Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 12 - TS. Ngô Văn Thanh

Bài giảng Vô tuyến điện đại cương, chương 12 trình bày về bộ trộn. Nội dung chính của chương gồm: Phần tử Gilbert, biểu diễn toán học của bộ lọc, đáp tuyến nhiễu, máy thu băng thông rộng, tiếng gõ phím. Mời các bạn cùng tham khảo.

VƠ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS Ngơ Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999) [2] Dennis L Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011) [3] Jon B Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009) [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 12 BỘ TRỘN Phần tử Gilbert Biểu diễn toán học lọc Đáp tuyến nhiễu Máy thu băng thông rộng Tiếng gõ phím Ngơ Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Phần tử Gilbert  Gilbert Cell  Sơ đồ khối trộn Gilbert • • • • • LO : local oscillator : tạo dao động RF : radio frequency; IF: Intermediate frequency (tần số trung gian) VFO : Variable-frequency oscillator : dao động biến tần BFO : beat-frequency oscillator = dao động phách Product detector : tách sóng  (a) : ký hiệu tín hiệu vào  (b) : trộn thu radio  (c) : trộn máy phát radio Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Phần tử Gilbert  Sơ đồ mạch điện  RF : tín hiệu vào  Xét điện áp LO1 lớn  Q3 Q5 :bật (on)  Q1 nối với R1; Q2 nối với R2 => ta có khuếch đại vị sai chuẩn  Xét điện áp LO2 lớn  Q4 Q6 :bật (on)  Q1 nối với R2; Q2 nối với R1 => ta lại có khuếch đại vị sai => Tín hiệu tráo đổi cho  đổi dấu tín hiệu : +1 -1  Ơ Gilbert kết hợp mạch khuếch dại mạch trộn  Hạn chế: dễ bị tải Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Biểu diễn toán học lọc  Mixer Mathematics  Xét tín hiệu vào tần số radio có dạng hình sin  Khai triển Fourier  Nhân biểu thức điện áp  Khai triển tích, ta thu Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Biểu diễn toán học lọc  Đặt  Số hạng bậc Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Đáp tuyến nhiễu  Spurious Responses  Tín hiệu vào = trộn sóng hình sin + xung vng  Tín hiệu bao gồm nhiều loại tín hiệu với nhiều tần số khác => gây nhiễu lên tín hiệu  Tín hiệu gọi “spurious responses”  Xét khác tần số LO tần số trung gian IF :  Tần số ảnh (image frequency), đối xứng với tín hiệu RF qua tần số IF  Nếu tín hiệu vào trộn có tần số = tần số ảnh, gây nhiễu tín hiệu IF => gây nhiễu tín hiệu vào tần số RF  Để loại bỏ nhiễu tần số ảo, ta sử dụng mạch lọc băng tần (band-pass) RF Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Đáp tuyến nhiễu  Tín hiệu gây nhiễu trộn với tín hiệu điều hòa bậc LO  Mạch VFO  Sử dụng mạch lọc band-pass để loại bỏ nhiễu  Tín hiệu gây nhiễu trộn với tín hiệu điều hòa bậc LO  Nhiễu mạnh tần số  Tần số khó lọc xấp xỉ tần số RF Ngơ Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 10 Máy thu băng thơng rộng  Broad-Band Receivers  Máy thu có dải tần từ 100 kHz đến 30 MHz  Mạch có tần số trung gian : 73 MHz, 8.83 MHz, 455 kHz  Tại IF : • tần số cực đại • tần số cực tiểu  Tần số nhiễu bậc  Tần số nhiễu bậc  Tấn số cao tần số RF loại bỏ mạch lọc tần thấp (low-pass) Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 11 Tiếng gõ phím  Key Clicks  Xét xung phát tín hiệu có dạng đứt quãng  Điện trở tải = 1,  Công suất phát xung : 2W  Cơng suất trung bình : 1W  Điện áp xung có dạng hình chữ nhật  Tần số gõ :  Điện áp sóng mang  Thành phần có tần số lớn tần số mang, công suất = 1/2 Ngơ Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 12 Tiếng gõ phím  Cơng suất toàn phần dạng chuỗi  Biến đổi ngược, ta có  Cơng suất dải bên tần số cao  Khi số điều hòa lớn  Số điều hòa ... Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 12. .. phát radio Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Phần tử Gilbert  Sơ đồ mạch điện  RF : tín hiệu vào  Xét điện áp LO1 lớn  Q3 Q5 :bật (on)  Q1 nối với R1; Q2 nối với R2 => ta có khuếch đại vị sai... thức điện áp  Khai triển tích, ta thu Ngơ Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Biểu diễn toán học lọc  Đặt  Số hạng bậc Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Đáp tuyến nhiễu  Spurious Responses  Tín