Bài giảng Nhập môn điện tử - Chương 5: Trộn tần

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin KHOA MẠNG & TRUYỀN THÔNG BÀI GIẢNG NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ THÁNG 9/2012 Chương 5: Trộn tần Cơ sở lý thuyết Mạch trộn tần dùng điốt Mạch trộn tần dùng tranzito Bộ trộn vi mạch tích hợp Nhiễu mạch trộn tần 1.Cơ sở lý thuyết a) Định nghĩa: Trộn tần trình tác dụng vào hai tín hiệu cho đầu trộn tần nhận thành phần tần số tổng hiệu hai tín hiệu (thường lấy hiệu tần số) Có hai tín hiệu: - Tín hiệu đơn âm (có vạch phổ): tín hiệu ngoại sai có tần số fns.; - Tín hiệu hữu ích với tần số fth cố định biến thiên phạm vi Tín hiệu có tần số mong muốn đầu tách nhờ lọc, tần số trung gian ftg Để thực trộn tần phải dùng phần tử phi tuyến (các linh kiện bán dẫn) dùng phần tử tuyến tính tham số b) Nguyên lý trộn tần Phần tử phi tuyến biểu diễn theo chuỗi Taylor: i = a0+a1u+ a2u2+ a3u3+ + anun+ Điện áp đặt lên phần tử phi tuyến: u=uns+uth=Unscosωnst+ Uthcosωtht Þ i = a0+a1(Unscosωnst+Uthcosωtht)+ a2(Unscosωnst+Uthcosωtht)2+ + a3(Unscosωnst + Uthcosωtht)3+ + an(Unscosωnst +Uthcosωtht)n+ Các tín hiệu gồm thành phần: + Thành phần bản: ωns, ωth; + Các thành phần tần số tổng hiệu ωns ± ωth; + Thành phần bậc 2: 2ωns, 2ωth; + Thành phần bậc cao: ω = ± nωns ± mωωth - Nếu chọn n = mω = 1, đầu trộn tần lấy tín hiệu có tần số ω=ωns - ωth : trộn tần đơn giản (thường chọn) - Trường hợp lấy ω = n.ωns - mωωth với n,mω ≥ : trộn tần tổ hợp Phân loại: + Trộn tần phần tử tuyến tính thamω số (mạch nhân); + Trộn tần phần tử phi tuyến (diot, transitor, ) + Trộn tần chuyển phổ (về tần số thấp cao tùy thuộc vào vị trí tương đối tần số đầu vào fth với tần số trung gian ftg đầu ra) Ứng dụng: - Trộn tần dùng máy thu đổi tần Nhờ trộn tần, mạch cộng hưởng tầng trung gian máy thu tần điều chỉnh cộng hưởng tần số cố định Tần số ngoại sai đồng chuẩn với tần số tín hiệu vào cho ftg = fns - c) Hệ phương trình đặc trưng: + Dßng ®iÖn ®i ra: ir=f(uns ,uth ,utg) với: uns=Uns cosωnst uth=Uth cosωtht utg=Utg cosωtgt thường Uth, Utg