Lý thuyết Hệ thống thông tin Chương 5

52 Chơng kỹ thuật chuyển đổi đIện áp sang tần số tần số sang đIện áp 5.1 Bộ chuyển đổi điện áp sang tần số 5.1.1 Sơ đồ khèi ICC IC =I2 – I1 = I2 + Vin/Rin I2 C Rin I IC nạp So sánh điện ¸p t1 MonoStab le t2 fout VC t1 RC x· t1: I2 më t2: I2 t¾t V Kü thuËt FM tần số thấp phơng thức biến đổi điện áp sang tần số gọi tắt chuyển đổi V TO F Kỹ thuật đợc sử dụng V >V >V in1 xư in2 in3 hiƯu trun t¶i hay lu trữ phổ biến mạch lý tín Hình 5.1 thông tin u điểm kỹ thuật nhờ công nghệ chế tạo vi mạch để có ®é tun tÝnh cao chun ®ỉi V sang F Độ di tần đạt đến giá trị cực đại Các ứng dụng phổ biến mạch thu phát hồng ngoại, thông tin quang, thu phát tín hiệu điều khiển từ xa, loại tín hiệu số, lu trữ kiện, thông tin băng cassette Thông thờng chuyển đổi kết hợp với PLL để có độ xác cao luôn có tính thuận 53 nghịch, nghĩa chuyển đổi từ điện áp sang tần số ngợc lại từ F sang V 5.1.2 Hoạt động mạch Bé chun ®ỉi V sang F thêng cã khèi: - Mạch tích phân kết hợp với nguồn dòng I2 - Mạch so sánh điện áp để phát mức điện áp đầu tích phân - Mạch monostable nhằm tạo xung đầu mà mức cao có thời gian t1 không đổi (quyết định mạch RC Monostable) Trong thời gian t1, xung đầu có mức (mức cao) Nó đợc đa trở mở nguồn dòng để tạo dòng không đổi I Dòng I2 chia làm phần: I2 = IC+I1, IC dòng nạp cho tụ C mạch tích phân làm cho điện áp tụ (tức điện áp đầu tích phân) có độ dốc âm nh hình vẽ Còn dòng I1 chạy qua Rin Bộ so sánh điện áp so sánh mức điện áp đầu tích phân giá trị (masse) để tạo xung kích mở mạch Monostable Trong thời gian t2, điện áp đầu mạch Monostable làm ®ãng (khãa) ngn I2 Tơ C sÏ phãng ®iƯn qua Rin dòng I1 Năng lợng nạp cho tụ C thời gian t đợc phóng hết thời gian t2 cuối thời điểm t2, mạch so sánh tạo xung kích mở mạch Monostable để tạo xung đầu mạch Monostable có độ rộng t1 Gọi T =t1 + t2 chu kỳ hoạt động mạch T phụ thuộc vào v in, I2, Rin C 5.1.3 Thiết lập quan hệ vin fout Trong thời gian t1: tụ nạp điện dßng IC I C I  I1 I  vin vin víi I  Rin Rin 54 §iƯn tÝch n¹p cho tơ: qC  I C t1 ( I  I )t1 ( I  vin )t1 Rin (1) Trong thêi gian t2: dßng I2 = 0, tụ C xả điện dòng cố định I1= (-vin/Rin) Điện tích tụ xả: qC  I t  vin t2 Rin (2) Điện tích nạp xả tụ nên tõ (1) vµ (2) ta suy ra: ( I2  vin v )t1  in t Rin Rin  T t1  t  f out  VËy: I Rin t1 vin vin  T I Rin t1 (3) Tõ (3) suy ra: fout tû lệ với vin với điều kiện I11 hay K1 f Chuỗi xung từ đầu V- F qua mạch lọc nh hình vẽ víi ®é réng xung thay ®ỉi, suy V0ut cã dạng sine Điều kiện thời = RC >> 62 Nếu thay lọc thông thấp L, C dạng sine chuẩn Khi cho Vi =  V0 sÏ cã tÇn sè f1 Khi cho Vi =  V0 sÏ cã tÇn sè f2 > f1 5.5.5 Giải điều chế FSK Trớc tiên để giảm nhiễu, đầu vào ta dùng lọc dải thông từ f ®Õn f2 Bé gi¶i m· FSK nhËn tÝn hiƯu cã tần số f 1, f2, qua mạch tách điểm để sửa dạng tín hiệu, sau qua mạch chuyển đổi FV nhờ so sánh với mức điện áp chuẩn để tìm lại đợc tín hiệu có mức 0-1 f2 f1 Lọc dải Tách điểm F/V So sánh Vch 5.5.6 Lu trữ kiện băng cassette Dữ kiện số lu trữ băng cassette cách sử dụng biến đổi V-F điều chế: ngõ vào từ đến 5V Dữ liệu đợc đa vào V-F với tần số làm việc từ 5KHz đến 10KHz, qua chia lọc thông thấp ghi vào băng từ trình chuyển đổi ngợc lại ta lấy đợc liệu nguyên thủy, qua 63 giải mã lấy lại tín hiệu Trong trờng hợp muốn lu trữ liệu số ta dùng bé biÕn ®ỉi V-F nh bé ®iỊu chÕ FSK VREF Ghi Lên Băng R2 Vi V/F :2 Lọc thông thấp R1 A Tách điểm A So sánh F/V Trong trờng hợp ghi nhiều liệu băng từ có nhiều chuyển FSK tơng ứng Vi1 FSK Vi2 FSK Demod FSK Demod FSK GHI Phát Trong trờng hợp truyền dẫn tínhiệu nhiều kênh điện thoại, sử dụng chuyển đổi F-V V-F cần phải sử dụng thêm 64 lọc để loại bỏ loại nhiễu đờng dây thông thờng phơng pháp thích hợp cho dải tần số từ 300Hz đến 3kHz Phơng pháp xử lý tín hiệu qua điều chế giải điều chế FSK tơng tự nh lu trữ băng cassette