Sách điện/Bộ phận điện

Bộ phận điện được tạo ra từ một mạch điện của nhiều linh kiện điện tử mắc nối với nhau trong một vòng tròn khép kín có khả năng thực thi một việc nhất định . Các bộ phận điện thông dụng bao gồm

Bộ dao động sóng điện

Sóng sin không đều

$v_{L}+v_{C}+v_{R}=0$

$L{\frac {di}{dt}}+{\frac {1}{C}}\int vdt+iR=0$

$L{\frac {d^{2}i}{dt^{2}}}+{\frac {R}{L}}{\frac {di}{dt}}+{\frac {1}{LC}}i=0$

$s^{2}+2\alpha s+\beta =0$

$s$	$\alpha ,\beta$	$f(t)=Ae^{st}$	Đồ thị
$-\alpha$	α = β	$Ae^{-\alpha t}=A(\alpha )$
$-\alpha \pm \lambda$	α = β	$Ae^{(-\alpha \pm \lambda )t}=A(\alpha )e^{\lambda t}+A(\alpha )e^{-\lambda t}$
$-\alpha \pm j\omega$	α = β	$Ae^{(-\alpha \pm j\omega )t}=A(\alpha )sin\omega t$

Với

$\alpha ={\frac {R}{2L}}$

$\beta ={\frac {1}{LC}}$

$\lambda ={\sqrt {\alpha -\beta }}$

$\omega ={\sqrt {\beta -\alpha }}$

Sóng sin đều

$v_{L}+v_{C}=0$

$L{\frac {di}{dt}}+{\frac {1}{C}}\int vdt=0$

${\frac {d^{2}}{dt}}i+{\frac {1}{T}}i=0$

$s^{2}=-{\frac {1}{T}}$

$s={\sqrt {-{\frac {1}{T}}}}=\pm j{\sqrt {\frac {1}{T}}}=\pm j\omega$

$i(t)=Ae^{st}=Ae^{\pm j\omega t}=A\sin \omega t$

$\omega ={\sqrt {\frac {1}{T}}}$

$T=LC$

Bộ phát sóng

Bộ phát sóng Sin

Dao động tử điện tử hay mạch dao động điện tử là mạch điện tử tạo ra tín hiệu điện tử dao động tuần hoàn có dạng sóng xác định.[1][2] Trong nhiều trường hợp các mạch đơn giản tạo ra sóng vuông. Các mạch tạo sóng dạng sin, dạng răng cưa hay dạng đặc biệt khác thì có mạch phức tạp để duy trì hình dạng và độ ổn định của sóng phát ra.[3]

Bộ tạo dao động (dao động tử) chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) từ nguồn cung cấp thành tín hiệu dòng điện xoay chiều (AC). Chúng được sử dụng rộng rãi làm xung nhịp (Clock signal) hoặc tín hiệu định dạng xác định trong nhiều thiết bị điện tử, từ máy phát đồng hồ đơn giản nhất đến các thiết bị kỹ thuật số như máy tính và thiết bị ngoại vi phức tạp, các Hệ thống điều khiển trong các thiết bị công nghiệp và gia dụng các cỡ.[3] Ví dụ phổ biến về tín hiệu được tạo bởi bộ dao động bao gồm tín hiệu được phát bởi đài phát và truyền hình, tín hiệu đồng hồ điều chỉnh máy tính và đồng hồ thạch anh, và âm thanh được tạo ra bởi tiếng bíp điện tử và trò chơi video.[1]

Lối hoat động

Lối mắc Dao động RC

Các mạch Dao động RC là mạch dao động điện tử sử dụng mạng RC cho phần chọn lọc tần số để tạo ra tín hiệu ra có tần số và dạng mong muốn.

Thông thường chúng là thành phần của dao động thăng giáng có sử dụng kết hợp giữa điện trở và tụ điện với các mạch khuếch đại để tạo dạng tín hiệu. Trong số các dạng tín hiệu có các mạch tạo ra tín hiệu ra hình sin. Trong kỹ thuật số thì dùng mạch dao động RC cho ra xung vuông liên tục hoặc đơn lẻ, có yêu cầu cao về độ dốc sườn xung.

Mạng RC có phản ứng chậm với các thay đổi điện, nên Dao động RC thường cho ra dao động có tần số dưới 100 KHz, tức là ở dải tần âm và siêu âm.

• 
  Mạch dao động thăng giáng dùng op-amp và dãy RC phổ biến.
• 
  Mạch tạo sóng vuông dùng IC 555 Timer
• 
  IC 555 Timer

Lối mắc Dao động LC

Hai mạch dao động LC: dao động Hartley và Colpitts

Các mạch Dao động LC là mạch dao động điện tử sử dụng mạng LC cho phần chọn lọc tần số để tạo ra tín hiệu ra có tần số và dạng mong muốn.

Mạng LC có phản ứng nhanh và chọn lọc tần số cao, nên Dao động LC dùng cho phát tần số radio từ cỡ 0,1 Mhz đến vài trăm MHz. Các mạch phát tần siêu cao dùng nguyên lý khác.

Một thành viên của Dao động LC là Dao động tinh thể, trong đó phần tử tinh thể được mô hình tương đương là một mạng LC.

Lối mắc Dao động tinh thể

Các mạch Dao động tinh thể dùng tinh thể để ổn định tần số. Phần tử tinh thể có sơ đồ tương đương là LC nối tiếp, và hoạt động của mạch được khảo sát như là một Dao động LC.

Các Dao động tinh thể tần số dưới 10 MHz thường dùng sơ đồ gọi là mạch Dao động Pierce, trong đó dùng một CMOS NOT gate ráp ở chế độ khuếch đại với phản hồi qua tinh thể nối tiếp. Chúng được chế sẵn thành mạch tích hợp ở một số giá trị tần số chuẩn hóa cung cấp xung nhịp cho các thiết bị kỹ thuật số như máy tính.

• 
  Mạch dao động Pierce điển hình
• 
  Mạch tích hợp dao động 1 MHz dùng ổn tần thạch anh.

Bộ phát sóng vuông

Sóng vuông một trạng thái

Schematic of a 555 in monostable mode

Thời gian của sóng đơn , Thời gian để nạp điện bằng 2/3 điện cung cấp

$t=RC\ln(3)\approx 1.1RC$

Với

t,R, đo bằng đơn vị seconds, ohms và farads

Sóng vuông hai trạng thái ổn

Standard 555 Astable Circuit

Sóng vuông hai trạng thái ổn có tần số sóng tùy thuộc vài giá trị của R₁, R₂ and C:

$f={\frac {1}{\ln(2)\cdot C\cdot (R_{1}+2R_{2})}}$

Thời gian cao

$t_{h}=\ln(2)\cdot (R_{1}+R_{2})\cdot C$

Thời gian thấp

$t_{l}=\ln(2)\cdot R_{2}\cdot C$

Năng xuất của R₁ phải cao hơn giá trị của ${\frac {V_{cc}^{2}}{R_{1}}}$

Bộ chỉnh sóng

Bộ chỉnh sóng là bộ phận điện tử nhập sóng sin và cho xuất sóng sin định dạng

Bộ chỉnh sóng Diot

Lối mắc	Hình	Sóng xuất
Điot thuận mắc nối tiếp	>-- vo	cho qua nửa sóng dương
Điot nghịch mắc nối tiếp	-- vo	cho qua nửa sóng dương
Điot thuận song song	cho qua nửa sóng dương và
Điot nghịch song song	cho qua nửa sóng âm và

Bộ Hiệu Chỉnh Nửa Sóng (Half Wave Rectifier)

Bộ Hiệu Chỉnh Nửa Sóng chỉ cho qua nửa sóng dương . Nửa sóng âm nằm tại điện thế bằng không

Bộ Hiệu Chỉnh Toàn Sóng (Full Wave rectifier)

Bộ Hiệu Chỉnh Toàn Sóng cho qua nửa sóng dương . Nửa sóng âm biến đổi thành nửa sóng dương ta có một sóng toàn dương

Lối mắc dùng 2 Đai Ốt

lối mắc dùng cầu Đai Ốt

Bộ biến đổi sóng điện

AC sang DC

Bộ giảm điện

$i={\frac {V}{R_{2}+R_{1}}}$

$V_{o}=iR_{2}=R_{i}{\frac {v_{i}}{R_{2}+R_{1}}}$

${\frac {V_{o}}{V_{i}}}={\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}}$

Bộ ổn điện

Bộ ổn điện là một bộ phận điện tử cung cấp một điện thế ổn không đổi với các lối mắc sau

Mạch điện Diot

Lối mắc mạch điện 2 cổng của một Điện trở và một Diot zener . Lối mắc này cho một điện thế ổn định ở cổng xuất bằng với điện thế

$U_{out}=v_{Z}$

Mạch điệnTrăng si tơ

Mạch điệnOp Amp

IC ổn điện

Bộ biến điện

Bộ biến điện một công cụ điện từ có công dụng trong việc Dẩn điện , Tăng điện , Giảm điện

Cấu tạo

Tính chất

${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {-\epsilon _{s}}{-\epsilon _{p}}}=N_{s}{\frac {d\phi }{dt}}/N_{p}{\frac {d\phi }{dt}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Điện thế xuất

$v_{s}=v_{p}{\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Biến thế có công dụng tăng , giảm và dẩn điện

Dẩn điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Tăng điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}=A{\frac {N_{p}}{N_{p}}}$

Giảm điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {1}{A}}{\frac {N_{p}}{N_{p}}}$

Công dụng

Biến thế có công dụng tăng , giảm và dẩn điện

Dẩn điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Tăng điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}=A{\frac {N_{p}}{N_{p}}}$

Giảm điện - ${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {1}{A}}{\frac {N_{p}}{N_{p}}}$

Biến đổi điện AC sang DC

Bộ khuếch đại điện

Khuếch đại điện tạo ra điện thế khuếch đại ở cổng xuất bằng hằng số khuếch đại nhân với điện thế nhập ở cổng nhập

$v_{o}=Av_{i}$ . Khuếch đại điện dương

$v_{o}=-Av_{i}$ . Khuếch đại điện âm

Khuếch đại điện âm

Lối mắc Trăng si tơ

${\frac {v_{o}}{v_{i}}}=1-({\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})({\frac {R_{3}}{R_{4}}})$

Từ trên, ta thấy

$v_{o}=-nv_{i}$

Khi

$R_{1}=0$

$R_{3}=(n+1)R_{4}$

Lối mắc Op Amp

${\frac {V_{out}}{V_{in}}}=-{\frac {R_{f}}{R_{in}}}$

Từ trên

$V_{out}=-nV_{in}$

Khi

$R_{f}=nR_{in}$

Lối mắc Biến điện

${\frac {v_{s}}{v_{p}}}={\frac {-\epsilon _{s}}{-\epsilon _{p}}}=N_{s}{\frac {d\phi }{dt}}/N_{p}{\frac {d\phi }{dt}}={\frac {N_{s}}{N_{p}}}$

Từ trên

$v_{s}=-nv_{p}$

Khi

$N_{s}=nN_{p}$

Khuếch đại điện dương

Bộ phận điện tử cho điện thế khuếch đại dương của điện thế nhập

$v_{o}=+Av_{i}$

Lối mắc trăng si tơ

${\frac {v_{o}}{v_{i}}}=({\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{1}}})({\frac {R_{3}}{R_{4}}})$

Với $R_{1}=0$

${\frac {v_{o}}{v_{i}}}={\frac {R_{3}}{R_{4}}}$

${\frac {v_{o}}{v_{i}}}=n$ . Với $R_{3}=nR_{4}$

Lối mắc Op Amp 741

$V_{\mathrm {out} }=V_{\mathrm {in} }\left(1+{R_{2} \over R_{1}}\right)$

Lối mắc biến điện

$V_{s}=V_{p}\left({N_{s} \over N_{p}}\right)$