Ch ng 5 (Ph n 2)ươ ầ
5.2. M ch t o xungạ ạ
5.2.1. Mạch tạo dạng xung RC
5.2.2 Các chuyển mạch điện tử
5.2.3. Mạch đa hài lưỡng ổn
5.2.4. Mạch đa hài đơn ổn
5.2.5. Mạc đa hài phi ổn
5.2.6. Mạch dao động đa hài dùng IC 555
5.2 Mạch tạo xung
Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc.
◦
Tín hiệu liên tục (còn được gọi là tín hiệu tuyến tính hay tương tự) là tín hiệu có
biên độ biến thiên liên tục theo thời gian.
◦
Tín hiệu rời rạc (còn được gọi là tín hiệu xung hay số) là tín hiệu có biên độ biến
thiên không liên tục theo thời gian.
Tín hiệu xung: là tín hiệu rời rạc theo thời gian.
Đặc điểm chung: là thời gian tồn tại xung rất ngắn hay sự biến thiên biên
độ từ thấp lên cao hay từ cao xuống thấp xảy ra rất nhanh.
Bản chất vật lý: dòng điện, điện áp, ánh sáng….
Hình dạng: vuông, tam giác, răng cưa, nhọn, hình thang…
5.2 Mạch tạo xung
Hình dạng xung
5.2.1. Mạch tạo dạng xung RC
Dao đ ng đa hài l ng n ộ ưỡ ổ
(còn g i là m ch Flip-Flop): m ch có hai tr ng thái và hai ọ ạ ạ ạ
tr ng thái đ u n đ nh. ạ ề ổ ị
◦
Dao đ ng đa hài đ n n ộ ơ ổ
: m ch có hai tr ng thái, trong đó m t tr ng thái n đ nh ạ ạ ộ ạ ổ ị
và m t tr ng thái không n đ nh g i là tr ng thái t o xung ộ ạ ổ ị ọ ạ ạ
◦
Dao đ ng đa hài phi nộ ổ
: m ch có hai tr ng thái và c hai tr ng thái đ u không n ạ ạ ả ạ ề ổ
đ nh còn g i là m ch t dao đ ng. ị ọ ạ ự ộ
M ch dao đ ng đa hài dùng BJT d a vào ạ ộ ự
s n p đi n và s x đi n c a t ự ạ ệ ự ả ệ ủ ụ
đi nệ
k t h p v i đ c tính ế ợ ớ ặ
chuy n m ch c a Transistorể ạ ủ
.
Ngoài ra m ch dao đ ng đa hài đ c t o ra t các linh ki n nh op-amp, ạ ộ ượ ạ ừ ệ ư
IC555, các c ng logic, …. ổ
5.2.3.
M ch đa hài l ng nạ ưỡ ổ
Mạch dao động đa hài lưỡng ổn được tạo ra bằng cách
ghép hai mạch đảo sao cho điện áp ra của mạch đảo này
là ngõ vào của mạch đảo kia.
Mạch có 2 trạng thái, trong mỗi trạng thái một trasistor tắt
và một transistor bão hoà.
M ch đa hài l ng nạ ưỡ ổ
Mạch kích một bên
Xung kích điều khiển là xung vuông qua
mạch vi phân RC để đổi từ xung vuông ra
hai xung nhọn
Diod D có tác dụng loại bỏ xung nhọn
dương và chỉ đưa xung nhọn âm vào cưc
B1 để đổi trạng thái T1 từ bão hòa sang
ngưng dẫn.
Khi mạch đã ổn định ở trạng thái này thì
mạch sẽ không bị tác động đổi trạng thái
bởi xung kích vào cực B1 nữa.
Muốn đổi trạng thái của mạch trở lại trạng
thái cũ thì phải cho xung vuông tiếp theo
qua mạch vi phân và diod D vào cực B2 (vì
T2 đang ở trạng thái bão hòa)
Mạch Flip-Flop phải được kích lần lượt,
luân phiên vào cực B1 và B2 thông qua hai
mạch vi phân và hai Diod.
5.2.3.
M ch đa hài l ng nạ ưỡ ổ
Mạch kích đếm
Mạch kích đếm đổi trạng thái mạch Flip- Flop bằng một xung
kích
Khi đầu vào nhận một xung kích chuyển sang trạng thái tạo xung và độ rộng xung
tùy thuộc vào thông số RC.
Sau thời gian có xung , mạch đơn ổn sẽ tự dộng trở về trạng thái ổn định ban đầu.
5.2.4.
M ch đa hài đ n nạ ơ ổ
Trạng thái ổn định của mạch đơn ổn
Khi mở điện, tụ C tức thời nạp điện
qua điện trở RC2 tạo dòng điện đủ
lớn cấp cho cực B1 T1 bão hòa
VC1 = VCesat ≈ 0,2V Cầu phân
áp RB2 và RB sẽ tạo ra điện áp phân
cực cho T2 ngưng dẫn vì VB2 < 0V.
Điện áp nạp trên tụ có giá trị khoảng
VC = VCC – VBesat ≈ VCC.
Khi tụ nạp đầy thì dòng nạp bên tụ
bằng 0 nhưng T1 vẫn chạy ở trạng
thái bão hòa vì vẫn còn dòng IB1 qua
RB1 cấp phân cực cho cực B1.
Hai Transistor sẽ chạy ổn định ở
trạng thái này nếu không có tác động
gì từ bên ngoài.
5.2.4.
M ch đa hài đ n nạ ơ ổ
ngõ ra.
c) Ở trạng thái ổn định VC1 =0,2V (bão
hòa), ở trạng thái tạo xung VC1 =
VCC (ngắt) nên T1 có xung vuông
dương ra.
d) Ngược lại T2 có xung vuông âm ra,
độ rộng xung là Tx.
Dạng sóng
Tx = 0,69 RB1.C
5.2.5. Mạch đa hài phi ổn
(Mạch tự dao động)
Mạch đơn ổn sẽ tạo ra sóng vuông liên tục mà không cần
xung kích bên ngoài.
Giả thiết T1 dẫn điện mạnh hơn, tụ C1 nạp điện qua RC2
dòng IB1 tăng cao T1 bão hòadòng IC1 tăng cao
và VC 1 ≈ VCE sat ≈ 0,2V, tụ C2 xả điện qua RB2 và qua
T1, điện áp âm trên tụ C2 đưa vào cực B2 làm T2 ngắt.
Thời gian ngưng dẫn của T2 chính là thời gian tụ C2 xả
điện qua RB2. Sau khi tụ C2 xả song, cực B2 lại được
phân cực nhờ RB2 nên T2 dẫn bão hòa làm VC2 =VCE sat
≈ 0,2V tụ C1 xả điện qua RB1 và điện áp âm trên tụ C1
đưa vào cực B1 làm T1 ngắt tụ C2 lại nạp điện qua
RC1 làm cho dòng IB2 tăng cao và T2 bão hòa nhanh.
Thời gian ngưng dẫn của T1 chính là thời gian tụ C1 xả
điện qua RB1. Khi tụ C1 xả điện xong, cực B1lại được
phân cực nhờ RB1 nên T1 trở lại trạng thái dẫn bão hòa
điều khiển các linh kiện bán dẫn công
suất như Transistor,SCr,Triac
Sơ đồ chân
Chân1: GND (nối đất)
Chân 2: Trigger Input
(ngõ vào xung nảy)
Chân3: Output ( ngõ ra)
Chân4: Reset (hồi phục)
Chân5: Control Voltage
( điện áp điều khiển)
Chân6: Threshold (Thềm –ngưỡng)
Chân7: Dirchage ( xả điện)
Chân 8: Vcc (Nguồn cấp)
5.2.6. Mạch dao động đa hài dùng IC 555
Sơ đồ chân
chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC
chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp.mạch so áp dùng các transistor PNP. Mức áp
chuẩn là 2*Vcc/3.
Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra .trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức volt cao(gần bằng mức
Mạch Output: khuếch đại tăng dòng cấp cho tải
Transistor T1: Reset IC555 bất chấp tình trạng ở các
ngõ vào khác, do đó chân Reset dùng để kết thúc xung
ra sớm khi cần. (khi chân 4 điện áp thấp T1 thông
bão hòa output mức thấp)
Transistor T2:
◦ khi Q ở mức cao T2 bão hòa chân 3 cũng ở mức
thấp.
◦ Khi Q ở mức thấp T2 ngưng dẫn chân 3 có điện
áp Theo nguyên lý trên cực C của T2 ra chân 7có thể
làm ngõ ra phụ có mức điện áp giống mức điện áp của ngõ
ra chân 4
Cấu trúc IC 555
5.2.6. Mạch dao động đa hài dùng IC 555
Mạch đa hài phi ổn
Thời gian tụ nạp là thời gian V0 ≈ +
VCC , Led sáng.
tnạp = 0,69 .( Ra + Rb ) C
Thời gian tụ xả là thời gianV0 ≈ 0v ,
Led tắt
txả = 0,69 . Rb . C
Điện áp ra chân 3 có dạng hình vuông
với chu kỳ là: