Ứng dụng Multimedia trong gảng dạy môn kỹ thuật xung - Chương 5

MẠCH DAO ĐỘNG XUNGI. KHÁI NIỆM VỀ DAO ĐỘNG Hệ thống mạch điện tử có thể tạo ra dao động ở nhiều dạng khác nhau như: Dao động hình sin (dao động điều hòa), tạo xung chữ nhật, tạo xung tam giác. Trong chương này chỉ xét đến mạch tạo dao động xung, các mạch tạo dao động xung được ứng dụng khá phổ biến trong hệ thống điều khiển, thông tin số và trong hầu hết các hệ thống điện tử số. Trong kỹ thuật xung, để tạo các dao động không sin, người ta thường dùng các bộ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng Multimedia trong gảng dạy môn kỹ thuật xung - Chương 5 CHƯƠNG 5 MẠCH DAO ĐỘNG XUNGI. KHÁI NIỆM VỀ DAO ĐỘNG Hệ thống mạch điện tử có thể tạo ra dao động ở nhiềudạng khác nhau như: Dao động hình sin (dao động điều hòa),tạo xung chữ nhật, tạo xung tam giác. Trong chương này chỉ xétđến mạch tạo dao động xung, các mạch tạo dao động xung đượcứng dụng khá phổ biến trong hệ thống điều khiển, thông tin sốvà trong hầu hết các hệ thống điện tử số. Trong kỹ thuật xung, để tạo các dao động không sin,người ta thường dùng các bộ dao động tích thoát. Các dao độngtích thoát là các dao động rời rạc, bởi vì hàm của dòng điện hoặcđiện áp theo thời gian có phần gián đoạn. Về mặt vật lý, trongcác bộ dao động sin, ngoài các linh kiện điện tử còn có hai phầntử phản kháng L và C để tạo dao động. Trong khidao động, có xảy ra quá trình trao đổi năng lượng một cách lầnlượt giữa năng lượng từ trường tích lũy trong cuộn dây và nănglượng điện trường tích lũy trong tụ điện. Sau mỗi chu kỳ daođộng, năng lượng tích lũy trong các phần tử phản kháng bị tiêuhao bởi phần tử điện trở tổn hao của mạch dao động, thực tếlượng tiêu hao này rất nhỏ. Ngược lại trong các bộ dao động tíchthoát chỉ chứa một phần tử tích lũy năng lượng, mà thường gặpnhất là tụ điện. Các bộ dao động tích thoát thường được sử dụng để tạocác xung vuông có độ rỗng khác nhau và có thể làm việc ở cácchế độ sau : chế độ tự dao động, kích thích từ ngoài. Các bộ dao động tích thoát thường được sử dụng để tạocác xung vuông có độ rỗng khác nhau và có thể làm việc ở cácchế độ sau : chế độ tự dao động, kích thích từ ngoài.1. Mạch Đa Hài Bất Ổn (Astable Multivibrator) Đây là dạng mạch không có trạng thái ổn định (đa hài tựdao động, tự kích). Chu kỳ lập lại và biên độ của xung tạo rađược xác định bằng các thông số của bộ đa hài và điện áp nguồncung cấp. Các mạch dao động đa hài tự kích có độ ổn định thấp. Ngõ ra của bộ dao động đa hài tự kích luân phiên thayđổi theo hai giá trị ở mức thấp và mức cao.2. Mạch Đa Hài Đơn Ổn (Monostable Multivibrator) Khi mạch hoạt động ở chế độ này, nếu không cung cấpđiện áp điều khiển từ bên ngoài thì bộ dao động đa hài nằm ởtrạng thái ổn định. Khi có xung điều khiển, thường là các xungkích thích có độ rộng hẹp, thì nó chuyển sang chế độ không ổnđịnh trong một khoảng thời gian rồi trở lại trạng thái ban đầuvà kết quả ngõ ra cho ra một xung. Thời gian bộ dao động đa hài nằm ở trạng thái không ổnđịnh dài hay ngắn là do các tham số của mạch quyết định.Ngõ racủa bộ dao động đa hài đơn ổn có một trạng thái ổn định (hoặc ởmức cao hoặc mức thấp). Mạch này còn có tên gọi là đa hài đợi,đa hài một trạng thái bền. Xung kích từ bên ngoài có thể là xung gai nhọn âm hoặcdương, chu kỳ và 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 xungvuông. Điện áp ngõ ra ở mức cao, thấp và quá trình chuyển đổitrạng thái giữa mức thấp và mức cao là tùy thuộc vào thời điểmđiện áp ngõ vào vượt qua hai ngưỡng kích trên và kích dưới.4. Mạch Đa Hài Hai Trạng Thái Ổn Định Đối Xứng (BistableMultivibrator). Dạng mạch này còn gọi là Flip-Flop (mạch lật hay bấpbênh). Đây là phần tử quan trọng trong lĩnh vực điện tử số,máy tính. Bao gồm các loại Flip-Flop RS, JK, J, D, nó được tạora bởi các linh kiện rời. Ngày nay chủ yếu chế tạo bằng côngnghệ vi mạch.II. MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI DÙNG CÁC LINH KIỆNTƯƠNG TỰ1. Mạch Schmitt Trigger1.1. Dạng Mạch Dùng Op-Amp Xét mạch điện có dạng sau : +V R + vv v -V r R2 R1 Hình 2-5 Điện trở R = R1//R2 làm giảm dòng điện off set để hoạtđộng gần với Op-amp lý tưởng, nhằm mục đích làm cho mạchhoạt động ổn định hơn. R1 Ta có v   v r  Av r R1  R 2 Và v- = -vv Khi vv>v+ thì vr = -V R1 v  V   AVDo đó . Đây là ngưỡng kích R1  R2mức thấp. R1Khi vv < v+ thì vr = +V, do đó v  V  AV. Đây là ngưỡng R1  R2kích mức cao. Dạng sóng vào – ra Quan hệ vào – ra vr Khi vv > -AV thì vr = -V V Khi vv < AV thì vr = +V -AV AV vv ...