intTypePromotion=1
ADSENSE

Chương 5: ĐỔI TẦN

Chia sẻ: Trần Quang Thịnh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

133
lượt xem
25
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đổi tần là quá trình dịch chuyển tín hiệu đã điều chế lên cao (ở Tx) hoặc xuống thấp (ở Rx) mà vẫn giữ nguyên cấu trúc phổ của nó (dạng tín hiệu ban đầu). Nó cho một số ưu điểm quan trọng như dễ dàng dịch chuyển tín hiệu đến tần số cần thiết, tăng độ chọn lọc, thuận tiện xử lý tín hiệu. Đổi tần còn gọi là trộn tần, có ký hiệu dấu nhân.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 5: ĐỔI TẦN

  1. Chöông 5 - Ñoåi taàn Chöông 5 ÑOÅI TAÀN 5.1. NGUYEÂN LYÙ ÑOÅI TAÀN Ñoåi taànlaø quaùtrình dòchchuyeåntín hieäuñaõñieàucheáleâncao (ôû T x) hoaëc xuoáng thaáp (ôû Rx) maø vaãn giöõ nguyeân caáu truùc phoå cuûa noù (daïng tín hieäu ban ñaàu). Noù cho moät soá öu ñieåm quan troïng nhö deã daøng dòch chuyeån tín hieäu ñeán taàn soá caàn thieát, taêng ñoä choïn loïc, thuaän tieän xöû lyù tín hieäu. Ñoåi taàn coøn goïi laø troän taàn, coù kyù hieäu daáu nhaân. ± mfo ± nf fi fs =fo +fi X BPF fo ± mfo ± nf fs fIF =fo - fs X IF fo Hình 5.1. Ñoå taà leâ ôû x - Ñ oå taà xuoá g ôû x innT in n R Ñoåi taàn döïa treân phi tuyeán cuûa phaàn töû tích cöïc. Giaû söû ñaùp tuyeán i(v) coù daïng: i = i0 + av + bv2 + cv3 + dv4 + … Trong ñoù v laø ñieän aùp ñaët vaøo phaàn töû phi tuyeán. Khi troän hai tín hieäu ôû ngoõ vaøo boä ñoåi taàn, taïi ngoõ ra cuûa noù coù nhieàu thaønh phaàn taàn soá fs, fo, ± mfo, ± nfs. Boä loïc trung taàn IF hoaëc BPF choïn loïc thaønh phaàn taàn soá caàn thieát. Thoâng thöôøng m = n = 1 ñeå möùc tín hieäu ra laø lôùn nhaát. Tín hieäu ra coù phoå gioáng nhö tín hieäu ngoû vaøo ñoåi taàn, nhöng ñöôïc dòch chuyeån ñeán vuøng taàn soá caàn thieát thuaän tieän treân xöû lyù tín hieäu. Ví duï: ÔÛ maùy thu, ñoåi taàn xuoáng trung taàn taêng ñoä choïn loïc, ñeå thöïc hieän boä khueáchñaïi IF coù ñoä lôïi cao oån ñònh. Trong maùy phaùt truyeànhình, tín hieäu hình ñaõ ñieàu cheá ôû trung taàn 38 MHz ñöôïc ñoåi taàn leân baêngtaàn caàn thieát, loïc vaø khueáchñaïi coâng suaátñöa tôùi antenphaùt. Maùy thu ñoåi taàn goïi laø maùy thu heterodyning. Caùc maùy thu quaûngbaù (thu thanh, truyeànhình) ñoåi taàn 1 laàn. Trong caùc maùy thu Maïch ñieän töû 3 54
  2. Chöông 5 - Ñoåi taàn thoângtin ñoåi taàn2 laàn ñeå loaïi taànsoá nhieãucuûa aûnh f IM (fIM = Fs + 2fIF). Heä soá nhieãu NF cuûa boä ñoåi taàn lôùn hôn NF cuûa boä khueách ñaïi cuøng phaàn töû tích cöïc khoaûng (1,5 ÷ 2) laàn do hoaït ñoäng ôû cheá ñoä phi tuyeán. ÔÛ taàn soá cao, ñoåi taàn duøng FET, MOSFET toát hôn BJT, diode. Thoâng soá cô baûn boä ñoåi taàn: I IF Ñoä hoã daãn ñoåi taàn gc = . - Vs VIF Ñoä lôïi ñoåi taàn A v = . - Vs I IF Ñieän daãn ñoåi taàn g = . - VIF PIF Ñoä lôïi coâng suaát ñoåi taàn PG = . - Ps 220 V cc 0,022 fs fIF fIF =10,7MHz 15K L1 L2 L3 fs C1 C2 C2829 fo fo 5,6K 1K 0,022 (a) 2SK241 (b) i fs fIF fo V V cc (d) (c) Hình 5.2. Maï h ñoå taà duø g Diode, BJT, FET vaø p tuyeá i(v). c inn ñaù n Tín hieäu vaøo vs = Vs.cos ωst. Tín hieäu dao ñoäng noäi vo = Vo.cos ω0t. Ñieàu kieän Vo >> Vs vaø ω0 >> ωs. Hai tín hieäu treân coäng laïi thaønh v = v o + vs = Vocos ωot + Vs cos ωst. Ñieän aùp toång coïng ñaët vaøo phaàn töû tích cöïc coù ñaëc tính phi tuyeán sau: i = i0 + av + bv2 + cv3 + dv4 + … I = i0 + a(V0 cosω0t + Vs cosωst) + b(V0 cosω0t + Vs cosωst)2 + c(V0 cosω0t + Vs cosωst)3 + … 55 Maïch ñieän töû 3
  3. Chöông 5 - Ñoåi taàn io - thaønh phaàn moät chieàu; a, b, c, d - caùc heä soá. Giaû söû ñaùp tuyeán coù daïng haøm baäc hai ñeå ñôn giaûn phaân tích: bv = b(V0 cos2ω0t + 2V0Vs cosω0t.cosωst + Vs cos2ωst) 2 1 1 trong ñoù: cos2ω0t = [l + cos2ω0t] ; cos2ωst = [l + cos2ωst]; 2 2 1 cosω0t.cosωst = [cos(ω0 - ωs)t + cos(ω0 + ωs)t 2 Qua boä loïc trung taàn IF chæ coøn thaønh phaàn: IIF = bV0Vs cos(ω0 - ωs)t = bV0Vs cosωIFt. Bieân ñoä doøng trung taàn i IF = bV0Vs = gc.Vs. gc = bVo ñoä hoå daãn ñoåi taàn. Bieân ñoä dao ñoäng noäi Vo caàn lôùn ñeå ñoä hoå daãn ñoåi taàn lôùn. Tín hieäu ra cuûa boâï ñoåi taàn coù bieân ñoä tyû leä vôùi bieân ñoä tín hieäu vaøo Vs ôû taàn soá trung taàn ωIF = ωo - ωs töùc laø phoå tín hieäu cao taàn ñaõ ñöôïc dòch chuyeån xuoáng vuøng taàn soá trung taàn maø vaãn giöõ nguyeân daïng tín hieäu ban ñaàu tröôùc khi ñoåi taàn. 5.2. ÑOÅI TAÀN CAÂN BAÈNG (BALANCED MIX) Maïch ñieän töû 3 56
  4. Chöông 5 - Ñoåi taàn D1 DSB T1 fs i1 1 ωIF =ωo - ωs + vs 2 vs =vscosωst 1 CF − vs 2 D2 i 2 Vo > Vs > vo =V ocosωot ωo >ωs Q1 i1 DSB T2 T1 1 + vs ωIF =ωo - ωs 2 vs =vscosωst 1 CF − vs 2 Q2 i2 vo =V ocosωot + DD V Hình 5.3. Ñoå taà caâ baè g duø g Diode, FET. innn n Hai veá cuûa boä ñoåi taàncaânbaèngphaûi gioángnhau. Giaû söû ñaùp tuyeánV - A cuûadiodevaø I D(VGS) cuûa FET coù daïng: i = io + av + bv2 Khi vs = 0, nguoàn dao ñoäng vo taùc ñoäng ñeán 2 ngoû vaøo nhö nhau, doøng i1 = i2 nhöng ngöôïc chieàu nhau ôû cuoän sô caáp T 2, ñieän aùp ra baèng khoâng. Khi coù ñieän aùp vaøo vs ≠ 0, ôû cuoän thöù caáp bieán aùp T1 coù hai 1 ñieän aùp cuøng bieân ñoä ngöôïc pha ± vs coäng vôùi ñieän aùp cao taàn vo 2 ñöa ñeán 2 ngoû cuûa phaàn töû tích cöïc. 1 1 Neáu VGS1 = vo + vs thì VGS2 = vo - vs. Doøng ra cuoän sô caáp T2 laø 2 2 ip2 =(i1 - i2) = (io + aVGS1 + bV2GS1) – (io + aVGS2 + bV2GS2) ip2 = a(VGS1 - VGS2) + b(V2GS1 – V2GS2 ) = avs + 2bvs.vo. ip2 = aVs cos ωst + 2bVo.Vs cos ωot + cos ωst. 1 Trong ñoù cos ωot + cos ωst = [cos(ωo + ωs)t + cos(ωo - ωs)t]. 2 57 Maïch ñieän töû 3
  5. Chöông 5 - Ñoåi taàn ωIF = ωo - Sauboäloïc trungtaàn,coù thaønhphaàntaànsoácaànthieát ωs. Öu ñieåm ñoåi taàn caân baèng laø deã loïc tín hieäu mong muoán, tsöng ñoä choïn loïc so vôùi ñoåi taàn ñôn vì khoâng coù thaønh phaàn ωo, caùc thaønh phaàn toå hôïp ωo ± 2ωs bò trieät tieâu. Tuy nhieân yeâu caàu maïch phaûi ñoái xöùng. Maïch ñoåi taàn caân baèng voøng laø moät daïng ñoåi taån caân baèng goàm 2 boä ñoåi taàn caân baèng duøng chung taûi, cho pheùp trieät tieâu caùc thaønh phaàn toå hôïp phaùch leû ωo ± 3ωs; 2ωo ± 3ωs; 2ωo ± ωs; khöû taïp aâm cuûa nguoàn dao ñoäng noäi: Ngoû ra chæ coøn thaønh phaàn taàn soá ωo ± ωs deã loïc. Chaát löôïng tín hieäu ñoåi taàn toát hôn so vôùi caùc tröôøng hôïp khaùc neân thöôøng ñöôïc söû duïng, ñaëc bieät ôû sieâu cao taàn, thoâng tin veä tinh, LNB. 1 T1 vs =vscosωst To BPF 3 4 2 vo =V ocosωot Hình 5.4. Ñoå taà caâ baè g voø g. innn n Moät daïng rieâng cuûa ñoåi taàn caân baèng laø ñieàu cheá caân baèng. Söï kha ôû choã ngoû ra duøng boä loïc BPF laáy thaønh = ωo + ωs. Caùc daïng maïch ωc phaàn ñoåi taàn caân baèng (ñieàu cheá caân baèng). D1 vs T1 vs 1 + vs 2 1 To selective − vs D2 filter circuit 2 vs vo RFC To selective filter circuit RFC (b) (a) Hình 5.5. Caù daï g ñoå taà khaù. cn in c Neáu tín hieäu nhoû, duøng diode Ge coù ñieän aùp on - off nhoû. Diode Si duøng toát ôû taàn soá cao. Diode shotky laøm troän taàn raát toát ôû VHF, Maïch ñieän töû 3 58
  6. Chöông 5 - Ñoåi taàn UHF, viba. BJT laøm troän taàn cho giaù reû, chaát löôïng khoâng cao. Doøng phaân cöïc I c khoaûng 1 mA; Vs = (5 ÷ 10) mV; Vo = (100 ÷ 200) mV. FET caûi thieän chaát löôïng hôn BJT ôû choã nhieãu ít, deã phoái hôïp trôû khaùng, hoaït ñoäng toát ôû caùc taàn soá cao, ñoä khueách ñaïi lôùn. MOSFET thöôøng ñöôïc duøng ôû VHF, UHF cho ñoä caùch ly cao giöõa 2 nguoàn tín hieäu. vs V DD vo Hình 5.6. Ñoå taà duø g MOSFET hai cöï coå g. inn cn Caùc maùy thu thoâng tin ñoåi taàn 2 laàn ñeå loaïi taàn soá nhieãu aûnh. fs Mix1 IF1 Mix2 IF2 Dem f01 f02 Hình 5.7. Ñoå taà 2 laà loaï taà soá nh (nhieã fIM =2fIF1 +fs. in n i n aû u Ví duï: trongñieänthoaïi cordlessTelephonecoù fIF1 = 10,7MHz; fIF2 = 455MHz; ôû thoâng tin soùng ngaén SSB fIF1 = 2MHz; fIF2 = 200MHz. Trong ñieän thoaïi di ñoäng teá baøo fIF1 = 225MHz; fIF2 = 45MHz. 5.3. ÑOÅI TAÀN DUØNG IC NHAÂN 602 NE 602 coù hai boä troän caân baèng, duøng nguoàn(4,5 ÷ 8)V. Taàn soá hoaït ñoäng tôùi 500MHz, trong khi IC nhaânLM l496 hay CA 3028chædöôùi 120MHz. Maïch dao ñoäng noäi tôùi 200MHz. Heä soá nhieãu NF < 5 dB NE 602 duøng nhieàu trong ñieän thoaïi voâ tuyeán,maùythuAM. 59 Maïch ñieän töû 3
  7. Chöông 5 - Ñoåi taàn +6V C2 R1 C1 1 Volt 8 Reg 49MHz fo 59,7MHz C5 2 7 Local C7 L1 C6 osc 6 C4 C3 3 5 4 fIF 10,7MHz x R2 NE 602 CF Hình 5.8. Ñoå taà duø g IC nhaâ NE 602. inn n +6V 200µ 3 100 0,1µ fIF =455KHz 1 A 8 NE 602 64 0,01 7 2 5 100K VT 100 100 0,01 CV Hình 5.9. Maù thu AM ñoå taà tröï tieá duø g IC NE 602. y in cpn Maïch ñieän töû 3 60
  8. Chöông 5 - Ñoåi taàn 3SK60 fc =fo +fs vs To RF power Amp vo V DD RFC V TVN Toåg hôï taàg soá n pn Hình 5.10. Ñoå taà ôû y phaù VHF duø g MOSFET. i n maù t n fIFTV fs =fc +fIFTV fs fIFTV BPF 38MHz BPF x x SAW 38MHz fC fo Hình 5.11. Ñoå taà leâ ôû y phaù truyeà hình vaø i taà xuoá g ôû i n n maù t n ñoå n n TV. 61 Maïch ñieän töû 3
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2