Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH GHIM ÁP (Mạch kẹp - cl a m p e r s) Ðây là mạch ñổi mức DC (một chiều) của tín hiệu. Mạch phải có một tụ ñiện, một diode và một ñiện trở. Nhưng mạch cũng có thể có một nguồn ñiện thế ñộc lập. Trị số của ñiện trở R và tụ ñiện C phải ñược lựa chọn sao cho thời hằng τ =RC ñủ lớn ñể hiệu thế 2 ñầu tụ giảm không ñáng kể khi tụ phóng ñiện (trong suốt thời gian diode không dẫn ñiện). Mạch ghim áp căn bản như hình 1.27 Dùng kiểu mẫu diode lý tưởng ta thấy: - Khi t: 0 → T/2 diode dẫn ñiện,tụ C nạp nhanh ñến trị số V và v 0 =0V - Khi t: T/2 → T, diode ngưng, tụ phóng ñiện qua R. Do τ =RC lớn nên C xả ñiện không ñáng kể, (thường người ta chọn T ≤ 10 τ ). Lúc này ta có: v 0 =-2V Ðiểm cần chú ý là trong mạch ghim áp biên ñộ ñỉnh ñối ñỉnh của vi và v o luôn bằng nhau. Sinh viên thử xác ñịnh v 0 của mạch ñiện hình 1.29 1.6. MẠCH DÙNG DIODE ZE N E R : 1.6.1 Diode zener với ñiện thế ngõ vào vi và tải RL cố ñ ị nh . 1.6.2 Nguồn vi cố ñịnh và RL thay ñ ổi. 1.6.3 Tải RL cố ñịnh, ñiện thế ngõ vào vi thay ñ ổi. Cũng tương tự như diode chỉnh lưu, với diode zener ta cũng dùng kiểu mẫu gần ñúng trong việc phân giải mạch: Khi dẫn ñiện diode zener tương ñương với một nguồn ñiện thế một chiều v z (ñiện thế zener) và khi ngưng nó tương ñương với một mạch hở. 1.6.1. Diode zener với ñiện thế ngõ vào v i và tải R L cố ñ ị nh Mạch căn bản dùng diode zener có dạng như hình 1.30 Khi v i và R L cố ñịnh, sự phân tích mạch có thể theo 2 bước: - Xác ñịnh trạng thái của diode zener bằng cách tháo rời diode zener ra khỏi mạch và tính hiệu thế V ở hai ñầu của mạch hở Công suất tiêu tán bởi diode zener ñược xác ñịnh bởi P z =V z .I z (1.23) Công suất này phải nhỏ hơn công suất tối ña P ZM =V Z I ZM của diode zener (I ZM : dòng ñiện tối ña qua zener mà không làm hỏng) Diode zener thường ñược dùng trong các mạch ñiều hòa ñiện thế ñể tạo ñiện thế chuẩn. Mạch hình 1.30 là 1 mạch ñiều hòa ñiện thế ñơn giản ñể tạo ra ñiện thế không ñổi ở 2 ñầu R L . Khi dùng tạo ñiện thế chuẩn, ñiện thế zener như là một mức chuẩn ñể so sánh với một mức ñiện thế khác. Ngoài ra diode zener còn ñược sử dụng rộng rãi trong các mạch ñiều khiển, bảo vệ 1.6.2. Nguồn V i cố ñịnh và R L thay ñ ổi Khi V i cố ñịnh, trạng thái ngưng hoặc dẫn của diode zener tùy thuộc vào ñiện trở tải R L Do R cố ñịnh, khi Diode zener dẫn ñiện, ñiện thế V R ngang qua ñiện trở R sẽ cố ñịnh: V R =Vi - Vz Do ñó dòng I R cũng cố ñịnh: Dòng I Z sẽ nhỏ nhất khi I L lớn nhất. Dòng I Z ñược giới hạn bởi I ZM do nhà sản xuất cho biết, do ñó dòng ñiện nhỏ nhất qua R L là I Lmin phải thỏa mãn: Cuối cùng khi V i cố ñịnh, R L phải ñược chọn trong khoảng R Lmin và R Lmax 1.6.3. Tải R L cố ñịnh, ñiện thế ngõ vào V i thay ñ ổi Xem lại hình 1.30 Nếu ta giữ R L cố ñịnh, vi phải ñủ lớn thì zener mới dẫn ñiện. Trị số tối thiểu của V i ñể zener có thể dẫn ñiện ñược xác ñịnh bởi: . hình 1 .30 Khi v i và R L cố ñịnh, sự phân tích mạch có thể theo 2 bước: - Xác ñịnh trạng thái của diode zener bằng cách tháo rời diode zener ra khỏi mạch và tính hiệu thế V ở hai ñầu của mạch hở Công. suất tiêu tán bởi diode zener ñược xác ñịnh bởi P z =V z .I z (1. 23) Công suất này phải nhỏ hơn công suất tối ña P ZM =V Z I ZM của diode zener (I ZM : dòng ñiện tối ña qua zener mà không làm hỏng) Diode. Chương 3: THIẾT KẾ MẠCH GHIM ÁP (Mạch kẹp - cl a m p e r s) Ðây là mạch ñổi mức DC (một chiều) của tín hiệu. Mạch phải có một tụ ñiện, một diode