GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG - SỐ

Kỹ thuật xung Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG Tín hiệu xung tham số: 1.1 Định nghĩa Các tín hiệu điện áp hay dòng điện biến đổi theo thời gian chia thành loại tín hiệu liên tục tín hiệu rời rạc (gián đoạn) Tín hiệu liên tục cịn gọi tín hiệu tuyến tính hay tương tự Tín hiệu rời rạc gọi tín hiệu xung hay số Tiêu biểu cho tín hiệu liên tục tín hiệu sin, hình 1, với tín hiệu sin ta tính biên độ tín hiệu thời điểm khác V Vp + + - + + + - - - -Vp - t Hình 1.1: Tín hiệu hình sin Ngược lại tiêu biểu cho tín hiệu rời rạc tín hiệu vng, dạng tín hiệu hình 2, biên độ tín hiệu có giá trị mức cao V H mức thấp VL, thời gian chuyển mức tín hiệu từ mức cao sang mức thấp ngược ngắn coi V V VH VH VL t a) t VL b) Hình 1.2: a, xung vng điện áp > b, xung vng điện áp Tín hiệu xung khơng có tín hiệu xung vng mà cịn có mốt số dạng tín hiệu khác xung tam giác, cưa, xung nhọn, xung nấc thang có chu kỳ tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ lặp lại T u u t t B Xung nhọn (vi phân) A: xung tam giác u u t C Xung cư a (hàm mũ - tích phân) t D xung nấc thang Hình 1.3: Các dạng tín hiệu xung: Trong nhiều trường hợp xung tam giác coi xung cưa Các dạng xung khác dạng sóng, có điểm chung thời gian tồn xung nhắt, biến thiên biên độ từ tấp lên cao (xung nhọn) từ cao xuống thấp (nấc thang, tam giác) xảy nhanh Định nghĩa: Tín hiệu xung điện áp hay xung dịng điên tín hiệu có thời gian tồn ngắn, so sánh với trình độ mạch điện mà chúng tác dụng 1.2 Các tham số tín hiệu xung: Tín hiệu xung vng hình tín hiệu xung vng lý tưởng, thực tế khó có xung vng có biên độ tăng giảm thẳng đứng vậy: u u Um 0.9Um tx Um t ng Um T A, xung vuông lý tưởng 0.1Um t Δu t tr tđ tx ts t B, xung vng thự c tế Hình 1.4 Dạng xung Xung vuông thực tế với đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau Các tham số biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr sau ts, độ sụt đỉnh ∆u - Biên độ xung Um xác định giá trị lớn điện áp tín hiệu xung có thời gian tồn - Độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts xác định khoảng thời gian tăng thời gian giảm biên độ xung khoảng giá trị 0.1Um đến 0.9Um - Độ rộng xung Tx xác định khoảng thời gian có xung với biên độ mức 0.1Um (hoặc 0.5Um) - Độ sụt đỉnh xung ∆u thể mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9Um đến Um Với dãy xung tuần hồn ta có tham số đặc trưng sau: - Chu kỳ lặp lại xung T khoảng thời gian điểm tương ứng xung kế tiếp, thời gian tương ứng với mức điện áp cao tx mức điện áp thấp tng T = tx + tng (1) - Tần số xung số lần xung xuất đơn vị thời gian F= - - T (2) Thời gian nghỉ tng khoảng thời gian trống xung liên tiếp có điện nhỏ 0.1Um (hoặc 0.5Um) Hệ số lấp đầy γ tỷ số độ rộng xung tx chu kỳ xung T γ= tx T (3) Do T = tx + tng ta ln có γ < - Độ rỗng xung Q tỷ số chu kỳ xung T độ rộng xung tx Q= T tx (4) * Trong kỹ thuật xung - số người ta sử dụng phương pháp số tín hiệu xung với quy ước có trạng thái phân biệt - Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn ngưỡng UH gọi trạng thái cao hay mức “1”, mức UH thường chọn cỡ từ 1/2Vcc đến Vcc - Trạng thái khơng có xung (tng) với biên độ nhỏ ngưỡng UL gọi trạng thái thấp hay mức “0”, UL chọn tùy theo phần tử khóa (tranzito hay IC) - Các mức điện áp dải UL < U < UH gọi trạng thái cấm Các dạng điện áp đơn giản phản ứng mạch điện RC – RL dạng xung Trong lý thuyết mạch lọc người ta chia mạch lọc thành loại mạch lọc thụ động mạch lọc tích cực, mạch lọc thụ động dùng phần tử R-LC chia thành số loại Theo linh kiện có mạch lọc RC, RL, LC Theo tần số chọn lọc có: mạch lọc thơng thấp, mạch lọc thông cao, mạch lọc thông dải mạch lọc chặn dải tùy theo xếp loại linh kiện mạch mà ta mạch lọc tương ứng 2.1 Khái niệm - Để xác định điện áp đầu mạch điện tuyến tính ura(t) đầu vào tác dụng điện áp uvào(t) có dạng phức tạp ta áp dụng nguyên lý xếp chồng để xác định điện áp lối phụ thuộc vào điện áp lối vào

KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ

B MÔN ĐI N T - VI N THÔNG Ộ Ệ Ử Ễ

Biên so n: Đoàn Th Thanh Th o ạ ị ả

Ph m Văn Ng c ạ ọ

L u hành n i b ư ộ ộ

THÁI NGUYÊN 2010

Ph n 1: K thu t xung ầ ỹ ậ

Ch ươ ng 1:

1 Tín hi u xung và tham s : ệ ố

1.1 Đ nh nghĩa ị

Các tín hi u đi n áp hay dòng đi n bi n đ i theo th i gian đệ ệ ệ ế ổ ờ ược chia thành 2

lo i c b n là tín hi u liên t c và tín hi u r i r c (gián đo n).ạ ơ ả ệ ụ ệ ờ ạ ạ

Tín hi u liên t c còn g i là tín hi u tuy n tính hay tệ ụ ọ ệ ế ương t Tín hi u r i r cự ệ ờ ạ

g i là tín hi u xung hay sọ ệ ố

Tiêu bi u cho tín hi u liên t c là tín hi u sin, nh hình 1, v i tín hi u sin ta cóể ệ ụ ệ ư ớ ệ

th tính để ược biên đ c a tín hi u t i t ng th i đi m khác nhau.ộ ủ ệ ạ ừ ờ ể

+-

+-

+-

+-

VH

VL

VH

VV

VL

tt

Hình 1.2: a, xung vuông đi n áp > 0 b, xung vuông đi n áp đ u nhauệ ệ ề

Tín hi u xung không ch có tín hi u xung vuông mà còn có m t s d ng tín hi uệ ỉ ệ ố ố ạ ệ khác nh xung tam giác, răng c a, xung nh n, xung n c thang có chu kỳ tu n hoànư ư ọ ấ ầtheo th i gian v i chu kỳ l p l i T.ờ ớ ặ ạ

D xung n c thang ấHình 1.3: Các d ng tín hi u xung:ạ ệ

Trong nhi u trề ường h p xung tam giác có th coi là xung răng c aợ ể ư

Các d ng xung c b n trên r t khác nhau v d ng sóng, nh ng có đi m chung làạ ơ ả ấ ề ạ ư ể

th i gian t n t i xung r t nh t, s bi n thiên biên đ t t p lên cao (xung nh n) và tờ ồ ạ ấ ắ ự ế ộ ừ ấ ọ ừ cao xu ng th p (n c thang, tam giác) x y ra r t nhanhố ấ ấ ả ấ

Đ nh nghĩa: ị Tín hi u xung đi n áp hay xung dòng điên là nh ng tín hi u có th i gianệ ệ ữ ệ ờ

t n t i r t ng n, có th so sánh v i quá trình quá đ trong m ch đi n mà chúng tácồ ạ ấ ắ ể ớ ộ ạ ệ

Um0

Um

A, xung vuông lý tưởng

t

Umu

Δu0.9Um

0.1Um0

tx

tđ

B, xung vuông th c tự ếHình 1.4 D ng xungạ

Xung vuông th c t v i các đo n đ c tr ng nh : sự ế ớ ạ ặ ư ư ườn trước, đ nh, sỉ ườn sau.Các tham s c b n là biên đ Uố ơ ả ộ m, đ r ng xung tộ ộ x, đ r ng sộ ộ ườn trước ttr và sau ts,

đ s t đ nh ộ ụ ỉ ∆u

- Biên đ xung Uộ m xác đ nh b ng giá tr l n nh t c a đi n áp tín hi u xung cóị ằ ị ớ ấ ủ ệ ệ

được trong th i gian t n t i c a nó.ờ ồ ạ ủ

- Đ r ng sộ ộ ườn trước ttr, sườn sau ts là xác đ nh b i kho ng th i gian tăng vàị ở ả ờ

th i gian gi m c a biên đ xung trong kho ng giá tr 0.1Uờ ả ủ ộ ả ị m đ n 0.9Uế m

- Đ r ng xung Tộ ộ x xác đ nh b ng kho ng th i gian có xung v i biên đ trên m cị ằ ả ờ ớ ộ ứ 0.1Um (ho c 0.5U ặ m)

- Đ s t đ nh xung ộ ụ ỉ ∆u th hi n m c gi m biên đ xung tể ệ ứ ả ộ ương t ng t 0.9Uứ ừ m

đ n Uế m

V i dãy xung tu n hoàn ta có các tham s đ c tr ng nh sau:ớ ầ ố ặ ư ư

- Chu kỳ l p l i xung T là kho ng th i gian gi a các đi m tặ ạ ả ờ ữ ể ương ng c a 2ứ ủxung k ti p, hay là th i gian tế ế ờ ương ng v i m c đi n áp cao tứ ớ ứ ệ x và m c đi nứ ệ

áp th p tấ ng

T = tx + tng(1)

- T n s xung là s l n xung xu t hi n trong m t đ n v th i gian.ầ ố ố ầ ấ ệ ộ ơ ị ờ

1F=

- Th i gian ngh tờ ỉ ng là kho ng th i gian tr ng gi a 2 xung liên ti p có đi n nhả ờ ố ữ ế ệ ỏ

h n 0.1Uơ m (ho c 0.5U ặ m)

- H s l p đ y ệ ố ấ ầ γ là t s gi a đ r ng xung tỷ ố ữ ộ ộ x và chu kỳ xung T

x

t T

* Trong k thu t xung - s ngỹ ậ ố ười ta s d ng phử ụ ương pháp s đ i v i tín hi uố ố ớ ệ xung v i quy ớ ước ch có 2 tr ng thái phân bi tỉ ạ ệ

- Tr ng thái có xung (tạ x) v i biên đ l n h n m t ngớ ộ ớ ơ ộ ưỡng UH g i là tr ng tháiọ ạcao hay m c “1”, m c Uứ ứ H thường ch n c t 1/2Vcc đ n Vcc ọ ỡ ừ ế

- Tr ng thái không có xung (tạ ng) v i biên đ nh h n 1 ngớ ộ ỏ ơ ưỡng UL g i là tr ngọ ạ thái th p hay m c “0”, Uấ ứ L được ch n tùy theo ph n t khóa (tranzito hay IC)ọ ầ ử

- Các m c đi n áp ra trong d i Uứ ệ ả L < U < UH được g i là tr ng thái c mọ ạ ấ

- Đ xác đ nh đi n áp đ u ra c a m ch đi n tuy n tính uể ị ệ ầ ủ ạ ệ ế ra(t) khi đ u vào tácầ

d ng m t đi n áp uụ ộ ệ vào(t) có d ng ph c t p ta có th áp d ng nguyên lý x p ch ng đạ ứ ạ ể ụ ế ồ ể xác đ nh đi n áp l i ra ph thu c vào đi n áp l i vào.ị ệ ố ụ ộ ệ ố

- Khi tín hi u l i vào ph c t p ta phân tích thành d ng tín hi u đ n gi n l i vàoệ ố ứ ạ ạ ệ ơ ả ố

Trong đó hàm 1(t) là hàm xung đ n v hay hàm đóng m ch t i th i đi m t = tơ ị ạ ạ ờ ể 0 (t0

t t khi

0

)(

t t khi

t t khi t

t k

V i h s góc ớ ệ ố α =arctg (k)

c

D ng đi n áp bi n đ i theo quy lu t hàm s mũạ ệ ế ổ ậ ố

U(t) = E[1 – exp(-α(t – t0)].1(t0)

=

0

0 0

0

))]

(exp(

1

[

t t

t t khi

khi t

t E

2 1

1

t t or t t

t t t khi

t t khi

)

(k

arctg

=α

0u

U1(t)

U2(t)

t t khi

t t t t

t t t t

t t t t

t t t t

0

)(1)))(

exp(

1(

t t khi

t t khi t t t

0

)(1)))(

exp(

1(

t t khi

t t khi t t t

1

2 1

1

1

0

))(exp(

)))(

exp(

1(

0

t t

t t t t

t E

t t t t

t E

t t

αα

t t t t

t E

t t t t

t k

3

3 2

2

2 1

1

0

))(exp(

)(

Hình 1.6: M ch l c thông th p, thông cao dùng RLạ ọ ấ

Đáp ng t n s nh m ch l c RC T n s c t c a m ch l c là ứ ầ ố ư ạ ọ ầ ố ắ ủ ạ ọ

2

C

R F

i R

( )

11

i

dv t

v t

dt RC

HHình 1.8: Đáp ng xung l i vào và ra c a m ch RC l i ra trên Rứ ố ủ ạ ố

Tín hi u l i vào làệ ố Sin thì tín hi u l i ra làệ ố sin s m pha 90ớ 0

Hình 1.9: M ch RC l i ra trên Cạ ốTín hi u l i vào là vệ ố i(t) tu n hoàn v i chu kỳ T, t n s góc là ầ ớ ầ ố ω =2πT , tín hi uệ

RC

RC

ωω

ch đ khu ch đ i nh đã kh o sát trế ộ ế ạ ư ả ước đó ph n nguyên lý k thu t đi n tở ầ ỹ ậ ệ ử

- Yêu c u c b n v i tranzito làm vi c ch đ khóa là đi n áp đ u ra có 2ầ ơ ả ớ ệ ở ế ộ ệ ầ

tr ng thái khác bi t là:ạ ệ

* Ura >= UH khi Uvào <= UL

* Ura =< UL khi Uvào >= UH

Ch đ khóa c a tranzito đế ộ ủ ược xác đ nh b ng ch đ đi n áp hay dòng đi nị ằ ế ộ ệ ệ

m t chi u cung c p t ngoài qua 1 m ch ph tr (đi n tr làm khóa thộ ề ấ ừ ạ ụ ợ ệ ở ường đóng hay

m ) Vi c chuy n tr ng thái c a khóa thở ệ ể ạ ủ ường được th c hi n nh m t tín hi u xungự ệ ờ ộ ệ

có c c tính thích h p tác đ ng t i đ u vào Tùy trự ợ ộ ớ ầ ường h p mà tranzitor có thợ ể chuy n tr ng thái tu n hoàn nh m t m ch h i ti p dể ạ ầ ờ ộ ạ ồ ế ương ph n h i t đ u ra t iả ồ ừ ầ ớ

đ u vào c a m ch khi đó không c n xung đi u khi n nh m ch dao đ ng đa hàiầ ủ ạ ầ ề ể ư ạ ộdùng tranzitor ta s kh o sát bài sau:ẽ ả

IB

IC

Hình 1.11: M ch khóa đ o dùng tranzitorạ ảKhi làm vi c l a ch n giá tr Uệ ự ọ ị L, UH, RB, RC cho phù h p đ m ch làm vi c ợ ể ạ ệ ở

ch đ khóaế ộ

Tr ng thái đóng: ạ

Khi l i vào uố V = 0 (tương ng uứ V < UL) nên UB = 0, tranzitor không phân c c nênự

nh ng d n t c tranzitor tr ng thái đóng (c m) khi đó dòng Iư ẫ ứ ở ạ ấ B = 0 và IC = 0

Đi n áp l i ra trên c c C c a tranzitor khi không có tr t i Rệ ố ự ủ ở ả t là

ura = +ECC, hay ura = ECC – ICRC = ECC

Khi có tr t i Rở ả t được mác thêm vào m ch (ho c l i ra đạ ặ ố ược đ a t i l i vào c aư ớ ố ủ

m ch ti p theo v i tr t i l i vào Rạ ế ớ ở ả ố t) thì đi n áp l i ra (Ecc = Vcc)ệ ố

ura = ECC/2 là m c nh nh t c a đi n áp ra m cc cao tr ng thái H, do đó đứ ỏ ấ ủ ệ ứ ở ạ ể phân bi t đệ ược ch c ch n v i tr ng thái H ta ch n Uắ ắ ớ ạ ọ H < ECC/2 (ví d ch Uụ ọ H = 1.5 V khi ECC = 5V) và đi n áp vào ph i n m dệ ả ằ ưới m c Uứ L đ đ m b o tranzitor v n bể ả ả ẫ ị đóng ch c ch n t c Uắ ắ ứ L = UVmax, khi đó đi n áp l i vào ph thu c vào tệ ố ụ ộ ường lo iạ tranzitor, nh là tranzitor silic ch n Uư ọ L = 0.4V

Tr ng thái d n bão hòa: ạ ẫ Khi có xung đi u khi n c c tính dề ể ự ương đ a t i l iư ớ ố vào (ho c ngu n 1 chi u) chó đi n áp vào Uặ ồ ề ệ vào >= UH, khi đó tranzitor s chuy nẽ ể

tr ng thái m (thông bão hòa), khi đó đi n áp l i ra ph i th a mãn đi u ki n Uạ ở ệ ố ả ỏ ề ệ ra <=

UL, khi đó đi n tr Rệ ở C ta ph i ch n cho phù h p đ th i gian quá đ đ nh và dòngả ọ ợ ể ờ ộ ủ ỏ

IC không quá l n.ớ

Khi tr ng thái bão hòa ta có đi n áp r i trên c c Baz c a tranzitor Uở ạ ệ ơ ự ơ ủ BEbh = 0.6

÷ 0.8 V (v i tranzitor silic) và Uớ BEbh = 0.3V (v i tranzitor germani)ớ

Và đi n áp r i trên c c Colector c a tranzitor là Uệ ơ ự ủ C = UCEbh = 0.1 ÷ 0.2V

Do đó dòng IC bão hòa được tính nh sau: ư C CC CEbh

Khi có dòng trên tr t i Rở ả C ta tính dòng c c Baz v i h s khu ch đ i dòngự ơ ớ ệ ố ế ạ β

khi đó ta có th ch n tr t i c c Baz cho phù h pể ọ ở ả ự ơ ợ

= , trong trường h p c n ch n tranzitor tr ng thái bão hòa sâu (tr ng tháiợ ầ ọ ở ạ ạ

bão hòa b n v ng) ta có th tính dòng Iề ữ ể B theo công th c sau:ứ

C B

I

β

= (k là h s bão hòa sâu, k ệ ố ≈2 ÷ 5 l n so v i tr ng thái b t đ uầ ớ ạ ắ ầ

đ t m c bão hòa c a tranzitor) ạ ứ ủ

Và đi n tr t i l i vào Rệ ở ả ố B được ch n theo công th c ọ ứ

15000

Đ tranzitor tr ng thái bão hòa b n v ng ta ch n Iể ở ạ ề ữ ọ Bbh = 50µA (tương ng v iứ ớ

m c d ch 5 l n) khi tranzitor thông bão hòa Uứ ự ữ ầ BE = 0.6V v i tranzitor silicớ

Tr t i l i vào Rở ả ố B = (1.5 0.6) 18

50

V BE Bbh

k

Ví d 2: ụ M ch đi n nh trên tranzitor silic v i Eạ ệ ư ớ CC = 12V, tr t i Rở ả C = 1.2 kΩ,

h s khu ch đ i dòng đi n là 100 l n và đ d tr k = 3 l n, đi n áp l i vào Uệ ố ế ạ ệ ầ ộ ữ ữ ầ ệ ố i = 1.5V Xác đ nh tr t i l i vào Rị ở ả ố B cho phù h p?ợ

Dòng IC ở ạ tr ng thái bão hòa là

3

(12 0.2)

101.2 *10

CC CEbh Cbh

Đ c tính truy n đ t c a tranzitor đ đánh giá m c đ tin c y c a khóa, ngặ ề ạ ủ ể ứ ộ ậ ủ ườ i

ta đ nh nghĩa các tham s đ d tr ch ng nhi u m c cao ị ố ộ ự ữ ố ễ ở ứ S H và đ d tr ch ngộ ự ữ ố nhi u m c th p ễ ứ ấ S L nh sauư

2 2.5

U 0

Vùng

c m ấ

Vùng bão hòa

đ i tuy n tínhạ ế

T đ t tính truy n đ t trên ta có th đ t đừ ặ ề ạ ể ạ ược m c Sứ H l n khi ta ch n Eớ ọ CC, RC,

RB cho thích h pợ

Do SL khá nh do đó chúng ta c n ph i quan tâm đ n tính ch ng nhi u v i m cỏ ầ ả ế ố ễ ớ ứ

th p Do Uấ rabh = UCEbh không th gi m nh h n do đ c tính c a tranzitor do đó mu nể ả ỏ ơ ặ ủ ố tăng SL ta c n ph i tăng m c Uầ ả ứ L Khi đó thay vì tr t i l i vào Rở ả ố B người ta m c thêmắvào c c Baz c a tranzitor m t vài con Diode và đi n tr phân áp cho tranzitor ho tự ơ ủ ộ ệ ở ạ

5 Ch đ khóa c a khu ch đ i thu t toán ế ộ ủ ế ạ ậ

Khi làm vi c ch đ xung, m ch vi đi n t tuy n tính ho t đ ng nh m tệ ở ế ộ ạ ệ ử ế ạ ộ ư ộ khóa đi n t đóng, m nhanh, đi m làm vi c luôn nh m trong vùng bão hòa c a đ cệ ử ở ể ệ ằ ủ ặ tuy n truy n đ t Uế ề ạ ra= f(Uvào) Khi đó đi n áp l i ra ch n m 1 trong 2 m c bão hòaệ ố ỉ ằ ở ứ

vào l i vào không đ o (+) g i là Uố ả ọ i+ và đi n áp đ t vào l i vào đ o (-) là Uệ ặ ố ả i

-Tùy thu c đi n áp c a 2 l i vào đ o và không đ o này so sánh v i nhau mà l iộ ệ ủ ố ả ả ớ ố

ra c a b khu ch đ i thu t toán 1 trong 2 tr ng thái nh sauủ ộ ế ạ ậ ở ạ ư

- N u l i vào Uế ố i+ > Ui- thì t i ra Uố 0 = +VCC g i là tr ng thái bão hòa dọ ạ ương

- N u l i vào Uế ố i+ < Ui- thì t i ra Uố 0 = -VCC g i là tr ng thái bão hòa âmọ ạ

Th c t thông thự ế ường m ch khu ch đ i thu t toán dùng làm m ch so sánh đạ ế ạ ậ ạ ể

th c hi n so sánh m t tín hi u l i vào Uự ệ ộ ệ ố i v i m t ngu n đi n áp chu n Uớ ộ ồ ệ ẩ R Tùy theo yêu c u c a t ng m ch mà ta đ đi n áp l i vào l i vào đ o ho c không đ o cònầ ủ ừ ạ ể ệ ố ở ố ả ặ ả

l i vào còn l i đố ạ ược n i v i m t ngu n đi n áp chu n Uố ớ ộ ồ ệ ẩ R

5.1 M ch so sánh m t ng ạ ộ ưỡ ng:

Th c hi n so sánh biên đ c a đi n áp l i vào Uự ệ ộ ủ ệ ố V v i 1 đi n áp chu n Uớ ệ ẩ R (Ung ưỡ ng) có th là dể ương ho c âm, thông thặ ường giá tr Uị R được đ nh trị ước c đ nh,ố ịcòn giá tr Uị V là có giá tr bi n đ i theo th i gian c n đị ế ổ ờ ầ ược quan tâm, đánh giá Khi tín

hi u l i vào biên đ i ch m quanh giá tr đi n áp chu n thì tín hi u l i ra bi n đ i r tệ ố ổ ậ ị ệ ẩ ệ ố ế ổ ấ nhanh Khi UV = UR thì tín hi u l i ra b so sánh có s thay đ i c c tính c a đi n ápệ ố ộ ự ổ ự ủ ệ

t ừ Uram+ ax t i ớ Uram− ax ho c ngặ ượ ạc l i

Trường h p Uợ R = 0, khi đó m ch so sánh s th c hi n xác đ nh lúc thay đ i c cạ ẽ ự ệ ị ổ ự tính c a tin hi u l i vào Uủ ệ ố V

Tr ườ ng h p 1: ợ Đi n áp đ a vào l i vào đ o và đi n áp chu n đ a t i l i vàoệ ư ố ả ệ ẩ ư ớ ốkhông đ o:ả

-VCC0

U+ramax

U-ramaxΔU

Hì

nh 1.15: M ch so sánh l i vào đ oạ ố ảTheo m ch trên thì đi n áp Uạ ệ i và đi n áp chu n Uệ ẩ R được đ a t i l i vào đ o vàư ớ ố ả

l i vào thu n (không đ o) tố ậ ả ương ng c a b so sánh, hi u tín hi u l i vào là ứ ủ ộ ệ ệ ố ∆U =

Ui – UR là đi n áp gi a 2 đ u vào so sánh c a IC t đó ta s xác đ nh đệ ữ ầ ủ ừ ẽ ị ược hàmtruy n c a nóề ủ

N u Uế i < UR thì ∆U > 0 khi đó l i ra Uố ra = U ram+ ax= +VCC

N u Uế i > UR thì ∆U < 0 khi đó l i ra Uố ra = U ram− ax= -VCC

Khi đó l i ra s đ o c c tính khi Uố ẽ ả ự i chu n qua giá tr Uể ị R

Tr ườ ng h p 2: ợ Đi n áp l i vào đ a t i l i vào không đ o và đi n áp chu nệ ố ư ớ ố ả ệ ẩ

-VCC0

U+ramax

U-ramaxΔU

U0

Hình 1.16: M ch so sánh l i vào không đ oạ ố ảTheo m ch trên thì di n áp Uạ ệ V và đi n áp chu n Uệ ẩ R được đ a t i l i vào khôngư ớ ốđào và đ o tả ương ng c a b so sánh, hi u tín hi u l i vào là ứ ủ ộ ệ ệ ố ∆U = UV – UR là đi nệ

áp gi a 2 đ u vào so sánh c a IC t đó ta s xác đ nh đữ ầ ủ ừ ẽ ị ược hàm truy n c a nóề ủ

N u Uế i < UR thì ∆U < 0 khi đó l i ra Uố ra = U ram− ax= -VCC

N u Uế i > UR thì ∆U > 0 khi đó l i ra Uố ra = U ram+ ax= +VCC

Khi đó l i ra s đ o c c tính khi Uố ẽ ả ự i chuy n qua giá tr Uể ị R

Chú ý: Trong trường h p đi n áp l i vào Uợ ệ ố i và UR l n h n giá tr đi n áp đ uớ ơ ị ệ ầ vào t i đa cho phép c a IC khi đó chúng ta c n m c đ u vào qua m t m ch phân ápố ủ ầ ắ ầ ộ ạ

đi n tr trệ ở ước khi đ a t i l i và + ho c – c a IC Khi m ch làm vi c v i t c đ thayư ớ ố ặ ủ ạ ệ ớ ố ộ

đ i xung quá l n v i đi n áp l i ra thay đ i c vài V/ổ ớ ớ ệ ố ổ ỡ µs, IC không chuy n m ch k pể ạ ị

khi đó ta có th s d ng các IC so sánh chuyên d ng đ th c hi n m ch so sánh v iể ử ụ ụ ể ự ệ ạ ớ

t c đ đi n áp l i ra có th thay đ i vài V/ns.ố ộ ệ ố ể ổ

Tr ườ ng h p 3: ợ có 2 tín hi u đi n áp l i vào Uệ ệ ố V1, UV2 được đ a t i l i và và soư ớ ốsánh v i 1 đi n áp chu n Uớ ệ ẩ R (trường h p Uợ R = 0)

Khi đó tín hi u l i vào đ o là t ng c a 2 tín hi u l i vào 1 và 2, ta có ệ ố ả ổ ủ ệ ố

P V V

U =U +U , khi UP = 0 khi đó l i ra b so sánh s chuy n tr ng thái, trố ộ ẽ ể ạ ường

h p thu n thì n i 2 l i vào Uợ ậ ố ố V1, UV2v i l i vào thu nớ ố ậ

5.2 M ch so sánh 2 ng ạ ưỡ ng

Dùng đ ki m tra xem đi n áp l i vào Uể ể ệ ố V có n m trong m t gi i h n giá tr choằ ộ ớ ạ ị

trước hay không (giá tr ngị ưỡng 1 và 2 t c Uứ ng ưỡ ng 1 hay UR1 và Ung ưỡ ng 2 hay UR2

Th c ch t m ch so sánh 2 ngự ấ ạ ưỡng là s k t h p c a 2 m ch so sánh 1 ngự ế ợ ủ ạ ưỡng

v i l i vào đ o và l i vào không đ o, l i ra c a 2 b so sánh 1 ngớ ố ả ố ả ố ủ ộ ưỡng được k t h pế ợ

l i qua m t c a logíc ph G (c a ạ ộ ử ụ ử Và (and) v i 2 l i vào), l i ra c a logíc là 1(m cớ ố ố ử ứ cao) khi c 2 l i vào tr ng thái m c cao và l i ra c a logic là 0 (m c th p) khi m tả ố ở ạ ứ ố ử ứ ấ ộ trong 2 l i vào tr ng thái th p, hay l i ra b so sánh là Uố ở ạ ấ ố ộ -

ramax

0 1

1 00

Khi đi n áp l i vào Uệ ố V = UR2 khi đó l i ra b so sánh 1 gi nguyên tr ng thái vàố ộ ữ ạ

l i ra b so sánh 2 s chuy n tr ng thái t +Vố ộ ẽ ể ạ ừ CC thành –VCC do ∆ =U U R2−U V = 0, khi

đó l i ra c ng logíc m c th p.ố ổ ở ứ ấ

B so sánh 2 ngộ ưỡng đượ ức ng d ng đ t bi t thu n l i khi c n theo dõi vàụ ặ ệ ậ ợ ầ

kh ng ch t đ ng m t thông s nào đó c a m t quá trình gi i h n cho phép đã đố ế ự ộ ộ ố ủ ộ ớ ạ ượ c

đ nh s n (giá tr trong đi n áp ngị ẵ ị ệ ưỡng) ho c ngặ ượ ạc l i không cho phép thông s nàyố

r i vào vùng gi i h n c m nh có 2 ngơ ớ ạ ấ ờ ưỡng đi n áp l i vào tệ ố ương ngứ

Ch ươ ng 2:

Nh chư ương 1 chúng ta đã bi t v m t s lo i m ch l c dùng các ph n t thế ề ộ ố ạ ạ ọ ầ ử ụ

đ ng LR, RC, LC… v i các l i ra trên R, L, C t các l i ra c a m ch l c và v i cácộ ớ ố ừ ố ủ ạ ọ ớthông s thích h p T đó ta có th làm thay đ i các d ng xung l i ra c a các m chố ợ ừ ể ổ ạ ố ủ ạ

Trong đó k là h s t l ph thu c vào các h s c a m ch vi phânệ ố ỷ ệ ụ ộ ệ ố ủ ạ

Trong k thu t xung m ch vi phân cáo tác d ng thu h p đ r ng xung l i vào vàỹ ậ ạ ụ ẹ ộ ộ ố

t o ra các xung nh n đ kích các linh ki n đi u khi n hay linh ki n công xu t nhạ ọ ể ệ ề ể ệ ấ ư triac

l i ra là vố 0(t)

Tr kháng c a m ch là ở ủ ạ 2 1 1

1C

11RC

i R

( )

11

i

dv t

v t

dt RC

b M ch vi phân dùng RL ạ

Hình 2.3 M ch vi phân dùng RLạTín hi u l i vào là tín hi u xoay chi u có t n s góc là ệ ố ệ ề ầ ố ω

v

du t L

dt L

1.2 M ch khu ch đ i thu t toán vi phân ạ ế ạ ậ

Hình 2.4 M ch vi ph n dùng khu ch đ i thu t toánạ ầ ế ạ ậ

S đ m ch khu ch đ i vi ph n dùng khu ch đ i thu t toán v i l i vào đ o,ơ ồ ạ ế ạ ầ ế ạ ậ ớ ố ả

m ch phân áp vi phân là đi n tr Rạ ệ ở 2 và t C Đi n tr Rụ ệ ở 1 làm n đ nh t ng tr c a l iổ ị ổ ở ủ ố vào (là đi n tr ghép tránh cho ngu n xoay chi u l i vào n i đ t vì đây l i vào –ệ ở ồ ề ố ố ấ ở ố

c a b khu ch đ i thu t toán đủ ộ ế ạ ậ ược coi là đ t o) Đi n tr Rấ ả ệ ở 3 có tác d ng bù nhi tụ ệ làm n đ nh m ch khu ch đ i, thổ ị ạ ế ạ ường ch n Rọ 2 = R3

L i vào đố ược đ a t i t C t i l i vào đ o c a khu ch đ i thu t toán, đi n trư ớ ụ ớ ố ả ủ ế ạ ậ ệ ở

R2 l y tín hi u h i ti p t l i ra t i l i vào đ o c a khu ch đ i thu t toán.ấ ệ ồ ế ừ ố ớ ố ả ủ ế ạ ậ

Dòng đi n l i vào đ o c a khu ch đ i thu t toán là ệ ố ả ủ ế ạ ậ

−

Do tính ch t c a b khu ch đ i thu t toán đi n tr l i vào vô cùng l n, đi nấ ủ ộ ế ạ ậ ệ ở ố ớ ệ

tr l i ra vô cùng nh nên ta coi dòng l i vào đ o c a khu ch đ i thu t toán x p x 0ở ố ỏ ố ả ủ ế ạ ậ ấ ỉ

τ >> = trong đó Ti là chu kỳ tín

hi u l i vàoệ ố

V i đi u ki n nh trên thì t ng tr c a m ch ớ ề ệ ư ổ ở ủ ạ Z ≈R khi đó tín hi u l i ra c aệ ố ủ

m ch là ạ

1( ) i( )

Khi tín hi u l i vào là xung vuông thì tín hi u l i ra là xung tích phân c a tínệ ố ệ ố ủ

hi u l i vào tệ ố ương ng v i d ng xung phóng n p cho tứ ớ ạ ạ ụ

Trường h p 2: khi ợ τ >>T i khi đó t C n p và phóng đi n r t ch m đi n áp l iụ ạ ệ ấ ậ ệ ố

ra th p theo hàm exp khi đó đi n áp tăng d n theo hàm mũ, do th i gian phóng n p r tấ ệ ầ ờ ạ ấ

ch m nên hàm exp g n nh d ng tuy n tính do đó tín hi u l i ra nh hình Dậ ầ ư ạ ế ệ ố ư

Do đó v i m ch tích phân dùng RC khi ch n các giá tr RC phù h p ta s đớ ạ ọ ị ợ ẽ ượ ccác d ng xung l i ra khác nhau khi d ng xung l i vào là xung vuôngạ ố ạ ố

Trường h p khi xung vuông l i vào có đ r ng khác nhau thì khi tín hi u l i raợ ố ộ ộ ệ ốtrên t th c hi n v i th i gian n p l n h n th i gian phóng và ngụ ự ệ ớ ờ ạ ớ ơ ờ ược g i gây ra hi nạ ệ

tượng đi n áp r i trên t tăng ho c gi m d nệ ơ ụ ặ ả ầ

Hình 2.7: D ng tín hi u vào và ra c a xung xuông có đ r ng xung khác nhau.ạ ệ ủ ộ ộ

Dòng đi n l i vào là ệ ố i

in

u I R

− vì m ch tích phân dùng khu ch đ i thu t toán v i l i vào đ o doạ ế ạ ậ ớ ố ả

đó tín hi u l i ra s ngệ ố ẽ ược pha so v i tín hi u l i vàoớ ệ ố

N u tín hi u l i vào là xung vuông thì tín hi u l i ra là xung tam giác nh d ngế ệ ố ệ ố ư ạ tín hi u hình 2.9.ệ ở

3 M ch h n ch biên đ ạ ạ ế ộ

u R

uR

R1 1k R D

u i u 0

+ u R

A M ch h n ch xung dạ ạ ế ương

+-

u R

u R

R1 1k R D

Hình 2.10: M ch h n ch biên đ theo sạ ạ ế ộ ườn dương, âm c a tín hi uủ ệ

Hình 2.10, a Khi tín hi u l i vào có đi n áp âm ho c dệ ố ệ ặ ương nh ng uư i < uR thì Diode D c m tín hi u l i ra b ng tín hi u l i vào Khi tín hi u l i vào có đi n ápấ ệ ố ằ ệ ố ệ ố ệ

dương ui > uR (ui > uR + uD) thì khi đó Diode D thông, đi n áp l i ra uệ ố 0 x p x v i đi nấ ỉ ớ ệ

áp uR

Hình 2.10, b Khi tín hi u l i vào có đi n áp dệ ố ệ ương ho c âm nh ng uặ ư i > uR thì Diode D c m tín hi u l i ra b ng tín hi u l i vào Khi tín hi u l i vào có đi n áp âmấ ệ ố ằ ệ ố ệ ố ệ

ui < uR (ui < uR - uD) thì khi đó Diode D thông, đi n áp l i ra uệ ố 0 x p x v i đi n áp uấ ỉ ớ ệ R

Tương t hình 2.10, c m ch h n ch ph n dự ạ ạ ế ầ ương và âm c a tín hi u.ủ ệ

Ch ươ ng 3:

1 Các m ch không đ ng b hai tr ng thái n đ nh ạ ồ ộ ạ ổ ị

Các m ch có hai tr ng thái n đ nh đ u ra đạ ạ ổ ị ở ầ ược đ c tr ng b i hai tr ng thái nặ ư ở ạ ổ

đ nh b n theo th i gian và vi c chuy n nó t tr ng thái này sang tr ng thái khác chị ề ờ ệ ể ừ ạ ạ ỉ

x y ra khi đ t t i l i vào m t xung đi n áp có biên đ và c c tính phù h p, đó làả ặ ớ ố ộ ệ ộ ự ợ

Hình 3.1 Trig RS dùng tranzitorơ

Nguyên lý ho t đ ng: ạ ộ

Trig RS ch có 2 tr ng thái n đ nh b n là Tơ ỉ ạ ổ ị ề 1 m bão hòa và Tở 2 đóng tương ng v iứ ớ

l i ra c a m ch Q = 1 và ố ủ ạ Q=0, ho c Tặ 2 m bão hòa và Tở 1 đóng tương ng v i l i raứ ớ ố

c a m ch Q = 0 và ủ ạ Q=1

Các tr ng thái còn l i là không x y ra khi Tạ ạ ả 1 và T2 cùng đóng ho c m bão hòa.ặ ở

T1, T2 không th cùng đóng do ngu n +Ecc khi đóng m ch s cung c p 1 đi nể ồ ạ ẽ ấ ệ ápdương nh t đ nh đ n baz c a Tấ ị ế ơ ủ 1 và T2 (thông qua tr Rở C và R2 cho tranzitor T2,

ho c tr Rặ ở C và R1 cho tranzitor T1) cùng m Do tính ch t không đ i x ng lý tở ấ ố ứ ưở ng

c a m ch đi n, ch c n 1 s chênh l ch nh v dòng đi n trên c c baz c a 2ủ ạ ệ ỉ ầ ự ệ ỏ ề ệ ự ơ ủtranzitor (IB1 ≠ IB2 d n đ n Iẫ ế C1 ≠ IC2), ví d Iụ B1 > IB2 d n đ n dòng Iẫ ế C1 > IC2 (do IC = β

IB) khi đó s t áp trên tr t i Rụ ở ả C colector c a Tủ 1 l n h n s t áp trên tr t i Rớ ớ ụ ở ả C colector

c a Tủ 2, qua đường h i ti p v t colector Tồ ế ề ừ 2 qua R1 t i Baz c a Tớ ơ ủ 1 và t colector Từ 1 qua R2 t i Baz c a Tớ ơ ủ 2 làm cho T1 càng m và Tở 2 càng đóng sau m t kho ng th i gianộ ả ờ

t r t nh nào đó s d n t i Tấ ỏ ẽ ẫ ớ 1 m bão hòa và Tở 2 khóa, khi đó m ch tr ng thái nạ ở ạ ổ

đ nh b n và khi đó l i ra c a m ch là Q = 1 và ị ề ố ủ ạ Q=0 tương ng đi n áp ra colectorứ ệ ở

c a Tủ 2 m c cao và trên Tở ứ 1 m c th p.ở ứ ấ

Trường h p ngợ ượ ạc l i IB1 < IB2 tương t nh trên ta có Tự ư 1 khóa và T2 thông bão hòa

Và l i ra tố ương ng c a m ch là ứ ủ ạ Q = 0 và Q=1, tương ng đi n áp ra colector c aứ ệ ở ủ

1.2 Trig Smit dùng IC tuy n tính ơ ế

Trigor smit dùng IC tuy n tính tế ương t nh b so sánh (khu ch đ i thu t toán) cóự ư ộ ế ạ ậ

h i ti p dồ ế ương t đ u ra t i 1 l i vào so sánh, còn l i vào còn l i đừ ầ ớ ố ố ạ ược đ a t i l iư ớ ố vào so sánh th 2ứ

a Trig smit l i vào đ o ơ ố ả

R2

u ra

u vào

R1

u ra

u vào

U vào ng t ắ

U vào đóng

Ura max

-U ra max

Hình 3.2: S đ và gi n đ xung trigor smit dùng IC tuy n tínhơ ồ ả ồ ế

Khi Uvào có giá tr âm l n t c uị ớ ứ - > u+ khi đó l i ra uố ra = ura max, qua m ch h i ti p dạ ồ ế ươ ng

t i l i vào không đ o ta có đi n áp trên l i vào dớ ố ả ệ ố ương là u+ = ax 2

+ = uvào ng t ắ.Tăng d n đi n áp uầ ệ vào cho đ n khi uế vào < uvào ng t ắ thì khi đó đi n áp l i ra không đ i.ệ ố ổKhi tăng Uvào > u+ = uvào ng t ắ khi khi đó qua b so sánh v i l i vào đ o l n h n l i vàoộ ớ ố ả ớ ơ ốthu n d n t i l i ra l t tr ng thái t Uậ ẫ ớ ố ậ ạ ừ ra max xu ng –uố ra max và qua m ch h i ti p dạ ồ ế ươ ng

đi n áp trên l i vào thu n là uệ ố ậ - = - ax 1

+ = uvào đóng

Tăng ti p đi n áp l i vào khi đó đi n áp l i ra s không b thay đ i uế ệ ố ệ ố ẽ ị ổ ra= -ura max

Khi gi m Uả vào t m t giá tr dừ ộ ị ương l n cho t i m c uớ ớ ứ vào >= uvào đóng khi đó m ch v nạ ẫ

gi nguyên tr ng thái.ữ ạ

Khi gi n tín hi u l i vào uả ệ ố vào < uvào đóng khí đó đi n áp l i vào đ o nh h n đi n áp l iệ ố ả ỏ ơ ệ ố vào thu n, tín hi u l i ra s chuy n tr ng thái t uậ ệ ố ẽ ể ạ ừ ra = ura max thành –ura max

Đ m ch tr ng thái n đ nh thì ể ạ ở ạ ổ ị Kβ >=1 trong đó K là h s khu ch đ i c a bệ ố ế ạ ủ ộ

khu ch đ i thu t toán và ế ạ ậ 2

Hình 3.3: gi n đ xung l i ra c a trig smit dùng IC tuy n tính l i vào đ oả ồ ố ủ ơ ế ố ả

b Trig smit l i vào thu n ơ ố ậ

R 2

u ra

u vào R 1

u ra

u vào

U

U ra max

-U ra max

Hình 3.4: S đ và gi n đ xung trigor smit dùng IC tuy n tínhơ ồ ả ồ ế

Khi Uvào có giá tr âm l n t c uị ớ ứ + > u- khi đó l i ra uố ra = -ura max, qua m ch h i ti pạ ồ ế

dương t i l i vào không đ o ta có đi n áp trên l i vào dớ ố ả ệ ố ương là

R = R ⇒ = R Đ l i ra l t tr ng thái thì uể ố ậ ạ p < 0 tương ng v i uứ ớ vào ng tắ khi đó

l i ra thay đ i tr ng thái t -uố ổ ạ ừ ra max thành +ura max thì uvào ng t ắ tương ng v i uứ ớ p >= 0 t cứ

là

Tăng d n đi n áp uầ ệ vào cho đ n khi uế vào < uvào ng t ắ thì khi đó đi n áp l i ra không đ i.ệ ố ổKhi tăng Uvào > uvào ng t ắ khi khi đó qua b so sánh v i l i vào đ o l n h n l i vào thu nộ ớ ố ả ớ ơ ố ậ

d n t i l i ra l t tr ng thái t -Uẫ ớ ố ậ ạ ừ ra max thành +ura max

Tăng ti p đi n áp l i vào khi đó đi n áp l i ra s không b thay đ i uế ệ ố ệ ố ẽ ị ổ ra= ura max

Khi gi m Uả vào t m t giá tr dừ ộ ị ương l n cho t i m c uớ ớ ứ vào >= uvào đóng khi đó m ch v nạ ẫ

Đây là m ch có m t tr ng thái n đ nh b n Tr ng thái th 2 c a nó ch t n t i trongạ ộ ạ ổ ị ề ạ ứ ủ ỉ ồ ạ

m t kho ng th i gian nào đó (ph thu c vào các tham s hay là các ph n t trongộ ả ờ ụ ộ ố ầ ử

m ch đi n) sau đó nó s quan tr v tr ng thái n đ nh b n ban đ uạ ệ ẽ ở ề ạ ổ ị ề ầ

2.1 Đa hài đ i dùng tranzitor ợ

S đ m ch đa hài đ i dùng tranzitor tơ ồ ạ ợ ương t nh trig RS dùng transitor đây taự ư ơ ởthay đi n tr Rệ ở 2 b ng t C đ đ a thành ph n h i ti p dằ ụ ể ư ầ ồ ế ương xoay chi u t colectorề ừ

c a Tranzitor Tủ 1 v c c Baz c a tranzitor Tề ự ơ ủ 2.

T i th i đi n t = tạ ờ ể 0 khi không có xung l i vào tác đ ng gi s tranzitor Tố ộ ả ử 2 thông khi đó qua m ch h i ti p Rạ ồ ế 1 v baz c a Tề ơ ủ 1 làm cho tranzitor T1 c mấ

T i th i đi m t = tạ ờ ể 1 có 1 xung dương l i vào qua Rố 2 đ a vào c c baz c a Tư ự ơ ủ 1 là cho

T1 m ngay l p t c khi đó đi n áp trên colector c a Tở ậ ứ ệ ủ 1 chuy n tr ng thái t +Eể ạ ừ cc về

x p x 0V, khi đó qua m ch tíchấ ỉ ạ

phân RC làm cho đi n áp trên t Cệ ụ

b l t tr ng thái t 0.6V xu ng cònị ậ ạ ừ ố

x p x -Eấ ỉ cc (do t C đang đụ ược n pạ

đ y đi n t Rầ ệ ừ C qua t C và qua BEụ

Hình 3.7: Gi n đ xung tín hi u ra m ch đa hài đ i dùng tranzitorả ồ ệ ạ ợ

Đi n áp trên t tăng d n bi n đ i theo hàm mũ ệ ụ ầ ế ổ

UBE2 = E(1-exp(-t/RC)

Do đi u ki n đ u là Uề ệ ầ B2(t=t1) = -ECC và khi t C n p đ n giá tr c c đ i là Uụ ạ ế ị ự ạ B2(t=∞) =

ECC

Đi n áp trên t tăng d n cho t i khi Uệ ụ ầ ớ BE2 =0.6 V (tranzitor silic) và 0.3 V v i (gesmani)ớ

tương ng v i th i đi m t = tứ ớ ờ ể 2 khi đó tranzitor T2 s m và qua m ch h i ti p Rẽ ở ạ ồ ế 1 từ colector c a Tủ 2 s nhanh chóng làm cho Tẽ 1 c m và Tấ 2 m bão hòa.ở

Th i gian kéo dài xung ra là ờ t x = RCln2 = 0.7RC, khi đó m ch s tr ng thái n đ nhạ ẽ ở ạ ổ ị

b n và ch ti p xung tác đ ng l i vào đ thay đ i tr ng thái ti p theo l i ra.ề ờ ế ộ ở ố ể ổ ạ ế ở ố

2.2 Đa hài đ i dùng khu ch đ i thu t toán ợ ế ạ ậ

V i m ch khu ch đ i thu t toán trên, m ch đớ ạ ế ạ ậ ạ ược c p ngu n nuôi là ấ ồ ±ECC, khi đó tín

Hình 3 8: M ch nguyên lý đa hài đ i dùng khu ch đ i thu t toánv l i vào – và +ạ ợ ế ạ ậ ố

V i s đ hình A t i th i đi m ban đ u t<tớ ơ ồ ạ ờ ể ầ 0 Ui = 0, Diode D thông, đi n áp trên c cệ ự

N n i đ t, v i trố ấ ớ ường h p b qua s t áp trên Diode, Uợ ỏ ụ 0 = -Ura max Qua m ch h i ti pạ ồ ế

dương R1R2 đi n áp l i ra là -Uệ ố ra max được đ a t i l i vào P khi đó đi n áp l i vào làư ớ ố ệ ố

Hình 3.9: Gi n đ xung tín hi u l i ra m ch đa hài đ i dùng khu ch đ i thu t toánả ồ ệ ố ạ ợ ế ạ ậ

T đụ ược n p đi n, khi đó đi n áp trên t C tăng d n cho đ n khi t i th i đi m t = tạ ệ ệ ụ ầ ế ạ ờ ể 2

đi n áp trên t là Uệ ụ C = UN >=UP t i thì đi n áp l i ra l t tr ng thái Uạ ệ ố ậ ạ 0 = -Ura max, khi đó

t C đụ ược phóng đi n t C qua R xu ng –Uệ ừ ố ra max, t phóng đi n cho t i khi đi n ápụ ệ ớ ệtrên t ụ ≈0V thì d ng l i (0.3V gecmani, 0.6V silic) do Diode D th c hi n ghim đi nừ ạ ự ệ ệ

áp c c N không âm quá do t C phóng đi n Khi này m ch s tr v tr ng thái cânở ự ụ ệ ạ ẽ ở ề ạ

b ng b n.ằ ề

Đ r ng xung tộ ộ x = t2 – t1 liên quan đ n quá trình phóng n p đi n cho t C t m c 0Vế ạ ệ ụ ừ ứ

t i ớ βUra max

Đi n áp trên t C là Uệ ụ C = Umax(1-exp(-t/RC))

Thay giá tr Uị C(t1) = 0 và UC(t2) = βUra max thay vào phương trình trên ta được

tx = t2 – t1 =RC 1

2

1ln(1 ) RCln(1 R )

R

β

3 Các m ch không đ ng b hai tr ng thái không n đ nh ạ ồ ộ ạ ổ ị

3.1 Đa hài t dao đ ng dùng tranzitor ự ộ

S đ m ch đi n nh sau:ơ ồ ạ ệ ư

Tuy là m ch có các transistor cùng tên và các linh ki n có cùng m t ch s nh ng cácạ ệ ộ ỉ ố ư

ch s đó không th gi ng nhau hoàn toàn do m i tr và t l i có các sai s khác nhauỉ ố ể ố ỗ ở ụ ạ ố

d n t i vi c hai transistor trong m ch d n đi n không b ng nhau.ẫ ớ ệ ạ ẫ ệ ằ

Khi c p ngu n đi n s có m t transistor d n đi n m ch h n và m t transistor d nấ ồ ệ ẽ ộ ẫ ệ ạ ơ ộ ẫ

đi n y u h n Nh tác d ng c a m ch h i ti p dẹ ế ơ ờ ụ ủ ạ ồ ế ương C2B1 và C1B2 s làm choẽtransistor d n m nh h n ti n d n đ n bão hòa, transistor d n đi n y u h n ti n d nẫ ạ ơ ế ầ ế ẫ ệ ế ơ ế ầ

đ n c m hoàn toànế ấ

Gi s ban đ u transistor Tả ử ầ 1 đ n đi n m nh h n, khi đó t Cẫ ệ ạ ơ ụ 1 được n p đi n t Rạ ệ ừ C2 qua C1 làm dòng IB1 tăng cao d n đ n Tẫ ế 1 ti n d n đ n bão hòa Khi Tế ầ ế 1bão hòa, dòng IC1 tăng cao và UC1 = UCE1 sat ≈0.2V, T Cụ 2 phóng đi n t +Cệ ừ 2 qua T1 và R1 v -Cề 2, đi n ápệ

âm trên t Cụ 2 được đ a vào c c baz c a transistor Tư ự ơ ủ 2 làm cho T2 c m hoàn toàn.ấ

Th i gian c m c a t Cờ ấ ủ ụ 2 chính là th i gian phóng đi n t Cờ ệ ụ 2 được đ a t i Rư ớ 1, sau khi

t x h t đi n thì c c baz c a Tụ ả ế ệ ự ơ ủ 2 được phân c c nh đi n tr Rự ờ ệ ở 1 làm cho T2 d nẫ bão hòa khi đó UC2 = UCE2 sat ≈0.2V Do đó d n t i t Cẫ ớ ụ 1 phóng đi n, t phóng đi n tệ ụ ệ ừ

+C1 qua T2 và R1 v -Cề 1 đ a và c c baz c a Tư ự ơ ủ 1 làm cho T1 c m, khi đó t Cấ ụ 2 đượ c

n p đi n t +Ecc qua Rạ ệ ừ C1 , +C2 qua baz Tơ 2 xu ng đ t làm cho dòng Iố ấ B2 tăng lên cao

và T2 bão hòa nhanh

Th i gian c m c a t Cờ ấ ủ ụ 1 chính là th i gian phóng đi n t Cờ ệ ụ 1 được đ a t i Rư ớ 2, sau khi

t x h t đi n thì c c baz c a Tụ ả ế ệ ự ơ ủ 1 được phân c c nh đi n tr Rự ờ ệ ở 2 làm cho T2 d nẫ bão hòa nh tr ng thái gi thi t ban đ u, hi n tư ạ ả ế ầ ệ ượng này được l p đi l p l i tu nặ ặ ạ ầ hoàn t dao đ ng.ự ộ

D ng tín hi u ra các chân nh sau: ạ ệ ở ư

Hình 3.11: D ng xung các l i raạ ở ốXét c c Bự 1 khi T1 bão hòa: UB1

= 0.6V Khi T1 c m Cấ 1 phóng

đi n làm c c Bệ ự 1 có đi n áp âmệ

(kho ng – Ecc) và đi n áp âmả ệ

này tăng d n theo hàm mũ.ầ

L i ra khi Tố 1 bão hòa Ura1 =

Ecc

C1 phãng ®iÖn

t1

C 2 phãng ®iÖn

R1 = R2 = R; C1 = C2 = C khi đó chu kỳ dao đ ng c a m ch làộ ủ ạ

u

=+ t đi n Cụ ệ

s đẽ ược n p đi n t uạ ệ ừ ra max qua R, C xu ng đ t,ố ấ

đi n áp trên t C tăng d n, khi đi n áp trên t Cệ ụ ầ ệ ụ

tăng đ n m c uế ứ C = uN > uP khi đó l i ra b khu chố ộ ế

đ i thu t toán s b l t tr ng thái tạ ậ ẽ ị ậ ạ ừ ura = u ra max

sang ura = -u ra max = u ra min , đi n áp trên c c P làệ ự

+ khi đó t C l i phóng đi n t C qua R đ n -uụ ạ ệ ừ ế ra max T phóng đi n vàụ ệ

đi n áp trên t gi m d n, khi đi n áp trên t uệ ụ ả ầ ệ ụ C = uN < uP khi đó l i ra c a b khu chố ủ ộ ế

đ i thu t toán s l t tr ng thái t uạ ậ ẽ ậ ạ ừ ra = -u ra max sang ura = u ra max tr v tr ng thái banở ề ạ

đ u và t ti p t c m ch s t dao đ ng.ầ ự ế ụ ạ ẽ ự ộ

u ra

D ng xung ra nh sau: ạ ư

Hình 3.13: D ng tín hi u ra m ch đaạ ệ ạ

hài t dao đ ng dùng khu ch đ iự ộ ế ạ

thu t toánậ

Ch n Uọ ra max = Ura min = Umax khi đó

Uđóng = -βUmax ; Ung t ắ = βUmax

Đi n áp Uệ N = UC là đi n áp bi n thiênệ ế

theo th i gian khi t phóng và n pờ ụ ạ

đi n t Uệ ừ max ho c -Uặ max qua đi n trệ ở

V i đi u ki n ban đ u Uớ ề ệ ầ N (t = 0) = Uđóng = -βUmax ,

Khi đó phương trình trên có nghi m là:ệ

21

t

U ra

0 t 1 t 2 t 3 t

N u m ch ph c t p c n có đ n đ nh cao và kh năng đi u ch nh t n s ra ngế ạ ứ ạ ầ ộ ổ ị ả ề ỉ ầ ố ười ta

s d ng các m ch ph c t p h n:ử ụ ạ ứ ạ ơ

Ví d nh khi c n có d ng xung l i ra không đ iụ ư ầ ạ ố ố

x ng, s đ dứ ơ ồ ưới đây t o ra đạ ược m ch phóngạ

n p không đ i x ng gi a R’ và R” v i R’ ạ ố ứ ữ ớ ≠R”

V i h ng s th i gian là:ớ ằ ố ờ

1 1

2

2' ln(1 R )

u ra

+ C R

R t

D 1 +

Quá trình h i ti p dồ ế ương th c hi n t ự ệ ừ ωk qua ωB nh c c tính ngờ ự ược nhau c aủ

chúng T C và đi n tr R đ h n ch dòng đi n qua c c Baz Đi n tr R t o dòngụ ệ ở ể ạ ế ệ ự ơ ệ ở ạphóng đi n cho t C (lúc T khóa) Diode Dệ ụ 1 đ lo i b xung c c tính âm trên tr t iể ạ ỏ ự ở ả

Rt sinh ra khi transistor chuy n ch đ làm vi c t m sang khóa M ch Rể ế ộ ệ ừ ở ạ 1 và D2 b oả

v transistor kh i b quá áp Các h s bi n áp xung là nệ ỏ ị ệ ố ế B và nt được xác đ nh b i côngị ở

h i ti p dồ ế ương

+ Trong kho ng th i gian 0 < t < tả ờ 1, Transistor c m do đi n áp n p trên t C: Uấ ệ ạ ụ c > 0;

T C phóng đi n qua m ch ụ ệ ạ ωB  C  R  RB -Ecc, đ n lúc tế 1 thì Uc = 0V

+ Trong kho ng tả 1 < t < t2 khi Uc chuy n qua tr ng thái giá tr 0 khi đó xu t hi n quáể ạ ị ấ ệtrình đ t bi n Blocking thu n nh h i ti p dộ ế ậ ờ ồ ế ương qua ωB, làm cho transistor mở

tr ng thái bõa hòaạ