Giáo trình Kỹ thuật mạch điện tử II

1 
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 
Chủ biên: HÀ THANH SƠN 
 GIÁO TRÌNH 
 KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ II 
( Lưu hành nội bộ) 
HÀ NỘI 2012 
2 
LỜI NÓI ĐẦU 
Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề 
Điện tử dân dụng thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay 
nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy 
đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với yêu 
cầu thực tế. 
Nội dung của giáo trình “KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ II ” đã được xây 
dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với 
những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ 
sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. 
Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới 
và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt 
yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều 
chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo 
cao đẳng nghề. 
Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc 
chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng 
góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chuyên gia kỹ thuật đầu ngành. 
Xin trân trọng cảm ơn! 
3 
Tuyên bố bản quyền 
Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích 
làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thông 
tin có thể được tham khảo. 
Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội in ấn và phát 
hành. 
Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục 
đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền. 
Trường Cao đẳng nghề Công nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các 
thông tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình. 
4 
Bài 1: 
ĐỊNH NGHĨA TÍN HIỆU XUNG VÀ CÁC THAM SỐ, 
CÁC DẠNG XUNG 
Mục tiêu của bài: 
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng: 
- Trình bày được định nghĩa và các tham số của tín hiệu xung. 
- Nhận biết được các dạng tín hiệu xung dùng trong lĩnh vực điện tử dân 
dụng. 
- Đo được các dạng tín hiệu xung dùng trong lĩnh vực điện tử dân dụng. 
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ trong công việc 
- Đảm bảo an toàn về điện cho người và thiết bị 
Nội dung của bài: 
1.1 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI TÍN HIỆU CƠ BẢN 
1.1.1 Tín hiệu liên tục. 
Thông tin và tín hiệu là hai khái niệm cơ bản của kỹ thuật điện tử, là đối 
tượng mà các hệ thống mạch điện tử có chức năng như một công cụ vật chất kỹ 
thuật nhằm tạo ra, gia công xử lý hay chuyển đổi giữa các dạng năng lượng để 
giải quyết một mục tiêu kỹ thuật nào đó. 
Tín hiệu là khái niệm để mô tả các biểu hiện vật lý của thông tin. Một 
trong những dạng điển hình của tín hiệu là các dao động điện từ. Tín hiệu có 
thể biểu diễn theo tần số hay thời gian. Tuy nhiên, cách biểu diễn theo thời 
gian là thuận lợi và được sử dụng phổ biến. 
Tín hiệu S(t) được định nghĩa là một hàm số phụ thuộc thời gian, mang 
thông tin về các thông số kỹ thuật, được quan tâm trong hệ thống và được truyền 
tải bởi những đại lượng vật lý, nói cách khác, tín hiệu là một hình thức biểu diễn 
thông tin. 
Nếu biểu thức thời gian của tín hiệu S(t) thoả mãn điều kiện: 
 S t S t T (1.1) 
Với mọi t, ở đây T là một hằng số thì S(t) được gọi là tín hiệu tuần hoàn 
theo thời gian. Giá trị nhỏ nhất trong tập (T) thỏa mãn (1-12) gọi là chu kỳ của 
S(t). Nếu không tồn tại một giá trị hữu hạn của T thỏa mãn (1-12) thì ta có S(t) là 
5 
một tín hiệu không tuần hoàn. Dao động hình sin (hình 2) là dạng đặc trưng nhất 
của các tín hiệu tuần hoàn, có biểu thức dạng: 
 S(t) = Acos(  t - ) (1.2) 
Trong đó: 
 A,  , là các hằng số và lần lượt được gọi là: biên độ, tần số góc, 
và góc pha ban đầu của S(t), có các mối liên hệ giữa , T, và f như sau: 
 = 
T
 2
 ; f = 
T
1
Theo cách biểu diễn thời gian, tín hiệu có hai dạng cơ bản: 
- Tín hiệu biến thiên liên tục theo thời gian trong khoảng tồn tại của nó 
được gọi là tín hiệu tương tự (analog). 
- Tín hiệu biến thiên không liên tục (rời rạc) theo thời gian được gọi là tín 
hiệu xung (digital).Theo đó, sẽ có các dạng mạch điện tử cơ bản làm việc 
(gia công, xử lý) với từng loại trên. 
Hình 1.1. Tín hiệu hình sin với các tham số đặc trưng A,T, , 
6 
1.1.2 Tín hiệu rời rạc. 
H×nh 1.2. C¸c d¹ng tÝn hiÖu th­êng gÆp 
1.2 ĐỊNH NGHĨA TÍN HIỆU XUNG 
 Loại tín hiệu biến đổi rời rạc theo thời gian gọi là tín hiệu xung. 
 Công thức (1.3) biểu diễn tín hiệu xung kx thông qua hàm dirac dr(t 
– kT) là một cầu nối giữa tín hiệu liên tục và tín hiệu xung. Nó có ý nghĩa đặc 
biệt quan trọng, giúp cho việc nghiên cứu tín hiệu xung có thể được tiến hành 
hoàn toàn giống như một tín hiệu liên tục mà ta đã quen. Ngược lại, các kết quả 
từ việc khảo sát tín hiệu liên tục cũng thông qua hệ thức (1.3) mà chuyển được 
thành tín hiệu xung. 
 (1.3) 
Xung đơn là dạng điển hình của tín hiệu không tuần hoàn. Các dạng 
xung thường gặp trong thực tế: xung vuông, xung răng cưa, xung dạng hàm 
số mũ (hình 1.2). Các xung này có cực tính dương, âm hoặc cực tính thay 
đổi từ dương sang âm. Với các tham số: độ rộng, biên độ, chu kỳ xung... 
1.3 CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA TÍN HIỆU XUNG 
1.3.1 Biên độ xung Um (hoặc Im): 
7 
Xác định bằng giá trị lớn nhất có được trong thời gian tồn tại của xung đó. 
 Hình 1.3. Dạng xung vuông 
thực 
1.3.2 Độ rộng sườn trước và sườn sau ( trt và st ): xác định bởi khoảng thời 
gian tăng và thời gian giảm của biên độ xung trong khoảng giá trị 
m m0,1U 0,9U . 
1.3.3 Độ rộng xung xt : Xác định bằng khoảng thời gian có xung với biên độ 
m m0,1U 0,5U . 
1.3.4 Độ sụt đỉnh xung: Thể hiện mức giảm biên độ xung ở đoạn đỉnh xung. 
1.3.5 Chu kỳ lặp lại xung T 
Tần số xung 
1
f
T
 (Hz) Suy ra: 
1
T
f
1.3.6 Thời gian nghỉ nght : Là thời gian trống giữa hai xung liên tiếp. 
Ta có: x nghT t t 
Suy ra: ngh xt T t (1.4) 
1.3.7 Hệ số lấp đầy (  ): Là tỷ số giữa độ rộng xung xt và chu kỳ xung T. 
Hệ số lấp đầy  được tính  x
t
T
1.4 CÁC DẠNG TÍN HIỆU XUNG 
Các dạng tín hiệu xung thường gặp có thể là dãy xung tuần hoàn theo thời 
gian với chu kỳ lặp lại T, là một xung đơn xuất hiện một lần, có cực tính dương, 
âm hoặc cực tính thay đổi. 
Dạng xung, tức là quy luật biến đổi của trị số điện áp hoặc dòng điện 
xung theo thời gian, cũng là một tham số cơ bản của tín hiệu xung. Tuỳ theo 
mục đích sử dụng mà các dãy xung có hình dạng khác nhau như xung vuông 
(hình 1.2a); xung hình tam giác (hình 1.2b); xung dạng hàm số mũ (hình 1.2c). 
8 
Trong kỹ thuật xung – số, thường sử dụng phương pháp số, khi đó dạng 
tín hiệu xung chỉ cần có hai trạng thái phân biệt xét tại đầu vào hay đầu ra của 
một mạch xung. 
Hình 1.4. Các dạng tín hiệu xung 
a) Trạng thái có xung (khoảng xt ) với biên độ lớn hơn một mức ngưỡng UH; 
gọi là mức cao hay mức “1”, mức UH thường chọn bằng CC
1
E
2
. 
b) Trạng thái không có xung (khoảng nght ) với biên độ nhỏ hơn một mức 
ngưỡng LU – gọi là mức thấp hay mức “0”. Mức UL được chọn tuỳ theo phần tử 
khoá (transitsor, IC). 
c) Các mức điện áp ra trong dải UL < Ur < UH là các trạng thái bị cấm. 
1.5 PHẠM VI ỨNG DỤNG 
Tín hiệu xung được sử dụng trong kỹ thuật xung – số, là một lĩnh vực khá 
rộng và quan trọng của ngành kỹ thuật điện tử – tin học. Hiện nay, trong bước 
phát triển nhảy vọt của kỹ thuật tự động hoá, tín hiệu xung là công cụ không thể 
thiếu để giải quyết các nhiệm vụ kỹ thuật, nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của 
kỹ thuật mạch điện tử. 
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 
9 
1. Nêu định nghĩa tín hiệu xung; phân biệt tín hiệu xung và tín hiệu tương tự. 
2. Trình bày các tham số cơ bản của tín hiệu xung. 
3. Nêu vài ví dụ về các ứng dụng của tín hiệu xung. 
Kiểm tra, đánh giá (Thang điểm 10) 
TT Tiêu chí Nội dung Thang điểm 
1 Kiến thức - Nêu được định nghĩa tín hiệu xung; 
phân biệt được tín hiệu xung 
- Trình bày được các tham số cơ bản của 
tín hiệu xung 
4 
2 Kỹ năng - Đọc được các tham số cơ bản của tín 
hiệu xung 
4 
3 Thái độ - An toàn lao động 
- Vệ sinh công nghiệp 
2 
10 
Bài 2 
CHẾ ĐỘ KHOÁ CỦA TRANSISTOR 
Mục tiêu của bài: 
Học xong bài này, học viên sẽ có khả năng: 
- Trình bày được ưu nhược điểm của chế độ khóa và điều kiện hoạt động của 
Transistor ở chế cđộ khóa 
- Đo được Transistor 
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ trong công việc 
- Đảm bảo an toàn về điện cho người và thiết bị 
Nội dung của bài: 
A. LÝ THUYẾT 
2.1 ĐẶC ĐIỂM VỀ CHẾ ĐỘ KHOÁ CỦA TRANSISTOR 
2.1.1.Yêu cầu cơ bản 
Transistor làm việc ở chế độ khoá, hoạt động như một khoá điện tử đóng 
mở mạch với tốc độ nhanh 9(10  610 s); do đó có nhiều đặc điểm, điều kiện 
khác với transistor làm việc ở chế độ khuếch đại 
Các mạch khuếch đại đã nghiên cứu ở các bài học trước, tín hiệu ra của 
các mạch đó còn nhỏ. Để tín hiệu ra đủ lớn đáp ứng yêu cầu các phụ tải, ví dụ: 
cho loa (radio – cattset); cho các cuộn lái tia (tivi) v.v... ta phải dùng đến mạch 
khuếch đại công suất. Để tín hiệu ra có công suất lớn và chất lượng đáp ứng 
những yêu cầu của tải như độ méo phi tuyến, hiệu suất các mạch vì thế mạch 
công suất phải được nghiên cứu khác với các mạch khuếch đại trước đó. 
Vậy khuếch đại công suất là tầng khuếch đại cuối cùng của bộ khuếch đại, 
có tín hiệu vào lớn. Nó có nhiệm vụ cho ra tải một công suất lớn nhất có thể 
được, với độ méo cho phép và bảo đảm hiệu suất cao. 
Tầng khuếch đại công suất có thể làm việc ở các chế độ A, B, AB và C, D 
tùy thuộc vào chế độ công tác của transistorr. 
2.1.2.Đặc tính truyền đạt 
11 
* Chế độ A là chế độ khuếch đại cả tín hiệu hình sin vào. Chế độ này có 
hiệu suất thấp (với điện trở tải dưới 25%) nhưng méo phi tuyến nhỏ nhất, nên 
được dùng trong trường hợp đặc biệt (hình 9.1a). 
* Chế độ B là chế độ khuếch đại nửa hình sin vào, đây là chế độ có hiệu 
suất lớn ( = 78%), tuy méo xuyên tâm lớn nhưng có thể khắc phục bằng cách 
kết hợp với chế độ AB và dùng hồi tiếp âm (hình 9.1b). 
* Chế độ AB có tính chất chuyển tiếp giữa A và B. Nó có dòng tĩnh nhỏ 
để tham gia vào việc giảm méo lúc tín hiệu vào có biên độ nhỏ. 
* Chế độ C khuếch đại tín hiệu ra bé hơn nửa hình sin, có hiệu suất khá 
cao (>78%) nhưng méo rất lớn. Nó được dùng trong các mạch khuếch đại cao 
tần có tải là khung cộng hưởng để chọn lọc sóng đài mong muốn và để có hiệu 
suất cao. 
* Chế độ D transistorr làm việc như một khóa điện tử đóng mở. Dưới tác 
dụng của tín hiệu vào điều khiển transistor thông bão hòa là khóa đóng, dòng IC 
đạt cực đại, còn khóa mở khi transistor tắt, dòng IC = 0. 
2.2 CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA KHOÁ DÙNG TRANSISTOR LƯỠNG CỰC 
(BJT) 
Chế độ khoá của transistor (hình 2.1) được xác định bởi chế độ điện áp 
hay dòng điện một chiều được cung cấp từ ngoài qua một mạch phụ trợ (khoá 
thường đóng hay thường mở). Việc chuyển trạng thái của khoá thường được 
thực hiện nhờ một tín hiệu xung có cực tính thích hợp tác động tới đầu vào. 
Hình 2.1. Mạch khoá (đảo) dùng transistor 
Cũng có trường hợp khoá tự động chuyển đổi trạng thái một cách tuần 
hoàn nhờ mạch hồi tiếp dương nội bộ, khi đó không cần xung điều khiển từ 
ngoài. 
12 
Để transistorr lưỡng cực hoạt động ta phải phân cực cho nó, nghĩa là đưa 
một điện áp một chiều từ bên ngoài vào chuyển tiếp emitơ (E) và colectơ (C) với 
giá trị và cực tính phù hợp. Điện áp một chiều này sẽ thiết lập chế độ một chiều 
cho transistorr. Khi phân cực nếu: 
- Chuyển tiếp emitơ phân cực thuận, chuyển tiếp colectơ phân cực ngược 
transistor sẽ hoạt động trong vùng tích cực. Khi tính toán chế độ một chiều trong 
vùng này ta thường sử dụng các công thức: 
UBE = 0,7V (áp dụng với transistor npn Si) 
 IE = (+1)IB IC (2.1) 
 IC = IB 
Điều kiện làm việc ở chế độ khoá của transistor là điện áp đầu ra có hai 
trạng thái khác biệt: 
 r HU U khi LvU U (2.2) 
 r LU U khi HvU U (2.3) 
Hãy xét các điều kiện cụ thể của transistor làm việc ở chế độ khoá sau: 
2.2.1 Điều kiện để Transistor ngưng dẫn 
Xét sơ đồ thực hiện được điều kiện như hình 2.1. 
Khi lựa chọn các mức HU và LU cũng như các giá trị CR , BR thích hợp có 
các giá trị Uv = 0 hay LvU U transistor ở trạng thái ngưng dẫn, dòng điện ra IC 
= 0. Lúc không có tải Rt, điện áp ra được tính: 
 r CCU E (2.4) 
Nếu coi điện trở tải nhỏ nhất chọn bằng RC 
 C tminR R (2.5) 
(Có thể coi tR là điện trở vào của mạch tầng sau nối với đầu ra của sơ 
đồ). 
Trong đó: r CC
1
U E
2
 là mức nhỏ nhất của điện áp ra ở trạng thái H (mức 
điện áp cao). 
Để phân biệt chắc chắn ta chọn: 
 r CC
1
U E
2
 (2.6) 
Ví dụ: chọn HU 1,5V khi CCE 5V 
13 
Để phù hợp với điều kiện (2.1), điện áp vào phải nằm dưới mức UL. 
Với LU là điện áp vào lớn nhất ở mức thấp để transistor vẫn bị khoá 
L VL maxU U (với transistor Silic thường chọn UL = 0,4V). 
Tóm lại, khi transistor lưỡng cực ở vùng ngưng dẫn, chuyển tiếp bazơ – 
emitơ không được phân cực hoặc phân cực ngược. 
Để đánh giá mức độ tin cậy của khoá, người ta định nghĩa các tham số 
độ dự trữ chống nhiễu ở mức cao SH và mức thấp SL trên đặc tuyến truyền đạt 
hình 2.2 của một 
transistor 
khoá riêng biệt. 
Hình 2.2. Đặc 
tuyến truyền đạt của khoá transistor 
Từ đặc tuyến trên ta thấy: 
– Có thể dễ dàng đạt được mức SH lớn bằng cách chọn ECC và các tham 
số RC, RB thích hợp. 
 H r khãa HS U U (2.7) 
 L L r mëS U U (2.8) 
Với Ur khoá và Ur mở là các điện áp thực tế tại lối ra của transistor lúc khoá 
hay mở tương ứng. 
Cụ thể là: 
 HS 2,5 1,5 1V (khi LvU U ) 
 LS 0,4 0,2 0,2V (khi HvU U ) 
– Do SL thường nhỏ, cần phải nâng cao tính chống nhiễu với mức thấp. 
14 
Hình 2.3. Các biện pháp nâng cao SL 
Vì trị số Urbh = UCEbh thực tế không giảm được, muốn SL tăng, cần tăng 
mức UL (2.8). Muốn vậy, ta có thể đưa vào cực gốc B một hoặc vài diode, hoặc 
đưa vào đó một mạch phân áp như hình 2.3 a, b, c. 
Những biện pháp nêu trên rất cần áp dụng khi sử dụng transistor 
Gecmani làm phần tử khoá vì UBE mở của transistor phần lớn nhỏ hơn UBE bh 
– Để nâng cao tính tác động nhanh của khoá khi sử dụng transistor làm 
phần tử khoá cần quan tâm đến tính chất động (quá độ) của mạch điện. Khi đó 
cần ngăn ngừa hiện tượng bão hoà sâu của transistor bằng các giải pháp kỹ 
thuật: 
 * Tính chất tần số của khoá được biểu thị bằng tham số trung bình về thời 
gian trễ tín hiệu (hình 2.4). Các giá trị  1 2, thường nhỏ (khoảng 
 8 910 10 s). 
Trong đó: 1 là thời gian trễ sườn trước. 
 2 là thời gian trễ sườn sau (được tính ở các mức biên độ 50% 
 giá trị cực đại). 
Hình 2.4. Xác định thời gian 
trễ của mạch 
15 
Tuy nhiên, không thể bỏ qua, đặc biệt là 2 liên quan đến thời gian phục 
hồi điện trở ngược khi chuyển transistor từ mở sang khoá, khi quan tâm đến tính 
đồng bộ giữa các khối hoặc các sơ đồ khác nhau, khi thực hiện một nhiệm vụ xử 
lý tin cụ thể. Điều này càng quan trọng trong các hệ thống điều khiển, tính toán, 
vì khi ghép nối giữa các khối hoặc mạch, thời gian trễ bị cộng tích luỹ. Điều 
tương tự đối với các hệ số SH và SL khi ghép nối cần được quan tâm và xác định 
lại một cách chính xác. 
* Ta thấy, mức cao (H) nằm thấp hơn nhiều so với giá trị nguồn cung cấp 
ECC và phụ thuộc vào giá trị điện trở RC. Để khắc phục hiện tượng này, thực tế 
thường mắc nố ... ần số cao R1C1 và 
R2C2. 
Cực góp (cực C) của transistor này nối với cực gốc (cực B) transistor kia 
thông qua tụ C1 và C2. 
15.1.2 Tác dụng linh kiện 
R1, R2: Định thiên kiểu dòng IB cố định cho T1, T2. 
 RC1, RC2: Cung cấp điện áp một chiều cho cực C; đồng thời là tải của T1, 
T2. 
C1, C2: Các tụ thực hiện quá trình phóng hoặc nạp. 
T1, T2: Hai khoá điện tử sử dụng transistor mắc E chung. 
15.1.3 Nguyên lý làm việc 
Giản đồ thời gian hình 15.2 minh họa nguyên lý làm việc của mạch dao 
động đa hài. 
158 
Hình 15.2. Giản đồ thời gian mạch đa hài tự dao động 
a) Thiết lập trạng thái 
Trong thời gian t0  t1. T1 và T2 có cùng định thiên nhưng thực tế do công 
nghệ chế tạo không thể đối xứng lý tưởng (đặc biệt là đối với điện trở và các 
linh kiện khác) độ thông của T1 và T2 khác nhau do đó quá trình thiết lập trạng 
thái có tính chất đột biến (xảy ra rất nhanh), dẫn đến một transistor tắt, một 
transistor thông bão hoà. 
b) Trạng thái cân bằng I (T1 tắt, T2 thông) Ura1 ≈ +E 
Độ rộng xung ra ur1 = t2  t1 Ur2 ≈ 0 
C2 nạp: +ECC đến RC1 đến C2 đến RBE T2 đến – ECC 
Điện áp UB của T2 biến đổi UC2↑ đến UB(T2)↓ dẫn đến T2 bớt thông cho 
đến khi T2 tắt hẳn, khi đó C1 phóng điện. 
C1 phóng: +C1 đến RCE T2 đến ECC đến R1 đến -C2, điện áp trên C1 (phiến 
phải) bớt âm dần, dẫn đến lúc t = t1. T1 thông bão hoà. 
Kết quả: T1 thông bão hoà, T2 tắt. 
Trạng thái II được thiết lập. 
c) Trạng thái cân bằng II (T1 thông, T2 tắt) 
Độ rộng xung ra ụ2 = t3  t2 Ur1 ≈ 0 Ur2 ≈ +ECC 
C1 nạp: +E đến RC2 đến C1 đến RBET1 đến –ECC = 0V 
Điện áp trên cực góp của T1 tăng (UC1↑) đến UBT1↓ đến T1 bớt thông dẫn 
đến lúc t = t2. T1 tắt hẳn. 
Cùng thời gian C1 nạp thì C2 phóng điện, đường phóng của C2 như sau: 
+C2 đến RCET1 đến ECC đến R2 đến – C2. 
Vòng hồi tiếp dương dẫn đến kết quả: T1 tắt, T2 thông quay về trạng thái I, 
mạch tiếp tục thực hiện một chu kỳ mới. 
Như vậy: Cả hai trạng thái cân bằng đều không bền do tụ C1, C2 liên tục 
nạp rồi phóng làm cho mạch chuyển đổi trạng thái. Tại các đầu ra Ur1 và Ur2 ta 
nhận được hai dãy xung vuông ngược pha nhau. 
d) Tính tần số xung ra 
159 
Ta có: ur1 = C1.R1.ln2 (15.1) 
 ur1 = 0,69.C1.R1 (15.2) 
 ur2 = 0,69.C2.R2 (15.3) 
Chu kỳ xung: T = ur1 + ur2 (15.4) 
Tần số xung: f = 1/ 0,69.( ur1 + ur2) (15.5) 
Nếu chọn đối xứng: C1 = C2 = C, R1 = R2 = R 
Ta nhận được mạch đa hài đối xứng. 
Dãy xung vuông ở hai đầu ra có tần số: 
 f = 
1
1,38.R.C
 (15.6) 
Trong trường hợp (ur1 ≠ ur2) ta có đa hài không đối xứng. 
Chú ý: 
Thực tế để tạo ra các xung có f hạn chế, với f < 100Hz, các tụ C1, C2 phải 
có điện dung lớn. 
Khi f > 10 kHz phải chú ý đến tần số cắt của transistor. 
Biên độ xung ra được xác định gần đúng bằng giá trị nguồn ECC cung cấp 
khi không tải. 
Để khắc phục hạn chế về tần số, người ta đưa ra các sơ đồ mạch đa hài 
dùng IC tuyến tính. 
15.2 MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI TỰ DAO ĐỘNG DÙNG VI MẠCH 
THUẬT TOÁN 
15.2.1 Sơ đồ mạch điện 
Sơ đồ mạch dao động đa hài sử dụng mạch thuật toán được trình bày trên 
hình 15.3. 
Hình 15.3. Mạch dao động đa 
hài tự dao động sử dụng mạch thuật 
160 
toán 
15.2.2 Phân tích mạch điện 
Để thiết lập các xung vuông tần số thấp hơn 1000Hz sơ đồ đa hài (đối 
xứng hay không đối xứng), sử dụng IC tuyến tính dựa trên cấu trúc một mạch so 
sánh hồi tiếp dương, có nhiều ưu điểm hơn so với sơ đồ sử dụng transistor đã 
nêu trên. 
 Tuy vậy, do tính chất tần số của IC khá tốt nên với tần số cao hơn, việc 
sử dụng sơ đồ mạch dao động với IC vẫn mang nhiều ưu điểm (xét với tham số 
của xung ra). 
– Giản đồ thời gian hình 15.4 giải thích hoạt động của sơ đồ hình 15.3. 
Hình 15.4. Giản đồ thời gian mạch hình 15.3 
 Khi điện thế đầu vào đạt giá trị ngưỡng của trigger Smith thì sơ đồ 
chuyển trạng thái và điện áp ra lật ngược lại với giá trị cũ. Sau đó điện thế đầu 
vào N thay đổi theo hướng ngược lại cho đến khi chưa đạt được ngưỡng lật khác 
(trong khoảng t1  t2). 
Sơ đồ trở về trạng thái ban đầu vào thời điểm t2, khi: 
 NU = Uđóng =  maxU 
Quá trình thay đổi UN được điều khiển bởi thời gian phóng hoặc nạp của 
tụ điện C và điện áp đầu ra hồi tiếp qua R. 
Nếu chọn: 
 r max r min maxU U U 
Thì: 
161 
 Uđóng =  maxU 
 Ungắt =  maxU 
Với:  
1
1 2
R
R R
Là hệ số hồi tiếp dương của mạch. 
Lưu ý: Điện áp vào cửa N chính là điện áp trên tụ C, sẽ biến thiên theo 
thời gian mang quy luật quá trình phóng điện tới maxU hay nạp điện tới maxU của 
tụ C từ nguồn thông qua điện trở hồi tiếp R trong các khoảng thời gian từ 0  t1 
và t1  t2. 
Khi đó phương trình vi phân để xác định UN(t) có dạng: 
 N max N
dU U U
dt RC
 (15.7) 
Với điều kiện đầu: 
 NU (t 0) = Uđóng =  maxU 
Có nghiệm: 
 NU (t) = 
  
max
t
U 1 1 exp
RC
 (15.8) 
UN sẽ đạt tới ngưỡng lật sau một khoảng thời gian bằng: 
 
  
1
2
2R1
RCln RCln 1
1 R
 (15.9) 
Từ đó, chu kỳ của dao động được xác định bởi: 
  
1
r
2
2R
T 2 2RCln 1
R
 (15.10) 
Nếu chọn: 
 R1 = R2 
Thì: Tr 2,2RC (15.11) 
 Tức là chu kỳ dao động tạo ra chỉ phụ thuộc các thông số mạch ngoài R1, 
R2 (mạch hồi tiếp dương) và R, C (mạch hồi tiếp âm) các hệ thức 15.9 và 15.10 
cho biết các tham số cơ bản nhất của mạch dao động. 
 Khi cần thiết kế các mạch đa hài có độ ổn định tần số cao hơn và có khả 
năng điều chỉnh tần số ra, người ta sử dụng mạch phức tạp hơn (với mạch cần có 
hai bộ so sánh). 
162 
Hình 15.5. Mạch dao 
động đa hài không đối xứng 
Giản đồ mô tả điện áp ra của mạch hình 15.5 có dạng như hình 
15.6 sau: 
Hình 15.6. Giản đồ 
dạng xung ra mạch hình 
15.5 khi chọn R' < R'' 
Sơ đồ hình 15.5 được sử dụng với đặc điểm tạo ra sự không đối xứng 
trong mạch phóng (qua R’’, D2) và qua mạch nạp (qua R’, D1) với R’’ R’ 
 Khi đó: 
 
1
1
2
2R
R'Cln 1
R
 (15.12) 
 
1
2
2
2R
R''Cln 1
R
 (15.13) 
Do đó: 
   
1
1 2
2
2R
T C R' R'' ln 1
R
 (15.14) 
163 
Như hình 15.5 trên, bằng cách thay đổi giá trị tương quan giữa R’ và R’’ 
ta sẽ thay đổi được 1 hoặc 2 trong khi chu kỳ T được tính: 
  1 2T 
được giữ nguyên không đổi. 
Các diode D1, D2 có nhiệm vụ khoá nhánh tương ứng khi nhánh kia làm 
việc hoặc ngược lại. 
15.3 PHẠM VI ỨNG DỤNG 
Các mạch dao động đa hài tự dao động được sử dụng để tạo ra các dãy 
xung vuông. 
BO MẠCH THÍ NGHIỆM 
PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI 
- Nối điểm d với điểm 1 để mắc tụ C2 = 0,1uF vào mạch 
- Nối điểm 7 với điểm f để mắc tụ C1 = 0,1uF vào mạch 
- Kết nối điểm 3 với điểm 6 và điểm 5 với điểm 4 để được sơ đồ mạch điện 
dao động đa hài không ổn dùng transistor 
- Nối điểm (+) mạch với với điểm (+) tại vị trí POWER INPUT 
- Cấp nguồn một chiều vào bo mạch thí nghiệm tại vị trí POWER INPUT 
chú ý cấp đúng cực của nguồn điện 
- Cấp nguồn chạy thử mạch điện 
164 
- Dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp tại 2 điểm d và f 
- Bỏ kết nối giữa điểm d và 2. Kết nối điểm d với b, 3 với c ta thay thế 
được giá trị tụ C2 = 0,39uF. Sau khi thay giá trị của tụ C2 tiến hành dùng 
đồng hồ vạn năng đo lại điện áp tại các đầu ra điểm kiểm tra sự thay đổi 
trạng thái 
- Tương tự thay giá trị của tụ C1 = 0,39uF sau đó kiểm tra sự thay đổi trạng 
thái 
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 
1. Hãy vẽ mạch điện và phân tích quá trình tạo xung ở đầu ra của mạch dao 
động đa hài. 
2. Nêu điều kiện thực hiện dao động đa hài. 
3. Chứng minh công thức tính tần số mạch dao động đa hài tự dao động. Tần số 
ra của mạch dao động đa hài phụ thuộc vào những tham số nào của mạch 
điện? 
4. Phân tích những ưu điểm của mạch dao động đa hài sử dụng IC so với mạch 
dao động đa hài sử dụng transistor. 
5. Hãy nêu những ứng dụng của mạch dao động đa hài trong thực tế. 
Bài 16 
MẠCH DAO ĐỘNG NGHẸT (BLOCKING) 
Mục tiêu của bài: 
Học xong bài này, học viên sẽ có khả năng 
- Trình bày được đặc điểm, các chế độ làm việc của mạch dao động nghẹt 
165 
- Trình bày được tác dụng linh kiện và nguyên lý làm việc của mạch dao 
động nghẹt dùng trong lĩnh vực điện tử dân dụng 
- Lắp ráp và cân chỉnh được mạch dao động nghẹt 
- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ trong việc phân tích 
- An toàn cho người và thiết bị. 
Nội dung bài học: 
A. LÝ THUYẾT 
16.1 KHÁI NIỆM VỀ MẠCH DAO ĐỘNG NGHẸT 
– Đặc điểm: 
Dao động nghẹt là một mạch dao động tạo xung có độ rộng xung hẹp, 
sườn xung dốc và biên độ xung lớn. 
– Độ rộng xung ra của mạch dao động nghẹt vào khoảng: 3 610 10 s 
– Cấu trúc mạch dao động nghẹt (hình 16.1) là một mạch khuếch đại có 
hồi tiếp dương sâu, thông qua biến áp xung dùng lõi sắt không bão hoà hoặc lõi 
ferít có đặc tính từ trễ vuông góc. 
16.2 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MẠCH DAO ĐỘNG NGHẸT 
Tương tự như các loại dao động xung khác, mạch dao động nghẹt có thể 
làm việc ở các chế độ sau: 
– Chế độ tự dao động; 
– Chế độ đợi; 
– Chế độ đồng bộ; 
– Chế độ chia tần. 
 Trong phần sau ta sẽ khảo sát mạch dao động nghẹt cực phát chung sử 
dụng transistor lưỡng cực (BJT). 
16.3 MẠCH DAO ĐỘNG NGHẸT CỰC PHÁT CHUNG 
16.3.1 Sơ đồ mạch điện 
Sơ đồ mạch dao động nghẹt được trình bày trên hình 16.1. 
166 
Hình 16.1. Mạch dao động nghẹt (Blocking) 
16.3.2 Tác dụng linh kiện 
Tụ C và điện trở R: Hạn chế dòng điện IB 
(điện trở R tạo dòng phóng điện cho tụ C khi transistor T khoá). 
Diode D1: Loại xung cực tính âm trên tải sinh ra khi transistor chuyển từ 
chế độ mở sang khoá. 
 R1, D2: bảo vệ transistor khỏi bị quá áp. 
Biến áp xung bao gồm: 
 K là cuộn sơ cấp biến áp; 
 B ,t là các cuộn dây thứ cấp. 
Với các hệ số biến áp xung nB và nt được xác định: 


K
B
B
n (16.1) 


K
t
t
n (16.2) 
16.3.3 Nguyên lý làm việc của mạch dao động nghẹt 
Quá trình dao động xung liên quan đến thời gian mở và được duy trì ở 
trạng thái bão hoà (nhờ mạch hồi tiếp dương) của transistor. 
Kết thúc quá trình tạo xung là lúc transistor ra khỏi trạng thái bão hoà và 
chuyển đổi đột biến về trạng thái tắt (khoá) nhờ hồi tiếp dương. 
Giản đồ thời gian minh hoạ nguyên lý hoạt động của mạch dao động 
nghẹt như hình 16.2. 
167 
Hình 16.2. Giản đồ thời gian mạch dao động nghẹt 16.1 
 + Trong khoảng thời gian 0 < t < t1: T tắt do điện áp đã nạp trên tụ C: 
UC> 0 tụ C phóng điện qua mạch theo đường phóng: 
  B CC R R EB 
Tại thời điểm t1, UC = 0. 
 + Trong khoảng t1 < t < t2, khi UC chuyển qua giá trị 0 xuất hiện quá trình 
đột biến Blocking thuận nhờ hồi tiếp dương qua B , dẫn tới transistor T bão hoà. 
 + Trong khoảng t2 < t < t3 transistor T bão hoà sâu, điện áp trên cuộn K 
gần bằng trị số EC, đó là giai đoạn tạo đỉnh xung, có sự tích luỹ năng lượng từ 
trường trong các cuộn dây của biến áp, tương ứng điện áp hồi tiếp qua B là: 
  
CC
B
B
E
U
n
 (16.3) 
Và điện áp trên cuộn tải t là: 
  
CC
t
t
E
U
n
 (16.4) 
Lúc này tốc độ thay đổi dòng colectơ giảm nhỏ nên sức điện động cảm 
ứng trên B và K giảm làm dòng điện bazơ IB giảm theo, do đó giảm mức bão 
hoà của T đồng thời tụ C được IB nạp qua mạch: 
+ ECC (đất) đ tiếp giáp emittơ – bazơ đ R đ C đ B đ + ECC (đất). 
 Lúc đó, do IB giảm tới trị số tới hạn: 
 IB = IB bão hoà = I bão hoà/ 
Xuất hiện quá trình hồi tiếp dương theo hướng ngược lại (còn gọi là quá 
trình Blocking ngược). 
 Trong quá trình này, transistor T thoát khỏi trạng thái bão hoà nên: 
IC giảm dẫn đến IB giảm, dần dần đưa transistor T về trạng thái khoá dòng IC 
= 0. 
Tuy nhiên, do quán tính của cuộn dây K trên cực góp (cực C), làm xuất 
hiện suất điện động tự cảm chống lại sự giảm đột ngột của dòng điện, do đó hình 
168 
thành một điện áp âm biên độ lớn (quá giá trị nguồn ECC): đây là quá trình giải 
phóng năng lượng từ trường đã tích luỹ từ trước. Nhờ dòng thuận từ chảy qua 
mạch D2R1 lúc này cuộn t cảm ứng điện áp âm làm diode D1 tắt và tách mạch 
tải khỏi sơ đồ. Sau đó tụ C phóng điện, duy trì khoá T cho tới khi UC = 0 sẽ lặp 
lai một nhịp làm việc mới 
Độ rộng xung Blocking được tính: 

t
x 3 1 v
B t v
.R
t t t R r .Cln
n R r
 (16.5) 
Trong đó: rv là điện trở vào của transistor T lúc mở; 
 2t t tR n .R là tải phản ánh về mạch cực colectơ (mạch sơ cấp). 
 là hệ số khuếch đại dòng tĩnh của T. 
Thời gian hồi phục t4  t6 do thời gian phóng điện của tụ quyết định và 
được xác định bởi: 
hph 6 4 B
B
1
t t t C.R ln 1
n
 (16.6) 
Nếu coi thời gian tạo sườn trước và sườn sau của xung là không đáng kể, 
và bỏ qua thì chu kỳ xung được tính bằng: 
 x x hphT t t (16.7) 
Dãy xung tạo ra của dao động nghẹt có tần số là: 
 x hph
1
f
t t
 (16.8) 
Chú ý: Sơ đồ Blocking có thể xây dựng từ hai transistor mắc đẩy – kéo 
làm việc với một biến áp xung bão hoà từ, tạo ra các xung vuông với hiệu suất 
năng lượng cao và chất lượng tham số xung tốt. 
Ngoài ra, cần lưu ý là khi làm việc ở chế độ đồng bộ (thêm đường nét đứt 
trên hình 16.1) cần chọn chu kỳ của dãy xung đồng bộ Tv nhỏ hơn chu kỳ của Tx 
của dãy xung do mạch Blocking tạo ra. 
Nếu ở chế độ chia tần, thì cần tuân theo các điều kiện: 
 x vT T 
Và khi đó có dãy xung đầu ra chu kỳ lặp là: 
 r vT nT (16.9) 
Như hình 16.3a và b với n là hệ số chia 
169 
Hình 16.3a. Giản đồ thời gian mạch Blocking ở chế độ chia tần 
Tx > Tv; Tr = 4Tv. 
Hình 16.3b. Giản đồ thời 
gian mạch Blocking ở chế 
độ chia tần Tx >> 
Tv; Tr = n Tv. với n = 4 
16.4 PHẠM VI ỨNG DỤNG 
Mạch dao động nghẹt (Blocking) được sử dụng để tạo xung trong các 
mạch ổn áp xung hay tạo xung có biên độ lớn trong điều khiển hệ thống số. 
170 
B- THỰC HÀNH: 
Lắp mạch dao động động nghẹt (Blocking) 
V. Tổ chức thực hiện 
Lý thuyết dạy tập trung 
Thực hành theo nhóm (3 sinh viên/nhóm) 
VI. Lập bảng vật tư thiết bị 
TT Thiết bị - Vật tư Thông số kỹ thuật Số lượng 
1 Máy hiện sóng 20MHz, hai tia 1máy/nhóm 
2 Đồng hồ vạn năng V-A-OM 1cái/nhóm 
3 
Bo mạch thí nghiệm 
động nghẹt 
(Blocking) 
Bo 2111 1mạch/nhóm 
4 Dây nối 
Dây đơn 0,05mm X 
25cm nhiều màu 
20m/nhóm 
5 Nguồn điện 
Điện áp vào 
220ACV/2A 
Điện áp ra 
0 -:- 30DCV 
1bộ/nhóm 
VII. Quy trình thực hiện 
TT 
Các bước 
công việc 
Phương pháp thao tác 
Dụng cụ thiết 
bị,vật tư 
Yêu cầu kỹ thuật 
1 Chuẩn bị 
Kiểm tra dụng cụ 
Kiểm tra máy phát 
xung 
Kiểm tra máy hiện 
sóng 
Bộ dụng cụ 
Máy phát xung 
Máy hiện sóng 
Bo mạch 
Sử dụng để đo các 
dạng xung, 
Khi đo xác định 
được chu kỳ, dạng 
xung, tần số 
171 
Bo mạch thí nghiệm 
2 
Kết nối 
mạch điện 
Dùng dây dẫn kết nối 
Dây kết nối 
Bo mạch 
Đúng sơ đồ 
nguyên lý 
3 Cấp nguồn 
Nối dây đỏ với dương 
Dây đen với âm 
Bộ nguồn 
Bo mạch 
12VDC 
Đúng cực tính 
4 
Đo kiểm tra 
Kết nối mạch với 
đồng hồ vạn năng 
Đồng hồ vạn 
năng 
Đúng điện áp 
5 
Báo cáo 
thực hành 
Viết trên giấy 
Bút, giấy 
Vẽ sơ đồ nguyên 
lý 
Vẽ sơ đồ lắp ráp 
Trình bày nguyên 
lý hoạt động 
Ghi các thông số 
đo được 
VIII. Kiểm tra, đánh giá (Thang điểm 10) 
TT Tiêu chí Nội dung Thang điểm 
1 Kiến thức Trình bày được nguyên lý mạch động 
nghẹt (Blocking) 
Trình bày được quy trình thực hành 
4 
2 Kỹ năng Lắp được mạch điện đúng yêu cầu kỹ 
thuật 
Đo được các thông số cần thiết 
4 
3 Thái độ - An toàn lao động 2 
172 
- Vệ sinh công nghiệp 
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 
1. Trình bày đặc điểm, cấu trúc mạch dao động nghẹt. 
2. Nêu các chế độ làm việc của mạch dao động nghẹt. 
3. Phân tích hoạt động mạch hình 16.1. 
4. Phân tích hoạt động mạch dao động nghẹt mắc cực gốc chung hình 16.4.