Trộn Tần: Bài giảng Nhập môn Điện tử

ườ

ạ

ọ

ệ

ng Đ i H c Công Ngh Thông Tin

Tr

Ạ

Ề

KHOA M NG & TRUY N THÔNG

BÀI GI NG Ả

Ậ

Ệ Ử NH P MÔN ĐI N T

THÁNG 9/2012

ươ

ộ ầ

Ch

ng 5: Tr n t n

ơ ở

ế 1. C s lý thuy t

ộ ầ

ạ

ố

2. M ch tr n t n dùng đi

t

ạ

ộ ầ 3. M ch tr n t n dùng tranzito

ộ ộ

ạ

ằ 4. B tr n b ng vi m ch tích

h pợ

ễ

ạ

ộ ầ 5. Nhi u trong m ch tr n t n

ầ

ơ ở ị ộ ầ

ệ ầ ầ ầ

ậ ệ ườ ệ ấ ầ

ế 1. C s lý thuy t a). Đ nh nghĩa: ụ Tr n t n là quá trình tác d ng vào hai tín hi u sao cho ố ượ ộ ộ c các thành ph n t n s trên đ u ra b tr n t n nh n đ ố). ệ ủ ổ t ng và hi u c a hai tín hi u đó ( ng l y hi u t n s th Có hai tín hi u:ệ ơ

ệ ạ ổ ộ ạ Tín hi u ệ đ n âm (có m t v ch ph ): tín hi u ngo i

ầ sai và có t n s fns.;

ố ị ế ặ ố ớ ầ Tín hi u h u ích v i t n s fth c đ nh ho c bi n

ố ệ ộ

thiên trong m t ph m vi nào đó. ầ ệ ố ố ở ầ ượ ữ ạ Tín hi u có t n s mong mu n đ u ra đ ờ c tách nh

ầ ộ ọ

phi tuy n (các linh

ể ự ẫ ả ầ ử ệ ế ặ ố b l c, là t n s trung gian ftg. ộ ầ ệ Đ th c hi n tr n t n ph i dùng ph n t ki n bán d n) ho c dùng ph n t ế ầ ử ố tuy n tính tham s .

ộ ầ

b). Nguyên lý tr n t n

ầ ử

ượ

ế

ể

ễ

ỗ

: Ph n t phi tuy n đ c bi u di n theo chu i Taylor i = a0+a1u+ a2u2+ a3u3+...+ anun+...

ặ

ệ

ầ ử

ế : u=uns+uth=Unscos nst+

Đi n áp đ t lên ph n t phi tuy n Uthcos thtω

(cid:222)

ω ω ω i = a0+a1(Unscos nst+Uthcos tht)+ a2(Unscos nst+Uthcos tht)2+

ệ

ầ

ω ω ω

ệ

ầ

ω ω

ầ

ậ 2: 2 ns, 2 th;

ậ

ầ

ố ổ ω ω

ω ω ns ± th;

ω ω ω ω + a3(Unscos nst + Uthcos tht)3+...+ an(Unscos nst ω +Uthcos tht)n+... ồ Các tín hi u ra g m các thành ph n: th; ầ ơ ả : ns, + Thành ph n c b n + Các thành ph n t n s t ng và hi u ầ + Thành ph n b c + Thành ph n b c cao = ± n ns ± m th :

ế

ọ ω ω

- N u ch n n = m = 1, đ u ra b tr n t n l y tín hi u có ầ

ộ ộ ơ

ườ

ầ ấ ả (th

tr n t n đ n gi n ω

ầ ộ ω

ố ườ

ợ ấ

ớ

ầ t n s = ns th : ng h p l y

= n. ns m th v i n,m ≥ 2 :

- Tr

ệ ọ . ng ch n) tr n ộ

ầ ổ ợ . t n t h p

ế ạ ố m ch nhân );

ầ ầ ử ử ế diot, transitor,..)

ể ổ v t n s th p ho c cao tùy

ộ ặ ớ ầ ố ữ ầ ố ầ ố ề ầ ố ấ ng đ i gi a t n s đ u vào fth v i t n s trung

Phân lo iạ : ằ ầ ộ + Tr n t n b ng ph n t tuy n tính tham s ( ằ ầ ộ + Tr n t n b ng ph n t phi tuy n ( ằ ầ ộ + Tr n t n b ng chuy n ph ( ươ ị thu c vào v trí t gian ftg đ u raầ ). Ứ

ộ c dùng trong máy thu đ i t n. Nh b tr n

ủ

ở ộ ầ ầ ầ ng

ưở ẩ ớ ầ ố ổ ầ ờ ộ ộ ủ ng c a các t ng trung gian c a máy thu ố ố ị m t t n s c đ nh. T n ệ chu n v i t n s tín hi u vào sao cho ftg

ượ ị ướ ợ ầ ộ ổ ụ : ng d ng ượ ầ Tr n t n đ ưở ộ ạ ầ t n, m ch c ng h ộ ỉ ề ượ ầ c đi u ch nh c ng h t n đ ồ ượ ạ ố s ngo i sai đ c đ ng = fns fth = const. Đ c dùng trong HTTT đ nh h ng và trong các b t ng h p t n

s .ố

ệ ươ

ư

c). H ph

ặ ng trình đ c tr ng:

+ Dßng ®iÖn ®i ra: ir=f(uns ,uth ,utg) v iớ : uns=Uns cos nstω uth=Uth cos thtω utg=Utg cos tgtω ườ ng Uth, Utg<

(cid:222)

ω ω ω ω

ω ω ω ω ω ir= V i: ớ ins(uns)=I0+I1 cos nst+ I2 cos2 nst + I3 cos3 nst+.... s(uns)=S0+S1 cos nst+ S2 cos2 nst + S3 cos3 nst+.... g(uns)=G0+G1 cos nst+ G2 cos2 nst + G3 cos3 nst+....

(cid:0)

ω ω ω (cid:0) Đ tặ tg = n ns± th

: Phư¬ng tr×nh b iÕn ®æ i thuËn

- Gn là thành phÇn mét chiÒu cña hàm

- Sn là biªn ®é hài bËc n cña hàm

ớ + Dßng ®iÖn ®i vào: iv=f(uns ,uth ,utg) v i Uth, Utg< Uns

Sm:biªn ®é thành phÇn bËc m(=n trªn) cña hç dÉn biÕn ®æi ngưîc

- Gm: thành phÇn mét chiÒu cña ®iÖn dÉn vào

(cid:0) : Phư¬ng tr×nh b iÕn ®æ i ng ược

d). C¸c tham s è c ña bé tré n tÇn :

+ Hç dÉn trén tÇn:

+ §iÖn dÉn trén tÇn:

+ HÖ sè khuÕch ®¹i tÜnh:

+ Hç dÉn trén tÇn ngưîc:

+ §iÖn dÉn (trong khi cã hiÖn tưîng trén tÇn ngưîc):

+ HÖ sè khuÕch ®¹i tÜnh (khi ®æi tÇn ngưîc):

(cid:0)

ạ

ố

ộ ầ 2. M ch tr n t n dùng đi

t

a: là h»ng sè ®ưîc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm

i, M¹c h tré n tÇn ®¬n: Phư¬ng tr×nh biÓu diÔn ®Æc tuyÕn V-A:

ii, M¹c h tré n tÇn cân b ngằ :

M¹ch tré n tÇn c©n b»ng làm t¨ng dß ng ®iÖn trung gian ë ®Çu ra và cã kh¶ n¨ng khö t¹p ©m tÇn s è trung gian do nguån ngo¹i s ai m ang ®Õn.

iii, M¹c h tré n tÇn vòng:

Víi c¸ch tÝ nh to¸n giè ng như ë m ¹ch ®iÒu chÕ, ta thu ® îc ë ®Çu ra s ¬ ®å này chØ cã c¸c thành phÇn tÇn s è ωns ± ωth , c¸c thành phÇn kh¸c bÞ khö, do ®ã dÔ t¸ch ®ưîc thành phÇn cã tÇn s è trung gian m ong m uè n, b»ng c¸c m ¹ch läc.

ạ

ộ ầ

.

ụ ộ ạ ể u đi m c a m ch tr n t n ki u này là ngoài nhi m v tr n

ủ ế ộ ớ ệ ạ

3. M ch tr n t n dùng tranzito ệ ộ ầ Ư ể ầ t n còn khu ch đ i nên tín hi u ra có biên đ l n.

ể ườ ự ể ộ ng c c đ tr n

ạ ưỡ ng hay tranzito l ố ắ Bozo (m ch g c) chung hay Emitto

- Có th dùng tranzito tr ể ầ t n. Có th dùng cách m c (m ch phát) chung.

ạ

ạ ạ ở ắ B chung dùng

- M ch m c ầ ố ớ ạ ủ t n s gi ằ không b ng m ch

ph m vi t n s cao hay siêu cao vì ạ ầ ố ơ ồ ế ộ i h n c a nó cao. Tuy nhiên s đ này đ khu ch đ i

- C¸c tham s è cña s ¬ ®å tré n tÇn phô thué c vào ®iÓm làm viÖc, vào ®é lín cña ®iÖn ¸p ngo¹i s ai và vào tham s è cña tranz is tor.

ạ E chung.

ạ ộ ầ ẩ ặ ơ

Có m ch tr n t n dùng tranzito đ n, tranzito đ y kéo ho c ẩ tranzito đ y kéo kép.

ộ ầ ơ ạ i, M ch tr n t n dùng tranzito đ n

EC uns ®ưa vào Baz o EC uns ®ưa vào Em itto

§iÖn ¸p ngo¹i s ai ®ưîc ghÐp láng víi baz o cña tranz is tor tré n tÇn ®Ó tr¸nh ¶nh hưë ng tư¬ng hç gi÷a m ¹ch tÝ n hiÖu và m ¹ch ngo¹i s ai.

BC uns ®ưa vào Baz o BC uns ®ưa vào Em itto

ắ

Ở ạ

→

ố ớ ả

uRE tăng

→

ả

uRE tăng

ở ầ

ượ

ứ

ệ

→ đ u ra iC ng

m ch này T1, T2 m c C chung đ i v i uth và uns. Khi uns → iC1 gi m. Còn khi uth tăng ạ ư ậ iC2 gi m. Nh v y uth và uns t o c pha nhau, do đó dòng đi n ra ch a ố

ệ

ầ

ố

tăng dòng iC2 tăng dòng iC1 tăng ra dòng ω ầ t n s tg = ns th cho ra tín hi u t n s trung gian.

: MÐo phi tuyÕn nhá (hài bËc ch½n bÞ triÖt tiªu); - Phæ tÝn

ộ ầ ạ ẩ ii, M ch tr n t n dùng tranzito đ y kéo

Ư u ®iÓm hiÖu ra hÑp; - Liªn hÖ gi÷a m¹ch tÝn hiÖu và m¹ch ngo¹i sai Ýt; - Kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn ®iÒu chÕ giao thoa thÊp. V× nh÷ng ưu ®iÓm ®ã, nªn lo¹i m¹ch này hay ®ưîc dïng trong bé trén tÇn cña m¸y ph¸t tÝn hiÖu.

ợ 4. B tr n b ng vi m ch tích h p

ộ ộ ằ ộ ầ ạ

ẩ

ạ (M ch tr n t n dùng tranzito đ y kéo kép)

- Khi kh«ng cã tÝ n hiÖu vào, dß ng qua T5 và T6 b»ng nhau, do ®ã dòng qua T1 T2 và T3 T4 còng b»ng nhau, s ao cho dß ng ®iÖn qua c¸c ch©n ra 12 và 13 như nhau và b»ng nöa dß ng ®iÖn tæ ng.

- Khi cã ®iÖn ¸p ngo¹i sai ®Æt vào ch©n 6 và 14 và víi trÞ sè nào ®ã T6 ng¾t, chØ cßn dßng ch¶y qua T5 và dßng ch¶y qua T1 và T2 còng b»ng mét nöa dßng tæng - Do ®ã còng như trưê ng hîp trªn (kh«ng cã ®iÖn ¸p uns ), dß ng qua c¸c ch©n 12 và 13 b»ng nhau. Tư¬ng tù ®è i víi nh÷ng thê i ®Øªm kh¸c nhau cña ®iÖn ¸p ngo¹i s ai hoÆ c ®iÖn ¸p tÝ n hiÖu, ta ®Òu cã kÕt qu¶ như vËy. - Dßng ®iÖn ë c¸c ®Çu ra chØ biÕn ®æi khi ®iÖn ¸p ngo¹i sai và điÖn ¸p tÝn hiÖu ®ång thêi t¸c ®éng lªn c¸c ®Çu vào.

ạ

ộ ầ

5. Nhi u trong m ch tr n t n

ễ ĐÇu vào, ®iÖn ¸p tÝn hiÖu víi tÇn sè fv=fth, nhê tÝnh chän läc cña t¶i, trªn ®Çu ra, ®iÖn ¸p víi tÇn sè ftg=⎜nfns± mfth ⎜. Tuy nhiªn còng cã nh÷ng thành phÇn tÇn sè kh¸c fth g©y ra nhiÔu.

ftg= nfns± mfv ; ftg= nfns mfv ftg= nfns mfv ; ftg= nfns+ mfv

+ n=0; m=1, tøc là ftg=fv, ta cã nhiÔu lät th¼ng. + n=1; m=1, fv = fns ± ftg : * fv = fns - ftg, ®©y chÝnh là tÇn sè tÝn hiÖu vào: fth nªn kh«ng coi là nhiÔu * fv = fns + ftg, gäi là nhiÔu ¶nh + m=1; n=2, tøc là fv = 2fns ± ftg

- Trong c¸c lo¹i nhiÔu này, nhiÔu lät th¼ng cã thÓ läc ®ưîc nhê c¸c m¹ch läc ®Çu vào, nhiÔu fv = 2fns ± ftg cã thÓ lo¹i bá khi chän phÇn tö tÝch cùc làm viÖc; chØ cã nhiÔu tÇn sè ¶nh là khã läc, nhÊt là khi ftg <