Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng máy thu đài ra đa thông qua việc nghiên cứu nâng cao chất lượng các môđun trong tuyến thu nhằm nâng cao độ nhạy, giảm mức tạp pha, nâng cao độ ổn định và cải thiện chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ *********** NGUYỄN VĂN HẠNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU TRONG ĐÀI RA ĐA Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số : 62 52 02 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014
ii Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: 1. TS Nguyễn Thị Ngọc Minh 2. TS Chu Xuân Quang Phản biện 1: PGS.TS Hoàng Thọ Tu, Học viện Kỹ thuật quân sự Phản biện 2: PGS.TS Vũ Văn Yêm, Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 3: TS Trần Văn Hùng, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ cấp Viện, họp tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi...... giờ.....ngày.......tháng...... năm 2014. Có thể tìm hiểu luận án tại:  Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự  Thư viện Quốc gia Việt Nam
1 MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài: Nâng cấp hiện đại hóa các khí tài ra đa có trong trang bị quân đội ta là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của các đơn vị làm công tác nghiên cứu và đảm bảo kỹ thuật ra đa. Áp dụng các linh kiện và kỹ thuật mới một cách có cơ sở khoa học vào các đài ra đa hiện có là một hướng đi đúng đắn và phù hợp với tình hình Quân đội ta hiện nay. Nhu cầu về cải tiến, hiện đại hóa ra đa trong Quân đội là rất lớn mà chủ yếu là ra đa thế hệ cũ. Không chỉ gặp khó khăn về vật tư, trang bị kỹ thuật mà nguồn thông tin về lý thuyết, kỹ thuật, công nghệ ra đa từ Liên Xô và Đông Âu cũ giảm đáng kể, từ các nước khác thì rất hạn chế. Máy thu ra đa quân sự so với các loại máy thu ra đa dân dụng có kỹ thuật tổng hợp hơn, phức tạp hơn và có đặc thù riêng. Tuy không phải là vấn đề mới cả về lý thuyết và công nghệ chế tạo, nhưng liên quan tới các bí mật quân sự về ra đa của các nước phát triển cũng như là các sản phẩm thương mại nên rất khó khăn trong việc tiếp cận và cập nhật các tài liệu liên quan. Chất lượng của máy thu đóng vai trò quyết định trong việc sản xuất chế tạo ra đa. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra các giải pháp nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa là một nhu cầu cấp thiết và có tính thực tiễn cao trong điều kiện nước ta đang xây dựng một chương trình sản xuất ra đa. * Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng máy thu đài ra đa thông qua việc nghiên cứu nâng cao chất lượng các môđun trong tuyến thu nhằm nâng cao độ nhạy, giảm mức tạp pha, nâng cao độ ổn định và cải thiện chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa. * Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Luận án không đề cập tới lĩnh vực anten và xử lý tín hiệu, chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng các môđun ở phần đầu của máy thu các đài ra đa quân sự (tập trung vào phần siêu cao tần - SCT) và sẽ phải tập trung giải quyết hai vấn đề chính: 1. Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng bảo vệ đầu vào máy thu của các đài ra đa quân sự hiện có của nước ta nhằm nâng cao độ nhạy máy thu; 2. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao độ ổn định và giảm mức tạp pha của máy thu đài ra đa; cụ thể là: nâng cao độ ổn định tần số, giảm mức tạp pha của các bộ dao động VCO sử dụng một hoặc nhiều vòng khóa pha (PLL).
2 * Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu của luận án là khảo sát, phân tích ưu nhược điểm của các máy thu ra đa hiện có, vận dụng lý thuyết mạch SCT, thu tạp thấp, các mô hình và phương pháp phân tích tạp pha, lựa chọn công nghệ và kỹ thuật tiên tiến, sử dụng phần mềm thiết kế mạch SCT ADS, các linh kiện tích hợp và thiết bị đo hiện đại để tổng hợp những khâu cần nâng cao chất lượng. Sau đó là đo đạc đánh giá chúng trong phòng thí nghiệm và trên các đài ra đa làm nhiệm vụ chiến đấu trong thời gian đủ dài. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: + Ý nghĩa khoa học: Luận án tập trung nghiên cứu ứng dụng các linh kiện SCT tiên tiến, các giải pháp kỹ thuật mới để nâng cao chất lượng thu tín hiệu cho máy thu các đài ra đa quân sự hiện có ở nước ta. Đây là một hướng đi sáng tạo và phù hợp với tình hình trang bị ra đa hiện nay trong Quân đội ta. + Ý nghĩa thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của luận án đã và có khả năng được ứng dụng thực tế trong việc duy trì công tác đảm bảo kỹ thuật, kéo dài tuổi thọ, cải tiến, nâng cấp các đài ra đa hiện có và phục vụ cho các chương trình phát triển một số chủng loại ra đa mới. * Cấu trúc của luận án: Luận án bao gồm 118 trang thuyết minh; trong đó có 14 bảng; 58 đồ thị, hình vẽ; 85 tài liệu tham khảo và 5 trang phụ lục. Chương 1 nghiên cứu tổng quan về các cấu trúc máy thu của đài ra đa và đi sâu phân tích các ưu nhược điểm của từng loại cấu trúc. Chương 1 cũng trình bày các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa và phân tích tổng quan tình hình nghiên cứu về máy thu ra đa trong và ngoài nước, từ đó có các đánh giá để đề xuất các nội dung nghiên cứu của luận án. Chương 2 trình bày chi tiết cơ sở khoa học và phương pháp luận liên quan tới 2 giải pháp kỹ thuật mới nâng cao chất lượng thu tín hiệu trong đài ra đa được đề xuất. Phần đầu khảo sát tổng quan về các bộ hạn chế công suất SCT dùng bán dẫn, sau đó đi sâu trình bày giải pháp kỹ thuật mới đã được áp dụng để thiết kế bộ hạn chế công suất điốt PIN bảo vệ bộ khuếch đại không bị đánh thủng bởi công suất lọt sau đèn cặp nhả điện. Phần sau tập trung nghiên cứu các bộ dao động VCO sử dụng transistor được áp dụng làm dao động ngoại sai trong các đài ra đa. Khảo sát các mô hình bộ dao động dùng transistor, mô hình tạp, trình bày công thức tính tạp
3 điều biên (AM) và tạp điều pha (PM) ở đầu ra của bộ dao động dùng transistor. Đồng thời cũng trình bày tạp của bộ VCO khi kết hợp với mạch PLL với 7 nguồn tạp. Cuối cùng, chương 3 trình bày các kết quả nghiên cứu thực nghiệm. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY THU RA ĐA 1.1. Cấu hình và cấu trúc máy thu ra đa [55]: Nhiệm vụ máy thu ra đa là khuếch đại, lọc, biến đổi tần số xuống và số hóa tín hiệu phản hồi của tín hiệu máy phát ra đa nhằm đảm bảo phân biệt rõ nhất tín hiệu phản hồi mong muốn trên nền nhiễu. Sơ đồ khối cấu hình cơ bản của máy thu ra đa trên hình 1.1. Trên cơ sở cấu hình cơ bản của máy thu ra đa, có thể hình thành các cấu trúc máy thu khác nhau: máy thu siêu ngoại sai, máy thu đổi tần trực tiếp, máy thu trung tần thấp Hình 1.1: Cấu hình cơ bản của và máy thu đa kênh dải rộng. máy thu ra đa chủ động. 1.2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu ra đa Bao gồm: Tạp [47] và độ nhạy máy thu, thời gian khôi phục độ nhạy máy thu, hệ số khuếch đại [47], dải động và độ tuyến tính, độ chính xác và độ ổn định tần số [55],.... Đây là máy thu của ra đa do vậy dải thông của máy thu phụ thuộc vào cấu trúc tín hiệu thu. 1.3. Xây dựng nội dung nghiên cứu của luận án 1.3.1. Hiện trạng ra đa của Quân đội ta: Ra đa của Quân đội ta hiện nay có đặc điểm: nhiều về số lượng, đa dạng về chủng loại. Thế hệ ra đa đầu tiên được sử dụng từ thập kỷ 70, với công nghệ cũ, là ra đa đơn xung (sử dụng tín hiệu đơn giản) hay còn gọi là tín hiệu dải hẹp, số lượng chiếm khoảng 90%. Với độ rộng xung nhỏ, để đảm bảo cự ly phát hiện xa của ra đa thì công suất đỉnh của xung phát phải rất lớn. Vì công suất xung lớn nên hệ thống đường
4 truyền, chuyển mạch thu - phát thường hay bị hỏng do đánh lửa. Theo đánh giá của các nhà chuyên môn, tình trạng kỹ thuật của các đài ra đa có nhiều yếu kém, thời gian tích lũy cao, khả năng đảm bảo kỹ thuật hạn chế do thiếu vật tư thay thế nên thông số kỹ thuật giảm sút [8]. Trước tình hình thực tế trên, nhu cầu về cải tiến, hiện đại hóa ra đa trong Quân đội là rất lớn mà chủ yếu là ra đa thế hệ cũ. 1.3.2. Xu thế phát triển hệ thống thu đài ra đa 1.3.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.3.4. Về chất lượng thu tín hiệu của máy thu ra đa: Trong điều kiện hoạt động bình thường, tại lối vào máy thu ra đa có các tín hiệu sau: a) Tín hiệu phản xạ từ mục tiêu, thường gọi là tín hiệu có ích; b) Tín hiệu từ phản xạ nhiễu, thường là từ các vật thể cố định, như mặt đất, mặt biển, vật thể khí tượng; c) Tín hiệu từ máy phát lọt sang máy thu; d) Những tín hiệu mạnh từ những thiết bị vô tuyến điện tử hoạt động gần đó trên cùng dải tần hoặc tín hiệu phản xạ từ những công trình địa vật lớn gần đó. Như vậy, chất lượng thu tín hiệu của máy thu ra đa phải được xem xét phụ thuộc vào từng loại tín hiệu đến máy thu. 1.3.5. Nội dung nghiên cứu của luận án: Xuất phát từ nhu cầu đáp ứng công tác đảm bảo kỹ thuật cho hệ thống ra đa của Quân đội ta, phù hợp với tình hình và xu hướng phát triển của hệ thống máy thu ra đa trên thế giới, NCS đã xây dựng nội dung nghiên cứu của luận án giải quyết hai vấn đề liên quan đến kỹ thuật SCT: 1. Hạn chế công suất của các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu: Giải pháp nâng chất lượng thu khi có tác động của các tín hiệu cường độ mạnh lọt vào máy thu bằng cách dùng bộ hạn chế công suất kết hợp với bộ khuếch đại tạp thấp; 2. Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của bộ dao động tại chỗ: Bằng cách nâng cao độ ổn định và giảm mức tạp pha của các bộ dao động VCO kết hợp sử dụng một hoặc nhiều vòng khóa pha. Kết luận chương 1: 1. Qua nghiên cứu tổng quan cấu hình cơ bản của máy thu ra đa và các cấu trúc máy thu của đài ra đa, luận án đã đi sâu phân tích các ưu nhược điểm của từng loại cấu trúc;
5 2. Từ các yêu cầu kỹ thuật chính đối với máy thu; ta thấy có 2 phương pháp nâng cao độ nhạy máy thu, đó là: giảm hệ số tạp bằng cách dùng bộ khuếch đại tạp thấp hoặc thu hẹp dải thông máy thu xác định bởi độ rộng tín hiệu phổ đã thu. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THU TÍN HIỆU TRONG ĐÀI RA ĐA 2.1. Hạn chế các tín hiệu cường độ mạnh vào máy thu 2.1.1. Chức năng, tác dụng của bộ hạn chế công suất trong ra đa Sơ đồ khối của tuyến thu đài ra đa được vẽ ở hình 2.1. Trong ra đa cảnh giới dẫn đường sóng centimét, công suất lọt trung bình sau đèn cặp nhả điện tương đối lớn, khoảng: Ptrung bình = 200 mW - Hình 2.1: Sơ đồ tuyến thu đài ra đa. 1000 mW (phụ thuộc vào chất lượng của đèn cặp nhả điện và công suất phát của từng kênh). Để đưa được bộ khuếch đại tạp thấp vào thay đèn sóng chạy UV-99 vấn đề đặt ra là phải bảo vệ bộ khuếch đại tạp thấp không bị đánh thủng bởi công suất lọt. Người ta đã đưa bộ hạn chế công suất vào giữa đèn cặp nhả điện và bộ khuếch đại tạp thấp để hạn chế công suất lọt, bảo vệ bộ khuếch đại không bị đánh thủng. 2.1.2. Bộ hạn chế siêu cao tần bằng bán dẫn: Các bộ hạn chế hoặc bảo vệ SCT thường được dùng để quản lý mức bão hòa máy thu và chặn công suất phát cao không phá hỏng máy thu trong ra đa. Mạch hạn chế công suất phát lọt đến máy thu ra đa được lắp sau bộ Hình 2.3: Bộ chuyển mạch thu - chuyển mạch thu -phát. Hai loại chuyển phát bán dẫn. mạch thu -phát điển hình được mô tả trong hình 2.3, hạn chế công suất cao tần của máy phát sang máy thu nhưng lại cho qua tín hiệu mức thấp từ anten về máy thu [51]. Một số bộ hạn chế SCT
6 thường dùng trong thực tế là: Bộ hạn chế varactor thụ động, bộ hạn chế điốt PIN, bộ hạn chế điốt PIN giả tích cực và bộ hạn chế Varactor PIN. 2.1.3. Đề xuất một bộ hạn chế công suất cho hiệu quả cao Giá trị suy giảm của bộ hạn chế công suất là hàm của dòng thiên áp cấp cho điốt PIN. Ở tần số SCT khi cấp nguồn, trở kháng của điốt PIN trở nên rất nhỏ và khi không cấp nguồn trở kháng của nó trở nên rất lớn, nó hoạt động như một chuyển mạch cao tần. Tổn hao của bộ hạn chế khi không cấp nguồn cho điốt PIN: 2 é Z ù Ap min = 10 lg ê1 + 0 ú [dB] (2.5) êë 2 R p úû Suy giảm của bộ hạn chế khi có cấp nguồn cho điốt PIN: 2 é Z ù As max = 10 lg ê1 + 0 ú [dB] (2.6) ë 2 Rs û Bộ hạn chế công suất được thiết kế gồm bốn phần (xem hình 2.10). Khi công suất lọt của máy phát rò sang lớn, mạch hạn chế thụ động cộng/ chia đôi công suất (1) sẽ có nhiệm vụ cắt phần đỉnh của xung phát lọt sang và khi không có công suất SCT lớn đi đến, mạch hạn chế cho tín hiệu đi qua với tổn hao không lớn hơn 1 dB. Khi có công suất SCT lớn đi đến, đầu ra của mạch hạn chế thụ động chặn với tổn hao chặn không nhỏ hơn 20 dB. Mạch hạn chế thụ động dựa trên mạch lọc dải thông dạng cài răng lược (2) có đặc tính là khi có công suất lọt lớn đi tới, tính chất bộ lọc sẽ thay đổi từ bộ lọc cài răng lược (interdigital) thành bộ lọc răng lược (combline), đặc tuyến của bộ lọc sẽ bị đánh lệch lên dải tần lớn gấp đôi tần số sóng mang và nhờ vậy trong thời gian có xung phát (có xung lọt lớn), máy thu sẽ gần như bị đóng hoàn toàn. Mạch hạn Mạch hạn chế Mạch chế thụ hạn chế Đến bộ thụ động dựa Mạch hạn khuếch đại Sau đèn động trên bộ lọc dải thụ động chế tích bán dẫn cặp cộng/chia thông dạng cài mắc sơn Ghép cực (4) SCT tạp nhả điện công suất răng lược (2) (3) (1) định thấp (LNA) hướng Xung điều khiển 20 dB Tách sóng +12 V Hình 2.10: Sơ đồ khối bộ hạn chế công suất.
7 Nguyên lý chuyển đổi dải thông của bộ lọc cài răng lược thành bộ lọc răng lược: Mạch hạn chế thụ động dựa trên bộ lọc dải thông dạng cài răng lược được thiết kế dựa trên tính chất của 2 bộ lọc nêu trên kết hợp với hiệu ứng của điốt PIN với các mức công suất SCT lớn và bé đi qua. Khi có mức công suất SCT lớn đi tới làm thay đổi kết cấu của bộ lọc, khi này độ dài điện của các thanh cộng hưởng từ lg/4 trong bộ lọc cài răng lược thành lg/8 trong bộ lọc răng lược (tần số cộng hưởng của bộ lọc tăng lên 2 lần). Kết quả là dải thông của bộ lọc khi có mức công suất SCT lớn đi tới sẽ bị đánh lệch lên dải 2fo. Với phương pháp này ta đã hạn chế được công suất lọt trong thời gian phát. Mặt khác trong thời gian thu, tín hiệu thu về rất nhỏ nên đặc tuyến bộ lọc sẽ không bị thay đổi, do đó tín hiệu thu về bị suy giảm rất ít (chính bằng tổn hao của bộ lọc dải), như vậy sẽ không ảnh hưởng đến độ nhạy máy thu. Mạch hạn chế thụ động mắc sơn (3) có nhiệm vụ hạn chế mức công suất lọt còn dưới 22 dBm. Mạch hạn chế tích cực (4) có điều khiển theo xung tách sóng. Tại đầu ra mạch hạn chế thụ động cộng/ chia đôi công suất (1), thiết kế nhánh ghép định hướng 20 dB và sử dụng năng lượng này tách sóng để tạo xung điều khiển cho điốt điều khiển tích cực. Mạch hạn chế tích cực có nhiệm vụ tiếp tục hạn chế xung lọt trong thời gian phát và làm việc đồng bộ với xung kích phát nên có khả năng triệt hoàn toàn xung phát lọt sau đèn cặp nhả điện. 2.1.4. Tính toán các tham số của bộ hạn chế công suất: Khi thiết kế bộ hạn chế công suất, quan trọng nhất là phải tính toán các tham số của bộ lọc dải thông dạng cài răng lược. Khi tính toán thiết kế các bộ lọc dải thông dạng cài răng lược, cần phải tiến hành theo các bước sau [42]: - Tính toán các tham số điện; - Từ tham số điện tính toán được, xác định tham số hình học của bộ lọc cài răng lược. Các công thức từ (2.7) đến (2.15) giúp ta tính toán được các tham số hình học của bộ lọc cài răng lược. 2.2. Nâng cao độ ổn định tần số và giảm mức tạp pha của bộ dao động tại chỗ 2.2.1. Độ ổn định tần số của các bộ dao động VCO: Độ ổn định tần số là vấn đề chủ yếu khi thiết kế các bộ dao động VCO dùng transistor. Độ ổn định tần số
8 của bộ dao động là hàm của nhiều yếu tố như: nhiệt độ, chất lượng nguồn cung cấp, trở kháng tải, lắc cơ học, sức hút trái đất, lão hoá và tạp của bản thân linh kiện [50]. Độ không ổn định tần số của VCO ảnh hưởng đến các tham số đặc trưng của các thành phần khác trong hệ thống và thậm chí còn làm ảnh hưởng cả hệ thống đầu vào. Ảnh hưởng của tạp pha bộ VCO trong máy thu làm giảm cả SNR và độ nhạy máy thu [41]. Ổn định tần số có mấy phương pháp chính sau [16], [35], [54], [76]. Ngoài các phương pháp ổn định tần số ở trên còn có một số phương pháp khác [45], [72].... 2.2.2. Sự phát sinh tạp trong bộ dao động: Các hiệu ứng vật lý biến động ngẫu nhiên xảy ra trong các mạch điện khác nhau của bộ dao động tùy thuộc vào vị trí phổ của chúng đối với sóng mang: + Các thành phần tạp ở độ lệch tần số thấp dẫn đến điều chế tần số sóng mang do trung bình bình phương biến thiên tần số tỷ lệ với công suất tạp có trong mạch; + Các thành phần tạp ở độ lệch tần số cao dẫn đến điều chế pha sóng mang do trung bình bình phương biến thiên pha tỷ lệ với công suất tạp có trong mạch. 2.2.3. Khảo sát tạp điều biên (AM) và điều pha (PM) ở đầu ra bộ dao động dùng transistor. Hai mô hình tạp tuyến tính quan trọng để hiểu được tạp đơn biên SSB: Mô hình tạp pha Leeson [33] và mô hình tạp của Lee và Hajimiri [17]. Lý thuyết tạp có thể được chia thành: tạp do điều chế và tạp do chuyển đổi. 2.2.3.1. Tạp do chuyển đổi và điều chế trong các bộ dao động. 2.2.3.2. Điều chế bởi một tín hiệu tạp 2.2.3.3. Các mô hình tạp của bộ dao động Hiện tại, có hai mô hình khác nhau nhưng liên quan chặt chẽ với nhau về tạp của bộ dao động. Mô hình thứ nhất do Leeson đề xuất, gọi là mô hình của Leeson và dự đoán tạp khi sử dụng mô hình của Leeson được dựa trên tính chất bất biến theo thời gian của bộ dao động chẳng hạn như hệ số phẩm chất của bộ cộng hưởng Q, hệ số khuếch đại phản hồi, công suất ra và hệ số tạp. a. Mô hình bộ dao động của Leeson: Tạp tổng cộng của mô hình Leeson được giới thiệu gần giống với cách tính toán tạp pha của bộ dao động:
9 1é f 0 2 ù FkT FkT é 1 f 0 f c ù 2 1 f 1 f f z ( fm ) = ê1 + 2 ( ) ú (1 + c ) = ê 3 2 + 2 ( 0 ) 2 + c + 1ú (2.51) 2ë f m 2QL û Pavs fm 2 Pavs ë f m 4QL f m 2QL fm û Tạp pha của bộ VCO lúc này được biểu diễn là: ïì é f 02 ù fc FkT 2kTRK 02 ïü z ( f m ) = 10log í ê1 + 2 ú (1 + ) + ý (2.52) îï ë (2 f mQL ) û f m 2 Pavs (1 - QL / Q0 ) f m2 þï Những nhược điểm của phương trình tạp Leeson đã điều chỉnh: + Hệ số tạp F là giá trị do kinh nghiệm và khó tính toán do tính chất thay đổi tuyến tính theo thời gian của tạp; + Tạp pha trong vùng 1/f3 là một biểu thức thực nghiệm với các thông số phù hợp. Khi có thêm mạch phân cách khuếch đại, tạp của mạch dao động LC được biểu diễn là: aR f 04 + aE [ f 0 /(2QL ) ] (2GFkT / P0 ) [ f 0 /(2QL ) ] 2 2 2aR QL f 03 a 2GFkT Sf ( f m ) = + + +[ E + ] (2.53) f m3 f m2 2 fm fm P0 Công thức (2.53) cho biết 4 nguyên nhân chính gây ra tạp bộ dao động: tạp biến đổi lên 1/f hoặc tạp nhấp nháy FM; tạp nhiệt FM; tạp pha nhấp nháy và nền tạp nhiệt tương ứng. b. Mô hình tạp của Lee và Hajimiri [17] Mô hình tạp thứ hai được đề xuất bởi Lee và Hajimiri dựa trên các thuộc tính biến thiên theo thời gian của dạng sóng hiện thời bộ dao động. Các phương trình (2.54) và (2.55) trình bày tạp pha đối với vùng 1/f3 và 1/f2. Những nhược điểm trong phương trình tạp pha của Lee và Hajimiri: + Rất khó để có được hàm ISF và phụ thuộc vào cấu trúc của bộ dao động; + Là hàm toán học nhưng thiếu tính thực tế; + Việc chuyển đổi tạp 1/f không được quy định rõ ràng. 2.2.3.4. Cách tiếp cận phi tuyến để tính toán, phân tích tạp của các bộ dao động 2.2.3.5. Tạp chuyển đổi: Tạp pha PM, tạp điều biên AM và hệ số tương quan PM-AM do chuyển đổi tần số được biểu diễn trong số hạng của sự kết hợp phép đại số đơn giản của các phương trình từ (2.68) đến (2.70). Tạp PM ở hài thứ k là: dj ck (w ) 2 -k [ é [N (w ) - N (w )] - 2 Re C · (w ) exp( j 2j ss ) =ê k k ,- k k ]ùú (2.71) ê R Ikss 2 ú ë û Tạp AM ở hài thứ k là:
10 dAck (w ) 2 -k [ é [N (w ) - N (w )] - 2 Re C · (w ) exp( j 2j ss ) = 2ê k k ,-k k ]ùú (2.72) ê R Ikss 2 ú ë û Hệ số tương quan PM-AM ở hài thứ k là: é 2 Im[Ck·, - k (w ) exp( j 2jkss )] + j[ N k (w ) - N - k (w )] ù (2.77) CckPM - AM (w ) = dF ck (w )d Ak (w )* = - 2 ê ú ë R | I kss |2 û 2.2.3.6. Tạp điều chế: Tạp pha PM, tạp biên độ AM và hệ số tương quan PM- AM do điều chế tạp có thể được biểu diễn từ sự kết hợp phép đại số đơn giản của các phương trình từ (2.78) đến (2.83). Tạp PM ở hài thứ k là: 2 k2 djmk (w ) = [TF | J H (w ) J HÄ (w ) | TFÄ ] (2.84) w 2 Tạp AM ở hài thứ k là: 2 2 dAmk (w ) = ss 2 [TAK | J H (w ) J HÄ (w ) | TAK Ä ] (2.86) |I | k Hệ số tương quan PM-AM ở hài thứ k là: PM - AM k 2 Cmk (w ) @ djk (w )d Ak (w )* = [TF J H (w ) J HÄ (w ) TAK Ä ] (2.89) jw | I kss | 2.2.4. Tạp của bộ dao động với mạch PLL [36] 2.2.4.1. Giới thiệu chung về PLL: Các phần tử cơ bản của vòng khoá pha gồm bộ tách sóng pha PD, mạch chia tần, bộ lọc thông thấp LPF (tích cực hoặc thụ động) và một bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO). Trong PLL, hệ số chia N được điều khiển bởi mạch điều chế S-D (SDM). 2.2.4.2. Mật độ phổ công suất tạp pha: Mật độ phổ công suất (PSD) tạp pha ở đầu ra PLL chính là sự xếp chồng của 7 nguồn tạp đóng góp gồm: tạp của dao động tham chiếu, tạp của bộ đệm đầu vào tham chiếu, tạp VCO, tạp của bộ lọc vòng, tạp của thiết bị bơm tích điện CP, tạp lượng tử hóa S-D và tạp của tách sóng pha, mỗi nguồn được nhân với hàm truyền tạp riêng. Các phương trình từ (2.93) đến (2.126) trình bày cách phân tích và tính toán 7 nguồn tạp trên. 2.2.4.3. Phổ tạp pha PLL: Vì các nguồn tạp là không tương quan với nhau, nên phổ tạp tương ứng phải được cộng với nhau để có được phổ tạp pha tổng cộng ở đầu ra PLL như sau: S ( f ) = S REF out out ( f ) + S BUF out ( f ) + SVCO out ( f ) + S FIL out ( f ) + SCP out ( f ) + SSDM out ( f ) + S PD out ( f ) (2.127)
11 Hình 2.21 và 2.22 biểu diễn phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz với 1 và 2 vòng khóa pha [36]. Hình 2.23 so sánh phổ tạp pha của bộ tổ hợp tần số 10 GHz (giữa 1 với 2 vòng khóa pha). Tạp pha [dBc/Hz] Tạp pha [dBc/Hz] Tạp pha [dBc/Hz] Độ lệch tần số [Hz] Độ lệch tần số [Hz] Độ lệch tần số [Hz] Hình 2.21: Phổ tạp pha của bộ tổ Hình 2.22: Phổ tạp pha của bộ tổ Hình 2.23: So sánh phổ tạp pha hợp tần số 10 GHz với 1 vòng hợp tần số 10 GHz với 2 vòng của bộ tổ hợp tần số 10 GHz khóa pha. khóa pha. (giữa 1 với 2 vòng khóa pha). Kết luận chương 2: 1. Qua khảo sát, phân tích về các bộ hạn chế công suất SCT dùng bán dẫn, đã nghiên cứu đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế bộ hạn chế công suất bảo vệ máy thu ra đa cảnh giới dẫn đường sóng centimét. Bộ hạn chế được thiết kế gồm bốn phần và làm việc theo dạng nửa tích cực nửa thụ động; 2. Có hai giải pháp kỹ thuật mới được áp dụng trong bộ hạn chế điốt PIN này là: a) Sử dụng giải pháp tích hợp mạch hạn chế thụ động dựa trên mạch lọc dải thông dạng cài răng lược kết hợp hiệu ứng điốt PIN. b) Sử dụng giải pháp tích hợp mạch hạn chế tích cực được điều khiển theo kiểu giả tích cực. 3. Qua nghiên cứu khảo sát tạp và các mô hình tạp cho bộ dao động dùng transistor, đã đưa ra 4 nguyên nhân chính gây ra tạp của bộ dao động, đó là: tạp biến đổi lên 1/f hoặc tạp nhấp nháy FM; tạp nhiệt FM; tạp pha nhấp nháy và nền tạp nhiệt. Để tối thiểu hóa mức tạp pha khi thiết kế các bộ dao động VCO dùng transistor cần lưu ý 6 nguyên tắc sau: a) Cần phải thiết kế sao cho mạch cộng hưởng có hệ số phẩm chất Q không tải lớn; b) Lựa chọn linh kiện tích cực có hệ số tạp nhỏ nhất trong chế độ làm việc nguồn dòng cao. Bằng cách này, tạp nhấp nháy tại tần số góc giảm đi. Mặt khác, công suất đầu ra của linh kiện khoảng từ 10 dBm đến 15 dBm nên tỷ số tín/tạp lớn. Nếu sử dụng nhiều linh kiện không tương thích nhau thì tạp pha bị ảnh hưởng; c) Sự thay đổi về pha có thể tối thiểu hóa bằng cách sử dụng các linh kiện có trở kháng cao, trong đó tỷ số tín /tạp (hoặc điện áp tín hiệu/ điện áp tạp) cao; d) Lựa chọn linh kiện tích cực có tạp nhấp nháy thấp. Tác động của tạp nhấp nháy có thể giảm bằng cách sử dụng mạch phản hồi RF. Việc chọn điểm thiên áp phù hợp cho linh kiện tích cực là quan trọng và cần thận trọng để tránh điều
12 chế ở tụ điện tại đầu vào và đầu ra của linh kiện tích cực, điều này sẽ gây ra biến đổi tạp biên độ thành tạp pha và do đó sinh ra tạp; e) Năng lượng có thể ghép từ mạch cộng hưởng cách xa linh kiện tích cực cho nên mạch cộng hưởng giới hạn dải thông bởi vì mạch cộng hưởng như là một mạch lọc; f) Cuối cùng, kết hợp giữa mạch cộng hưởng phù hợp và thiên áp một chiều là quan trọng. 4. Qua nghiên cứu cơ chế phát sinh tạp, phân tích về tạp chuyển đổi và tạp điều chế trong bộ dao động, ta thấy: a) Phân tích tạp chuyển đổi một cách chính xác mô tả tạp của bộ dao động ở tần số xa sóng mang, nhưng nền tạp của bộ dao động không cho kết quả phù hợp với các quan sát vật lý ở các độ lệch tần số gần sóng mang; b) Ngược lại, phân tích tạp điều chế một cách chính xác mô tả tạp của bộ dao động ở tần số gần sóng mang và không cho kết quả phù hợp với các quan sát vật lý ở các độ lệch tần số xa sóng mang. 5. Qua khảo sát tạp của bộ VCO khi kết hợp với mạch PLL với 7 nguồn tạp, ta thấy tạp pha của bộ VCO khi kết hợp với 2 vòng khóa pha giảm đi rất nhiều (tạp pha giảm được 8 dB) so với 1 vòng khóa pha (hình 2.23). CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 3.1. Bộ hạn chế công suất bảo vệ máy thu đài ra đa 3.1.1. Đánh giá công suất lọt sau đèn cặp nhả điện trên đài ra đa Biên độ xung lọt đỉnh đo được (sau suy giảm đồng trục 50 dB) là 3,5 V. Công suất lọt trung bình đo được trong trường hợp này là 300 mW. Do đó, với công suất lọt trung bình cực đại 1000 mW, biên độ xung lọt đỉnh là 11,67 V. Biên độ xung lọt đỉnh sau đèn cặp nhả điện là: 11,67 V x 102,5 = 3,69 kV. Như đã đề cập ở trên, bộ khuếch đại tạp thấp chỉ chịu được mức công suất cực đại £ 20 mW (+13 dBm). Bộ khuếch đại tạp thấp làm việc ổn định trong vùng tuyến tính với mức công suất đầu vào khoảng 0 dBm (tương đương 224 mV). Như vậy, để hạn chế đỉnh xung từ 3,69 kV xuống mức 224 mV, bộ hạn chế công suất phải có mức hạn chế đạt 84,4 dB. 3.1.2. Mô phỏng bộ hạn chế công suất bằng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần ADS: Kết quả mô phỏng khi không có công suất lớn đi đến bộ hạn chế công suất (chế độ thu) cho ta đặc tuyến như hình 3.6a (ta thấy tổn hao đi qua nhỏ hơn 1 dB) và khi có công suất lớn đi đến bộ hạn chế công suất (chế độ phát) cho ta đặc tuyến như hình 3.6b (ta thấy mức hạn chế đạt < -91 dB).
13 a. Khi không có công suất lớn (chế độ thu) b. Khi có công suất lớn (chế độ phát) Hình 3.6: Kết quả mô phỏng bộ hạn chế công suất. 3.1.3. Kết quả đo thực tế 3.1.3.1. Đo trong Phòng thí nghiệm: Kết quả đo tổn hao đi qua như hình 3.7. Kết quả đo tổn hao đi qua của bộ hạn chế công suất cho ta thấy: + Đặc tuyến của bộ hạn chế có hình dạng bộ lọc dải thông, chính là đặc tuyến của mạch hạn chế thụ động dựa trên bộ lọc dải thông dạng cài răng lược. Mức cắt ngoài dải làm việc của bộ hạn chế đạt -20 dB tại 2 tần số biên 2,2 GHz và 3,5 GHz. + Tổn hao đi qua trong dải tần làm việc của bộ hạn chế từ (1,5 ¸ 2,2) dB. Hình 3.7: Kết quả đo tổn hao đi qua. Mức tổn hao này có thể bù bằng cách dùng kết hợp với bộ khuếch đại tạp thấp có hệ số khuếch đại cao (> 25 dB), do đó không làm giảm độ nhạy của máy thu đài ra đa. Phương pháp đo đánh giá mức hạn chế của từng tầng: Khi muốn kiểm tra mức hạn chế của tầng nào thì ta tháo điốt PIN ra và thay thế bằng điện trở (1 ¸ 2) W (tùy thuộc vào điện trở điốt PIN khi được cấp thiên áp), sau đó đo kiểm tra đặc tuyến truyền qua của bộ hạn chế. Thời gian khôi phục độ nhạy máy thu của bộ hạn chế công suất: - Tín hiệu SCT được trích một phần qua bộ ghép định hướng 20 dB, qua bộ tách sóng để tạo xung điều khiển cho điốt điều khiển tích cực. Nhờ vậy thời gian khôi phục độ nhạy máy thu giảm chỉ còn < 10 ns (chính là thời gian phục hồi của điốt PIN điều khiển tích cực HP5082-3041 [77]) so với sườn sau của xung kích phát (hình 3.11);
14 - Với các giải pháp trước đây khi sử dụng mạch tạo xung điều khiển bằng xung kích phát của đài, thời gian khôi phục độ nhạy máy thu là (3 ÷ 7) µs so với sườn sau của xung kích phát (hình 3.12). Như vậy, thời gian khôi phục độ nhạy máy thu khi sử dụng bộ hạn chế công suất này nhanh hơn nhiều so với phương án dùng xung kích phát của đài ra đa. (3 ¸7) ms Hình 3.11: So sánh xung đầu vào bộ hạn Hình 3.12: So sánh xung đầu vào bộ hạn chế (màu xanh) và xung điều khiển điốt chế (màu xanh) và xung điều khiển điốt được tạo ra từ mạch tách sóng (màu tím). được tạo ra từ xung kích phát (màu tím). Về ảnh hưởng tính phi tuyến của điốt PIN đến các tham số của máy thu ra đa: Takavar Ghahri Saremi [66] đã khảo sát tính phi tuyến của chuyển mạch hạn chế điốt PIN và đưa ra kết quả các hài bậc 2 và bậc 3 bị suy giảm đi rất nhiều và tính phi tuyến của điốt PIN không ảnh hưởng gì đến các tham số của máy thu ra đa. 3.1.3.2. Đo khi làm việc trên đài ra đa · Bước 1: Đo công suất lọt ngay sau đèn cặp nhả điện. Kết quả đo được: 84 dBm. Tính toán mức hạn chế của bộ hạn chế theo kết quả mô phỏng bằng phần mềm ADS: Mức hạn chế tầng 1: 20,7 dB Þ Công suất lọt còn lại sau tầng 1 là: 84 - 20,7 = 63,3 dBm; Mức hạn chế tầng 2: 30,3 dB Þ Công suất lọt còn lại sau tầng 2 là: 63,3 - 30,3 = 33 dBm; Với mức công suất đầu vào tầng 3 là 33 dBm thì mức công suất lọt còn lại của điốt PIN MLP7100 tầng 3 là 18 dBm Þ Mức hạn chế của tầng 3 là: 33 - 18 = 15 dB; Mức hạn chế tầng 4: 25,3 dB Þ Công suất lọt còn lại sau tầng 4 (đầu ra của bộ hạn chế công suất) là: 18 - 25,3 = -7,3 dBm. · Bước 2: Đo công suất lọt còn lại sau khi đi qua bộ hạn chế công suất. Kết quả đo được: -8,5 dBm.
15 Từ các kết quả tính toán, mô phỏng và đo đạc, ta có thể lập được bảng mức hạn chế của từng tầng (bảng 3.2) và đồ thị so sánh giữa 3 phương pháp (hình 3.14). Bảng 3.2: Mức hạn chế (dB) theo 3 phương pháp. T Tính toán theo (2.6) Mô phỏng Kết quả đo Tính trung bình Tại tầng T (I) (II) (III) (IV) 01 1 22,6 20,7 23 22,1 02 2 28,3 30,3 30,1 29,56667 03 3 15 15 15 15 04 4 25 25,3 25,1 25,13333 S= 90,9 91,3 93,2 91,8 Đo đánh giá độ nhạy: Mức hạn chế của các tầng điốt - Chỉ tiêu kỹ thuật độ nhạy của máy 32 31 30 29 thu đài ra đa cảnh giới dẫn đường 28 27 26 Mức hạn chế (dB) 25 (I) sóng centimét: £ -85 dB/10 mW 24 (II) 23 22 (III) 21 (IV) 20 (hoặc -105 dBm/1 mW); 19 18 17 16 - Độ nhạy của máy thu khi lắp đèn 15 14 1 2 Tầng 3 4 sóng chạy UV-99: -105 dBm/1 mW; Hình 3.14: Đồ thị so sánh giữa 3 phương pháp. - Độ nhạy của máy thu khi lắp bộ hạn chế công suất kết hợp với bộ khuếch đại tạp thấp: -113 dBm/1 mW. Độ nhạy của máy thu đã tăng lên 8 dB. 3.2. Bộ dao động sử dụng một vòng khóa pha. 3.2.1. Chức năng của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất: Bộ dao động SCT tạo ra dao động SCT có tần số (16,0 ¸16,4) GHz, năng lượng SCT được đưa đến các bộ trộn tín hiệu, trộn AFC của đài ra đa trinh sát mặt đất. 3.2.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động đài ra đa trinh sát mặt đất: Bộ dao động VCO đài ra đa trinh sát mặt đất gồm một bộ dao động chuẩn HMC391LP4 [81] có tần số dao động từ (3,9 ¸4,45) GHz, việc ổn định tần số dao động ở 4 GHz được thực hiện bằng mạch PLL. Sau đó tần số dao động này được nhân tần bằng bộ nhân 4 HMC370LP4 [80], cuối cùng để có mức công suất đầu ra >10 dBm, sử dụng bán dẫn khuếch đại HMC516LC5 Hình 3.15: Sơ đồ khối của bộ dao động VCO. [82]. Sơ đồ khối của bộ VCO trình bày trên hình 3.15.
16 3.2.3. Kết quả đo thực tế 3.2.3.1. Đo, đánh giá phổ dao động: Tần số dao động của bộ VCO có thể điều hưởng bằng điện từ 16,0 GHz đến 16,4 GHz với điện áp của điốt varactor thay đổi từ 1,0 V đến 2,0 V. 3.2.3.2. Đo, đánh giá tạp pha: Kết quả đo tạp pha của máy thu đài ra đa trinh sát mặt đất dùng bộ VCO khi có và không có mạch PLL như hình 3.19. Bảng 3.5 thống kê tạp pha của máy thu dùng bộ VCO khi có và không có mạch PLL tại tần số 16,27 GHz (trung tần 30 MHz). a. Khi không có mạch PLL b. Khi có mạch PLL Hình 3.19: Kết quả đo tạp pha máy thu dùng bộ VCO khi không có (a) và khi có mạch PLL (b). Bảng 3.5: Tạp pha máy thu tại tần số 16,27 GHz. Độ lệch tần số 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz Khi không có mạch PLL (dBc/Hz) -45 -47 -51 -80 -105 -122 Khi có mạch PLL (dBc/Hz) -110 -115 -119 -135 -138 -139 3.2.3.3. Đo, đánh giá độ ổn định tần số: Với hệ thống đo trong Phòng thí nghiệm, ta có thể dễ dàng khảo sát sự biến thiên của tần số dao động theo thời gian. Thông qua card giao diện vào/ ra Agilent 82357A, tần số dao động của bộ VCO được đưa vào máy tính với tần suất lấy mẫu 10 phút/ mẫu (giá trị này có thể thay đổi theo yêu cầu). Các số liệu này cho ta lập được bảng khảo sát tần số của bộ VCO theo thời gian (bảng 3.6). Căn cứ vào kết quả bảng 3.6 ta biểu diễn đồ thị độ ổn định tần số của bộ VCO khi có sử dụng PLL và khi không sử dụng PLL như hình 3.21.
17 Bảng 3.6: Khảo sát tần số của bộ VCO theo thời gian t (phút) 10 20 30 40 50 60 fVCO (GHz) 16,242150 16,242112 16,242104 16,242180 16,242251 16,242235 fVCO+PLL(GHz) 16,242150 16,242152 16,242145 16,242142 16,242148 16,242175 t (phút) 70 80 90 100 110 120 fVCO (GHz) 16,242180 16,242120 16,242053 16,242164 16,242158 16,242232 fVCO+PLL(GHz) 16,242152 16,242153 16,242150 16,242145 16,242148 16,242167 t (phút) 130 140 150 160 170 180 fVCO (GHz) 16,242191 16,242142 16,242207 16,242250 16,242241 16,242124 fVCO+PLL(GHz) 16,242151 16,242150 16,242147 16,242152 16,242153 16,242149 Căn cứ vào kết quả đo đặc 16242300 tuyến tần số và công suất ra của bộ 16242250 dao động VCO theo sự biến đổi 16242200 16242150 điện áp của điốt Varactor, ta có 16242100 nhận xét sau: 16242050 + Tần số dao động của bộ VCO có 16242000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 thể điều hưởng bằng điện từ 16,0 [kHz] f(VCO) f(VCO+PLL) [x10 phút] GHz đến 16,4 GHz trong khoảng Hình 3.21: Độ ổn định tần số của bộ VCO biến thiên điện áp của điốt varactor khi có sử dụng PLL (màu tím) và khi từ 1,0 V đến 2,0 V, khoảng tần số không sử dụng PLL (màu xanh). này tương ứng với dải tần làm việc của đài ra đa trinh sát mặt đất; + Giá trị công suất của VCO đạt được > 12,2 dBm (16,5 mW) (yêu cầu công suất đến điốt trộn > 2 mW); + Độ ổn định tần số của bộ dao động VCO khi không có mạch PLL là 1,22.10- 5 và khi có mạch PLL là 0,677.10-6. Độ ổn định tần số của bộ dao động VCO tăng lên 18 lần khi có mạch PLL; + Tạp pha của bộ VCO khi sử dụng mạch PLL giảm đáng kể, tại tần số cách tần số sóng mang khoảng 100 Hz tạp pha giảm tới 59 dBc/ Hz, điều này hoàn toàn phù hợp với các cơ sở lý thuyết và các phương pháp nâng cao độ ổn định các bộ VCO mà luận án đã đưa ra; + Tạp pha máy thu đài ra đa trinh sát mặt đất dùng bộ VCO khi có mạch PLL giảm đi rất nhiều. So sánh 2 trường hợp ta nhận thấy, tại tần số cách tần số tín hiệu khoảng 100 Hz tạp pha máy thu giảm tới 65 dBc/ Hz. 3.3. Bộ dao động sử dụng nhiều vòng khóa pha
18 3.3.1. Chức năng của bộ dao động LO1 và LO2: Bộ dao động LO1 tạo ra các dao động có độ ổn định tần số cao và có biên độ chuẩn 1 V ở dải tần (57,75 ¸ 92,75) MHz, qua bộ chia công suất, dao động này được đưa đến bộ trộn tầng thứ nhất của các máy thu và bộ kích thích. Bộ dao động LO2 tạo ra dao động có tần số cố định 22,6 MHz có độ ổn định cao và có biên độ chuẩn 1 V, qua bộ chia công suất, dao động này được đưa đến bộ trộn tầng thứ hai của các máy thu và bộ kích thích. 3.3.2. Nguyên lý làm việc của bộ dao động LO1 và LO2 Hình 3.22 vẽ sơ đồ khối của bộ tổ hợp tần số dao động tại chỗ. Nó bao gồm 5 vòng khóa pha: 1 vòng khóa pha của bộ tạo tín hiệu chuẩn thạch anh, 3 vòng khóa pha của bộ dao động ngoại sai LO1 và 1 vòng khóa pha của bộ dao động ngoại sai LO2. Hình 3.22: Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số Bộ tạo tín hiệu chuẩn thạch dao động tại chỗ. anh tạp thấp được đồng bộ với nó và vòng lặp này được gọi là vòng lặp tham chiếu. Khi nhận được lệnh tần số từ bộ vi xử lý, trước tiên vòng lặp ngoài được khóa pha. Nó cung cấp tín hiệu trộn xuống cho vòng lặp chính. Sau đó vòng lặp tiền điều hưởng điều chỉnh thô đến tần số LO1-1 của vòng lặp chính. Trong vòng lặp chính có một bộ trộn tần số, tín hiệu RF đi từ vòng lặp ngoài, tín hiệu nội đi ra từ vòng lặp tiền điều hưởng. Các vòng lặp chính và tiền điều hưởng có cấu hình chủ- tớ, sau chu trình tiền điều hưởng (điều hưởng thô) vòng lặp tiền điều hưởng chuyển sang trạng thái thứ 2 (nghỉ) và bộ tách sóng pha của vòng lặp chính được khóa với tín hiệu trung tần. Bộ chuyển mạch sẽ thay đổi hằng số thời gian của bộ lọc vòng lặp và khóa kết thúc chu trình. Sơ đồ chi tiết của bộ dao động ngoại sai LO1 và LO2 được trình bày ở hình 3.23. 3.3.3. Máy thu đài ra đa băng tần VHF: Máy thu được thiết kế chế tạo gồm các khối chính: 4 kênh thu độc lập được thiết kế chế tạo giống nhau; khối dao động ngoại sai LO1 và LO2; khối kích thích; khối tạo, điều khiển và tạo xung phát xạ. Hình 3.26 là sơ đồ khối một kênh thu đài ra đa băng tần VHF.