Chương 6: Tạo dao động hình sin

Ch­¬ng 6 T¹o dao ®éng h×nh sin 6.1 Kh¸i niÖm chung . C¸c dao ®éng h×nh sin (hay cßn gäi lµ dao ®éng ®iÒu hoµ) cã tÇn sè tõ vµi hz ®Õn hµng ngµn Mhz ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c m¸y th«ng tin, m¸y ®o l­êng, c¸c thiÕt bÞ y tÕ vv...§ã lµ c¸c m¸y ph¸t sãng ®­îc thiÕt kÕ ë c¸c d¶i sãng kh¸c nhau víi môc ®Ých sö dông t­¬ng øng. C¸c dao ®éng h×nh sin cã thÓ ®­îc t¹o ra theo ba ph­¬ng ph¸p sau ®©y: - T¹o dao ®éng h×nh sin b»ng mét hÖ tù dao ®éng gÇn víi mét hÖ b¶o toµn tuyÕn tÝnh. - BiÕn ®æi mét tÝn hiÖu tuÇn hoµn tõ d¹ng kh«ng ph¶i h×nh sin vÒ d¹ng h×nh sin - Dïng c¸c bé biÕn ®æi t­¬ng tù - sè (AD), sè - t­¬ng tù (DA) Trong ch­¬ng nµy chØ xÐt nguyªn lý c¸c m¹ch lµm viÖc theo ph­¬ng ph¸p thø nhÊt lµ c¸c m¹ch th«ng dông h¬n c¶. Tuy nhiªn tr­íc tiªn t×m hiÓu qua vÒ nguyªn lý x©y dùng c¸c m¹ch theo ph­¬ng ph¸p thø hai vµ thø ba. Ph­¬ng ph¸p thø hai th­êng ®­îc sö dông trong c¸c m¸y ph¸t sãng ®a chøc n¨ng : t¹o ra dao ®éng d¹ng xung vu«ng, xung tam gi¸c, dao ®éng h×nh sin, thËm chÝ c¶ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. Mét s¬ ®å khèi d¹ng nµy tr×nh bµy ë h×nh 6.1 ë ®©y m¹ch tÝch ph©n I vµ R¬le R t¹o thµnh mét hÖ tù dao ®éng cho ra xung vu«ng vµ xung tam gi¸c. Xung tam gi¸c qua bé biÕn ®æi F ®­îc biÕn thµnh dao ®éng h×nh sin. Nh­îc ®iÓm cña dao ®éng h×nh sin nµy lµ cã ®é mÐo phi tuyÕn lín h¬n so víi tr­êng hîp 1. Ph­¬ng ph¸p thø ba t¹o ra dao ®éng h×nh sin nhê sö dông kü thuËt sè (H×nh 6.2a) .TX lµ bé t¹o xung nhÞp , C lµ bé ®Õm thuËn nghÞch dïng ®Ó më theo thêi gian gi¸ trÞ tøc thêi cña ®èi sè , DFC - bé biÕn ®æi sè - hµm ®Ó t¹o c¸c gi¸ trÞ cña dao ®éng h×nh sin ë d¹ng sè , DAC - bé biÕn ®æi sè - t­¬ng tù biÕn ®æi tÝn hiÖu sè ë ®Çu ra cña m¹ch DFC sang d¹ng t­¬ng tù lµ dao ®éng h×nh sin. §é mÐo cña dao ®éng h×nh sin ë ®©y phô thuéc vµo sè mÉu K ®­îc lÊy trong mét chu kú. (h×nh 6.2b).Sè l­îng lÊy mÉu K cµng lín th× ®é mÐo cµng nhá , ®é chÝnh x¸c cµng cao. B©y giê ta xÐt ph­¬ng ph¸p thø nhÊt lµ ph­¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt.Mét hÖ dao ®éng tù kÝch gÇn víi mét hÖ b¶o toµn n¨ng l­îng cã phÇn tö khuÕch ®¹i ®¬n h­íng K vµ m¹ch håi tiÕp d­¬ng b nh­ ë h×nh 6.3 Mét hÖ nh­ vËy cã quan hÖ(xem håi tiÕp rong khuÕch ®¹i -ch­¬ng 4) : Kb = (6.1) Trong ®ã K lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña phÇn tö khuÕch ®¹i (®¬n h­íng), b hµm truyÒn ®¹t phøc cña m¹ch håi tiÕp , Kb lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i cã håi tiÕp(xem 4.2.2). Tõ (6.1) dÔ dµng nhËn thÊy khi : Kb = = 1 (6.2) th× Kb = ¥ ,m¹ch ë tr¹ng th¸i tù kÝch ,sÏ lµ mét m¹ch t¹o dao ®éng. §iÒu kiÖn (6.2) cã thhÓ viÕt cô thÓ h¬n (6.3) jK + jb = 2Kp (6.4) §iÒu kiÖn (6.3) vµ (6.4) gäi t­¬ng øng lµ ®iÒu kiÖn c©n b»ng biªn ®é vµ c©n b»ng pha. VÒ mÆt vËt lý hÖ h×nh (6.2) lµ mét hÖ tù dao ®éng khi phÇn tö khuÕch ®¹i K bï ®ñ n¨ng l­îng tæn hao trong vßng håi tiÕp (®iÒu kiÖn c©n b»ng biªn ®é) vµ bï ®óng lóc (®iÒu kiÖn c©n b»ng pha). NÕu ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha (6.4) chØ ®óng cho mét tÇn sè th× dao ®éng t¹o ra sÏ lµ dao ®éng h×nh sin cña tÇn sè ®ã. Qu¸ tr×nh t¹o dao ®éng h×nh sin gåm ba giai ®o¹n nh­ sau: Khi ta ®ãng nguån mét chiÒu cho m¹ch th× ë ®Çu vµo cña m¹ch khuÕch ®¹i sÏ xuÊt hiÖn rÊt nhiÒu c¸c thµnh phÇn hµi do ®ét biÕn nguån. Chóng ®­îc khuÕch ®¹i vµ qua m¹ch håi tiÕp d­¬ng ®Ó trë l¹i ®Çu vµo. Lóc nµy c¸c thµnh phÇn cã biªn ®é rÊt nhá. Thµnh phÇn tÇn sè tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (6.4) sÏ ®­îc t¨ng ®Çn vÒ biªn ®é . Giai ®o¹n nµy gäi lµ giai ®o¹n tù kÝch hay ph¸t sinh dao ®éng . Giai ®o¹n thø hai lµ giai ®o¹n thiÕt lËp dao ®éng : biªn ®é cña dao ®éng t¨ng dÇn. Trong giai ®o¹n nµy biªn ®é vµ tÇn sè cña dao ®éng dÇn tiÕn vÒ gi¸ trÞ æn ®Þnh . §©y lµ qu¸ tr×nh qu¸ ®é diÔn ra trong m¹ch. Giai ®o¹n thø ba lµ giai ®o¹n x¸c lËp dao ®éng , biªn ®é vµ tÇn sè cña dao ®éng cã gi¸ trÞ æn ®Þnh. C¸c m¹ch t¹o dao ®éng h×nh sin d¹ng nµy cã thÓ lµ thuÇn kh¸ng LC ghÐp biÕn ¸p, ghÐp ph©n ¸p ®iÖn c¶m (biÕn ¸p tù ngÉu) , hoÆc ph©n ¸p ®iÖn dung , cã thÓ lµ dao ®éng RC. LÇn l­ît sÏ xÐt nguyªn lý lµm viÖc cña chóng. 6.2. T¹o dao ®éng h×nh sin LC ghÐp hç c¶m. M¹ch t¹o dao ®éng lo¹i nµy cã mét hÖ thèng chän läc (hÖ thèng c¸c khung céng h­ëng LC) m¾c ë m¹ch ra hoÆc m¹ch håi tiÕp. PhÇn tö khuÕch ®¹i K cã thÓ lµ ®Ìn ®iÖn tö, tranzsto, khuÕch ®¹i thuËt to¸n. XÐt s¬ ®å h×nh 6.4 víi phÇn tö khuÕch ®¹i lµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n m¾c kh«ng ®¶o ; M¹ch håi tiÕp lµ hÖ céng h­ëng LC , håi tiÕp thùc hiÖn qua ®¹i l­îng hç c¶m M (ghÐp biÕn ¸p ) . (,0 k 1,L1vµ L2 lµ ®iÖn c¶m t­¬ng øng cña cuén s¬ cÊp vµ cuén thø cÊp ).ë ®©y phÇn tö khuÕch ®¹i lµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n m¾c kh«ng ®¶o,hÖ thèng céng h­ëng lµ khung céng h­ëng song song LC,®iÖn ¸p håi tiÕp lÊy trªn cu«n thø cÊp,c¸c dÊu (*) chØ c¸c cùc cïng tªn ®Ó ®¶m b¶o håi tiÕp d­¬ng.HÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i lµ: V× trë kh¸ng ra cña K§TT nhá nªn m¾c thªm ®iÖn trë R gi¶m ¶nh h­ëng trë kh¸ng ra nhá cña K§TT ®Õn trë kh¸ng sãng r cña m¹ch céng h­ëng LC. §iÖn ¸p håi tiÕp : uht = (6.5) M - ®¹i l­îng hç c¶m, L - §iÖn c¶m cña khung dao ®éng  ura = K*uht (6.6) T¹i nót 1 ph­¬ng tr×nh ®Þnh luËt kiÕc khèp 1 lµ : (6.7) Thay (6.5) vµ (6.6) vµo (6.7) ®­îc ph­¬ng tr×nh vi ph©n : (6.8) Trong ®ã a = lµ hÖ sè suy gi¶m ; w0 = TÇn sè céng h­ëng riªng cña khung dao ®éng LC. D¹ng ph­¬ng tr×nh (6.8) lµ mét ph­¬ng tr×nh vi ph©n ®Æc tr­ng cho mét hÖ dao ®éng tù do nãi chung . Riªng ®èi víi m¹ch h×nh 6.3 trong tr­êng hîp tæng qu¸t nã lµ mét ph­¬ng tr×nh vi ph©n phi tuyÕn v× K* phô thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc cña phÇn tö khuÕch ®¹i. NghiÖm cña 6.8 cã d¹ng : ura = (6.9) Víi ba giai ®o¹n diÔn ra trong m¹ch t¹o dao ®éng th× : - ë giai ®o¹n tù kÝch dao ®éng ph¶i cã biªn ®é t¨ng dÇn, nghÜa lµ a 1 . Nh­ vËy khi tù kÝch phÇn tö khuÕch ®¹i cÇn bï n¨ng l­îng lín h¬n phÇn n¨ng l­îng tæn hao trong vßng håi tiÕp d­¬ng. - ë giai ®o¹n hai lµ giai ®o¹n qu¸ ®é ,a gi¶m dÇn tiÕn tíi gi¸ trÞ = 0. - ë giai ®o¹n ba a = 0, biªn ®é vµ tÇn sè c¶ dao ®éng ®­îc x¸c lËp . NÕu a > 0 th× m¹ch kh«ng thÓ tù kÝch. T­¬ng tù nh­ m¹ch h×nh 6.4 lµ c¸c m¹ch h×nh 6.5a,b dông tranzisto l­ìng cùc m¾c theo s¬ ®å emit¬ chung vµ baz¬ chung.H×nh 6.5a m¾c emit¬ chung, tranzisto ®¶o pha tÝn hiÖu tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra nªn hÖ sè håi tiÕp b sÏ cã gi¸ trÞ ©m, tøc lµ M nhËn gi¸ trÞ ©m. cßn ë m¹ch h×nh 6.5b th× tranzisto m¾c baz¬ chung nªn tÝn hiÖu kh«ng ®¶o pha tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra, hÖ sè håi tiÕp d­¬ng nªn M còng d­¬ng t­¬ng tù nh­ h×nh 6.4. 6.3 T¹o dao ®éng h×nh sin kiÓu ba ®iÓm. M¹ch t¹o dao ®éng LC cã thÓ cã ba ®iÓm nèi gi÷a hÖ thèng chän läc vµ phÇn tö khuÕch ®¹i. Lóc nµy phÇn håi tiÕp d­¬ng ®­îc thùc hiÖn qua bé ph©n ¸p ®iÖn dung hoÆc ®iÖn c¶m. §Çu tiªn xÐt nguyªn lý chung nh­ s¬ ®å h×nh 6.6 (s¬ ®å rót gän kh«ng biÓu diÔn m¹ch cÊp nguån).Trong ®ã Z1, Z2, Z3 lµ c¸c phÇn tö cña hÖ céng h­ëng nèi tiÕp theo m¹ch vßng víi Z1 = r1 + jX1 Z2 = r2 + jX2 Z3 = r3 + jX3 ri - ®iÖn trë tæn hao cña tæng trë Zi, Xi cã thÓ ©m hoÆcd­¬ng tuú theo tÝnh chÊt cña Zi vµ lu«n tho¶ m·n: ri << Xi (6.10) Theo ( 4.28 )’ th× hÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch sÏ lµ K = - S . Zt (6.11) Trong ®ã Zt lµ trë kh¸ng m¹ch t¶i cña m¹ch khuÕch ®¹i : Zt » Z3 // (Z1+ Z2) = Z3 = (6.12) HÖ sè truyÒn cña m¹ch håi tiÕp: (6.13) §iÒu kiÖn (6.2) sÏ lµ KÕt hîp ®iÒu kiÖn (6.10) sÏ ®­îc Nh­ vËy th× X1+X2+X3 = 0 (6.14) (6.15) (6.14) vµ (6.15) t­¬ng øng lµ ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha vµ c©n b»ng biªn ®é. Tõ (6.15) suy ra X2 vµ X3 ph¶i cïng tÝnh (cïng dÊu)c¶m hoÆc cïng tÝnh dung. KÕt hîp víi (6.14) th× X1 ph¶i kh¸c dÊu víi X2 vµ X3 . Nh­ vËy cã hai lo¹i m¹ch ba ®iÓm tæng qu¸ h×nh 6.7 lµ: - M¹ch ba ®iÓm ®iÖn c¶m(h×nh 6.7.a)hay m¹ch Harley. X2, X3 > 0 ; X1 < 0 - M¹ch ba ®iÓm ®iÖn dung(h×nh 6.7.b)hay m¹ch Collpid. X2, X3 0 H×nh 6.8 lµmét m¹ch t¹o dao ®éng ba ®iÓm ®iÖn c¶m (s¬ ®å Hartley) m¾c emit¬ chung. ë ®©y X3=XCE= wL1 > 0 X2 = XBE = wL2 > 0 X1 = XCB = HÖ sè håi tiÕp : (6.16) TÇn sè céng h­ëng b»ng tÇn sè cña dao ®éng t¹o ra tho¶ m·n (6.14) lµ: fd ® = fCh = (6.17) T¹i tÇn sè céng h­ëng trë kh¸ng t¶i Zt sÏ lµ : Ztc h = p2 Rt® // (6.18) HÖ sè khuÕch ®¹i: K = - S . Ztc h = - (6.19) Trong ®ã p lµ hÖ sè ghÐp tranzisto vµo m¹ch céng h­ëng p = (6.20) - trë kh¸ng vµo cña tranzisto ph¶n ¸nh vµo khung céng h­ëng . S=g21hç dÉn cña tranzisto. Thay (6.16) vµ (6.19) vµo ®iÒu kiÖn (6.2) sÏ ®­îc : (1+n2)h11e + n2Rt® - nRt®h21e £ 0 (6.21) Trong biÓu thøc dÊu " 1 ); dÊu " = " øng víi giai ®o¹n x¸c lËp dao ®éng. Th­êng n << 1 nªn (6.21) cã d¹ng : (6.22) Gi¶i (6.22) víi dÊu "=" t×m ®­îc hai gi¸ trÞ cña n lµ n1 vµ n2 : (6.23) Gi¸ trÞ cña n n»m trong kho¶ng: n2 < n < n1 th× m¹ch sÏ dao ®éng . Khi dao ®éng ®· x¸c lËp th× n nhËn gi¸ trÞ n1 hoÆc n2 . H×nh 6.9a lµ m¹ch dao ®éng ba ®iÓm ®iÖn dung ( Collpid) m¾c emit¬ chung. ë ®©y X1 = XCB = wL > 0 X2 = XBE = X3 = XCE = T­¬ng tù nh­ s¬ ®å ba ®iÓm ®iÖn c¶m, ë ®©y : K = - g21eZtc h = - (6.24) b = - = - n (6.25) §iÒu kiÖn (6.2) sÏ lµ : (6.26) BiÓu thøc (6.26) còng lµ (6.22) nªn mäi kÕt luËn vÒ n t­¬ng tù nh­ ®· xÐt. TÇn sè cña dao ®éng t¹o ra sÏ lµ: fd ® = fCh = (6.27) Mét d¹ng m¹ch Collpid tr×nh bµy trªn h×nh 6.9b gäi lµ m¹ch Clapp. Kh¸c víi m¹ch ë h×nh 6.8a, ë m¹ch Clapp h×nh 6.8b th× XCB = X1= wL - §Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha th× t¹i tÇn sè dao ®éng nh¸nh LC ph¶i mang tÝnh chÊt ®iÖn c¶m ,tøc: wd® L > . HÖ sè ghÐp gi÷a tranzisto vµ hÖ thèng céng h­ëng ( lËp bëi L vµ Ct®). p = Trong ®ã Th­êng chän C <<C1, C2 nªn Ct® » C . V× vËy p »<< 1 ; NghÜa lµ Tranzisto ®­îc ghÐp rÊt láng vµo khung céng h­ëng nªn ®iÖn dung ký sinh ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña nã rÊt Ýt ¶nh h­ëng ®Õn khung céng hö¬ng. TÇn sè cña dao ®éng t¹o ra lµ: fd ® @ fc h = (6.28) Ph©n tÝch ®iÒu kiÖn (6.2) nh­ ®· lµm ë trªn x¸c ®Þnh ®­îc n1,2 = (6.29) Gi¶ sö víi m¹ch 6.6a cã c¸c tham sè : L = 25mH; C1 = 1nF ; C2 = 100nF ; h21 e = 100 ; h11e = 12,5kW. H·y kiÓm tra víi hÖ sè phÈm chÊt Q =80 xem m¹ch cã dao ®éng ®­îc hay kh«ng. §iÒu kiÖn c©n b»ng biªn ®é ( 6.30) §iÒu kiÖn nµy t­¬ng tù nh­ (6.21) n = b = Ct® = Rt® = Thay vµo vÕ ph¶i cña (6.30) §iÒu kiÖn tù kÝch vÒ biªn ®é lµ tho¶ m·n. Cßn ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha tho¶ m·n t¹i tÇn sè: fd ® = fc h = @ 0,010065.106 Hz = 10,065KHz » 10 kHz 6.4.T¹o dao ®éng th¹ch anh Cho ®Õn nay c¸c m¹ch t¹o dao ®éng th¹ch anh vÉn ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c m¹ch ®iÖn tö ®Ó t¹o ra dao ®éng chuÈn cã ®é æn ®Þnh tÇn sè cao. Tr­íc hÕt xÐt xem t¹i sao cÇn dïng th¹ch anh trong m¹ch t¹o dao ®éng.Nh­ trªn ®· nãi, nÕu ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha ®­îc thùc hiÖn ë mét tÇn sè wd® th× sÏ t¹o ra ®­îc dao ®éng h×nh sin tÇn sè ®ã. Trong thùc tÕ cã nhiÒu nguyªn nh©n lµm thay ®æi c¸c th«ng sè quyÕt ®Þnh tÇn sè cña m¹ch ( nhÊt lµ th«ng sè ®iÖn c¶m). C¸c th«ng sè ®ã cã thÓ liÖt kª nh­ : nhiÖt ®é, ®é Èm, biÕn d¹ng c¬ häc, thay ®æi nguån mét chiÒu , l·o ho¸ th«ng sè c¸c linh kiÖn.vv...Ta gäi chóng lµ c¸c t¸c nh©n g©y mÊt æn ®Þnh.Nh­ vËy ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha sÏ lµ : jk (m,w) + jb (n,w) = 0 (6.32) Argument (pha) cña hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p jk vµ hµm truyÒn ®¹t phøc cña m¹ch håi tiÕp d­¬ng jb lµ hµm cña biÕn tÇn sè w vµ cña c¸c t¸c nh©n g©y mÊt æn ®Þnh tÇn sè, ®Æc tr­ng bëi tham sè m trong m¹ch khuÕch ®¹i vµ n trong m¹ch håi tiÕp. Vi ph©n toµn phÇn biÓu thøc (6.32) råi t×m ra sè biÕn thiªn cña tÇn sè dw sÏ nhËn ®­îc (6.33) Tõ (6.33) ta thÊy cã thÓ dïng mét sè nhãm biÖn ph¸p ®Ó gi¶m dw , tøc lµ t¨ng ®é æn ®Þnh tÇn sè cña c¸c m¹ch t¹o dao ®éng. Nhãm thø nhÊt nh»m gi¶m chÝnh c¸c nguyªn nh©n g©y mÊt æn ®Þnh b»ng c¸ch - Dïng nguån æn ¸p - Dïng c¸c linh kiÖn cã ®é æn ®Þnh nhiÖt cao - Dïng c¸c linh kiÖn víi dung sai nhá - Dïng c¸c phÇn tö æn ®Þnh nhiÖt - M¾c tÇng ®Öm ë ®Çu ra cña m¹ch t¹o dao ®éng ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng cña t¶i tíi m¹ch t¹o dao ®éng. Nhãm thø hai gi¶m sù biÕn thiªn cña gãc pha khi c¸c tham sè cña m¹ch thay ®æi, tøc lµ gi¶m vµ gi¶m b»ng c¸ch chän c¸c s¬ ®å nguyªn lý thÝch hîp. Nhãm c¸c biÖn ph¸p thø ba nh»m t¨ng mÉu sè cña (6.33) tøc lµ t¨ng tèc ®é biÕn thiªn cña gãc pha theo tÇn sè-gi¸ trÞ cña cµng lín cµng tèt. DÔ dµng nhËn thÊy ®­îc r»ng, víi mét hÖ thèng céng h­ëng cã hÖ sè phÈm chÊt Q th× t¹i tÇn sè céng h­ëng . Nh­ vËy cÇn t¨ng hÖ sè phÈm chÊt Q ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh tÇn sè cña m¹ch t¹o dao ®éng .Nh­ ®· xÐt ë ch­¬ng 1 (1.6) th¹ch anh t­¬ng ®­¬ng víi mét khung céng h­ëng cã hÖ sè phÈm chÊt Q cùc lín. V× vËy ®é æn ®Þnh tÇn sè t­¬ng ®èi cña m¹ch t¹o dao ®éng th¹ch anh ®¹t 10-6 ¸ 10-8 ,trong khi ®ã c¸c d¹ng dao ®éng ®· xÐt kh«ng v­ît qu¸ 10-3 ¸ 10-4 . Ng­êi ta chÕ t¹o c¸c lo¹i th¹ch anh cã tÇn sè tõ 1Khz ®Õn 100MHz.H×nh 6.10 lµ mét sè d¹ng m¹ch t¹o dao ®éng h×nh sin dïng th¹ch anh.M¹ch h×nh 6.10a lµ m¹ch t¹o dao ®éng ba ®iÓm ®iÖn dung Clapp ®· xÐt. Nh¸nh cã m¾c th¹ch anh lµm viÖc t­¬ng ®­¬ng víi mét ®iÖn c¶m, nghÜa lµ dao ®éng t¹o ra cã tÇn sè fd ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn Fq < fd ® < fP. (6.34) Trong ®ã Lt® - ®iÖn c¶m t­¬ng ®­¬ng cña th¹ch anh . Ngoµi ra cßn ph¶i cã Cs <<C1, C2 (6.35) Thùc tÕ tÇn sè dao ®éng t¹o ra gÇn b»ng tÇn sè cénh h­ëng song song fd® »fP. H×nh 6.10b lµ m¹ch ba ®iÓm ®iÖn c¶m khi tÇn sè dao ®éng fd ® tho¶ m·n ®iÒu kiÖn fq < fd ® < fP lóc ®ã : Z1 = ZBC = - j Z2 = ZBE = jwLt® > 0 (6.36) Z3 = ZCE = LK //CS = Zt® > 0 §Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn trë kh¸ng cña khung céng h­ëng Zt® > 0 th× tÇn sè dao ®éng ph¶i chän fd ® < (6.37) M¹ch ®iÖn h×nh 6.10c t­¬ng tù nh­ m¹ch ghÐp hç c¶m hh×nh 6.4a ®· xÐt. Tuy nhiªn ë ®©y th¹ch anh m¾c nh»m chän läc tÇn sè håi tiÕp. T¹i tÇn sè fq trë kh¸ng cña th¹ch anhh Zq » 0 nªn tÇn sè t¹o ra fd ® » fq 6.5.T¹o dao ®éng RC C¸c m¹ch t¹o dao ®éng LC ë tÇn sè thÊp lµm viÖc kÐm æn ®Þnh vµ cã kÝch th­íc lín do trÞ sè ®iÖn c¶m cÇn lín.V× vËy ë vïng tÇn sè thÊp th­êng sö dông c¸c m¹ch t¹o dao ®éng RC ; tuy nhiªn còng cã thÓ sö dông c¸c m¹ch t¹o dao ®éng RC víi tÇn sè tíi vµi MHz. ë c¸c m¹ch t¹o dao ®éng RC kh©u håi tiÕp sö dông c¸c phÇn tö ®iÖn trë vµ ®iÖn dung.Cã hai lo¹i m¹ch m¹ch t¹o dao ®éng RC th«ng dông lµ m¹ch kiÓu 3 kh©u RC (CÇu Xiphorop) vµ kiÎu cÇu c©n b»ng pha (cÇu Vien) 6.5.1. M¹ch t¹o dao ®éng kiÓu cÇu Xiphorop . M¹ch t¹o dao ®éng lo¹i nµy khi sö dông phÇn tö khuÕch ®¹i K lµ m¹ch Emit¬ chung hoÆc khuÕch ®¹i thuËt to¸n m¾c ®¶o th× ®iÖn ¸p ra sÏ ng­îc pha víi ®iÖn ¸p vµo, tøc lµ jK = p . Nh­ vËy m¹ch håi tiÕp còng ph¶i quay pha ( di pha ) tÝn hiÖu mét gãc jb =p ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn (6.4).M¹ch RC quay pha(m¹ch håi tiÕp) th­êng dïng lµ m¹ch läc th«ng cao h×nh 6.11a hoÆc th«ng thÊp 6.11b . Víi läc th«ng cao, m¹ch t¹o dao ®éng dïng Tranzisto m¾c emit¬ chung cã d¹ng h×nh 6.11 . LËp ph­¬ng tr×nh dßng ®iÖn m¹ch vßng hoÆc ®iÖn thÕ ®iÓm nót cho m¹ch h×nh 6.11a , gi¶i t×m quan hÖ gi÷a UB = Uht vµ UC = Ura sÏ t×m ®­îc: (6.38) §Ó cã jb =p tøc b lµ mét sè thùc ©m th× : = 0 Tõ ®ã x¸c ®Þnh tÇn sè cña dao ®éng : (6.39) Thay wd ® vµo biÓu thøc(6.38) t×m ®­îc: nh­ vËy th× K = -29 Víi m¹ch quay pha lµ bé läc th«ng thÊp h×nh 6.10b sÏ t×m ®­îc (6.40) S¬ ®å TD§ trªn h×nh 6.13.lµ m¹ch cÇu Xiphorop x©y dùng trªn khuÕch ®¹i thuËt to¸n t­¬ng tù nh­ m¹ch h×nh 6.12. ë ®©y cã hai m¹ch håi tiÕp: m¹ch b lµ m¹ch håi tiÕp d­¬ng b¶o ®¶m c©n b»ng pha,mach håi tiÕp ©m R1RN ®¶m b¶o hÖ sè khuÕch ®¹i : k=. 6.5.1. M¹ch t¹o dao ®éng kiÓu cÇu Viªn. NÕu phÇn tö khuÕch ®¹i K cã tÝn hiÖu vµo vµ ra ®ång pha, tøc jK = 0 th× m¹ch håi tiÕp sÏ lµ mét m¹ch cÇu Viªn kh«ng quay pha d¹ng h×nh 6.14 . §ã lµ mét m¹ch läc th«ng d¶i . DÔ dµng x¸c ®Þnh ®­îc hµm truyÒn cña nã ,coi Z1lµ R1 m¾c nèi tiÕp C1, coi Z1lµ R2 m¾c song song C2: (6.41) §Ó jb = 0 th× b lµ mét sè thùc d­¬ng nªn wR1C2 - = 0 tõ ®ã sÏ cã tÇn sè cña dao ®éng (6.42) NÕu chän R1 = R2 = R , C1 = C2 = C th× fd ® = vµ K = 3 (6.43) H×nh 6.14a lµ m¹ch t¹o dao ®éng RC cÇu Viªn víi m¹ch khuÕch ®¹i lµ gåm 2 tÇng trªn 2 tranzisto m¾c emit¬ chung ®Ó ghÐp qua Cn cã jK=0.Hai tÇng T1 vµ T2 ®­îc ®Þnh thiªn t­¬ng øng b»ng Rb1-Rb2 vµ R'b1-R'b2. M¹ch h×nh 6.14b sö dông khuÕch ®¹i thuËt to¸n g víi m¹ch håi tiÕp ©m R0RN vµ håi tiÕp d­¬ng R1C1R2C2 t¹o thµnh m¹ch cÇu Viªn cã 4 ®Ønh lµ ®Çu vµo ®¶o N, ®Çu ra ; ®Çu vµo kh«ng ®¶o P vµ mat. C¸c th«ng sè x¸c ®Þnh theo (6.43) Nh¸nh håi tiÕp ©m R0RNx¸c ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i K = 1 + = 3 do vËy RN = 2R0 (6.44) Thùc ra (6.44) còng lµ ®iÒu kiÖn b»ng cña cÇu. Khi cÇu c©n b»ng th× m¹ch kh«ng thÓ dao ®éng nªn cÇn chän RN lín h¬n 2R0 mét chót .