Chuong5 Trộn Tần - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (8 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Điện - Điện tử

chuong5 trộn tần

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (319.18 KB, 8 trang )

70CHƯƠNG 5TRỘN TẦN5.1 Định nghĩa5.1.1 Định nghĩaTrộn tần là quá trình tác động lên hai tín hiệu sao cho trên đầu ra của bộ trộn nhậnđược tín hiệu tổng hoặc hiệu của hai tín hiệu đó.Gọi : fns : là tần số của tín hiệu ngoại saifth : là tần số của tín hiệu cần trộn với fnsftg : là tần số trung gian lấy ở đầu ra của bộ trộn tần.5.1.2 Nguyên tắcKhi tín hiệu ngoại sai và tín hiệu hữu ích đưa vào phần tử phi tuyến thì dòng điệntổng hợp được khai triển theo chuỗi Taylo.i = ao + a1v + a2v2 + ... anvn + ...Trong đó : v = vns + vthGiả sử :vns = Vns cosωnstvth = Vth cosωtht⇒+i = ao + a1 (Vns cos ωnst + Vth cos ωtht) +a2 2(Vns + Vth2 ) +2a2( Vns2 cos 2ωnst + ( Vth2 cos2ωtht) + a2VnsVth[cos(ωns + ωth)t+cos (ωns - ωth)t]+..2Tín hiệu ra gồm có thành phần một chiều, thành phần cơ bản : (ωns, ωth ,ωns± ωth,2ωns, 2ωth . Ngoài ra còn có các thành phần bậc cao.ω = | nωns ± mωth|Khim, n = 1 ⇒ ω =ωns± ωth : bộ trộn tần đơn giảnm, n > 1 ⇒ bộ trộn tần tổ hợp.Thông thường ta chọn bộ trộn tần đơn giản.5.2 Mạch trộn tần5.2.1. Mạch trộn tần dùng DiodeƯu điểm : được ứng dụng rộng rãi ở mọi tần số, đặc biệt ở phạm vi tần số cao (trên1GHz). Nhược điểm : làm suy giảm tín hiệu.71a)vthL1C1C2C3L3vtgL2b)R3svtgvthvnsc)vnsvtgvthvnsHình 5.1. Mạch trộn tần dùng diodea. Mạch trộn tần đơn.c. Mạch trộn tần vòng.5.2.1.1. Sơ đồ trộn tần đơn :b. Mạch trộn cân bằng72iSSvωnstπ/2CV2 nsωnsHình 5.2. Đặc tuyến của diode và dạng sóng tín hiệuTheo đặc tuyến lý tưởng hóa của diode ta viết được quan hệ :⎧s.v khi v ≥ 0⎩0 khi v < 0i= ⎨s=Trong đó :di1== Gid u RiVì điện áp ngoại sai là hàm tuần hoàn theo thời gian, nên hỗ dẫn là một dãy xungvuông góc với độ rộng phụ thuộc vào góc cắt θ. Với điểm đỉnh chọn tại gốc tọa độπθ= .2Theo chuỗi Fourier ta tính được biên độ hai bậc n của S :Sn =2θS cos nωπ∫nst d (ω ns t ) =oThay θ =π22 sin nθ.Snπvà giả thiết n = 1 ta tính được hỗ dẫn trộn tần :Stt =1SSn =2πTương tự điện dẫn trộn tần được xác định :Gitt = Gio =1θG d (ωπ∫i0nst) =SθπVới θ =π2thì Gitt =S2Chú ý : để chống tạp âm ngoại sai, thường dùng sơ đồ trộn tần cân bằng.5.2.1.2. Sơ đồ trộn tần cân bằng (hình 5.1)Điện áp tín hiệu đặt lên hai diode ngược pha.Điện áp ngoại sai đặt lên hai diode đồng pha.73VthD1 = Vth cos ωthtVthD2 = Vth cos (ωtht + π)VnsD1 = Vns D2 = vnsDòng điện trung tần tạo ra đi qua các diode :itg1 = Itg1 cos (ωns - ωth) titg2 =Itg2 cos [(ωns - ωth) t - π]= Itg2 cos [π - (ωns - ωth)]= -Itg2 cos [ωns - ωth]tTrên mạch cộng hưởng ra ta được :itg = itg1 - itg2 = 2Itg.cosωtgt5.2.1.3. Mạch trộn tần vòngGồm 2 mạch trộn tần cân bằng mắc nối tiếp. Trên đầu ra sơ đồ này chỉ có cácthành phần tần số ωns± ωth còn các thành phần khác đều bị khử do đó dễ tách đượcthành phần tần số trung gian mong muốn.5.2.2. Mạch trộn tần dùng phần tử khuếch đại5.2.2.1. Mạch trộn tần dùng BJTvth~vns~Hình 5.3. Mạch trộn tần dùng BJTMắc BC với Vns đặt vào emiter~vns ~vth~vns~Hình 5.4. Mạch trộn tần dùng BJTMắc BC với Vns đặt vào basevthHình 5.5. Mạch trộn tần dùng BJTMắc EC với Vns đặt vào basevth~vns~Hình 5.6. Mạch trộn tần dùng BJTMắc EC với Vns đặt vào emiter74• Đặc điểm của sơ đồ BC- Phạm vi tần số cao và siêu cao vì tần số giới hạn của nó cao.- Hệ số truyền đạt của bộ phận trộn tần thấp hơn so với sơ đồ EC.• Các sơ đồ khác nhau ở cách đặt điện áp ngoại sai vào BJT:Trên cơ sở sơ đồ nguyên lý, người ta đã thiết kế nhiều loại sơ đồ thực tế khácnhau như dưới đây :A. Trộn tần dùng BJT mắc theo BC-VCCR1C1vthL1R2L2C2R4C3C4R3C5L5L4vtgvnsHình 5.7. Mạch trộn tần dùng BJT đơnmắc BC với Vns đặt vào basebazơA) Mạch trộn tần dùng BJT đơn mắc theo BC với điện áp ngoại sai vns đặt vàoC1 , C3 : tụ liên lạc;C2L2 : cộng hưởng Vth;C4 : nối masse Vth.Điện áp vns ghép lỏng với bazơ để tránh ảnh hưởng tương hỗ giữa mạch tín hiệuvà mạch ngoại sai.B. Trộn tần dùng BJT đơn mắc theo ECC2R3C3vthL1L2C1R1R2C4vnsR4C7L5C6C5- VCCHình 5.8. Mạch trộn tần dùng BJT đơn mắc EC với Vns đặt vào baseL4vtg75B) Mạch điện trộn tần dùng BJT đơn mắc EC với vns ở bazơ.Điện áp vns được đặt vào bazơ qua điện trở nhỏ R3 (10 - 50)Ω, điện trở này có tácdụng nâng cao điện trở mặt ghép rbb’ của BJT, do đó nâng cao được độ tuyến tính củađặc tuyến BJT.C. Tầng trộn tần tự độngC4vthC3L1L4‘L5R3C1vtgR2R1C3L2L3L6C5C6VCCHình 5.9. Mạch trộn tần tự độngBJT vừa làm nhiệm vụ trộn tần vừa tạo dao động ngoại sai.Vns được tạo nhờ quá trình hồi tiếp dương về E qua L2 và L3Vth được đặt vào bazơ của BJT qua biến áp vàoC1, L5 tạo thành khung cộng hưởng nối tiếp đối với tần số trung gian. Nhờ đó vtgbị ngắn mạch ở đầu vào, tránh được hiện tượng trộn tần ngược.B.ReCeER C2L2L3AD. Trộn tần đẩy kéoĐể tránh ảnh hưởng tương hỗ giữa vth và vns,người ta kết cấu mạch dưới dạng sơ đồ cầu,trong đó :Re,Ce là phần tử ký sinh của mạch vào BJT.Khi cầu cân bằng thì VA=VE, không còn tồntại sự liên hệ giữa vth và vns. Lúc đó, nếu vthxuất hiện trên L3 thì sẽ không cảm ứng sangL2 gây ảnh hưởng đến vns76T1a)CvthVtgT2vnsb)VCCVCCC2vtgR2R1T1C1vthR3T2C3R4R5vnsHình 5.10. Mạch trộn tần đẩy kéoa. Sơ đò nguyên lý b. Mạch trộn tần đẩy kéo ECƯu điểm của mạch trộn tần đẩy kéo so với sơ đồ đơn :- Méo phi tuyến nhỏ (hai bậc chắn bị triệt tiêu)- Phổ tín hiệu ra hẹp.- Liên hệ giữa tín hiệu và mạch ngoại sai ít. - Khả năng điều chế giao thoa thấp.Vì những ưu điểm đó, nên loại mạch này hay được dùng trong bộ trộn tần máyphát. Trong sơ đồ đẩy kéo (A), do cách mắc mạch nên điện áp vào T1, T2 lần lượt là :⎧v1 = v ns + vth⎨⎩v 2 = v ns − vthVới :Dòng điện ra : ic = ic1 - ic2ic1 = ao + a1 (vns + vth) + a2 (vns + vth)2 + ...ic2 = ao + a1 (vns - vth) + a2 (vns - vth)2 + ...⇒ic = 2a2vth + 4a2vth.vns + 2a3 v 3th + 6a3vth.vns + ...Thay vns = Vnscosωnst, Vth = Vth.cosωtht và biến đổi ta thấy trong dòng điện ra có cácthành phần tần số : ωth , 3ωth, ωns±ωth và 2ωns±ωth5.2.2.2 Mạch trộn tần dùng Transistor trường FETƯu điểm của trộn tần dùng FET so với BJT:77- Quan hệ giữa dòng ra ID (dòng máng) và điện áp vào (VGS) là quan hệ bậc hai,nên tín hiệu ra của mạch trộn tần giảm được các thành phần phổ và hạn chế được hiệntượng điều chế giao thoa, giảm được tạp âm và tăng được dải rộng của tín hiệu vào.A. Trộn tần dùng FET: Nguyên lý của việc trộn tần dùng FET cũng giốngnhư BJTC2C4vthC1R1R2C3R3C5VnsHình 5.11. Mạch trộn tần dùng FETB. Trộn tần dùng FET mắc đẩy kéoVccvtgC1vthR1C2R3R2Hình 5.12. Mạch trộn tần dung FET đẩy kéovns

Tài liệu liên quan

Mạch điện tử - Trộn tần
- 8
- 737
- 9
Chương 5: Trộn tần
- 8
- 608
- 6
Tài liệu Trộn tần doc
- 8
- 387
- 1
Tài liệu Chương 5: Trộn tần doc
- 8
- 481
- 5
Tài liệu Trộn tần_chương 5 docx
- 8
- 191
- 0
Nghiên cứu thiết kế chế tạo mạch tích hợp thụ động và tích cực siêu cao tần sử dụng phần mềm thiết kế mạch siêu cao tần và công nghệ gia công mạch dải nghiên cứu thiết kế, chế tạo các bộ trộn tần
- 33
- 981
- 0
Điện tử tương tự-Chương 5: Trộn tần pot
- 8
- 165
- 0
Cảnh giác với thuốc đông y trộn tân dược ppsx
- 3
- 510
- 0
Vi khuẩn mặc "áo tàng hình" trốn khỏi hệ thống miễn dịch của con người doc
- 3
- 194
- 0
thiết kế bộ trộn tần 500mhz
- 27
- 3
- 41