CHƯƠNG 5
MẠCH DAO ĐỘNG XUNG
I. KHÁI NIỆM VỀ DAO ĐỘNG
Hệthống mạch điện tửcó thểtạo ra dao động ởnhiều
dạng khác nhau như: Dao động hình sin (dao động điều hòa),
tạo xung chữnhật, tạo xung tam giác. Trong chương này chỉxét
đến mạch tạo dao động xung, các mạch tạo dao động xung được
ứng dụng khá phổbiến trong hệthống điều khiển, thông tin số
và trong hầu hết các hệthống điện tửsố.
Trong kỹthuật xung, để tạo các dao động không sin,
người ta thường dùng các bộ dao động tích thoát. Các dao động
tích thoát là các dao động rời rạc, bởi vì hàm của dòng điện hoặc
điện áp theo thời gian có phần gián đoạn. Vềmặt vật lý, trong
các bộ dao động sin, ngoài các linh kiện điện tửcòn có hai phần
tửphản kháng L và C để tạo dao động. Trong khi
dao động, có xảy ra quá trình trao đổi năng lượng một cách lần
lượt giữa năng lượng từ trường tích lũy trong cuộn dây và năng
lượng điện trường tích lũy trong tụ điện. Sau mỗi chu kỳ dao
động, năng lượng tích lũy trong các phần tửphản kháng bịtiêu
hao bởi phần tử điện trởtổn hao của mạch dao động, thực tế
lượng tiêu hao này rất nhỏ. Ngược lại trong các bộ dao động tích
thoát chỉchứa một phần tửtích lũy năng lượng, mà thường gặp
nhất là tụ điện.
Các bộ dao động tích thoát thường được sửdụng để tạo
các xung vuông có độ rỗng khác nhau và có thểlàm việc ởcác
chế độ sau : chế độ tự dao động, kích thích từngoài.
Các bộ dao động tích thoát thường được sửdụng để tạo
các xung vuông có độ rỗng khác nhau và có thểlàm việc ởcác
chế độ sau : chế độ tự dao động, kích thích từngoài.
1. Mạch Đa Hài Bất Ổn (Astable Multivibrator)
Đây là dạng mạch không có trạng thái ổn định (đa hài tự
dao động, tựkích). Chu kỳlập lại và biên độ của xung tạo ra
được xác định bằng các thông sốcủa bộ đa hài và điện áp nguồn
cung cấp. Các mạch dao động đa hài tựkích có độ ổn định thấp.
Ngõ ra của bộ dao động đa hài tựkích luân phiên thay
đổi theo hai giá trị ở mức thấp và mức cao.
2. Mạch Đa Hài Đơn Ổn (Monostable Multivibrator)
Khi mạch hoạt động ởchế độ này, nếu không cung cấp
điện áp điều khiển từbên ngoài thì bộ dao động đa hài nằm ở
trạng thái ổn định. Khi có xung điều khiển, thường là các xung
kích thích có độ rộng hẹp, thì nó chuyển sang chế độ không ổn
định trong một khoảng thời gian rồi trởlại trạng thái ban đầu
và kết quảngõ ra cho ra một xung.
Thời gian bộ dao động đa hài nằm ởtrạng thái không ổn
định dài hay ngắn là do các tham sốcủa mạch quyết định.Ngõ ra
của bộ dao động đa hài đơn ổn có một trạng thái ổn định (hoặc ở
mức cao hoặc mức thấp). Mạch này còn có tên gọi là đa hài đợi,
đa hài một trạng thái bền.
Xung kích từbên ngoài có thểlà xung gai nhọn âm hoặc
dương, chu kỳvà biên độ do mạch quyết định.
3. Mạch Đa Hài Hai Trạng Thái Ổn Định Không Đối Xứng
(Schmitt Trigger).
Đây là dạng mạch sửa dạng xung để cho ra các xung
vuông. Điện áp ngõ ra ởmức cao, thấp và quá trình chuyển đổi
trạng thái giữa mức thấp và mức cao là tùy thuộc vào thời điểm
điện áp ngõ vào vượt qua hai ngưỡng kích trên và kích dưới.
4. Mạch Đa Hài Hai Trạng Thái Ổn Định Đối Xứng (Bistable
Multivibrator).
Dạng mạch này còn gọi là Flip-Flop (mạch lật hay bấp
bênh). Đây là phần tửquan trọng trong lĩnh vực điện tửsố,
máy tính. Bao gồm các loại Flip-Flop RS, JK, J, D, nó được tạo
ra bởi các linh kiện rời. Ngày nay chủyếu chếtạo bằng công
nghệvi mạch.
II. MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI DÙNG CÁC LINH KIỆN
TƯƠNG TỰ
1. Mạch Schmitt Trigger
1.1. Dạng Mạch Dùng Op-Amp
Xét mạch điện có dạng sau :