Mạch dao động
Mạch tạo dao động là một tập hợp hoàn chỉnh của tất cả các phần của mạch giúp tạo ra dao động. Những dao động này sẽ duy trì và nên được Không bị cản trở như đã thảo luận trước đây. Chúng ta hãy thử phân tích một mạch Dao động thực tế để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của một mạch Dao động.
Mạch dao động thực tế
Một mạch Dao động thực tế bao gồm một mạch bình, một bộ khuếch đại bóng bán dẫn và một mạch phản hồi. Sơ đồ mạch sau đây cho thấy sự sắp xếp của một dao động thực tế.
Bây giờ chúng ta hãy thảo luận về các phần của mạch dao động thực tế này.
Tank Circuit - Đoạn mạch bình gồm cuộn cảm L mắc song song với tụ điện. C. Giá trị của hai thành phần này xác định tần số của mạch dao động và do đó nó được gọi làFrequency determining circuit.
Transistor Amplifier- Đầu ra của mạch bình được nối với mạch khuếch đại để các dao động tạo ra bởi mạch bình được khuếch đại ở đây. Do đó đầu ra của các dao động này được bộ khuếch đại tăng lên.
Feedback Circuit- Chức năng của mạch hồi tiếp là truyền một phần năng lượng ra cho mạch LC đúng pha. Phản hồi này là tích cực trong bộ dao động trong khi âm trong bộ khuếch đại.
Độ ổn định tần số của bộ tạo dao động
Độ ổn định tần số của dao động là thước đo khả năng duy trì tần số không đổi trong một khoảng thời gian dài. Khi hoạt động trong một thời gian dài hơn, tần số bộ dao động có thể bị lệch khỏi giá trị đã đặt trước đó bằng cách tăng hoặc giảm.
Sự thay đổi tần số dao động có thể phát sinh do các yếu tố sau:
Điểm hoạt động của thiết bị hoạt động như BJT hoặc FET được sử dụng phải nằm trong vùng tuyến tính của bộ khuếch đại. Độ lệch của nó sẽ ảnh hưởng đến tần số dao động.
Nhiệt độ phụ thuộc vào hiệu suất của các thành phần mạch ảnh hưởng đến tần số dao động.
Những thay đổi trong điện áp cung cấp một chiều được áp dụng cho thiết bị hoạt động, làm thay đổi tần số dao động. Điều này có thể tránh được nếu sử dụng nguồn điện được điều chỉnh.
Sự thay đổi trong tải đầu ra có thể gây ra sự thay đổi trong hệ số Q của mạch bình, do đó gây ra sự thay đổi tần số đầu ra của bộ dao động.
Sự hiện diện của điện dung giữa các phần tử và điện dung lạc ảnh hưởng đến tần số đầu ra của bộ dao động và do đó ổn định tần số.
Tiêu chí Barkhausen
Với kiến thức chúng ta có cho đến bây giờ, chúng ta đã hiểu rằng một mạch dao động thực tế bao gồm một mạch tăng, một mạch khuếch đại bóng bán dẫn và một mạch phản hồi. vì vậy, bây giờ chúng ta hãy cố gắng tìm hiểu khái niệm về bộ khuếch đại phản hồi, để tìm ra độ lợi của bộ khuếch đại phản hồi.
Nguyên lý của Bộ khuếch đại phản hồi
Một bộ khuếch đại hồi tiếp thường bao gồm hai phần. Họ làamplifier và feedback circuit. Mạch hồi tiếp thường gồm các điện trở. Khái niệm bộ khuếch đại hồi tiếp có thể được hiểu trong hình dưới đây.
Từ hình trên, độ lợi của bộ khuếch đại được biểu diễn là A. Độ lợi của bộ khuếch đại là tỉ số giữa điện áp đầu ra Vo và điện áp đầu vào V i . Mạng phản hồi trích một điện áp V f = β V o từ đầu ra V o của bộ khuếch đại.
Điện áp này được thêm vào cho phản hồi dương và trừ đi cho phản hồi tiêu cực, từ điện áp tín hiệu V s .
Vì vậy, để có phản hồi tích cực,
V i = V s + V f = V s + β V o
Đại lượng β = V f / V o được gọi là tỷ số phản hồi hoặc phần phản hồi.
Đầu ra V o phải bằng điện áp đầu vào (V s + βV o ) nhân với độ lợi A của bộ khuếch đại.
Vì thế,
$$ (V_s + \ beta V_o) A = V_o $$
Hoặc là
$$ AV_s + A \ beta V_o = V_o $$
Hoặc là
$$ AV_s = V_o (1 - A \ beta) $$
vì thế
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Gọi A f là độ lợi tổng thể (độ lợi khi có phản hồi) của bộ khuếch đại. Điều này được định nghĩa là tỷ số giữa điện áp đầu ra V o với điện áp tín hiệu đặt vào V s , tức là
$$ A_f = \ frac {Đầu ra \: Điện áp} {Đầu vào \: Tín hiệu \: Điện áp} = \ frac {V_o} {V_s} $$
Rrom hai phương trình trên, chúng ta có thể hiểu rằng, phương trình độ lợi của bộ khuếch đại hồi tiếp có phản hồi dương được cho bởi
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Ở đâu Aβ là feedback factor hoặc là loop gain.
Nếu Aβ = 1 thì A f = ∞. Do đó độ lợi trở thành vô cùng, tức là có đầu ra mà không có đầu vào. Nói cách khác, bộ khuếch đại hoạt động như một Bộ tạo dao động.
Điều kiện Aβ = 1 được gọi là Barkhausen Criterion of oscillations. Đây là một yếu tố rất quan trọng luôn được ghi nhớ trong khái niệm về Bộ tạo dao động.