Tín hiệu hình sin

CÔ SÔÛ LYÙ LUAÄN I. KHAÙI NIEÄM Trong ñôøi soáng haèng ngaøy, con ngöôøi thöôøng xuyeân phaûi thu nhaän vaø trao ñoåi thoâng tin laãn nhau. Chaúng haïn nhöõng tin töùc nhö aâm thanh, hình aûnh coù theå truyeàn ñi ñöôïc laø nhôø vaøo caùc heä thoáng ñieän töû. Caùc heä thoáng naøy bieán ñoåi nhöõng tin töùc treân thaønh ñaïi löôïng ñieän aùp hoaëc doøng ñieän. Keát quaû cuûa quaù trình chuyeån ñoåi laø ñieän aùp hoaëc doøng ñieän phaûi tæ leä vôùi löôïng tin töùc nguyeân thuûy. Ví duï: Microphone bieán ñoåi tieáng noùi con ngöôøi thaønh tín hieäu ñieän, Camera bieán ñoåi hình aûnh thaønh nhöõng tín hieäu ñieän. Ta goïi chung ñoù laø tín hieäu. Caùc tín hieäu coù bieân ñoä bieán ñoåi theo thôøi gian ñöôïc phaân ra thaønh hai loaïi cô baûn , ñoù laø tín hieäu lieân tuïc (coøn goïi laø tín hieäu tuyeán tính hay tín hieäu töông töï) vaø tín hieäu giaùn ñoaïn (coøn goïi laø tín hieäu xung hay soá). Ngaøy nay trong kyõ thuaät voâ tuyeán ñieän, coù raát nhieàu thieát bò hoaït ñoäng trong moät cheá ñoä ñaëc bieät ñoù laø cheá ñoä xung. Khaùc vôùi nhöõng thieát bò ñieän töû laøm vieäc trong cheá ñoä lieân tuïc, trong caùc thieát bò laøm vieäc ôû cheá ñoä xung thì doøng ñieän hoaëc ñieän aùp taùc duïng leân maïch moät caùch rôøi raïc theo moät quy luaät naøo ñoù. ÔÛ nhöõng thôøi ñieåm ñoùng hoaëc ngaét ñieän aùp, trong maïch seõ phaùt sinh quaù trình quaù ñoä phaù huûy cheá ñoä coâng taùc tónh cuûa maïch. Caùc thieát bò xung ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong nhieàu lónh vöïc khoa hoïc kyõ thuaät hieän ñaïi nhö :Thoâng tin , ñieàu khieån, ra ña, voâ tuyeán truyeàn hình, maùy tính ñieän töû, ñieän töû öùng duïng. Tuøy theo nhieäm vuï maø trong caùc thieát bò söû duïng nhieàu loaïi sô ñoà xung khaùc nhau: Khaùc nhau veà nguyeân taéc caáu taïo, nguyeân lyù laømvieäc cuõng nhö caùc tham soá .Toå hôïp caùc phöông phaùp, caùc thieát bò ñeå taïo vaø bieán ñoåi daïng xung, ñeå bieåu thò vaø choïn xung goïi laø kyõ thuaät xung. Tín hieäu hình sin ñöôïc xem laø moät tín hieäu tieâu bieåu cho loaïi tín hieäu lieân tuïc . Vôùi tín hieäu naøy coù theå xaùc ñònh bieân ñoä cuûa noù taïi töøng thôøi ñieåm vaø noù ñöôïc bieåu nhö hình1-1. Tín hieäu hình vuoâng ñöôïc xem laø moät tín hieäu tieâu bieåu cho loaïi tiùn hieäu giaùn ñoaïn.Vôùi tín hieäu naøy thì bieân ñoä cuûa noù chæ coù hai giaù trò laø möùc cao (High) vaø möùc thaáp (Low), thôøi gian ñeå chuyeån töø möùc bieân ñoä thaáp leân bieân ñoä cao hay töø bieân ñoä cao xuoáng bieân ñoä thaáp laø raát ngaén vaø ñöôïc xem nhö töùc thôøi. Tín hieäu xung ñöôïc toång hôïp töø caùc haøm böôùc vaø noù ñöôïc bieåu dieãn nhö hình 1-2. Hình 1-1 Hình 1-2 v = Vmax sinwt v = VH , neáu 0 £ t < t1 v = VL , neáu t1 £ t < t2 Ngoaøi ra, tín hieäu xung (tín hieäu giaùn ñoaïn) coøn coù caùc daïng khaùc nhö: Xung tam giaùc, xung raêng cöa , xung nhoïn, xung naác thang … a/ Xung tam giaùc b/ Xung nhoïn (Xung daïng hình muõ) c/ Xung raêng cöa d/ Xung naác thang Hình 1-3 : Caùc daïng tín hieäu xung khaùc Qua moät soá thí duï veà caùc daïng xung ôû treân, thoâng thöôøng thôøi gian toàn taïi cuûa xung raát nhoû so vôùi chu kyø laëp laïi cuûa noù vaø coù nhöõng thôøi ñieåm bieán ñoåi ñoät ngoät. Tuy vaäy, trong thöïc teá coøn gaëp nhöõng daõy xung maø thôøi gian toàn taïi xung baèng hoaëc lôùn hôn moät nöûa chu kyø laëp laïi cuûa noù, nhöõng xung nhö vaäy goïi laø xung roäng. Maët khaùc, khi noùi ñeán khaùi nieäm ñoä roäng cuûa moät xung naøo ñoù laø roäng hay heïp thì neân hieåu ñoù khoâng phaûi laø moät khaùi nieäm tuyeät ñoái. Ví duï : Trong kyõ thuaät töï ñoäng duøng nhöõng loaïi xung coù ñoä roäng ñeán haøng giaây, trong thoâng tin lieân laïc vaø Ra ña thì duøng nhöõng loaïi xung coù ñoä roäng ñaït micro giaây. Toùm laïi, tín hieäu xung ñöôïc ñònh nghóa nhö sau : Tín hieäu xung ñieän theá hay xung doøng ñieän laø nhöõng tín hieäu coù thôøi gian toàn taïi raát ngaén, coù theå so saùnh vôùi quaù trình quaù ñoä trong caùc maïch ñieän maø chuùng taùc duïng . Do ñoù, ñaây laø moät khaùi nieäm raát quan troïng , neáu khoâng tìm hieåu kyõ thì thôøi gian cuûa quaù trình quaù ñoä seõ aûnh höôûng ñeán thieát bò xung. II. CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA TÍN HIEÄU XUNG Xeùt tín hieäu xung nhö hình 1-4 laø moät tín hieäu xung vuoâng lyù töôûng . Trong thöïc teá khoù coù moät tín hieäu xung vuoâng maø chuyeån maïch töø möùc thaáp leân möùc cao vaø ngöôïc laïi laø thaúng ñöùng nhö theá (öùùng vôùi thôøi gian taêng vaø thôøi gian giaûm laø t= 0). Khaûo saùt moät vaøi thoâng soá cuûa tín hieäu xung. 1. Chu Kyø Xung – Taàn Soá Xung Ñoä roäng xung ton, laø khoaûng thôøi gian toàn taïi cuûa xung (öùng vôùi thôøi gian maø bieân ñoä coù möùc ñieän aùp cao). Thôøi gian khoâng xuaát hieän xung (öùng vôùi möùc bieân ñoä thaáp) goïi laø thôøi gian nghæ, toff. v Hình Hình 1-4 Vm vvvv t tOFF tON 0 T Chu kyø xung T = ton + toff Taàn soá laëp laïi cuûa xung ñöôïc ño baèng Hz F = 1/T YÙ nghóa cuûa taán soá F : soá xung xuaát hieän trong moät ñôn vò thôøi gian. 2. Ñoä Roãng Xung Vaø Heä Soá Laáp Ñaày Ñoä roãng cuûa moät daõy xung laø tæ soá giöõa chu kyø laëp laïi T ñoái vôùi ñoä roäng xung ton vaø ñöôïc kyù hieäu laø: Q = T / ton Thoâng thöôøng thôøi gian toàn taïi cuûa xung ton raát nhoû so vôùi chu kyø laëp laïi T. Trò soá nghòch ñaûo cuûa Q ñöôïc goïi laø heä soá ñaày cuûa xung vaø noù ñöôïc tính theo coâng thöùc: n = ton / T. 3. Ñoä Roäng Xung Hình 1-5 Ñaây laø daïng xung thöïc teá , vôùi daïng xung naøy thì khi taêng bieân ñoä ñieän aùp seõ coù thôøi gian treã tr , goïi laø ñoä roäng söôøn tröôùc. Thôøi gian naøy töông öùng töø 10% ñeán 90% bieân ñoä U. Ngöôïc laïi, khi giaûm bieân ñoä ñieän aùp xung seõ coù thôøi gian treã tf , goïi laø ñoä roäng söôøn sau . Thôøi gian naøy töông öùng töø 90% ñeán 10% bieân ñoä U . Ñoä roäng xung thöïc teá laø: ton = tr+ tf + tp Ñoä suït ñænh xung Du cuûa xung ñieän aùp laø ñoä giaûm bieân ñoä xung ôû phaàn ñænh xung.Trong thöïc teá thöôøng duøng ñoä suït aùp töông ñoái &u = Du / u ñeå deã daøng so saùnh möùc suït ñænh cuûa xung ñoái vôùi bieân ñoä cuûa noù. III. ÑAËC TÍNH CUÛA CHUYEÅN MAÏCH ÑIEÄN TÖÛ (Linh Kieän Baùn Daãn) Trong luaän vaên naøy phaàn lôùn ñeà caäp ñeán lyù thuyeát kyõ thuaät xung vaø soá . Vì vaäy, ñeå thöïc hieän caùc chöùc naêng khaùc nhau veà vieäc bieán ñoåi daïng xung, ngöôøi ta duøng caùc phaàn töû thuï ñoäng nhö : Diode, Transistor, Op-amp. Do ñoù, caùc maïch bieán ñoåi xung muoán hieåu roõ nguyeân lyù hoaït ñoäng, thì tröôùc heát caàn naém vöõng veà caáu truùc vaø baûn chaát lyù thuyeát cuûa nhöõng linh kieän treân. 1.Ñaïi Cöông Veà Diode 1.1. Caáu Truùc Vaø Ñaëc Tính Cô Baûøn Cuûa Diode Ba loaïi vaät lieäu khaùc nhau thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå cheá taïo Diode laø : Germanium (Ge), Silicon (Si), Gallium arsenide. Si haàu nhö ñaõ thay theá Ge ñeå cheá taïo Diode. Gallium arsenide ñaëc bieät höõu duïng trong nhöõng öùng duïng vi ba vaø nhöõng lónh vöïc lieân quan ñeán taàn soá cao. Diode baùn daãn laø teân goïi chung cuûa moät hoï linh kieän hai cöïc, caáu taïo cô baûn döïa treân chuyeån tieáp p-n. Ñieän cöïc noái vôùi baùn daãn p goïi laø cöïc anode, ñieän cöïc noái vôùi baùn daãn n goïi laø cöïc cathode, tieáp giaùp giöõa p vaø n ñöôïc goïi laø moái noái cuûa Diode. Khi chöa coù phaân cöïc (ôû traïng thaùi caân baèng): Tröôùc khi tieáp xuùc, moãibaùn daãn naèm ôû traïng thaùi caân baèng: Toång soá ñieän tích döông baèng toång soá ñieän tích aâm trong theå tích. Khi tieáp xuùc nhau, do söï cheânh leäch noàng ñoä seõ xaûy ra hieän töôïng khueách taùn cuûa caùc haït daãn ña soá: Loã troáng khueách taùn töø p sang n, coøn ñieän töû khuueách taùn theo chieàu ngöôïc laïi. Chuùng taïo neân doøng khueách taùn coù chieàu töø p sang n. Treân ñöôøng khueách taùn, caùc ñieän tích khaùc daáu seõ taùi hôïp vôùi nhau, laøm cho trong moät vuøng heïp ôû hai beân maët ranh giôùi coù noàng ñoä haït daãn giaûm xuoáng thaáp. Taïi vuøng naøy, beân vuøng ngheøo baùn daãn loaïi p toàn taïi caùc phaàn töû thieåu soá loaïi n (ion aâm). Coøn beân vuøng ngheøo loaïi n toàn taïi caùc phaàn töû thieåu soá loaïi p (loã troáng), nghóa laø hình thaønh hai lôùp ñieän tích khoâng gian khaùc daáu ñoái dieän nhau. Chuùng bò löïc huùt cuûa caùc ion traùi daáu vaø löïc ñaåy cuûa caùc ion cuøng daáu, neân chuùng ñöôïc toàn taïi trong vuøng ngheøo nhö hình 1-6a. Giöõa hai lôùp ñieän tích naøy seõ coù moät söï cheânh leäch ñieän theá (beân n döông hôn beân p), goïi laø ñieän theá tieáp xuùc. Hình 1-6a Kyù hieäu Phaàn töû ña soá loaïi n coù theå thaéng löïc huùt cuûa caùc lôùp ion döông vaø löïc ñaåy cuûa lôùp ion aâm, ñeå di chuyeån ñeán vuøng trung hoøa loaïi p. Soá löôïng phaàn töû ña soá raát lôùn neân ñöôïc coi nhö baát bieán, trong khi coù moät soá ñuû naêng löôïng vöôït qua vuøng ngheøo ñeå ñeán lôùp p. Vaø ngöôïc laïi , phaàn töû ña soá loaïi p coù theå vöôït qua vuøng ngheøo ñeå ñeán lôùp n. Khi coù taùc duïng cuûa ñieän aùp ngoaøi Khi phaân cöïc nghòch moái noái p-n: Nguoàn ñieän aùp V ñöôïc noái nhö hình 1-6b, baùn daãn p noái vôùi cöïc aâm, baùn daãn n noái vôùi cöïc döông. Giaû thuyeát ñieän trôû cuûa baùn daãn ôû ngoaøi vuøng ngheøo ( coøn goïi laø mieàn trung hoøa) laø khoâng ñaùng keå. Luùc ñoù gaàn nhö toaøn boä ñieän aùp V ñaët vaøo vuøng ngheøo, vaø noù coù chieàu cuøng chieàu vôùi ñieän theá tieáp xuùc, tình traïng caân baèng ban ñaàu khoâng coøn nöõa. Ñieän tröôøng E ( do ñieän aùp V gaây ra) cuøng chieàu vôùi ñieän theá tieáp xuùc, seõ laøm haït daãn ña soá loaïi p di chuyeån veà cöïc aâm, coøn haït daãn ña soá loaïi n di chuyeån veà cöïc döông, noùi caùch khaùc laø rôøi xa khoûi maët ranh giôùi. Do ñoù vuøng ngheøo ñöôïc môû roäng, ñieän trôû vuøng ngheøo taêng. Luùc naøy, hình thaønh haøng raøo ñieän theá laø toång cuûa nguoàn V vaø ñieän theá tieáp xuùc, ngaên caûn doøng ña soá vöôït qua neân noù coù giaù trò baèng khoâng. Coøn doøng troâi cuûa haït daãn thieåu soá thì taêng theo V. Nhöng noàng ñoä haït daãn thieåu soá voán raát beù, cho neân trò soá doøng naøy raát nhoû vaø noù nhanh choùng ñaït giaù trò baõo hoøa khi V coøn raát thaáp. Doøng naøy seõ taêng ñoät bieán khi ñaït ñeán ngöôõng ñieän aùp ñaùnh thuûng. Hình 1- 6b Kyù hieäu Khi phaân cöïc thuaän moái noái p-n : Nguoàn ñieän aùp ñöôïc noái nhö hình 1-6c, baùn daãn p noái vôùi cöïc döông vaø baùn daãn n noái vôùi cöïc aâm . Quaù trình xaûy ra ngöôïc laïi vôùi quaù trình treân. Ñieän tröôøng E (do V gaây ra ) ngöôïc chieàu vôùi ñieän theá tieáp xuùc. Haøng raøo ñieän theá giaûm, cho neân haït daãn ña soá cuûa hai baùn daãn seõ vöôït qua vuøng ngheøo ñeán mieàn ñoái dieän. Tình traïng thieáu haït daãn trong vuøng ngheøo seõ ñöôïc giaûm ñi, laøm cho vuøng ngheøo bò thu heïp laïi vaø ñieän trôû vuøng ngheøo giaûm. Luùc naøy doøng ña soá taêng nhanh theo ñieän aùp V, coøn doøng troâi cuûa haït daãn thieåu soá thì giaûm theo V. Hình 1-6c Kyù hieäu 1.2. Ñöôøng Ñaëc Tính Cuûa Diode Quan heä Volts – Amperes cuûa Diode ñöôïc moâ taû nhö sau: iD = Io[ exp(qvD/nkT)-1] (1.1). Caùc soá haïng trong phöông trình ñöôïc ñònh nghóa nhö sau : iD : Doøng qua diode (A) vd : Hieäu ñieän theá rôi treân Diode (V) Io : Doøng baõo hoøa ngöôïc q : Ñieän tích electron, 1,6.10-19 J/V ( C ) k : Haèng soá Boltzmann , 1,38.10-23 J/ok T : Nhieät ñoä tuyeät ñoái (oK) n : Haèng soá kinh nghieäm , 1 £ n £ 2 ÔÛ nhieät ñoä phoøng (300oK) VT = k.T/q = 25 (mV) Do ñoù phöông trình 1.1 coù theå vieát laïi laø iD = Io [ exp( vD /nVT)–1] (1.2) Phöông trình (1.2) cho ta thaáy: Neáu vD £ VT thì doøng iD laø doøng baõo hoøa nghòch -Io , neáu vD > VT vaø hoaït ñoäng ôû nhieät ñoä 25oC thì doøng ñieän thuaän cuûa Diode ñöôïc giaûn löôïc nhö sau: iD = Io exp(vD /nVT) Nhöõng phöông trình treân ñöôïc minh hoïa ôû hình 1-7 cho caû hai vaät lieäu Sillicon vaø Germanium. Hình 1-7: Ñaëc tuyeán Volts- Amperes Ñaëc tuyeán thöïc cuûa Diode coù daïng haøm muõ. Khi phaân cöïc thuaän moái noái p-n, ôû beân phaûi ñaëc tuyeán V-A, thì ñieän trôû tieáp xuùc cuûa chaát lieäu baùn daãn tæ leä thuaän vôùi ñieän trôû thuaän. Khi phaân cöïc nghòch moái noái p-n, beân traùi ñaëc tuyeán V-A, thì doøng ñieän ræ Io tæ leä nghòch vôùi ñieän trôû nghòch. Khi Diode chòu moät ñieän aùp ngöôïc lôùn seõ laøm phaù huûy tieáp giaùp p-n. Ñieän aùp rôi treân Diode khi ñöôïc phaân cöïc thuaän laø Vg = 0,1v ñeán 0,3v (choïn 0,2v) , Ñoái vôùi Diode loaïi Ge. Vg = 0,6v ñeán 0,8v (choïn 0,7v) , Ñoái vôùi Diode loaïi Si. Maïch töông cuûa Diode khi ñöôïc phaân cöïc thuaän laø: g rd : Ñieän trôû ñoäng rd = nVT / (iD + Io) » nVT / iD Diode lyù töôûng coù rd = 0 vaø Vg = 0. 2. Ñaïi Cöông Veà Transistor Transistor thuoäc hoï linh kieän ba cöïc. Neáu Diode laø loaïi linh kieän hai cöïc, bao goàm moät baùn daãn loaïi p vaø moät loaïi n, thì Transistor bao goàm hai baùn daãn loaïi p vaø moät baùn daãn loaïi n ñoái vôùi loaïi PNP, hai baùn daãn loaïi n vaø moät baùn daãn loaïi p ñoái vôùi loaïi NPN. Sô ñoà kyù hieäu cuûa Transistor ñöôïc moâ taû ôû hình 1.8. Chieàu doøng ñieän ñöôïc qui öôùc theo chieàu cuûa muõi teân. Kyù hieäu Kyù hieäu Hình 1-8 Ñöôøng cong ñaëc tính cuûa Transistor ñöôïc bieåu dieãn ôû hình 1-9. Ñöôøng ñaëc tính naøy laø ñöôøng cong ñaëc tính Collector – Emitter, vôùi thoâng soá ngoõ vaøo laø doøng iB vaø vBE theo quan heä nhö sau iB = f(vBE) vaø thoâng soá ngoõ ra laø iC vaø vCE theo quan heä nhö sau iC = f(vCE). Ñöôøng taûi tónh Vuøng khueách ñaïi Hình 1-9 Nhìn treân ñöôøng ñaëc tính ta coù theå phaân thaønh ba vuøng laøm vieäc cuûa Transistor nhö sau : Vuøng taét : Transistor rôi vaøo vuøng hoaït ñoäng naøy khi thoõa maõn ñieàu kieän sau: Moái noái BE vaø BC phaûi ñöôïc phaân cöïc nghòch . Khi ñoù, caùc thoâng soá ngoõ ra laø doøng iC gaàn nhö baèng 0 vaø ñieän aùp vCE gaàn baèng VCC . Vuøng khueách ñaïi : Transistor hoaït ñoäng trong vuøng khueách ñaïi khi moái noái BE ñöôïc phaân cöïc thuaän (VB > VE ) vaø moái noái BC ñöôïc phaân cöïc nghòch (VC >VB). ÔÛ cheá ñoä naøy thì IB = b IC IC = IE , Vôùi b laø heä soá ñoä lôïi, giaù trò ñieån hình cuûa b bieán thieân trong phaïm vi töø 20 ñeán 800 tuøy theo loaïi Transistor. Chuùng ta seõ phaân tích maïch hình 1-10 ñeå laøm saùng toû hôn veà ñöôøng cong ñaëc tính naøy. iB iE v ic 0 Hình 1-10 AÙp duïng ñònh luaät kirchoff 2 cho löôùi voøng quanh töø cöïc C ñeán cöïc E Ta coù VCC = iC RC+ vCE + iERE (1.3) Maø iC = iE Phöông trình (1.3) coù theå vieát laïi nhö sau: VCC = iC(RC + RE) + vCE Þ iC = -vCE.1 /(RC + RE) + VCC .1/(RC +RE) Xem ñaây laø phöông trình ñöôøng taûi tónh (ñöôøng taûi DC) vaø caùch veõ ñoà thò ñöôøng thaúng naøy gioáng nhö phöông phaùp veõ ñoà thò cuûa haøm baäc nhaát, töùc laø khi ic = 0 ,thì vCE =VCC vaø khi vCE = 0 thì iC = VCC.. Ñieåm laøm vieäc tónh laø Q(VCEQ,ICQ). Daïng ñöôøng taûi tónh naøy ñöôïc minh hoïa treân ñöôøng cong ñaëc tính hình 1.9 Vuøng baõo hoøa : Transistor laøm vieäc ôû vuøng baõo hoøa caàn thoõa maõn caùc ñieàu kieän sau: Moái noái BC vaø moái noái BE ñeàu ñöôïc phaân cöïc thuaän .Transistor rôi vaøo vuøng baõo khi ngoõ vaøo phaûi ñöôïc cung caáp tín hieäu ñuû lôùn sao cho ñieän aùp taïi cöïc neàn (VB) lôùn hôn moät möùc ngöôõng ñeå Transistor phaân cöïc baõo hoøa. Möùc ñieän aùp ngöôõng naøy laø VBEsat , noù coù trò soá tuøy thuoäc vaøo töøng loaïi chaát baùn daãn . VBEsat = 0,7V ñeán 0,8V , Transistor loaïi Si VBEsat = 0.3V , Transistor loaïi Ge Khi söû duïng ôû cheá ñoä coâng taùc chuyeån maïch, Transistor thoâng thöôøng maéc theo daïng E chung ( maéc CE ). Khaûo saùt moät daïng maïch maéc CE ôû hình 1-11 laøm vieäc ôû cheá ñoä baõo hoøa. iB ic Hình 1-11 AÙp duïng ñònh luaät kirchoff 2 cho löôùi voøng quanh cöïc C ñeán cöïc E Ta coù VCC = iC.RC - vCE ÔÛ traïng thaùi baõo hoøa thì iC raát lôùn vaø ñaït ñeán ICsat , vaø vCE ñaït VCEsat = 0,1V ñeán 0,2V Töø ñoù, ICsat ñöôïc tính theo coâng thöùc sau : ICsat = . Khi ñaõ coù doøng ñieän taûi IC , ta phaûi tính doøng ñieän caàn thieát caáp cho cöïc neàn B, nhaèm choïn trò soá RB thích hôïp. Ta xaùc ñònh IBsat theo bieåu thöùc : IBsat = .ICsat Tröôøng hôïp caàn cho Transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä baõo hoøa saâu, thì coù theå tính IB theo coâng thöùc: IBsat = .k ,Trong ñoù, k laø heä soá baõo hoøa saâu (k = 2 ¸ 5). Khi Transistor baõo hoøa, caùc giaù trò IBsat vaø ICsat , ñeàu do maïch ngoaøi queát ñònh Ta coù theå xaùc ñònh RB theo coâng thöùc sau : RB = 3. Ñaïi Cöông Veà Op-Amp (Operational-Amplifier) Ngaøy nay, Op-amp laø loaïi linh kieän ñöôïc öùng duïng phoå bieán trong lónh vöïc ñieän töû. Gaàn nhö moïi chöùc naêng trong lónh vöïc naøy ñeàu coù theå duøng Op-amp ñeå thöïc hieän. Chaúng haïn, thöïc hieän caùc pheùp tính: Coäng, tröø , tích phaân trong maùy tính töông töï, laøm thaønh phaàn noàng coát trong caùc maïch khueách ñaïi, maïch ño, boä dao ñoäng, maïch taïo aâm, maïch caûm bieán. Op-amp laø loaïi linh kieän ñöôïc tích hôïp, goàm hai ngoõ vaøo: Ñaûo vaø khoâng ñaûo, moät ngoõ ra. Op-amp hoaït ñoäng ñöôïc phaûi caàn cung caáp caëp nguoàn ñieän aùp ñoái xöùng döông vaø aâm, ñieåm giöõa cuûa caëp nguoàn naøy ñöôïc xem laø mass (0V). Do vaäy, tín hieäu ôû ngoõ ra cuûa boä khueách ñaïi thuaät toaùn coù theå bieán ñoåi caû veà phía döông hay phía aâm so vôùi mass. Op-amp coù sô ñoà kyù hieäu nhö hình 1-12a. Hình 1-12b laø trình baøy maïch töông cuûa noù. Moâ hình goàm moät nguoàn aùp phuï thuoäc (phuï thuoäc vaøo ñieän aùp ngoõ vaøo), trôû khaùng ngoõ vaøo (Rin) vaø trôû khaùng ngoõ ra (Ro). Hình 1-12a Hình 1-12b Ñieän aùp vaøo vi sai vd = v+ - v- Trôû khaùng ngoõ vaøo cuûa Op-amp töông ñöông nhö moät ñieän trôû ôû hình 1-12b. Ñieän aùp ngoõ ra tæ leä thuaän vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo, vaø ta bieåu thò heä soá tæ leä naøy laø ñoä lôïi voøng hôû (G). Vì vaäy, ñieän aùp ngoõ ra khueách ñaïi G laàn ñieän aùp vaøo vi sai vaø ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : vo = G (v+ - v-) = G .vd Op-amp lyù töôûng coù nhöõng ñaëc ñieåm nhö sau: Trôû khaùng ngoõ vaøo, Rin = 0 Trôû khaùng ngoõ ra, Ro = 0 Ñoä lôï voøng hôû, G ® ¥ Baêng thoâng BW ® ¥ vo = 0, khi v+ = v- Ta coù v+ - v- = vo /G (1.4), G tieán gaàn ñeán voâ ñònh, do ñoù phöông trình (1.4) ñöôïc vieát laïi nhö sau: v+ - v- = 0 ® v+ = v- Bôûi ñieän trôû ngoõ vaøo Rin ® ¥, neân doøng ñieän chaïy vaøo hai ngoõ vaøo ñaûo vaø khoâng ñaûo laø zero i+ = i- = 0 Tuøy thuoäc ñieän aùp ôû hai ngoõ vaøo naøy so saùnh vôùi nhau maø Op-amp seõ laøm vieäc moät trong hai traïng thaùi sau: Neáu v+ > v- thì vo = +V, goïi laø traïng thaùi baõo hoøa döông . Neáu v+ < v- thì vo = -V, goïi laø traïng thaùi baõo hoøa aâm. Hai traïng thaùi baõo hoøa naøy töông ñöông vôùi ngoõ ra cuûa Op-amp ôû hai möùc ñieän aùp cao vaø ñieän aùp thaáp, ñeå taïo ra caùc xung ñieän. Ñaëc tuyeán truyeàn ñöôïc theå hieän ôû hình 1-13. Hình 1-13