Mạch xung - Bộ tạo dao động chặn

Một bộ dao động là một mạch cung cấp một alternating voltage hoặc là current by its own, mà không có bất kỳ đầu vào nào được áp dụng. Một Oscillator cần mộtamplifier và cũng là một feedbacktừ đầu ra. Phản hồi được cung cấp phải là phản hồi tái tạo cùng với một phần của tín hiệu đầu ra, chứa một thành phần trong tín hiệu đầu ra, cùng pha với tín hiệu đầu vào. Một bộ tạo dao động sử dụng phản hồi tái tạo để tạo ra đầu ra không phải dạng lồi được gọi làRelaxation Oscillator.

Chúng ta đã thấy bộ dao động thư giãn UJT. Một loại dao động thư giãn khác là dao động chặn.

Bộ tạo dao động chặn

Bộ tạo dao động chặn là một bộ tạo dạng sóng được sử dụng để tạo ra các xung hẹp hoặc xung kích hoạt. Trong khi có phản hồi từ tín hiệu đầu ra, nó sẽ chặn phản hồi, sau một chu kỳ, trong một thời gian nhất định trước. Tính năng này củablocking the output trong khi được an oscillator, lấy bộ dao động chặn tên cho nó.

Trong cấu tạo của một bộ dao động chặn, bóng bán dẫn được sử dụng như một bộ khuếch đại và máy biến áp được sử dụng để phản hồi. Máy biến áp được sử dụng ở đây là mộtPulse transformer. Ký hiệu của máy biến áp xung như hình bên dưới.

Biến áp xung

Máy biến áp xung là một máy biến áp ghép một nguồn năng lượng điện hình chữ nhật với tải. Giữ nguyên hình dạng và các đặc tính khác của xung. Họ là máy biến áp dải rộng vớiminimum attenuation và không hoặc tối thiểu phase change.

Đầu ra của máy biến áp phụ thuộc vào điện tích và phóng điện của tụ điện được kết nối.

Phản hồi tái tạo được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng biến áp xung. Đầu ra có thể được đưa trở lại đầu vào trong cùng một pha bằng cách chọn đúng các cực của cuộn dây của máy biến áp xung. Bộ tạo dao động chặn là một bộ dao động chạy tự do được tạo ra bằng cách sử dụng một tụ điện và một máy biến áp xung cùng với một bóng bán dẫn duy nhất bị cắt trong phần lớn chu kỳ làm việc tạo ra các xung tuần hoàn.

Sử dụng bộ dao động chặn, có thể thực hiện các hoạt động Astable và Monostable. Nhưng hoạt động Bistable là không thể. Hãy để chúng tôi đi qua chúng.

Bộ tạo dao động chặn đơn nhất

Nếu bộ dao động chặn cần một xung đơn, để thay đổi trạng thái của nó, nó được gọi là mạch dao động chặn đơn ổn. Các bộ dao động chặn Monostable này có thể có hai loại. họ đang

Bộ dao động chặn đơn nhất với thời gian cơ sở
Bộ dao động chặn đơn nhất với thời gian phát

Trong cả hai điều này, một điện trở định thời R điều khiển độ rộng cổng, khi được đặt trong đế của bóng bán dẫn sẽ trở thành mạch định thời cơ sở và khi đặt trong bộ phát của bóng bán dẫn trở thành mạch định thời phát.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy thảo luận về hoạt động của Bộ đa vi mạch đơn ổn định thời gian cơ sở.

Transistor được kích hoạt Bộ dao động chặn đơn ổn với thời gian cơ sở

Một bóng bán dẫn, một biến áp xung để phản hồi và một điện trở trong đế của bóng bán dẫn tạo thành mạch của một bóng bán dẫn được kích hoạt Bộ dao động chặn Monostable với thời gian cơ sở. Máy biến áp xung được sử dụng ở đây có tỷ lệ vòng dây làn: 1 nơi mạch cơ sở có nlần lượt cho mỗi lượt trên mạch thu. Điện trở R được mắc nối tiếp với đế của bóng bán dẫn điều khiển thời gian xung.

Ban đầu bóng bán dẫn ở trạng thái TẮT. Như trong hình dưới đây, VBB được coi là 0 hoặc quá thấp, mức này không đáng kể.

Điện áp tại bộ thu là V _CC , vì thiết bị đang TẮT. Nhưng khi một kích hoạt âm được áp dụng tại bộ thu, điện áp sẽ giảm. Do các cực của cuộn dây của máy biến áp, điện áp bộ góp giảm xuống, trong khi điện áp cơ bản tăng lên.

Khi điện áp cơ bản đến máy phát trở nên lớn hơn điện áp cắt, tức là

$$ V_ {BE}> V_ \ gamma $$

Sau đó, một dòng điện cơ bản nhỏ được quan sát thấy. Điều này làm tăng dòng điện của bộ thu và làm giảm điện áp bộ thu. Hành động này tích lũy thêm, làm tăng dòng điện của bộ thu và giảm điện áp bộ thu hơn nữa. Với hành động phản hồi tái tạo, nếu độ lợi vòng lặp tăng lên, bóng bán dẫn sẽ nhanh chóng bão hòa. Nhưng đây không phải là một trạng thái ổn định.

Khi bóng bán dẫn đi vào trạng thái bão hòa, dòng thu tăng và dòng cơ bản không đổi. Bây giờ, dòng điện thu từ từ bắt đầu sạc tụ điện và điện áp tại máy biến áp giảm. Do các cực của cuộn dây máy biến áp, điện áp cơ bản tăng lên. Điều này làm giảm dòng điện cơ bản. Hành động tích lũy này, ném bóng bán dẫn vào tình trạng cắt, đó là trạng thái ổn định của mạch.

Các output waveforms như sau -

Chính disadvantagecủa mạch này là độ rộng xung đầu ra không thể được duy trì ổn định. Chúng tôi biết rằng dòng điện thu là

$$ i_c = h_ {FE} i_B $$

Vì h _FE phụ thuộc vào nhiệt độ và độ rộng xung thay đổi tuyến tính với điều này, độ rộng xung đầu ra không thể ổn định. Ngoài ra h _FE thay đổi theo bóng bán dẫn được sử dụng.

Dù sao đi nữa, nhược điểm này có thể được loại bỏ nếu điện trở được đặt trong bộ phát, có nghĩa là giải pháp là emitter timing circuit. Khi điều kiện trên xảy ra, bóng bán dẫn TẮT trong mạch định thời bộ phát và do đó thu được một đầu ra ổn định.

Bộ tạo dao động chặn linh hoạt

Nếu bộ dao động chặn có thể thay đổi trạng thái tự động, nó được gọi là mạch dao động chặn Astable. Các bộ dao động chặn Astable này có thể có hai loại. họ đang

Bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode
Bộ dao động chặn Astable điều khiển RC

Trong bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode, một diode đặt trong bộ thu sẽ thay đổi trạng thái của bộ dao động chặn. Trong khi ở trong bộ dao động chặn Astable được điều khiển RC, một điện trở định thời R và tụ điện C tạo thành một mạng trong phần bộ phát để điều khiển thời gian xung.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy thảo luận về hoạt động của bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng Diode.

Bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode

Bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode chứa một biến áp xung trong mạch thu. Một tụ điện được kết nối giữa thứ cấp của máy biến áp và đế của bóng bán dẫn. Máy biến áp sơ cấp và diode được kết nối trong bộ thu.

An initial pulse được đưa ra tại bộ thu của bóng bán dẫn để bắt đầu quá trình và từ đó no pulses are requiredvà mạch hoạt động như một Bộ điều khiển đa năng linh hoạt. Hình dưới đây cho thấy mạch của một bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode.

Ban đầu bóng bán dẫn ở trạng thái TẮT. Để bắt đầu mạch, một xung kích hoạt âm được áp dụng tại bộ thu. Diode có cực dương được kết nối với bộ thu, sẽ ở trạng thái phân cực ngược và sẽ TẮT khi áp dụng xung kích hoạt âm này.

Xung này được áp dụng cho máy biến áp xung và do các cực của cuộn dây (như được chỉ ra trong hình), cùng một lượng điện áp được tạo ra mà không có bất kỳ sự đảo pha nào. Điện áp này chạy qua tụ điện về phía đế, đóng góp một số dòng điện cơ bản. Dòng cơ bản này, phát triển một số điện áp cơ bản đến điện áp phát, khi vượt qua điện áp cắt, đẩy bóng bán dẫn Q ₁ sang BẬT. Bây giờ, dòng điện góp của bóng bán dẫn Q ₁ tăng lên và nó được áp dụng cho cả diode và máy biến áp. Diode ban đầu TẮT sẽ BẬT bây giờ. Điện áp được cảm ứng vào cuộn sơ cấp của máy biến áp tạo ra một số điện áp vào cuộn thứ cấp của máy biến áp, sử dụng điện áp này tụ điện bắt đầu sạc.

Vì tụ điện sẽ không cung cấp bất kỳ dòng điện nào trong khi nó đang được sạc nên dòng điện cơ bản i _B ngừng chạy. Điều này làm cho bóng bán dẫn Q ₁ TẮT. Do đó trạng thái bị thay đổi.

Bây giờ, điốt đã BẬT, có một số điện áp trên nó, được áp dụng cho sơ cấp của máy biến áp, được cảm ứng thành thứ cấp. Bây giờ, dòng điện chạy qua tụ điện làm cho tụ điện phóng điện. Do đó, dòng điện cơ sở i _B chạy làm BẬT bóng bán dẫn một lần nữa. Các dạng sóng đầu ra như hình dưới đây.

Khi diode giúp bóng bán dẫn thay đổi trạng thái của nó, mạch này được điều khiển bằng diode. Ngoài ra, vì xung kích hoạt chỉ được áp dụng tại thời điểm bắt đầu, trong khi mạch liên tục tự thay đổi trạng thái của nó, mạch này là một bộ dao động Astable. Do đó tên bộ dao động chặn Astable được điều khiển bằng diode được đưa ra.

Một loại mạch khác sử dụng kết hợp R và C trong phần phát của bóng bán dẫn và nó được gọi là mạch dao động chặn Astable điều khiển RC.