SGK Công Nghệ 12 - Bài 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung

  • Bài 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung trang 1
  • Bài 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung trang 2
  • Bài 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung trang 3
  • Bài 8. Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung trang 4
MẠCH KHUẾCH ĐẠI - MẠCH TẠO XUNG
Biết được chức năng, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đơn giản.
- MẠCH KHUẾCH ĐẠI
1. Chức năng của mạch khuếch đại
Mạch khuếch đại là mạch điện mắc phối hợp giữa các linh kiện điện tử để khuếch đại tín hiệu điện về mặt điện áp, dòng điện, công suất.
2. Sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại
Mạch khuếch đại có thể dùng tranzito rời rạc hoặc dùng IC. ở đây chỉ giới thiệu mạch khuếch đại dùng IC.
Giới thiệu về IC khuếch đại thuật toán và mạch khuếch đại dùng IC
Hình 8-1. Kí hiệu của 1C khuếch đại thuật toán.
IC khuếch đại thuật toán viết tắt là OA (Operational Amplifier) thực chất là một bộ khuếch đại dòng một chiều gồm nhiều tầng, ghép trực tiếp, có hệ số khuếch đại lớn, có hai đầu vào và một đầu ra.
Hình 8 - 1 là quy ước kí hiệu một bộ khuếch đại thuật toán (OA). Trong đó, đầu vào UVK gọi là đầu vào không đảo, đánh dấu (+).
Đầu vào UVĐ gọi là đầu vào đảo, đánh dấu (-). Đầu ra là Ura. Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào không đảo thì tín hiệu ra cùng dấu với tín hiệu vào. Khi cótín hiệu đưa đến đầu vào đảo thì tín hiệu ra ngược dấu với tín hiệu vào. Đầu vào đảo thường được dùng để thực hiện hồi tiếp âm bên ngoài cho OA. Hồi tiếp âm là trích một phần tín hiệu từ đầu ra cho quay về đầu vào và ngược pha với tín hiệu vào.
Nguyên lí làm việc của mạch khuếch đại điện áp dùng OA Hình 8 - 2 là sơ đồ bộ khuếch đại đảo dùng OA. Mạch điện có hồi tiếp âm
thông qua Rht. Đầu vào không đảo được nối với điểm chung của mạch điện, tức là nối đất. Tín hiệu vào qua R] đưa đến đầu vào đảo của OA. Kết quả điện áp ở đầu ra ngược dấu với điện áp ở đầu vào và đã được khuếch đại.
Hệ số khuếch đại điện áp :
Ura
Uyào
Rht
R1
- MẠCH TẠO XUNG
Chức năng của mạch tạo xung
Mạch tạo xung là mạch điện mắc phối hợp giữa các linh kiện điện tử để biến đổi năng lượng của dòng điện một chiều thành năng lượng dao động điện có dạng xung và tần số theo yêu cầu.
Sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch tạo xung đa hài tự dao động
Mạch tạo xung đa hài tự dao động là mạch điện tạo ra các xung có dạng hình chữ nhật lặp lại theo chu kì và có hai trạng thái cân bằng không ổn định.
a) Sơ đồ mạch điện : hình 8 - 3 là mạch tạo xung đa hài tự kích dùng tranzito ghép colectơ - bazơ
Hình 8-3. Mạch tạo xung đa hài tự kích dùng tranzito ghép colectơ - bazơ
7777777“
b) Nguyên lí làm việc
Nguyên lí làm việc của mạch như sau : Mạch điện bao gồm hai tầng khuếch đại có ghép từ colectơ tầng này sang bazơ tầng kia thông qua các tụ điện c và Cv Điện trở R ], Rọ là các điện trở tải mắc ở colectơ. Điện trở R?, R4 là các điện trở định thiên tạo dòng Ib mở cửa để các tranzito làm việc.
Hình 8-4. Dạng xung ra lí tưởng tại colectơ của các tranzito trong mạch tạo xung đa hài đối xứng
Khi mới đóng điện, đầu tiên cả T và T, đều dẫn điện, song trên thực tế không bao giờ có sự tuyệt đối bằng nhau giữa I và I . Giả thiết rằng, ngẫu nhiên I nhỉnh hơn I - một chút thì với cơ Cấu của mạch điện, lập tức sẽ làm cho Tj thông bão hoà và T_, bị khoá lại. Đó là một trạng thái, cân bằng thứ nhất và có xung ra. Nhưng chỉ sau
một thời gian nhất định, do sự phóng điện của tụ Cj và sự nạp điện của tụ C9 đi qua Tj đang thông sẽ làm cho điện thế tại cực bazơ của Tj và T2 biến đổi theo chiều làm cho ?! đang thông bị khoá và T2 đang khoá lại thông. Đó là trạng thái cân bằng thứ hai và có xung ra. Khi T9 đã thông, tụ Cọ vừa được nạp đầy sẽ phóng điện qua T-,, còn tụ Cj vừa phóng hết lại được nạp điện cũng qua T,. Quá trình phóng và nạp này lại làm cho điện thế tại cực bazơ của T] và ĩ\ biến đổi theo chiều làm cho T-, đang thông bị khoá và ?! đang khoá lại thông. Kết quả lại trở về trạng thái cân bằng thứ nhất, có xung ra và quá trình làm việc cứ thế tiếp diễn. Hai tranzito T và T9 luân phiên thông, khoá để tạo xung. Nếu chọn Tj và T9 giống nhau; R, = Rọ; R3 = R4 = R ; C( = c\ = c thì sẽ được xung đa hài đối xứng với độ rộng xung là : T « 0,7 RC và chu kì xung Tx = 2x « 1,4RC.
Dạng xung ra lí tưởng tại colectơ của các tranzito T và T9 như hình 8-4.
CÂU HỎI
Mạch khuếch đại dùng OA mắc kiểu khuếch đại đảo có những đặc điểm gì ? Nếu muốn điều chỉnh hệ sô' khuếch đại của mạch điện thì làm thế nào ?
Trong mạch tạo xung đa hài tự dao động, nếu nguồn cấp là 4,5 V và thay các điện trở tải Rr R2 bằng các điôt quang (LED) thì hiện tượng gì sẽ xảy ra ?
Khi cần thay đổi chu kì của xung đa hài thì làm thế nào ?
Làm thế nào để đổi xung đa hài đối xứng thành xung đa hài không đối xứng