Hướng dẫn phân tích mạch điện tử 

Điều cần chú ý đầu tiên khi xem xét cơ sở mạch là phải tìm kiếm, nhận biết được tất cả các mạch cơ bản tham gia để tạo ra chức năng chung đó. (Thí dụ các tầng khuếch đại, bộ biến đổi trở kháng, các tầng phân dòng, các tầng đảo, v.v…). Cần phải phân biệt được đâu là điều cốt yếu và đâu là điều không cốt yếu, khi “mổ xẻ” phân tích mạch điện rời ra thành từng phần cơ bản nhờ nhận xét bằng mắt. 

Trong cách “đọc” mạch điện chúng ta cần phải nhanh chóng phân tích và đánh giá được cơ sở mạch theo chức năng của chúng. 

Điều cần chú ý đầu tiên khi xem xét cơ sở mạch là phải tìm kiếm, nhận biết được tất cả các mạch cơ bản tham gia để tạo ra chức năng chung đó. (Thí dụ các tầng khuếch đại, bộ biến đổi trở kháng, các tầng phân dòng, các tầng đảo, v.v…). Cần phải phân biệt được đâu là điều cốt yếu và đâu là điều không cốt yếu, khi “mổ xẻ” phân tích mạch điện rời ra thành từng phần cơ bản nhờ nhận xét bằng mắt. Điều đầu tiên ta phải quan sát kỹ lưỡng tới các sơ đồ mạch thành phần và các linh kiện riêng lẻ, để rồi sau đó từ từ kết hợp trở lại thành chức năng chung cần biết. ở đây ta không xét đến các phần tử sử dụng đặc trưng (đó là điều không cốt yếu) thí dụ như ổ cắm điện đầu vào và đầu ra, chiết áp để biến đổi biên độ, bộ biến trở tầng và công tắc chuyển mạch, nó chỉ có thể giúp ta có ấn tượng mạnh hơn về chức năng chung của mạch. 

Thí dụ hình 1 chỉ ra mạch điện của một bộ tạo dao động từ hình sin sang hình chữ nhật. 

Bộ tạo dao động có các phần tử đặc trưng: 

- Chiết áp để điều chỉnh tần số; 

- Chiết áp để điều chỉnh biên độ; 

- Công tắc để điều chỉnh tần số thập phân; 

- Công tắc để điều chỉnh biên độ thập phân; 

- Bộ chuyển mạch chức năng tín hiệu chữ nhật -sin. 

Với 5 tầng Tranzistor trong sơ đồ mạch cho phép phân chia thành hai nhóm chức năng khác nhau (đây là điều cốt yếu). 

Các tầng T1 và T2 được biết đến như là các tầng khuếch đại điện áp (mạch cơ sở emito), tầng T3 như là bộ biến đổi trở kháng và là mạch cơ sở colecto. Đầu ra của nhóm bộ khuếch đại nằy nằm ở emito của Tranzsitor T3. 

Sự mô tả sơ lược về các tầng T1 và T2 như trên rõ ràng không thể cho ta biết được đó là phương thức làm việc của hai tầng khuếch đại. Nhưng qua đó ta cũng thấy ngay được, ở đây không có một thể hiện nào của một tầng đảo (sơ đồ mạch Trigger). Điều này có thể nhận biết được nhờ vào cách đầu ghép mạch: colecto-bazo cũng như colecto-emito. 

Ngược lại nhìn vào cấu trúc các tầng Tranzistor T4 và T6 có thể nhận ra ngay được đây là một tầng đảo và với cách sắp xếp đấu ghép mạch ta cũng nhận ra được đó là một mạch cơ bản Schmitt - Trigger. 

Với những hiểu biết về chức năng quen thuộc của một bộ tạo dao động (xem “Kỹ thuật mạch điện tử”, tác giả Phạm Minh Hà, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật), thì việc nhận biết các chức năng của từng khối riêng lẻ của nó không phải là việc khó. 

Trước hết nhóm các bộ khuếch đại là thành phần của bộ tạo dao động hình sin. Bộ Schmitt -Trigger dùng để biến đổi thành những dao động xung chữ nhật. Các chức năng này được thiết lập nhờ sự sắp xếp các công tắc chuyển mạch của bộ chuyển mạch. Qua công tắc S2b mà điện áp cung cấp của Schmitt-Trigger được đóng hoặc cắt mạch. Tác động thứ hai theo phương thức lựa chọn S2a đóng mạch từ đầu ra của Schmitt-Trigger lên đầu ra của bộ khuếch đại (liên kết R20, C1, emito T3). Nhờ sự bố trí các tụ điện C2 tới C10 và các điện trở R9a,b và R10 cho phép ta nhận ra đó là cấu trúc của một cầu Wien-Robinson. Nó nằm ở đầu ra của bộ khuếch đại. Mặt khác với sự nối trực tiếp vào bazo của T1 nên đồng thời nó lại là đầu vào của bộ khuếch đại. Chính vì vậy bộ tạo dao động mô tả một mạch cầu Wien. 

Để đạt được mục đích trọn vẹn khi quan sát tổng quát các chức năng mạch, thì cần phải tin chắc vào sự phối hợp hài hoà các chức năng của các phần tử sử dụng còn lại. Thí dụ như biến trở R19 nằm ở đầu ra của các khối chức năng như là một điện trở đầu cuối. Bộ chia điện áp có hai phần. Phần thứ nhất chỉ có điện áp làm việc được đóng và tắt mạch. Phần thứ hai đóng mạch bộ chia điện áp R21 tới R24. 

Qua phân tích trên, về cơ bản mạch điện của bộ tạo dao động đã được phân tích. Chúng ta có thể tóm tắt các kết quả phân tích cơ bản từ thí dụ này: 

- Quan sát sơ đồ khối tổng quát và tìm ra được các nhóm chức năng, 

- Xác định các nhóm chức năng, 

- Xác định tác dụng chung của các nhóm chức năng trong đó có kết nối với các phần tử sử dụng. 

Chúng ta tiếp tục quan sát phân tích thêm một mạch điện nữa trong hình 2. 

Chức năng quen thuộc của một mạch chỉ báo chúng ta đã biết: trên cơ sở một tín hiệu ở đầu vào, mạch tầng cuối sẽ đóng mạch, đèn sáng, đồng thời cho qua đầu ra một xung mạch. Nếu ta chú ý sơ đồ mạch một cách chi tiết thì ngay từ cái nhìn đầu tiên cho phép phân chia các tầng Tranzistor thành 3 nhóm chức năng (đây là điều cốt yếu): 

- Nhóm chức năng thứ nhất tạo bởi các tầng T37, T38, T39; 

- Các tầng T40, T41 như là Trigger- Schmitt; 

- Tầng cuối cùng T42 nhận biết được như là tầng chuyển mạch. 

Nhưng nếu quan sát kỹ hơn về các tầng này thì ta có thể tiếp tục phân chia chức năng của nhóm thứ nhất: 

- Tầng T37 như là một bộ khuếch đại và 

- Các tầng T38, T39 như là một mạch tạo dạng xung. 

Các chức năng này nhận ra được là nhờ cách đấu ghép mạch. Tầng T37 tạo với các tụ điện C16, C19 và C18 thành một bộ khuếch đại lọc băng. Mạch tạo dạng xung T38 và T39 ghép điện dung đã được điều chỉnh ở vị trí cân bằng theo một giá trị nhờ biến trở R114, giá trị này làm cho T3 không dẫn điện và dòng điện được dẫn qua Tranzistor T39. Trong trường hợp đỉnh của điện áp khuếch đại vượt quá điện áp giới hạn đã được điều chỉnh thì mạch tạo dạng xung sẽ chuyển mạch sang trạng thái khác: T38 dẫn và T39 đóng. Với điện áp xuất hiện qua colecto của Tranzistor T39, tụ điện C20 được nạp điện qua diot tách mạch D49. Diot D49 sẽ ngăn tụ điện C20 phóng điện qua Tranzistor T39 trong khoảng ngừng xung. 

Schmitt-Trigger bao gồm các Tranzistor T40 và T41 sẽ được chuyển mạch sau khi đã đạt được một giá trị điện áp xác định ở tụ điện C20. Qua quá trình chuyển mạch, Tranzistor T41 đóng và ở colecto thiết lập một điện áp dương. Nhờ điện áp này mà Tranzistor T42 đóng mạch và đèn chiếu sáng. Khi này ở đầu ra xuất hiện một sự đột biến về điện áp từ +1,5V thành +21 đến +24V. 

Đến đây nếu bạn đọc hiểu tốt những vấn đề vừa phân tích trên và có thể tự giải thích chính xác các chức năng của mạch, thì những phần sau bạn không cần phải tiếp tục đọc và xử lý nữa. Trong trường hợp ngược lại bạn hãy tiếp tục đọc và nghiên cứu các bài viết trong các số sau. Còn rất nhiều vấn đề thú vị được đề cập đến cho nhiều dạng mạch điện khác nhau.