Các mạch tạo tín hiệu ppsx

Các mạch tạo tín hiệuTS.. Signal generatorsNguyễn Quốc Cường Giới thiệu – Sin – Xung vuông – Răng cưa – Mạch khuếch đại sử dụng phản hồi dương còn được gọi là linear oscillator – Tạo tín

Các mạch tạo tín hiệu

TS Nguyễn Quốc Cường

Bộ môn: Kỹ thuật đo & Tin học công nghiệp

Tài liệu tham khảo

Smith, Oxford University Press, 2004 (chapter 13)

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Giới thiệu

– Sin

– Xung vuông

– Răng cưa

– Mạch khuếch đại sử dụng phản hồi dương (còn được gọi là linear oscillator)

– Tạo tín hiệu sin từ tín hiệu răng cưa

oscillator)

– bistable

– astable

Tạo tín hiệu sin

– linear oscillator

– Tạo tín hiệu sin từ tín hiệu răng cưa

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Nguyên lý tạo của mạch dao động tuyến tính

( ) ( )

1

f

A s

A s

=

Tiêu chuẩn Barkhausen

– Biểu thức đặc trưng có nghiệm trên trục jω

– Muốn tín hiệu output là “thuần” sin thì nghiệm trên trục ảo phải là duy nhất (±jω0) Ngược lại tín hiệu output sẽ là tổng của các tín hiệu sin (tín hiệu bị “méo”)

ẩm, già hóa linh kiện, )

– Nếu Aβ < 1
dao động sẽ tắt

– Nếu Aβ > 1
dao dộng sẽ có biên độ tăng

( ) ( ) ( ) ( )

0 1

ω β ω =

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Điều khiển biên độ

– Khi bật nguồn hệ số Aβ được thiết kế lớn hơn 1
dao động với biên độ tăng dần

– Khi biên độ đạt giá trị mong muốn
cần điều khiển giảm giá trị Aβ về bằng 1

– Nếu trong khi hoạt động hệ sô Aβ < 1
cần điều khiển tăng

hệ số Aβ về bằng 1

Mạch giới hạn (1)

• vI = 0

– vo = 0

– vA> 0
D1 không dẫn

– vB< 0
D2 không dẫn

• vI dương nhỏ

– vo âm nhỏ
V A giảm nhưng D1

vẫn chưa dẫn

– vB< 0
D2 vẫn không dẫn

dẫn khi vI dương lớn

dẫn khi vIâm lớn

1

5 4

f

R

v v

R

R R R R

R R

R R R R

= −

= − +

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Mạch giới hạn (2)

– vO âm lớn
vA âm lớn
D1 dẫn

– Nếu coi điện áp rơi trên D1 là VD (=0.7V) thì điện áp tại đóD1 dẫn là

– Nếu tiếp tục tăng vi, do điện áp rơi trên D1 hầu như không thay đổi (tăng rất ít) do vậy

1

1

1

R R R R

−

−

−

= − = +

 

= = − −  + 

 

2

R

R Rf D Rf R R

3 1

//

f f

R R

R

1

1

I D on

f

L v

R R

−

− =

Mạch giới hạn (3)

• Nếu vI > vI(D1-on) thì

5 4

2

2

1

R R

−

+

−

1

1

I D on

f

L v

R R

+

− =

4 1

//

f

R

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Mạch giới hạn (4)

Mạch tạo tín hiệu sin sử dụng op-amp

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Mạch dao động cầu Wien

Vtest

( ) ( )

2 1

2 1

1

1

p O

Z

L s

R R

L s

+

+

=

Mạch dao động cầu Wien (2)

Thường chọn R2/R1lớn hơn 2 một chút

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Mạch dao động cầu Wien + giới hạn biên độ

Dao động sử dụng mạch dịch pha (1)

Tạo lệch pha 1800 tại tần số f0

Khuếch đại đảo (lệch pha -1800)

Tổng góc lệch pha = 00

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Dao động sử dụng mạch dịch pha (2)

2 2

f

C RR

ω

β ω

=

v1

v2

vtest

Dao động sử dụng mạch dịch pha (3)

test

−

( )

2 2 2

2 2

=

β ω

f O

test

f

R C R s v

C RR

f

v

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Tạo tín hiệu sin từ tín hiệu chu kỳ + lọc

bộ so sánh

bộ lọc bandpass

Bộ tại dao động tín hiệu xung vuông + tam giác

– bistable multivibrator

– astable multivibrator

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Bistable – mạch trigger Smith đảo

1

1 2 1

1 2

+

−

=

+

=

+

TH

TL

R

R R R

V L

R R

L+ giá trị đầu ra lớn nhất của op-amp

L- giá trị đầu ra lớn nhất của op-amp

Bistable – mạch trigger Smith không đảo

2 1 2

−

+

= −

= −

TH

R

R R

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

So sánh sử dụng bistable

ngưỡng chống nhiễu

Bistable multivibrator (1)

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Bistable multivibrator (2)

Tạo xung vuông

Bistable multivibrator (3)

Tạo xung vuông & xung tam giác

Signal generators

Nguyễn Quốc Cường

Vi mạch 555 – sơ đồ khối

IC 555 – astable multivibrator