điện áp dao động, quá trỉn h ch u y ển đột ngột sẽ xảy ra sớm hơn, tư ơ n g ứ n g lúc đd t a có chế độ làm việc đổng bộ của đa hài tự dao động nià đặc đ iể m c h ín h là c h u kl c ủ a x u n g ra phụ thuộc vào chu kì c ủ a điện áp đổng bộ, còn độ rộ n g x u n g ra do các th ô n g số RC của m ạch quy định. • N guyên lí h o ạ t đ ộ n g c ủ a m ạ c h hình 3.19a có th ể tó m t á t n h ư s a u : Việc hình thành x u n g v u ô n g ở cửa ra được th ự c hiện sau m ột k hoảng thời gian Ti = ti - to (đối với cửa ra 1) hoặc T -■ Í - tị (với cửa ra 2 )nhờ các q uá trìn h đột biến ch u y ển 2 2 tr ạ n g th á i của sơ đồ tạ i các thời đ iể m to, tị, Ì ...2 Trong k h o ả n g ri, tr a n z ito Ti k h ó a T 2 mở. Tụ Ci đã được nạp đầy điện tích trước lúc tn p h ó n g điện q u a T 2 q u a n g u ố n Ec, q u a Rị theo đường +Ci T 2 ^ Ri — “ Cỉ làm điện t h ế tr ê n cực bazơ c ủ a Ti th a y đổi theo hỉnh 3.19.b. Đổng thời tro n g k ho ản g thời gian n à y tụ C 2 được n g u ồ n E n ạ p theo đường +E Rc — T 2 ^ - E làm điện ĩh ế > trê n cực bazơ T 2 th a y đổi th e o d ạ n g 3-19b. Lúc t = ti Uị^ị — -K),6 V Ti mở, xảy ra quá trin h đột biến lấn th ứ n h ấ t, nhờ m ạch hổi tiếp d ư ơ n g là m sơ đổ lậ t đ ến t r ạ n g thái Ti mở T 2 khda. Trong k h o ả n g thời gian Ti = t i - ti tr ạ n g th ái trê n được giữ nguyên, tụ C2 (đã được nạp trư ớ c lúc ti) b á t đ á u p h ó n g điện và Cí b á t đ ầu quá trìn h n ạ p tư ơ n g tự như đã nêu tr ê n cho tới lúc t = t 2, U|Ì2 — -K),6V làm T 2 niở và xảy ra đ ộ t biến lần th ứ hai chuyển sơ đổ vê t r ạ n g th á i b a n đ ấ u : T] khóa T 2 mở... b) • Các t h a m số ch ủ yếu và x u n g vuông đ ầu r a được xác định d ự a tr ê n việc phân tích nguyên lí v ừ a n êu t r ê n và t a th ấ y rỗ độ rộng xu n g r a ĩị và Ĩ 2 liên q u a n trự c tiếp với hằng số thờ i g ia n p h đ n g c ủ a các tụ điện từ hệ th ứ c (3-16), tư ơ n g tự có kết q u ả : [ 1 ] , [5] r , = R C ln2 ^ 0,7R jC j (3-23) = R 2C2ln 2 = 0,7RoC2 = Nếu chọn đối x ứ n g Rj = R 2 ; Cj = C2, Tj giống h ệ t T 2, t a cd = Ĩ 2 và nhận được sơ đổ đ a h à i đối xứng, ngược lại t a cổ đa hài không đối x ứ n g (Tj ^ ^2). Chu kì x u n g vuông Tra - + ^2 Biêĩi độ x u n g r a được x á c đ ịn h g ầ n đú n g b ằ n g giá trị nguổn E c u n g cấp. Ta cd m ộ t n h ậ n x é t n ữ a là : Đ ể t ạ o ra các xu n g cd tầ n số th ấ p hơ n 1000Hz, các tụ Cỉ. O2 t r o n g sơ đổ c ầ n cđ điện d u n g r ấ t lớn. Còn để tạo ra các x u n g có t ầ n số cao hơn 10 kH z ả n h h ư ở n g có h ại của q u á n tín h các tra n z ito (tính c h ấ t t ẩ n số) làm xấu cac th ô n g số c ủ a x u n g v u ô n g n g h iê m trọng. Do vậy dải ứ n g d ụ n g của sơ đổ hình 3.19a là h ạ n c h ế và ở v ù n g t ầ n số th ấ p và cao người ta đưa ra các sơ đồ đa hài khác tạo xi:ng cổ ưu t h ế hơn m à t a sẽ x ét dưới đây. 169
3.4.2. Mạch da hái (ỉùnỊỉ ¡C tuyến tính Để lập các xu n g vuông tá n số th ấ p hơn 1000Hz sơ đổ đa hài (đối xứn g hoậc không đối xứng) d ùn g IC tU3^ến tính dựa trô n cấu trúc cùa m ột m ạch so sánh hổi tiếp dương có nhiều ưu điểm hơn sơ đố d ù n g tra n z ito đã nêu. Tiiy nhiẽn do tin h chát tẩn số của IC khá tốt nên với n h ữ ng tá n số cao hơn việc ứng d ụ n g sơ đổ IG vẫn m a n g nhiều ưu điểm (xét với th a m sô xung). Hình 3.20a và b đưa ra m ạch điện nguyên lý của đa hài đối xứng d ù n g IC th u ậ t toán cùng giản đổ thời gian giải thích hoạt động của sơ đổ. Dựa vào các k ế t quả đã nêu ở 3.2.3, với trigơ Smit, có th ể giải thích tóm t á t hoạt động của m ạch 3.20(a) như sau : Khi điện t h ế trê n đẩu vào N đ ạ t tới ngường lật của trigơ S n ù t thì sơ đố chuyển tr ạ n g th ái và điện áp ra đột biến giá trị ngược lại với giá trị C Ü . Sau đó điện th ế trê n đẩu vào N thay đổi theo hướng ngược lại và tiếp tục cho tới khi chưa đ ạt được ngường lật khác (ví dụ k ho ản g (ti ^ t z ) trê n hlnh vẽ 3.20b). Sơ đồ lật vể tr ạ n g th á i b a n đ áu vào lúc Ì2 khi U n = U(j(Sng — “ /^ U n iax- Quá trìn h thay đổi U được n điểu k hiển bởi thời gian phdng và nạp của c bởi ư r a q ua R. lĩìn h J.2 0 : ỉìộ d a hùi ir â i cr/ s ớ bô k h uếch đại ỉhuội toán (a). Nếu chọn iìiủn lio thời ợ a n ¡ùtn việc của hộ dà i (h). ^ramax Uramin ^max thi U dóng = -ß ^ n r. Ungâ. = ;Vöiß = là hệ số hồi tiếp dươ ng của mạch. C ấn lưu ý điện áp vào cửa N chính là điện áp trê n tụ c, sẽ biến th iên theo thời gian m a n g quy lu ậ t quá trìn h p h d n g điện và n ạp điện 170
cua c từ nguốn ưnT,x ^oặc thông qua R tro n g các khoảng thời gian 0^ tj và tị ^ t-,... lúc đó phương trin h vi phán đề xác định ƯỊvj(t) có d ạng : "dT = RC----
Các điôt D ị , Đ-. có nhiệm vụ khóa n g ắ t n h á n h tương ứng khi n h á n h kia làm việc hoặc ngược lại. 3.5. BỘ DAO ĐỘNG BLOCKING Blocking (bộ dao động nghẹt) là m ộ t bộ khuếch đại đơn hay đẩy kéo, có hổi tiếp dương m ạ n h qua niột biến áp xung (h.3.22a>, nhờ đó tạo ra các x un g có độ rộ n g hẹp (cỡ 10"-^ - 10 * ’s) và biên độ lớn. Blocking - + thường được d ù n g để tạo ra các xu n g điều khiển tro n g các hệ thống số. Blocking có th ể làm việc ở chế độ khác n h a u : c h ế độ tự dao động, chế độ đợi, chế độ đổng bộ hay chế độ chia tầ n . H ỉnh 3.22a là m ạch nguyên lí Blocking tự dao động gôm m ột tra n z ito T mắc eniitơ chung với biến áp x u n g Tj. có 3 cuộn ơjị. sơ cấp, ujịị và J^ (thứ cấp). 0 l ỉìn h .i.22a : Mạch níỊiỉycỉì lý ỉìỊockim; dn n (ũ) Quá trỉn h hổi tiếp vù íỊÌàỉỉ ă ó íh òi ịịian ffiifth ỉìọa tiiạiyén lý hoạt dộni; củư Bìockinị^ ịb). dương thực hiện từ 0*^ 1 qua nhờ cực tín h ngược nhau của chúng. Tụ c và điện trở R đ ể h ạn c h ế dòng điện cực bazo. Diện trở R lạo dòng phóng điện cho tụ c (lúc T khóa). Đ íôt Dj để loại xuRg cực tín h âm trê n tải sinh ra khi tra n z ito ch uy ển chế độ từ mở s a n g khốa. K hâu mạch Rj, Đ2 đ ể bảo vệ tra n z ito khỏi bị q u á áp. Các hệ số biến áp x u n g là và ĩiị vó/-» /4ìv»V* V\Aì - cư, (3 -2 9) • Quá trìn h dao động x ung liên q u a n tới thời gian mở và được duy trì ở tr ạ n g thái băo hòa (nhờ m ạch hổi tiếp dương) của tranzito. Kết th ú c việc tạo d ạ n g xu n g là lúc tra n z ito r a khỏi tr ạ n g th ái bão hồa và ch u yển đột biến vể t á t (khóa) nhờ hói tiếp dương. + Trong kh oảng 0 < t < ti T t á t do điện áp đã nạp trê n c : Uc > 0 ; tụ c phóng điện q u a m ạch ^ c — R -* Rb > - Ecc lúc ti, ư c = 0 + Trong k h o ản g tị < t < t 2, khi ch uy ển q u a giá trị 0 x u ấ t hiện q u á trìn h đột biến Blocking th u ậ n nhờ hồi tiếp dương q u a ofị^, d ẫn tới mở hẳn tra n z ito tới bão hòa. 4- Trong k ho ản g t 2 < t < T bão hòa sâu, điện áp trê n cuộn g ầ n b ằ n g trị số đó là giai đoạn tạo đinh xung, có sự tích lũy n á n g lượng từ tro n g các cuộn dây của biến áp, tư ơ n g ứ n g điện áp hổi tiếp q u a ơjịị ỉà E CC U.B = n. (3-30) 172