Mạch điện tử - chương 10 - Mạch dao động

Chương 10: Mạch dao động

Chương 10

MẠCH DAO ÐỘNG (Oscillators)

Ngoài các mạch khuếch đại điện thế và công suất, dao động cũng là loại mạch căn

bản của ngành điện tử. Mạch dao động được sử dụng phổ biến trong các thiết bị viễn

thông. Một cách đơn giản, mạch dao động là mạch tạo ra tín hiệu.

Tổng quát, người ta thường chia ra làm 2 loại mạch dao động: Dao động điều hòa

(harmonic oscillators) tạo ra các sóng sin và dao động tích thoát (thư giãn - relaxation

oscillators) thường tạo ra các tín hiệu không sin như răng cưa, tam giác, vuông (sawtooth,

triangular, square).

10.1 MẠCH DAO ÐỘNG SIN TẦN SỐ THẤP:

Ta xem lại mạch khuếch đại có hồi tiếp

- Nếu pha của vf lệch 1800

so với vs ta có hồi tiếp âm.

- Nếu pha của vf cùng pha với vs (hay lệch 3600

) ta có hồi tiếp dương.

Ðộ lợi của mạch khi có hồi tiếp:

Trương Văn Tám X-1 Mạch Điện Tử

Chương 10: Mạch dao động

Trường hợp đặc biệt βAv = 1 được gọi là chuẩn cứ Barkausen (Barkausen

criteria), lúc này Af trở nên vô hạn, nghĩa là khi không có tín hiệu nguồn vs mà vẫn có tín

hiệu ra v0, tức mạch tự tạo ra tín hiệu và được gọi là mạch dao động. Tóm lại điều kiện để

có dao động là:

βAv=1

θA + θB = 0 (360 ) điều kiện này chỉ thỏa ở một tần số nào đó, nghĩa là

trong hệ thống hồi tiếp dương phải có mạch chọn tần số.

B

0 0

Nếu βAv >> 1 (đúng điều kiện pha) thì mạch dao động đạt ổn định nhanh

nhưng dạng sóng méo nhiều (thiên về vuông) còn nếu βAv > 1 và gần bằng 1 thì mạch

đạt đến độ ổn định chậm nhưng dạng sóng ra ít méo. Còn nếu βAv < 1 thì mạch không

dao động được.

10.1.1 Dao động dịch pha (phase shift oscillator):

- Tạo sóng sin tần số thấp nhất là trong dải âm tần.

- Còn gọi là mạch dao động RC.

- Mạch có thể dùng BJT, FET hoặc Op-amp.

- Thường dùng mạch khuếch đại đảo (lệch pha 1800

) nên hệ thống hồi tiếp

phải lệch pha thêm 1800 để tạo hồi tiếp dương.

a. Nguyên tắc:

- Hệ thống hồi tiếp gồm ba mắc R-C, mỗi mắc có độ lệch pha tối đa 900

nên

để độ lệch pha là 1800

phải dùng ba mắc R-C.

- Mạch tương đương tổng quát của toàn mạch dao động dịch pha được mô

tả ở hình 10.2

Trương Văn Tám X-2 Mạch Điện Tử

Chương 10: Mạch dao động

Nếu Ri rất lớn và R0 nhỏ không đáng kể

Ta có: v0 = v1 = Av.vi

vi = v2

- Hệ thống hồi tiếp gồm 3 măc C-R, và được vẽ lại như hình 10.3.

- Ðể phân giải mạch ta theo 4 bước:

+ Viết phương trình tính độ lợi điện thế β = v2/v1 của hệ thống hồi

tiếp.

+ Rút gọn thành dạng a + jb

+ Cho b = 0 để xác định tần số dao động f0

+ Thay f0 vào phương trình của bước 1 để xác định giá trị của β tại

f0.

Từ đó:

Trương Văn Tám X-3 Mạch Điện Tử