BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
……o0o…...
HOÀNG THẠCH CÔNG
Đề tài
LẮP RÁP MẠCH TẠO SÓNG
HIỂN THỊ TẦN SỐ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tp Hồ Chí Minh, 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
…….o0o……
HOÀNG THẠCH CÔNG
Đề tài
LẮP RÁP MẠCH TẠO SÓNG
HIỂN THỊ TẦN SỐ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ
Mã số: 102
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
THS. PHAN THANH VÂN
Tp Hồ Chí Minh, 2012
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy Phan Thanh
Vân. Thầy chính là người dẫn em đến với bộ môn Vô tuyến điện tử, đồng thời cũng
là người hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Trong suốt thời gian nghiên cứu, mặc dù rất bận rôn trong công việc, nhưng
Thầy vẫn dành thời gian và tâm huyết để hướng dẫn, giải đáp những thắc mắc cho
em để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Em cũng xin cám ơn thầy Trần Đặng Bảo Ân đã tạo điều kiện cho em trong quá
trình nghiên cứu. Thầy đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn em suốt thời gian qua.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý
đã tạo điều kiện cho em thực hiện luận văn này.
MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 8
CHƯƠNG 1 MẠCH DAO ĐỘNG .............................................................................. 10
1.1
ĐẠI CƯƠNG VỀ HỒI TIẾP ............................................................................ 11
1.2
MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG SIN ............................................................ 14
1.3
MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG VUÔNG .................................................... 16
1.4
MẠCH TẠO SÓNG RĂNG CƯA VÀ TAM GIÁC ....................................... 25
1.5
CÁC IC TẠO SÓNG ......................................................................................... 27
CHƯƠNG 2 MẠCH ĐẾM............................................................................................. 29
2.1
HỆ ĐẾM.............................................................................................................. 29
2.2
MẠCH ĐẾM ....................................................................................................... 33
CHƯƠNG 3 MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ LIÊN QUAN ..................................... 38
3.1
IC XR – 2206CP ................................................................................................. 38
3.2
IC 4060 ................................................................................................................ 41
3.3
IC 4027 ................................................................................................................ 42
3.4
IC ĐẾM – MÃ HÓA 4553 ................................................................................. 43
3.5
IC GIẢI MÃ 4543 .............................................................................................. 46
3.6
IC 4093 ................................................................................................................ 48
3.8
THẠCH ANH ..................................................................................................... 50
CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM ...................................................................................... 53
4.1
QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN .............................................................................. 53
4.2
SƠ ĐỒ KHỐI MÁY PHÁT SÓNG HIỆN TẦN SỐ ....................................... 53
4.3
MẠCH PHÁT DAO ĐỘNG .............................................................................. 54
4.4
MẠCH ĐẾM VÀ HIỆN TẦN SỐ ..................................................................... 55
CHƯƠNG 5 PHẦN MỀM ORCAD .............................................................................. 61
5.1
ORCAD VÀ CÁC PHIÊN BẢN ....................................................................... 61
5.2
OrCAD 16.0 ........................................................................................................ 62
CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ ................................................................................................. 69
CHƯƠNG 7 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 71
LỜI MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm. Do vậy, việc lồng ghép các thí
nghiệm, các bài thực hành vào trong quá trình dạy học là rất cần thiết và phù hơp
với đặc trưng của môn học. Được tận tay kiểm chứng những điều mình đã học, các
em học sinh, các bạn sinh viên có thể dễ dàng tiếp thu các khái niệm, tính chất đã
học, và sẽ làm tăng sự hứng thú, yêu thích của các bạn đối với bộ môn vật lý.
Tuy nhiên, trải qua quá trình học tập, tôi nhận thấy, để có được tất cả những
dụng cụ thí nghiệm hoàn chỉnh, thích hợp cho việc biểu diễn các hiện tượng vật lý,
hay cho các bạn học sinh, sinh viên làm quen, thực hành những kiến thức đã học là
một yêu cầu rất khó đối với cơ sở vật chất ở một số trường.
Thật ra, với những kiến thức cơ bản về điện – đện tử, chỉ cần vài linh kiện, cùng
với vài cuốn sách hướng dẫn và mỏ hàn, người giáo viên có thể tạo ra cho mình
những dụng cụ cần thiết cho việc dạy học.
Và đối với những sinh viên khoa lý của trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ
Chí Minh, những kiến thức về kỹ thuật điện – điện tử đã được các thầy cô truyền
đạt qua bộ môn Vô tuyến điện tử, một môn học hết sức cần thiết để mở rông kiến
thức về ứng dụng trong thực tế cho sinh vien Đại học Sư Phạm. Qua môn học này,
sinh viên chúng em được tìm hiểu vể những điều căn bản nhưng quan trọng của kỹ
thuật truyền thông, được tự tay lắp ráp những mạch điện, tuy đơn giản mà rất hữu
ích.
Từ sự lôi cuốn của môn học, cùng với việc nhận ra những khó khăn trong trang
thiết bị, tôi quyết định chọn đề tài “Lắp ráp mạch tạo sóng và hiển thị tần số” để
làm luận văn tốt nghiệp với mong muốn tạo ra một thiết bị có thể đáp ứng tốt yêu
cầu của những bài thực hành bộ môn vô tuyến điện, đồng thời có thể sử dụng trong
các thí nghiệm về sóng cơ hay sóng điện ở các trường trung học phổ thông.
Mục đích nghiên cứu
Thiết kế một máy phát sóng thỏa mãn hai yêu cầu:
-
Thứ nhất: Có thể thay đổi được tần số sóng phát ra.
-
Thứ hai: Sóng phát ra có tần số thật ổn định.
Đồng thời, để thuận lợi cho việc sử dụng trong các bài thí nghiệm, bài thực
hành, như thực hành đo tần số, máy cần hiển thị tần số sóng phát ra hoặc tần số của
sóng đưa vào.
Đối tượng nghiên cứu:
Kiến thức cơ bản về điện – điện tử : mạch dao động. mạch đếm, các IC…
Cách thiết kế và tạo mạch điện tử.
CHƯƠNG 1
MẠCH DAO ĐỘNG
Ngoài các mạch khuếch đại điện thế và công suất, dao động cũng là loại mạch
căn bản của ngành điện tử. Mạch dao động được sử dụng phổ biến trong các thiết bị
viễn thông. Một cách đơn giản, mạch dao động là mạch tạo ra tín hiệu, đó có thể là
một mạch khuếch đại nhưng không có tín hiệu vào mà nó tự tạo ra tín hiệu ra.
Tổng quát, người ta thường chia ra làm 2 loại mạch dao động: Dao động điều
hòa (harmonic oscillators) tạo ra các sóng sin và dao động tích thoát (thư giãn relaxation oscillators) thường tạo ra các tín hiệu không sin như răng cưa, tam giác,
vuông (sawtooth, triangular, square).
Mạch điện dao động là thông qua các phương thức tự kích để có thể biến điện áp
một chiều thành ra một điện áp biến đổi theo quy luật nhất định: sin, xung hình chữ
nhật (xuông vuông), xung tam giác, xung răng cưa....
Mạch dao động có các thông số cơ bản:
+ Tần số dao động:
• Bộ dao động siêu thấp tần: dưới 1Hz.
• Bộ dao động tần số thấp: 1Hz-3Khz (chứa âm tần).
• Bộ dao động cao tần 3Khz-3Mhz.
• Bộ dao động siêu cao tần: trên 3Khz.
+ Biên độ điện áp dao động.
+ Độ ổn định tần số.
+ Công suất ra.
+ Hiệu suất...
Nguyên lý tạo dao động:
+ Tạo dao động bằng hồi tiếp dương.
+ Tạo dao động bằng phương pháp tổng hợp mạch.
1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỒI TIẾP
1.1.1 Định nghĩa:
Hồi tiếp (Feedback) là lấy một phần năng lượng đầu ra của một mạch khuếch
đại đưa ngược về ngã vào của nó. Có thể hồi tiếp trong một tầng hoặc nhiều tầng
của mạch khuếch đại. Phần năng lương từ ngõ ra đưa lại về ngõ vào có thể là điện
áp hoặc dòng điện, vì vậy ta có hồi tiếp điện áp,hồi tiếp dòng điện.
Hình 1.1: Sơ đồ một mạch hồi tiếp.
1.1.2 Phân loại hồi tiếp:
1.1.2.1 Phân loại theo pha của tín hiệu hồi tiếp
Hồi tiếp dương: Tín hiệu hồi tiếp đồng pha với tín hiêu vào,do đó nó làm cho tín
hiệu vào lớn hơn. Hồi tiếp dương thường làm mạch khuếch đại mất ổn định, thường
được sử dụng trong mạch dao động.
Hồi tiếp âm: Tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu vào nên làm yếu tín hiệu
vào. Hồi tiếp âm có tác dụng cải thiện chất lượng mạch khuếch đại,vì thế nó được
sử dụng rộng rãi.
1.1.2.2 Phân loại theo dạng tín hiệu
Hồi tiếp một chiều: Là cho thành phân tín hiệu một chiều hồi tiếp từ ngõ ra về
ngõ vào của mạch khuếch đại (có cả thành phần xoay chiều). Hồi tiếp loại này dùng
để ổn định chế độ hoạt động của mạch khuếch đại.
Hồi tiếp xoay chiều: Là cho thành phân tín hiệu xoay chiều hồi tiếp từ ngõ ra về
ngõ vào của mạch khuếch đại (không có thành phần tín hiệu một chiều). Hồi tiếp
loại này dùng để ổn định chế độ các tham số của mạch khuếch đại.
1.1.2.3 Phân loại theo cách lấy tín hiêu hồi tiếp ở ngõ ra
Hồi tiếp điện áp: Lấy điện áp ra để tạo hồi tiếp đưa về ngõ vào.
Hồi tiếp dòng điện: Lấy dòng điện ra để tạo hồi tiếp đưa về ngõ vào.
1.1.2.4 Phân loại theo cách ghép hồi tiếp về ngỏ vào
Hồi tiếp song song: Khi điện áp nguồn tín hiệu và điện áp hồi tiếp ghép song
song với nhau (nói cách khác, khi hồi tiếp song song là tín hiểu vào và tín hiệu hồi
tiếp cùng đưa vào một cực của transistor).
Hồi tiếp nối tiếp: Khi điện áp nguồn tín hiệu và điện áp hồi tiếp ghép nối tiếp với
nhau (nói cách khác, khi hồi tiếp nối tiếp là tín hiểu vào và tín hiệu hồi tiếp cùng
đưa vào hai cực khác nhau của transistor).
1.1.3 Cách xác định hồi tiếp
Thực tế hồi tiếp trong mạch khuếch đại rất phức tạp và rất khó xác định loại hồi
tiếp, trong trường hợp đó ta có thể dùng phương pháp sau:
-
Nếu ngắn mạch tải của mạch khuếch đại mà điện áp hồi tiếp mất thì đó là hồi
tiếp điện áp.
-
Nếu hở mạch tải của mạch khuếch đại mà điện áp hồi tiếp mất thì đó là hồi
tiếp dòng điện.
-
Nếu hở mạch nguồn tín hiệu mà điện áp hồi tiếp mất thì đó là hồi tiếp nối
tiếp.
-
Nếu ngắn mạch nguồn tín hiệu mà điện áp hồi tiếp mất ở đầu vào thì đó là
hồi tiếp song song.
1.1.4 Hồi tiếp điện áp nối tiếp
Uvào
U’vào
Ura
β
Hình 1.2: Mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp.
Lấy một phần điện áp ngõ ra đưa ngược lại ngõ vào với hệ số hồi tiếp β
Gọi K’ là hệ số khuếch đại khi chưa có hồi tiếp
Gọi K là hệ số khuếch đại khi có hồi tiếp
Ta có: U’ vào = U vào + βU ra
Nên:
Cuối cùng ta được
Nếu β < 0 K < K’: điện áp đưa ngược về ngõ vào ngược pha, ta có hồi tiếp
âm. Ứng dụng làm mở rộng dải thông trong các mạch khuếch đại, tuy nhiên hệ số
khuếch đại của mạch bị giảm.
Nếu β > 0 K > K’: điện áp đưa ngược về ngõ vào cùng pha, ta có hồi tiếp
dương. Ứng dụng làm tăng hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại nhưng đồng thời
làm mạch khuếch đại kém ổn định.
Nếu βK’ = 1 K . Lúc này ta có
Khi đó dù U vào = 0 thì U ra # 0, tức là không có tín hiệu vào mạch, vẫn có tín
hiệu ra ở ngõ ra. Khi này mạch khuếch đại trở thành mạch dao động.
1.2 MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG SIN
Dao động hình sin là dạng dao động căn bản.
Các mạch dao động hình sin thường được dùng trong các hệ thống thông tin,
trong các máy đo, máy kiểm tra, trong các thiết bị y tế… Các phần tử tích cực dùng
để tạo dao động như đèn điện tử, transistor lưỡng cực UJT, FET, khuếch đại thuật
toán hoặc như diode tunel, diode gun.
-
Đèn dùng khi cần công suất ra lớn, tần số từ thấp đến rất cao.
-
Khuếch đại thuật toán khi tần số yêu cầu thấp và trung bình.
-
Transistor khi tần số yêu cầu cao.
Mạch tạo dao động hình sin có rất nhiều loại, tùy theo từng cách phân loại mà ta
có các loại mạch dao động như sau:
• Nêu ta phân loại theo phần tử tích cực:
-
Mạch dao động dùng transistor.
-
Mạch dao động dùng IC.
• Nếu phân loại theo linh kiện thụ động R, L, C:
-
Mạch dao động RC.
-
Mạch dao động LC.
• Nếu phân loại theo mạch sử dụng biến áp:
-
Mạch dao động ghép biến áp.
-
Mạch dao động không dùng biến áp.
• Nếu phân loại theo kết cấu của mạch hồi tiếp:
-
Mạch dao động 3 điểm điện cảm, 3 điểm điện dung.
-
Mạch dao động dùng cầu chữ T, chữ T kép.
-
Mạch dao động dùng khâu hồi tiếp di pha RC, CR.
-
Mạch dao động cầu Wien.
• Nếu phân loại theo linh kiện kết hợp khác:
-
Mạch dao động dùng thạch anh.
-
Mạch dao động dùng diode biến dung.
1.2.1 Mạch dao động ba điểm điện cảm (mạch dao động Hartley)
Biến áp T được quấn theo tỷ lệ 2:8 tính từ điểm nguồn +Vcc xuống, điểm giữa
biến áp cấp cho cực C transistor Q chính là điểm lấy nguồn +Vcc, đây cũng chính là
điểm mass AC, tức điểm chung của cuộn dao động, với
cấu trúc này của cuộn biến áp, tín hiệu hồi tiếp trên hai
cuộn dây từ cực thu về cực nền sẽ lệch pha 180°, hơn
nữa, mạch chúng ta đang khảo sát là mạch cực E
chung, do đó tín hiệu từ cực B ra cực C bị đảo pha
180°, góc lệch pha toàn mạch sẽ là:
Hình 1.3: Mạch dao động Hartley
(Thỏa mãn điều kiện dao động)
φ hồi tiếp : góc lệch pha giữa cuộn dây cực C và cuộn dây cực B.
φ C - B : góc lệch pha giữa cực C và cực B
Tần số dao động được tính theo công thức:
Tác dụng của các linh kiện:
-
Tụ C1: liên lạc tín hiệu cảm ứng về cực B, cách ly điện áp DC giữa cực B và
cực C transistor Q.
-
Điện trở R1: cấp dòng phân cực B cho transistor hoạt động.
-
Tụ C2: kết hợp với cuộn biến áp T hình thành mạch cộng hưởng dao động
-
Tụ C3: thoát mass tín hiệu AC, suy giảm hồi tiếp âm trên cực E transistor Q.
Điện trở R2: ổn định nhiệt cho transistor.
1.2.2 Mạch dao động ba điểm điện dung (mạch dao động Colpitts)
Trên mạch dao động ba điểm điện cảm,
điểm giữa của tín hiệu là điểm chung của
cuộn dây, bây giờ, nếu ta dùng một cuộn
dây nhưng điểm chung tín hiệu là điểm
chung tụ điện, mạch sẽ trở thành mạch dao
động ba điểm điện dung hay mạch dao động
Colpitts.
Hình 1.4: Mạch dao động Colpitts
Tần số dao động của mạch :
Trong đó: tụ C3 là tụ liên lạc tín hiệu cảm ứng về cực B,cách ly điện áp DC
giữa cực C và cực B transistor.
1.3 MẠCH DAO ĐỘNG TẠO SÓNG VUÔNG
Mạch dao động tạo sóng vuông còn được gọi là mạch dao động đa hài (vì nếu ta
khai triển Fourier của dòng điện này theo thời gian, sẽ được rất nhiều sóng hài).
Mạch dao động đa hài có nhiều loại:
Mạch hai trạng thái bền hay mạch dao động đa hài lưỡng ổn, mạch Trigger
hoặc Flip- Flop
Mạch một trạng thái bền hay mạch dao động đa hài đơn ổn, mạch dao động
đa hài đợi.
Mạch không trạng thái bền hay mạch đa hài phi ổn, mạch dao động đa hài
phiếm định, mạch đa hài tự dao động.
1.3.1 Cơ bản về sóng vuông
Các sóng vuông được tạo ra trực tiếp hoặc do sự biến đổi một dạng sóng có sẵn.
Trong mỗi chu một chu kì sóng vuông chuyển đổi từ zero đến một trị số điện áp
đỉnh nào đó (V pk ) trong một khoảng thời gian cố định, rồii lại chuyển đổi xuống
mức thấp với một khoảng thời gian cố định thứ hai. Dạng sóng mất một khoảng thời
gian hữu hạn để chuyển đổ giữa các trạng thái. Thời gian tăng từ 10% đến 90% của
V pk được gọi là thời gian tăng (rise time) và thời gian giảm từ 90% xuống còn 10%
của V pk được gọi là thời gian giảm (fall time).
Các sóng chất lượng thấp (có thời gian tăng và thời gian giảm dài) được tao ra
dễ dàng bởi các mạch tạo sóng rẻ tiền. Loại sóng này tiện lợi trong các ứng dụng
không đòi hỏi cao như điều khiển rờ-le, đèn nhấp nháy, tạo âm thanh… Các dạng
sóng vuông chất lượng cao có thời gian tăng và giảm ngắn, thường được tạo ra bở
các mạch tạo xung clock (xung đồng hồ). Loại dạng sóng này chủ yếu sử dụng cho
các IC số tác động nhanh như IC chia, đếm… cần các xung clock chính xác.
Trong mỗi chu kì của dạng sóng vuông, phần cao còn được gọi là mark và phần
thấp còn được gọi là space. Trong một sóng vuông đối xứng, các thời gian mark và
space bằng nhau và các sóng này được gòi là có tỉ số M/S bằng 1:1 hay có chu kỳ
nhiệm vù (duty cycle) là 50% (vì thời gian của mark chiếm 50% thời gian toàn chu
kỳ). Các sóng vuông không đối xứng có tỉ số M/S thay đổi trên một tầm rộng.
Space
Mark
90%
50%
Vpk
10%
Hình 1.5: Các thông dố cơ bản của sóng vuông.
Điện áp trung bình (V mean ) của mỗi dạng sóng được tính trung bình trên một chu
kỳ, bằng V pk nhân với phần trăm chu kỳ nhiệm vụ của dạng sóng. Như vậy V mean
thay đổi theo tỉ số M/S hay phần trăm chu kỳ nhiệm vụ.
1.3.2 Mạch hai trạng thái bền
1.3.2.1
Khái quát
Mạch cấu tạo gồm hai tần khuyếch đại, trong đó ngõ vào của tầng này ghép với
ngõ ra của tầng kia qua mạch RC tạo thành vòng hồi tiếp dương khép kín. Nhờ vậy
mạch luôn tồn tại ở một trong hai trạng thái bền vững, mỗi trạng thái tương ứng với
một transistor dẫn và transistor tắt, và chỉ đổi trạng thái khi có xung kích khởi từ
bên ngoài. Mạch này thường được dùng làm các thành phần trong bộ nhớ trong các
hệ thống kỹ thuật số.
1.3.2.2
Mạch hai trạng thái bền dùng BJT
Hình 1.6: Mạch dao động hai trạng thái bền dùng BJT.
Mạch được thiết kế sao cho Q1 và Q2 làm việc ở vùng dẫn bão hòa.
Nguyên lý hoạt động:
Giả sử ban đầu Q1 dẫn, Q2 tắt
Hình 1.7: Q1 dẫn.
Lúc này, dòng
tiếp tục dẫn. Đồng thời, dòng
tại cực B của transistor Q1 làm transistor Q1
tại cực B của transistor Q2 làm transistor Q2
tiếp tục tắt. Do đó, nếu không có tác động bên ngoài thì Q1 vẫn dẫn, Q2 vẫn tắt. Vì
vậy, trạng thái Q1 dẫn, Q2 tắt là trạng thái ổn định của mạch
Để thay đổi trạng thái ta cấp một xung âm vào V i làm
, lúc này Q1
ngưng dẫn làm điện thế tại
lớn
đủ lớn Q2 dẫn.
Hình 1.8: Q2 dẫn.
tại cực B của Q2 làm Q2 tiếp tục dẫn. Đồng
Lúc nay dòng
tại cực B của của transistor Q1 làm transistor Q1 tiếp tục tắt. Do
thời dòng
đó, nếu không có tác động bên ngoài thì Q2 vẫn dẫn, Q1 vẫn tắt. Vì vậy, trạng thái
Q2 dẫn, Q1 tắt là trạng thái ổn định của mạch.
Để thay đổi trạng thái ta cấp một xung dương vào V i làm
làm điện thế tại
đủ lớn Q1 dẫn
Q2 ngưng dẫn
Từ nguyên lý hoạt động ở trên, ta thấy, mạch ở hình 3.2 có hai trạng thái ổn
định. Vì vậy, mạch được gọi là mạch dao động lưỡng ổn.
Dạng điện áp vào, ra của mạch lưỡng ổn như hình 1.9
Hình 1.9: Điện áp ra của mạch lững ổ dùng BJT
1.3.3 Mạch một trạng thái bền
1.3.3.1
Khái quát
Bình thường mạch tồn tại ở trạng thái bền khi có xung kích khởi mạch chuyển
sang trạng thái không bền và sau một khoảng thời gian nhất định mạch tự động trở
về trạng thái bền (mà không cần có xung kích khởi bên ngoài). Thời gian mạch tồn
tại ở trạng thái không bền không phụ thuộc vào độ rộng xung kích khởi mà phụ
thuộc vào trị số các linh kiện trong mạch. Mạch này còn được gọi là mạch một nhịp
bởi vì một xung kích khởi chỉ tạo nên một xung nhưng bề rộng của xung lại khác
hẳn. Mạch này rất hữu dụng bởi vì nó có thể tạo ra một xung tương đối dài (hàng
chục mili giây) từ một xung hẹp.
Ví dụ một bộ vi xử lý có thể phát tín hiệu cho một thiết bị bên ngoài để in một
nội dung nào đó bằng cách truyền qua một xung. Thiết bị đầu ra cơ điện nói chung
chậm hơn bộ vi xử lý, do đó nó yêu cầu một xung tín hiệu trong một khoảng thời
gian lâu hơn. Điều này đạt được bằng một mạch giao tiếp có chứa bộ đa hài đơn ổn.
1.3.3.2
Mạch một trạng thái bền dùng transistor BJT
Hình 1.10: Mạch dao động một trạng thái bền dùng BJT
Q1 và Q2 được thiết kế để làm việc trong vùng dẫn bão hòa.
Nguyên lý hoạt động:
Hình 1.11: Q1 dẫn.
Giả sử ban đầu Q1 dẫn, Q2 tắt, mạch như hình 1.11. Lúc này, tụ C nạp năng
lượng từ nguồn qua
và mối nối BE của Q1, điện áp trên tụ có chiều như hình
3.4b, ngoài dòng nạp qua tụ dòng
còn đươc cung cấp từ nguồn qua
cho dù tụ nạp đầy thì Q1 vẫn dẫn
. Do đó,
Q2 tiếp tục tắt. Nếu không có tác
động bên ngoài thì mạch không thay đổi trạng thái. Vì vậy, trạng thái này là trạng
thái ổn định của mạch.
Để thay đổi trạng thái ta cấp một xung dương vào V i làm
đủ lớn Q2 dẫn,
tụ C đặt điện áp âm vào mối nối BE của
Q1 ngưng dẫn,
Q1 làm
mạch ở như hình 1.12
Lúc này, tụ C xả qua
và Q2 làm
điện áp trên tụ giảm dần. Sau khi tụ xả
hết, tụ tiếp tục nạp năng lượng từ nguồn
V cc qua
và Q2 điện áp trên tụ đổi
dấu và tăng dần. Mà
với
điện áp trên tụ
một lúc nào đó
là
cũng tăng dần.Tới
đủ lớn làm Q1 dẫn
Q2 tắt.
Hình 1.12: Q2 dẫn
Từ nguyên lý hoạt động đã trình bày ở trên, ta thấy trạng thái ổn định của mạch
là trạng thái Q1 dẫn, Q2 tắt. Khi có tác động bên ngoài, mạch thay đổi trạng thái
Q1 tắt, Q2 dẫn, sau một thời gian mạch tự trở về trạng thái ổn định. Do đó, trạng
thái Q1 tắt, Q2 dẫn là trạng thái không ổn định của mạch.
1.3.4 Mạch không trạng thái bền:
1.3.4.1
Khái quát
- Xem thêm -