giáo trình kỹ thuật xung

Giáo trình đưa ra các khái niệm cơ bản về kỹ thuật xung, các dạng xung và các mạch tạo xung cơ bản. Giáo trình được chia ra làm 4 chương: Chương 1: Tín hiệu xung và các tham sốChương 2: Biến đổi dạng xung bằng R, L, CChương 3: Mạch ghim ápChương 4: Các mạch tạo xungTrong mỗi chương đều có các bài tập thực hành giúp cho người học củng cố lại kiến thức và rèn luyện kỹ năng.

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN 2

CHƯƠNG 1: TÍN HIỆU XUNG VÀ CÁC THAM SỐ 4

1.1 KHÁI NIỆM 4

1.2 CÁC DẠNG XUNG CƠ BẢN 5

1.3 CÁC THÔNG SỐ CỦA TÍN HIỆU XUNG 6

1.3.1 Chu kỳ xung - Tần số xung 7

1.3.2 Độ rỗng và hệ số đầy của xung 7

1.3.3 Độ rộng sườn trước, độ rộng sườn sau 7

1.4 CÁC DẠNG HÀM CƠ BẢN 8

1.4.1 Hàm bước đơn vị (Unit – Step Funtion) 8

1.4.2 Hàm đột biến (Sudden Impulse Function) 8

1.4.3 Hàm đơn vị (Unit – Impulse Funtion) hay xung Dirac 8

1.4.4 Xung chữ nhật (Regtanglar Impulse) 9

1.4.5 Hàm dốc (Ramp Function) 9

1.4.6 Hàm mũ (Exponential Function) 9

1.5 BÀI TẬP THỰC HÀNH 10

CHƯƠNG 2: BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG BẰNG R, L , C 11

2.1 KHÁI QUÁT VỀ BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG 11

2.2 MẠCH LỌC THỤ ĐỘNG 12

2.2.1 Mạch lọc thông cao 12

2.2.1.1 Mạch lọc thông cao dùng RC 12

2.2.1.2 Mạch lọc thông cao dùng RL 13

2.2.2 Mạch lọc thông thấp 13

2.2.2.1 Mạch lọc thông thấp RC 14

2.2.2.2 Mạch lọc thông thấp dùng RL 15

2.2.2.3 Mạch lọc thông thấp dùng LC 15

Trang 2

2.2.3 Mạch tích phân và mạch vi phân 15

2.2.3.1 Mạch vi phân 15

2.2.3.1.1 Mạch vi phân dùng RC 15

2.2.3.1.2 Mạch vi phân RL 16

2.2.3.1.3 Mạch vi phân dùng Op-amp 17

2.2.3.2 Mạch tích phân 17

2.2.3.2.1 Mạch tích phân dùng RC 18

2.2.3.2.2 Mạch tích phân RL 18

2.2.3.2.3 Mạch tích phân dùng Op-amp 19

2.2 BÀI TẬP THỰC HÀNH 20

CHƯƠNG 3: MẠCH GHIM ÁP 25

3.1 VAI TRÕ CỦA MẠCH GHIM 25

3.2 CÁC LOẠI MẠCH GHIM 25

3.2.1 Mạch ghim đỉnh trên 25

3.2.1.1 Mạch ghi đỉnh trên với tín hiệu vào là xung vuông 26

3.2.1.2 Mạch ghi đỉnh trên với tín hiệu vào là xung sin 27

3.2.2 Mạch ghim đỉnh dưới 28

3.2.2.1 Mạch ghim đỉnh dưới với tín hiệu vào là xung vuông và Vdc dương 28

3.2.2.2 Mạch ghim đỉnh dưới với tín hiệu vào là xung sin và Vdc âm 30 3.3 BÀI TẬP THỰC HÀNH 30

CHƯƠNG 4: CÁC MẠCH TẠO XUNG 33

4.1 CÁC MẠCH TẠO XUNG VUÔNG 33

4.1.1 Mạch tạo xung vuông dùng IC555 33

4.1.1.1 Lý thuyết liên quan 33

4.1.1.2 Bài tập thực hành 34

4.1.2 Mạch tạo xung vuông dùng BJT 37

4.1.3 Mạch tạo xung vuông dùng KĐTT 39

Trang 3

4.2 CÁC MẠCH TẠO XUNG SIN 41

4.2.1 Mạch dao động cầu Wien 41

4.2.2 Mạch dao động dịch pha RC KĐTT 46

4.2.3 Mạch tạo xung tam giác dùng KĐTT 49

4.3 MẠCH TẠO XUNG PWM 52

4.3.1 Lý thuyết liên quan 52

4.3.2 Bài tập thực hành 53

PHỤ LỤC 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 5457

Trang 4

1

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật xung là môn học cơ bản, nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như những ứng dụng điển hình của các mạch tạo xung cơ bản Đây được coi là một môn cơ sở quan trọng trước khi tiếp cận sâu hơn vào phần kỹ thuật điện tử Môn học trang bị kiến thức nền tảng để sinh viên tiếp thu kiến thức các môn học tiếp theo như

Kỹ thuật số, điện tử nâng cao, điện tử công suất, v.v…

Giáo trình Kỹ thuật xung được biên soạn nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy

và học tập của Giảng viên và Sinh viên Giáo trình được viết dựa trên những ứng dụng thực tế, các giáo trình và tài liệu tham khảo mới nhất hiện nay giúp người đọc dễ hình dung, dễ nghiên cứu và dễ ứng dụng

Nội dung giáo trình Kỹ thuật xung gồm:

Chương 1: Tín hiệu xung và các tham số

Chương 2: Biến đổi dạng xung bằng R, L, C

Chương 3: Mạch ghim áp

Chương 4: Các mạch tạo xung

Mặc dù đã được kiểm tra cẩn thận nhưng tài liệu chắc chắn còn có sai sót Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp trong bộ môn Điện tử công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quí báu cho tài liệu này

Để giáo trình được hoàn thiện hơn nữa, nhóm tác giả chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp của bạn đọc

TÁC GIẢ

Trang 5

2

GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN

Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun:

 Vị trí: Là mô đun cơ sở nghề được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ

bản như Điện tử cơ bản, kỹ thuật mạch điện tử

 Ý nghĩa: Là mô đun bắt buộc

 Vai trò: là mô đun cơ sở ngành, là cơ sở để tiếp cận sâu hơn về phần kỹ

thuật điện tử

Mục tiêu của mô đun:

 Về kiến thức:

 Trình bày được hình dạng các kiểu xung và thông số kỹ thuật

 Trình bày được sơ đồ nguyên lý và cách tính toàn tần số của một số mạch tạo xung

 Về kỹ năng:

 Thiết kế được mạch tạo xung đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật

 Lắp ráp được một số mạch điều khiển đơn giản đạt tiêu chuẩn kỹ thuật

 Kiểm tra, sữa chữa được các mạch tạo xung đạt yêu cầu kỹ thuật

Yêu cầu về kiểm tra, đánh gía hoàn thành mô đun

 Phương pháp kiểm tra tự luận

 Phương pháp thực hành kiểm tra tại chỗ

 Thi kết thúc thực hành

Trang 6

3

YÊU CẦU VỀ VẬT TƢ, THIẾT BỊ

1 Trang thiết bị máy móc:

Trang 7

4

CHƯƠNG 1: TÍN HIỆU XUNG VÀ CÁC THAM SỐ

MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG:

Sau khi học xong chương này người học có khả năng:

 Về kiến thức: Trình bày được các khái niệm về xung điện, dãy xung, các

tham số cơ bản của tín hiệu xung và các dạng hàm cơ bản

 Về kỹ năng: Phân tích được các dạng xung

 Về thái độ: Bảo đảm an toàn cho người và thiết bị Làm việc nhóm hiệu

quả Giữ gìn vệ sinh công nghiệp

NỘI DUNG CHI TIẾT:

1.1 KHÁI NIỆM

Trong đời sống hàng ngày, con người thường xuyên phải thu nhận và trao đổi thông tin lẫn nhau Chẳng hạn những tin tức âm thanh, hình ảnh có truyền đi được là nhờ vào các hệ thống điện tử Các hệ thống này biến đổi những tin tức trên thành đại lượng điện áp hoặc dòng điện Kết quả của quá trình biến đổi điện

áp hoặc dòng điện phải tỷ lệ với lượng thông tin nguyên gốc

Ví dụ: Microphone biến đổi tiếng nói người thành tín hiệu điện

Camera biến đổi hình ảnh thành tín hiệu điện

Các tín hiệu có biên độ biến đổi theo thời gian được phân ra thành hai loại

cơ bản, đó là tín hiệu liên tục (còn gọi là tín hiệu tuyến tính hay tín hiệu tương tự)

và tín hiệu gián đoạn (còn gọi là tín hiệu xung hay số)

v(t) = Vp.Sint

Hình 1-1a: tín hiệu hình Sin

Tín hiệu hình Sin được xem là

tín hiệu tiêu biểu cho loại tín

t

Vp

-Vp

Trang 8

5

Ngày nay trong kỹ thuật vô tuyến điện, có rất nhiều thiết bị hoạt động trong một chế độ đặc biệt đó là chế độ xung Khác với những thiết bị điện tử làm việc trong chế độ liên tục, trong các thiết bị làm việc ở chế độ xung thì dòng điện hoặc điện áp tác dụng lên mạch một cách rời rạc theo một quy luật nào đó Ở những thời điểm đóng hoặc ngắt điện áp, trong mạch sẽ phát sinh quá trình quá độ phá hủy chế độ công tác tĩnh của mạch

Đặc điểm của chế độ xung: Điện áp (hay dòng điện) không tồn tại liên tục mà tồn

tại gián đoạn theo thời gian

Các ưu điểm cơ bản của thiết bị làm việc ở chế độ xung:

1- Cho phép thực hiện phép đo khoảng cách đơn giản trong các hệ thống đa xung

2 - Cho phép thực hiện mã hóa tín hiệu cho nên đảm bảo được độ bảo mật thông tin cao

3 - Tính chống nhiễu của hệ thống làm việc với tín hiệu xung cao bởi vì độ sai lệch cho phép của tín hiệu xung lớn hơn nhiều so với tín hiệu xung tương tự

4 - Cho phép thực hiện việc nén thông tin, mã hóa thông tin cho nên thực hiện ghép được nhiều kênh thông tin trên cùng một đường truyền tín hiệu

Nhiệm vụ nghiên cứu của môn học là nghiên cứu tín hiệu xung, các quá trình xung và các mạch tạo tín hiệu xung cơ bản

Các thiết bị xung được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật hiện đại như: Thông tin, điều khiển, rada, vô tuyếnn hình, máy tính điện tử, điện

tử ứng dụng

Tùy theo nhiệm vụ mà trong các thiết bị sử dụng nhiều loại sơ đồ xung khác nhau, khác nhau về nguyên tắc, cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như các tham số Tổ hợp các phương pháp, các thiết bị để tạo và biến đổi dạng xung, để biểu thị và chọn xung gọi là kỹ thuật xung

1.2 CÁC DẠNG XUNG CƠ BẢN

Xung điện là những điện áp hoặc dòng điện tồn tại trong một khoảng thời gian rất ngắn có thể so sánh với thời gian quá độ còn gọi là thời gian thiết lập TTL của mạch điện mà chúng tác động

Thời gian quá độ là thời gian để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái vật lý này sang trạng thái vật lý khác

Trang 9

6

Nếu có một dãy xung tác động lên mạch, giả thiết rằng khoảng thời gian các xung kế tiếp nhau đủ lớn so với thời gian quá độ của mạch điện Khi đó tác động của dãy xung được xem như tác động của một xung đơn Ngược lại, nếu như khoảng thời gian kế tiếp nhau giữa các xung đủ nhỏ so với quá trình quá độ của mạch điện thì ta phải nghiên cứu tác động của dãy xung như của những điện áp hoặc dòng điện có dạng phức tạp

1.3 CÁC THÔNG SỐ CỦA TÍN HIỆU XUNG

Tín hiệu xung vuông trong hình 1-1b là một tín hiệu vuông lý tưởng Trong thực tế, khó có một tín hiệu vuông mà đường biên độ tăng và đường biên độ giảm thẳng đứng (ứng tới thời gian tăng hay giảm là t = 0)

0

t Xung vuông

t Xung tam giác

t Xung hình thang

t Xung nhọn

t Xung răng cưa

t Xung hàm số mũ

Trang 10

7

1.3.1 Chu kỳ xung - Tần số xung

 on: là độ rộng xung ứng với mức điện áp cao

 off: là thời gian không có xung ứng với mức điện áp thấp

 Tx: là chu kỳ xung T = on + off

 : là tần số xung (là số lần xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian)

1.3.2 Độ rỗng và hệ số đầy của xung

Trong một chu kỳ của xung, thời gian có xung thường rất ngắn so với chu

kỳ T Người ta định nghĩa, độ rỗng của xung là tỷ số giữa chu kỳ T và độ rộng xung on

Trang 11

8

1.4 CÁC DẠNG HÀM CƠ BẢN

1.4.1 Hàm bước đơn vị (Unit – Step Funtion)

1.4.2 Hàm đột biến (Sudden Impulse Function)

1.4.3 Hàm đơn vị (Unit – Impulse Funtion) hay xung Dirac

Trang 13

10

1.5 BÀI TẬP THỰC HÀNH

Viết lại các hàm của các xung sau:

t

x1(t)

0

1

0

x2(t)

-1 0

2

x3(t)

2

t

3

x4(t)

2

1 2

0

t

………

Trang 14

11

CHƯƠNG 2: BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG BẰNG R, L , C

 Về kiến thức: Trình bày và phân tích được nguyên lý của sự thay đổi các

dạng xung qua mạch RL, RC, RLC

 Về kỹ năng: Lắp ráp được các mạch biến đổi xung sử dụng các phần tử R,

L, C Phân tích được các lỗi thường gặp trong mạch

2.1 KHÁI QUÁT VỀ BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG

Hệ thống điện tử số làm việc dựa trên những tín hiệu chỉ mang một trong hai giá trí gián đoạn là 0 hoặc 1 (mức thấp hoặc mức cao) Những tín hiệu đó được xem như là số nhị phân và là tín hiệu chuẩn được tìm thấy trong những hệ thống điện tử số ngày nay

Những tín hiệu có dạng chuỗi xung vuông là sự nối tiếp của một chuỗi mức thấp và một chuỗi mức cao Nó được tạo thành nhờ hệ thống điện tử, cụ thể là các mạch tạo xung

Nếu hệ thống điện tử cần cung cấp những chuỗi xung có tần số cao hoặc tần số thấp, ta phải dùng mạch phát xung và biến đổi dạng xung theo yêu cầu của

hệ thống Dạng mạch biến đổi dạng xung cơ bản là RC – RL - RLC (mắc nối tiếp

và song song) Tùy theo tín hiệu ngõ ra lấy trên phần tử nào mà hình thành các mạch lọc khác nhau

Trong lý thuyết về mạch lọc người ta chia ra là mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực

Trang 15

12

 Mạch lọc thông thấp : Ngăn việc truyền các tần số cao

 Mạch lọc thông cao : Loại bỏ các tín hiệu tần số thấp

 Mạch lọc thông dải : Cho phép đi qua các tần số trong băng thông nhƣng loại

bỏ (hoặc làm suy giảm) các tần số cao hoặc thấp hơn

 Mạch lọc chặn dải : Làm suy giảm các tần số trong một dãy nào đó của một tần số trung tâm nhƣng lại cho phép các tần số thấp hơn và cao hơn đi qua

 Đặc điểm của mạch lọc thông cao RC:

 Trở kháng của tụ giảm khi tần số tăng lên, với tín hiệu tần số cao thì tín hiệu ngõ vào ít bị suy hao hơn các thành phần tần số thấp

 Ở các tần số rất cao thì hầu nhƣ tụ bị ngắn mạch và tất cả các tín hiệu ngõ vào xuất hiện ở ngõ ra (trở kháng thể hiện độ cản trở tín hiệu do đó trở kháng mà càng lớn thì độ cản trở càng cao và ngƣợc lạ Đây là lý do vì sao khi có tần số cao, có ý nghĩa là f lớn thì trở kháng của tụ là Xc lại giảm)

 Ở tần số càng thấp thì tụ có trở kháng vô cùng lớn ( +∞) nên coi nhƣ hở mạch Suy ra bất kì tín hiệu nào ở ngõ vào đều không thể xuất hiện ở ngõ xa (khi f=0 thì có thể hiểu tín hiệu ngõ vào là tín hiệu một chiều Suy ra tụ không cho tín hiệu một chiều đi qua)

 Thông số của mạch lọc thông cao RC:

 Thời hằng:

 Dạng tín hiệu ra của mạch lọc thông cao RC:

Trang 16

Giống nhƣ mạch lọc thông cao, cũng thực hiện dựa trên cơ sở của mạch

RC, RL, Op-amp, thạch anh và gốm lọc Chức năng của mạch lọc tần số cao là cho qua những tín hiệu có tần số thấp và giữ lại những tín hiệu có tần số cao

Khi 𝜏 >> t1

Khi 𝜏 << t1

Trang 17

14

2.2.2.1 Mạch lọc thông thấp RC

Hình 2-4: Mạch lọc thông thấp RC

 Đặc điểm của mạch lọc thông thấp RC:

 Ở tần số cao (tức f lớn) thì XC nhỏ, do đó tín hiệu có tần số cao đi qua tụ C xuống mass Suy ra đầu ra không có tín hiệu Các vùng tần số cao (ứng với sườn lên và sườn xuống của dạng xung) bị biến dạng, tức là thành phần tần số cao bị lọc đi

 Ở tần số thấp (tức f nhỏ) thì XC lớn TÍn hiệu sẽ không đi qua C mà đi thẳng ra ngõ ra Suy ra ở đầu ra có tín hiệu Các vùng tần số không bị biến dạng, tức là thành phần tần số thấp được cho qua

 Thông số của mạch lọc thông thấp RC:

 Thời hằng:

 Dạng tín hiệu ra của mạch lọc thông thấp RC:

Giả sử tín hiệu vào là xung vuông, có chu kỳ T thì đầu ra có thể có các dạng sau:

Hình 2-5: Dạng xung ra của mạch lọc thông thấp RC

Khi 𝜏 << t1

Khi 𝜏 >> t1

Trang 18

 Ở tần số cao thì bị cuộn dây L ngăn lại tụ C cũng có nhiệm vụ ngắn mạch tần

số cáo xuống Mass Do đó ngõ ra bị triệt tiêu tần số cao

2.2.3.1.1 Mạch vi phân dùng RC

 Định nghĩa: Mạch vi phân RC là một mạch tuyến tính mà tín hiệu đầu ra tỉ lệ

vi phân với tín hiệu đầu vào theo công thức sau:

2𝜋 𝐿𝐶

Trang 19

 Điều kiện để một mạch RC trở thành một mạch vi phân là:

 Tín hiệu xung vuông qua mạch vi phân RC sẽ cho đầu ra là xung nhọn:

Hình 2-8: Dạng xung đầu ra của mạch vi phân RC 2.2.3.1.2 Mạch vi phân RL

 Định nghĩa: Mạch vi phân RL là một mạch tuyến tính mà tín hiệu đầu ra tỉ lệ

vi phân với tín hiệu đầu vào theo công thức sau:

Trang 20

17

 Điều kiện để một mạch RL trở thành một mạch vi phân là:

2.2.3.1.3 Mạch vi phân dùng Op-amp

Hình 2-9: Mạch vi phân dùng Op-amp

Mạch vi phân trong hình 2-9 mắc theo kiểu mạch đảo với mạch phân áp là

tụ C và điện trở R Tụ C là tụ đưa tín hiệu vào, R là điện trở hồi tiếp từ ngõ ra về ngõ vào, R’ thường chọn có trị số bằng điện trở R, có tác dụng bù trừ nhiệt

 Thông số của mạch vi phân dùng Op-amp

 Điện áp ra của mạch vi phân:

−

 Dạng tín hiệu đầu ra của mạch vi phân dùng Op-amp:

 Nếu tín hiệu vào là xung vuông thì tín hiệu ra sẽ là xung nhọn

 Nếu tín hiệu vào là xung tam giác thì tín hiệu ra sẽ là xung vuông

2.2.3.2 Mạch tích phân

Mạch tích phân được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật xung để điện áp và dao động biến đổi theo đường thẳng xuyến (dạng xung răng cưa) Dạng xung này được ứng dụng này được ứng dụng trong các bộ phận chỉ báo dùng ống tia điện tử của kĩ thuật Rada, đo lường và được ứng dụng trong bộ phận quét ngang, quét dọc của tuyến truyền hình Nó còn dùng để chọn xung theo độ rộng trong kĩ thuật thông tin và điều khiển Trong máy tính tương tự, nó thực hiện phép toán tích phân đối với những hàm phức tạp

𝐿

𝑅 ≫

𝑇𝑣2𝜋

Trang 21

18

2.2.3.2.1 Mạch tích phân dùng RC

 Định nghĩa: Mạch tích phân RC là một mạng 4 cực tuyến tính, tín hiệu đầu ra

tỉ lệ tích phân với tín hiệu đầu vào theo công thức:

 Điều kiện để một mạch RC trở thành một mạch tích phân là:

 Tín hiệu xung vuông qua mạch tích phân RC sẽ cho đầu ra là xung tam giác:

Hình 2-10: Dạng xung đầu ra của mạch tích phân RC 2.2.3.2.2 Mạch tích phân RL

 Định nghĩa: Mạch tích phân là một mạng 4 cực tuyến tính, tín hiệu đầu ra tỉ lệ tích phân với tín hiệu đầu vào theo công thức:

Trang 22

19

 Điều kiện để một mạch RL trở thành một mạch tích phân là:

2.2.3.2.3 Mạch tích phân dùng Op-amp

Hình 2-11: Mạch tích phân dùng Op-amp

 Thông số của mạch tích phân dùng Op-amp

 Điện áp ra của mạch tích phân:

Trang 23

Volt/Div: Time/Div:

Điểm đo:

Trang 24

Volt/Div: Time/Div:

Điểm đo:

Trang 25

22

Bài 3: Cho mạch tích phân sau:

 Tần số cắt fc của mạch (tại đó XC1 = R3):

2

 Dùng máy phát xung, cấp tín hiệu xung sin 1Vp-p, tần số 20Hz vào TP1

 Đặt que đó kênh CH1 của máy hiện sóng vào TP1 để đo tín hiệu vào và kênh CH2 vào TP2 để đo tín hiệu ra

Volt/Div: Time/Div:

Nhận xét kết quả đo:

Trang 26

23

 Theo lý thuyết dạng sóng ra có các đặc điểm sau:

 Độ lợi: Gain = R3/R1 = 10

 Độ lệch pha giữa điện áp ra và điện áp vào là 180o

 Mạch làm việc nhƣ một mạch khuếch đại đảo

 Tăng tần số của sóng vào lên 2KHz và quan sát tín hiệu ở kênh CH2:

Volt/Div: Time/Div:

Nhận xét kết quả đo: Theo lý thuyết thì tín hiệu ra sẽ có đặc điểm sau:

 Độ lợi giảm đi

Trang 27

 Dùng máy phát xung, cấp tín hiệu xung vuông 1Vp-p, tần số 100Hz

 Dùng máy phát xung, cấp tín hiệu xung tam giác 1Vp-p, tần số 100Hz

Volt/Div: Time/Div: Volt/Dive: Time/Div: Nhận xét kết quả đo:

Trang 28

25

CHƯƠNG 3: MẠCH GHIM ÁP

 Về kiến thức: Trình bày được các khái niệm về mạch ghim, nguyên lý hoạt

động của mạch ghim áp dùng diode

 Về kỹ năng: Lắp ráp được các và ghim áp Khảo sát được dạng sóng ra sau

khi bị xén hoặc ghim

3.1 VAI TRÕ CỦA MẠCH GHIM

Trong quá trình lan truyền của tín hiệu xung qua các mạch phân cách, tín hiệu bị mất thành phần một chiều mà nhiều khi chính thành phần này lại chứa tin Do đó người ta sử dụng các mạch ghim điện áp để muốn khôi phục lại tín hiệu bị mất Hoặc nhiều khi dãy tín hiệu xung có độ rộng xung không đồng nhất, khi đó thành phần một chiều của chúng sẽ khác nhau nên nếu mất thành phần một chiều thì tín hiệu sẽ không thẳng hàng Do đó người ta dùng mạch ghim để “ xếp hàng” lại xung

Về phương diện mạch điện để tạo mạch ghim điện áp người ta thường dùng mạch hạn chế dùng Diode song song Khi đó, mỗi khi Diode thông, tụ C sẽ được nạp điện rất nhanh đến mức đỉnh xung hoặc chân xung rồi sau đó giữ nguyên giá trị đó và giữ cho tín hiệu ra không thể vượt quá một mức nào đó trên hoặc dưới Mạch ghim không làm thay đổi biên độ đỉnh đỉnh của tín hiệu Có hai loại mạch ghim là : mạch ghim đỉnh trên và mạch ghim đỉnh dưới

3.2 CÁC LOẠI MẠCH GHIM

3.2.1 Mạch ghim đỉnh trên

Hình 3-1a: Mạch ghim đỉnh trên

Trang 29

26

3.2.1.1 Mạch ghi đỉnh trên với tín hiệu vào là xung vuông

Hình 3-2: Dạng tín hiệu ra của mạch ghim đỉnh trên với tín hiệu vào xung vuông

Gọi Va là điện thế tại anode, Vk là điện thế tại cathode và VC là điện áp trên

tụ

Giả sử ban đầu điện áp trên tụ VC = 0 và coi diode là lý tưởng  VD=0V

 Trong khoảng từ 0 < t < t1, ta thấy Va > Vk  diode dẫn (mạch hình 3-1a thành mạch hình 3-1b)  Vout = Vdc.Trong khoảng thời gian này tụ C nạp qua diode nên đầy tức thì với giá trị VC = Vin – Vdc = Vm – Vdc

Hình 3-1b: Mạch ghim đỉnh trên khi diode dẫn

Trang 30

27

 Trong khoảng thời gian t1 < t < t2, ta thấy Va < Vk  diode ngừng dẫn (mạch hình 3-1a thành mạch hình 3-1c) Khoảng thời gian này tụ C xả tuy nhiên vì không có thành phần tải nên tụ xả không đáng kể  coi VC là hằng số trong khoảng thời gian từ t1 đến t2  VC = Vm – Vdc Mà theo Kirchhoff 2 ta có Vout

= Vin – VC = -Vm – (Vm – Vdc) = -2Vm + Vdc

Hình 3-1c: Mạch ghim đỉnh trên khi diode dẫn

Tương tự với các chu kỳ tiếp theo

3.2.1.2 Mạch ghi đỉnh trên với tín hiệu vào là xung sin

Hình 3-3: Dạng tín hiệu ra của mạch ghim đỉnh trên khi tín hiệu vào xung sin

Giả sử ban đầu điện áp trên tụ VC = 0 và coi diode là lý tưởng  VD=0V

Định dạng
Số trang	61
Dung lượng	1,57 MB