KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 7

Chia sẻ: Minh Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

325
lượt xem 90
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 đố dùng tranzito đã nêu. Tuy nhiên do tính chất tần số của IC khá tốt nên với những tần số cao hơn việc ứng dụng sơ đồ IC vẫn mang nhiều ưu điểm (xét với tham số xung). Hình 3.20a và b đưa ra mạch điện nguyên lý của đa hài đối xứng đùng IC thuật toán...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 7

Chương 7: Mạch đa hài dàng IC tuyến tính 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 đố dùng tranzito đã nêu. Tuy nhiên do tính chất tần số của IC khá tốt nên với những tần số cao hơn việc ứng dụng sơ đồ IC vẫn mang nhiều ưu điểm (xét với tham số xung). Hình 3.20a và b đưa ra mạch điện nguyên lý của đa hài đối xứng đùng IC thuật toán cùng giản đồ thời gian giải thích hoạt động của sơ đồ. Dựa vào các kết quả đã nêu ở 3.2.3, với trigơ Smit, có thể giải thích tóm tắt hoạt động của mạch 3:20(a) như sau: Khi điện thế trên đầu vào N đạt tới ngưỡng lật của trigơ Smit thì sơ đồ chuyển trạng thái và điện áp ra đột biến giá trị ngược lại với giá trị cũ. Sau đó điện thế trên đầu vào N thay đổi theo hướng ngược lại và tiếp tục cho tới khi chưa đạt được ngưỡng lật khác (ví dụ khoảng (t1 ÷ t2) trên hình vẽ 3.20b). Sơ đồ lật về trạng thái ban đầu vào lúc t2 khi UN = Uđóng = - βUmax . Quá trình thay đổi UN được điều khiển bởi thời gian phóng và nạp của C bởi Ura qua R. Nếu chọn Uramax = Uramin = Umax thì Uđóng = -βUmax Ungắt = -βUmax ; β = R1/(R1+R2) 1
Hình 3.20: Bộ đa hài trên cơ sở bộ khuếch đại thuật toán 2
là hệ số hồi tiếp dương của mạch. Cần lưu ý điện áp vào cửa N, chính là điện áp trên tụ C, sẽ biến thiên theo thời gian theo quy luật quá trình phóng điện và nạp điện của C từ nguồn Umax hay - Umax thông qua R trong các khoảng thời gian 0 ÷ t1 và t1÷t2... lúc đó phương trình vi phân để xác định UN(t) có dạng: dUN = ± Umax (3-24) dt − UN RC với điều kiện ban đầu UN (t = 0) = Uđóng = -βUmax có nghiệm UN(t) = Umax {1 – [ 1 + βexp ( - t / RC)]} (3- 25) UN sẽ đạt tới ngưỡng lật của trigơ Smit sau một khoảng thời gian bằng: τ = RCln (1+ β)/(1-β) = RCln ( 1 + 2R1/R2) (3- 26) Từ đó chu kỳ dao động được xác đinh bởi: Tra = 2τ = 2RCln ( 1 + 2R1/R2) (3-27) Nếu chọn R1 = R2 ta có : Tra ≈ 2,2 RC (3-28a) tức chu kì dao động tạo ra chỉ phụ thuộc các thông số mạch ngoài R1 và R2 (mạch hồi tiếp dương) và R, C (mạch hồi tiếp âm). Các hệ thức (3-26) và (3-27) cho xá định các tham số cơ bản nhất của mạch. Khi cần thiết kế các mạch đa hài có độ ổn định tần số cao hơn và có khả năng điều chỉnh tần số ra, người ta sử dụng các mạch phức tạp hơn. 3.5. BỘ DAO ĐỘNG BLOCKING Blocking (bộ dao động nghẹt) là một bộ khuếch đại đơn hay đẩy kéo có hồi tiếp dương mạnh qua một biến áp xung (h.3.22a), 3
nhờ đó tạo ra các xung có độ rộng hẹp (cỡ 10-3 ÷ 10-6s) và biên độ lớn. Blocking thường được dùng để tạo ra các xung điều khiển trong các hệ thống số. Blocking có thể làm việc ở chế độ khác nhau: chế độ tự dao động, chế độ đợi, chế độ đồng bộ hay chế độ chia tần. Hình 3.22a là mạch nguyên lí Blocking tự dao động gồm 1 trazito T mắc emitơ chung với biến áp xung Tr có 3 cuộn ωk sơ cấp, ωB và ωt (thứ cấp). Quá trình hồi tiếp dương thực hiện từ ωk qua ωB nhờ cực tính ngược nhau của chúng. Tụ C và điện trở R để hạn chế dòng điện cực bazơ. Điện trở R tạo dòng phóng điện cho tụ C (lúc T khóa). Điôt D1 để loại xung cực tính âm trên tải sinh ra khi tranzito chuyển chế độ từ mở sang khóa. Mạch R1, D2 để bảo vệ tranzito khỏi bị quá áp. Các hệ số biến áp xung là nb và nt được xác định bởi: nb = ωk / ωB ; nt = ωk / ωt (3-29) 4
Hình 3.22a: Mạch nguyên lý Blocking đơn (a) và tín hiệu ra (b) Quá trình dao động xung liên quan tới thời gian mở và được duy trì ở trạng thái bão hòa (nhờ mạch hồi tiếp dương) của tranzito. Kết thúc việc tạo dạng xung là lúc tranzito ra khỏi trạng thái bão hòa và chuyển đột biến về tắt (khóa) nhờ hồi tiếp dương. + Trong khoảng 0 < t < t1 T tắt do điện áp đã nạp trên C: Uc > 0; tụ C phóng điện qua mạch (ωB-> C -> R -> RB -> - Ecc lúc t1, Uc =0 + Trong khoảng t1 < t < t2 khi Uc chuyển qua giá trị 0 xuất hiện quá trình đột biến Blocking thuận nhờ hồi tiếp dương qua ωB dẫn tới mở hẳn tranzito tới bão hòa. + Trong khoảng t2 < t < t3 T bão hòa sâu, điện áp trên cuộn ωk gần bằng trị số Ecc đó là giai đoạn tạo đỉnh xung, có sự tích lũy năng lượng từ trong các cuộn dây của biến áp, tương ứng điện áp hồi tiếp qua ωB là UωB= Ecc / nB (3-30) và điện áp trên cuộn tải ωt là 5
UωB= Ecc / nt Lúc này tốc độ thay đổi dòng colectơ giảm nhỏ nên sức điện động cảm ứng trên ωk , ωB giảm làm dòng cực bazơ Ib giảm theo, do đó làm giảm mức bão hòa của T đồng thời tụ C được Ib nạp qua mạch đất - tiếp giáp emitơ - bazơ của T - RC - ωB - đất. Lúc đó do Ib giảm tới trị số tới hạn Ib = IBgh = Ic = Icbh/β xuất hiện quá trình hối tiếp dương theo hướng ngược lại (quá trình Blocking ngược): T thoát khỏi trạng thái bão hòa Ic giảm và Ib giảm... đưa T đột ngột về trạng thái khóa dòng Ic = 0. Tuy nhiên, do quán tính của cuộn dây trên cực colectơ xuất hiện sđđ tự cảm chống lại sự giảm đột ngột của dòng điện, do đó hình thành một mức điện áp âm biên độ lớn (quá giá trị 6
nguồn Ecc) đây là quá trình tiêu tán năng lượng từ trường đã tích lũy trước, nhờ dòng thuận từ chảy qua mạch D2R1, lúc này cuộn ωt cảm ứng điện áp âm làm D1 tắt và tách mạch tải khỏi sơ đồ. Sau đó tụ C phóng điện duy trì T khóa cho tới khi Uc = 0 sẽ lặp lại một nhịp làm việc mới. • Độ rộng xung Blocking tính được là tx = t3 – t1 =(R + rv) Cln B.Rt/ nB(Rt + rv) (3- 31) trong đó rv là điện trở vào của tranzito lúc mở Rt = nt2Rt là tải phản ảnh về mạch cực colectơ (mạch sơ cấp) β là hệ số khuếch đại dòng tĩnh của T. Thời gian hồi phục t4 ÷ t6 (h.3.22) do thời gian phóng điện của tụ quyết định và được xác định bởi: thph = t6 - t4 = C. RBln(1+1/n B) (3-32) Nếu bỏ qua các thời gian tạo sườn trước và sườn sau của xung thì chu kì xung Tx ≈ tx + thph (3- 33a) và tần số của dãy xung là: f= 1 t x + t hph • Sơ đồ Blocking có thể xây dựng từ hai tranzito mắc đẩy kéo làm việc với một biến áp xung bão hòa từ để tạo các xung vuông với hiệu suất năng lượng cao và chất 7
lượng tham số xung tốt. Điểm lưu ý sau cùng là khi làm việc ở chế độ đồng bộ cần chọn chu kì của dãy xung đồng bộ Tv nhỏ hơn chu kì của Tx của dãy xung do Blocking tạo ra. Nếu ở chế độ chia tần thì cần tuân theo điều kiện Tx >>tv và khi đó có dãy xung đầu ra có chu kỳ lặp là Tra = nTvào (h.3.23a và b) với n là hệ số chia. 8