T2 T1 C1 20nF C2 20nF + C3 1uF + C4 1uF + C0 2.2uF T3 +V 6V Rc1 1k Rb2 100k Rb1 100k Rc2 1k Rb3 220k RC3 1k R 100 RE 100 MẠCH DAO ĐỘNG TẠO XUNG VUÔNG VÀ XUNG RĂNG CƯA I. Sơ đồ nguyên lý. Giá trị linh kiện Ic bh =6mA 0.5 V÷0.7V βmin = 100 R E = 100Ω U CEbh = 0.1V÷ 0.2V Ucc = 6V I. Sơ đồ lắp ráp: Trên bộ mạch chúng ta sử dụng : 8 khuyết theo chiều dọc 12 khuyết theo chiều ngang tụ C 1 ,C 2 , C 3 ,C 4 dùng 3 khuyết tụ C 0 dùng 2 khuyết các đèn T 1 ,T 2 ,T 3 dùng 3 khuyết thẳng hàng các điện trở R c1 ,R b1 , R c2 ,R b2 dùng 2 khuyết thẳng hàng R E dùng 2 khuyết. a.Sơ đồ lắp ráp các đèn theo chiều ngang: b.Sơ đồ lắp ráp các đèn theo chiều dọc: II. Tính toán các số liệu của mạch: Căn cứ vào sơ đồ và số liệu đã cho ta có: I Ebh ≈ I cbh => Rc = ( Ucc- 2.I cbh .R E - U CEbh )\I cbh = (6V-2*6mA*100Ω- 0.15V)/ 6mA = 775Ω R b = (Ucc- U BEbh - I cbh .R E )/Ibbh = (Ucc-U BEbh -Icbh.R E )/ I cbh * β = (6V- 0.65- 6mA*100Ω)/ 6mA* 100 = 79 kΩ thực tế ta chọn Rc 1 = Rc 2 = 1kÙ, R b1 = R b2 = 100kΩ VI. Nguyên lý hoạt động. Các đèn T 1 và T 2 làm việc ở chế độ bão hoà Đèn T 3 làm việc ở chế độ khuyếch đại. Khi đèn làm việc ở chế độ bão hoà, có 2 trạng thái: - trạng thái tắt hoàn toàn: U BE ≤ 0, U CE ≈ E - trạng thái thông bão hoà: U BE ≥ U BEm , U CE ≈ 0V. Quá trình này tương đương đóng mở khoá gọi là khoá điện tử. Chuyển đèn từ trạng thái tắt sang trạng thái thông thì phải đặt vào B một xung đột biến dương tới mức làm cho U BE ≥ U BEmax . Ngược lại, muốn chuyển từ trạng thái thông sang trạng thái tắt thì phải đặt vào B một xung đột biến tới mức U BE ≤ 0V. 1. Mạch tạo dao động xung vuông: Mạch tạo dao động xung vuông là mạch tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, mạch này thường là do 2 khoá điện tử vòng đầu ra của 1 khoá này ghép với đầu về của khoá kia. Điều kiện: T 1 = T 2 Rc 1 = Rc 2 = Rc R B1 = R B2 = R B R B ≤ β min .Rc C 1 =C 2 =C Mạch tạo dao động xung vuông cân đối. Nguyên lý hoạt động của mạch có thể được tóm tắt như sau: a. Quá trình thiết lập. Giả thiết khi đóng nguồn ta có I c1 > I c2 tương đương với U c1 < U c2 ( do cấu tạo đèn lệch). U c1 giảm thông qua tụ C 1 đặt vào B của T 2 làm cho U BET2 giảm, khi U BET2 giảm thì I cT2 giảm , U CT2 tăng thông qua tụ C 2 đặt vào B của T 1 làm U BET1 tăng, kéo theo I cT2 tăng, U cT1 giảm thông qua tụ C 1 đặt vào cực B của T 2 làm cho U BET2 giảm, U cT2 tăng lại thông qua C 2 đặt vào cực B của T 1 làm cho U BET1 tăng…… Cứ như vậy quá trình này lặp đi lặp lại, xẩy ra rất mau và nhanh chóng xác định chế độ ổn định , nghĩa là T 1 thông hoàn toàn và T 2 tắt hoàn toàn. b. Quá trình chuyển trạng thái. Khi T 1 dẫn hoàn toàn ta có C 2 nạp, C 1 phóng. C2 nạp theo đường: +Ec→ R c2 →C 2 → R BET1 → –Ec. C1 phóng theo đường: +C → R CET1 →R inguồn →R B2 → –C Trong quá trình nàp C 2 làm cho U BET1 giảm vì âm tăng, quá trình phóng làm cho U BET2 tăng vì âm giảm. Khi C 1 phóng thì U BET2 tăng dần tới mức U mở dẫn đến T 2 lại thông, như vậy có vòng hồi tiếp C nọ B kia củađèn. Hiện tượng này xảy ra nhanh chóng, ta có U CT2 giảm thông qua C 2 đặt vào cực B của T 1 làm cho U BET1 giảm ⇒ I CT1 giảm, U CT1 tăng ⇒ U BET2 tăng, I CT2 tăng. U CT2 giảm thông qua C 2 làm cho U BET1 giảm. Quá trình diễn biến xảy ra cuối cùng T 1 tắt hoàn toàn, U CT1 ≈ Ecc, T 2 thông hoàn toàn U CT2 ≈ 0V. Khi T 2 thông thì C 1 nạp, C 2 phóng, kết quả T 2 ngưng dẫn, T 1 thông bão hoà. Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vây, ở đầu ra ta thu được xung vuông. Hằng số thời gian phóng của C 1 là: τ p hóng = C 1 .R B1 Hằng số thời gian nạp của C2 là: τ n ạp = C 2 .R C2 Vì R B1 >>R c2 nên τ phóng >> τ nạp , do đó quá trình sẽ kết thúc khi tụ phóng gần hết nên chu kỳ xung được tính: T = 2*0.7*τ phóng =1.4*R B *C Biên độ xung ra được xác định gần đúng bằng giá trị nguồn cung cấp. 2. Mạch tạo dao động xung răng cưa: Nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung răng cưa cũng tương tự như mạch tạo xung vuông, nhưng khác ở chỗ là để tạo xung răng cưa ta nối tụ C o , tín hiệu tại cực C của T 2 có dạng răng cưa(điện trở ra của tầng tạo xung vuông và tụ C o tạo thành một mạch tích phân). Xung răng cưa được khuyếch đại và sửa dạng nhờ T 3 . Tín hiệu ra tại cực C của T 3 là xung răng cưa yêu cầu. V.Quá trình điều chỉnh. Nguyên tắc điều chỉnh: chỉnh xung vuông trước, chỉnh xung răng cưa sau. 1. Chỉnh xung vuông: a. Quá trình chỉnh tĩnh: Đầu tiên cắt bỏ C o và C 2 ( chọn T 1 và T 2 bằng nhau về hệ số khuyếch đại bằng phương pháp đo điện áp: đo U CET1 ,U CT2 , trong bài ta chọn sẵn T 1 và T 2 là loại C828). Sau đó chỉnh cho T 1 , T 2 thông bão hoà: chọn R B hợp lý sao cho điện áp U CE cỡ 0.1 ÷ 0.2V là được(thực tế đo được 0.15V), trong mạch ta chọn R B =100kΩ Tiếp theo nối C 2 vào, cắt đầu âm C 3 sau đó đo xoay chiều của đầu tụ so với đất nếu lên đến 1 ÷ 3V xoay chiều(thực tế đo được 2V) thì coi mạch đã tự dao động (quá trình đo trên dựa vào kinh nghiệm thực tế). Sau khi có xoay chiều đầu âm của C 3 ta chỉnh một chiều của T 3 cũng bằng cách đo U CET3 , nếu U CET3 cỡ 0.2 ÷ 1V là được( thực tế đo được 0.5V). Nối C 3 vào, đo xoay chiều đầu âm của tụ C 4 so với đất nếu điện áp lên đến cỡ 2 ÷ 3V là được( thực tế đo được 2V). Tiếp theo đưa vào oscillo kiểm tra dạng xung và tiếp tục chỉnh động. b. Qúa trình chỉnh động: Với giá trị linh kiện ban đầu, xung nhận được trên oscillo có dạng bị lệch xung dương lớn hơn xung âm, méo và biên độ lớn hơn 5V. Đầu tiên ta chỉnh lệch sau đó đến chỉnh méo và cuối cùng là chỉnh biên độ. Chỉnh lệch: giữ không đổi C, tăng R B2 lên. R B2 = 100kΩ + 10kΩ + 10kΩ +10kΩ +5kΩ = 135kΩ Chỉnh méo: điều chỉnh RBT3 theo xu hướng tăng. R BT3 = 220kΩ + 15kΩ = 235kΩ Chỉnh biên độ: để chỉnh biên độ ta điều chỉnh R ET3 . do biên độ lớn ta phải tăng R E làm tăng hồi tiếp âm do đó làm giảm biên độ. R ET3 = 100Ω +10Ω +50Ω = 160Ω 2. Chỉnh xung răng cưa: a.Quá trình chỉnh tĩnh: - Đầu tiên thay giá trị số đúng sơ đồ - Tiếp theo thay giá trị theo quy định: R C2 =7kΩ R B3 =440kΩ R C3 =900Ω b.Quá trình chỉnh động: Nối C o xuống đất, đưa đầu đo oscillo vào chân C của T 2 . dạng xung trên màn hình là xung răng cưa biên độ vượt quá 0.5V. Muốn giảm biên độ về chuẩn mức 0.5V tăng R CT2 . Giá trị mới R CT2 = 9kΩ • Chỉnh xung răng cưa 4V: Đầu tiên chỉnh dạng xung. Xung nhận được có dạng cong vào nên tăng dần R BT3 cho đến khi nhận được xung sườn thẳng. Tiếp theo chỉnh biên độ: chỉnh tăng dần R CT2 tới giá trị 4.6kΩ khi đó biên độ đạt 4V. Khi chỉnh xung bị cắt trên nên giảm R BT3 . Khi R BT3 =440kΩ thì ta có xung đẹp. • Chỉnh xung răng cưa 5V: Chỉnh tương tự xung răng cưa 4V. Giá trị thu được là: R BT3 = 400kΩ R CT2 =6.15kΩ R CT3 =800Ω Nhận thấy xung răng cưa 5V khó chỉnh hơn xung răng cưa 4V. với giá trị thu được như trên, biên độ chỉ đặt 4.9V và xung vẫn bị cắt trên. VI.Tóm tắt số liệu thu được. 1.Xung vuông xung vuông biên độ 5V: R BT1 = 135kΩ R BT3 =235kΩ R ET3 =160Ω 2.Xung răng cưa. xung răng cưa 4V: R CT2 = 7.6kΩ R BT3 =440kΩ R CT3 =900Ω Xung răng cưa 5V: R CT2 =6.15kΩ R BT3 = 400kΩ R CT3 =800Ω . B một xung đột biến tới mức U BE ≤ 0V. 1. Mạch tạo dao động xung vuông: Mạch tạo dao động xung vuông là mạch tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, mạch. cưa: Nguyên lý hoạt động của mạch tạo xung răng cưa cũng tương tự như mạch tạo xung vuông, nhưng khác ở chỗ là để tạo xung răng cưa ta nối tụ C o , tín