Tài liệu Đồ án của môn kỹ thuật mạch điện tử : Mạch nhân Analog pptx

Trường………………………… Khoa………………………… THIẾT KẾ MÔN HỌC Mạch nhân Analog l MỤC LỤC Lời nói đầu Chương 1: Tìm hiểu chung điều chế .2 1.Khái niêm điều chế: .2 Chương2: phương án thực mạch nhân Chương3: Tìm hiểu IC AD534 17 Mô tả kỹ thuật IC AD534 17 Chương 1: Tìm hiểu chung điều chế 29 1.Khái niêm điều chế: .29 Chương3: Tìm hiểu IC AD534 43 Mô tả kỹ thuật IC AD534 43 Lời nói đầu Mạch nhân Analog loại mạch thông dụng sử dụng rộng rãi việc điều chế tín hiệu Vì có nhiều loại mạch nhân sử dụng thực tế Tuy nhiên kiến thức sinh viên hạn hẹp đề tài đề cập đến số mạch nhân đơn giản Đây môn thiết kế môn học thực thời gian ngắn với giúp đỡ tận tình qúy thầy cô khoa điện tử-viễn thông đại học bách khoa Hà Nội thầy cô khoa kỹ thuật công nghệ đại học Quy Nhơn Do điều kiện hạn chế thiết kế hồn thành cịn nhiều sai sót Kính mong thầy cô bỏ qua bảo để chúng em rút kinh nghiệm cho lần sau Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Viết Nguyê bạn sinh viên lớp giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài Đề tài chia làm chương Chương1: Tìm hiểu chung điều chế tín hiệu Chương2: Các phương án thực mạch nhân Chương3: Tìm hiểu IC AD534 ứng dụng mạch nhân Quy Nhơn tháng 03/2009 Nhóm sinh viên thực Chương 1: Tìm hiểu chung điều chế 1.Khái niêm điều chế: Thơng qua qu trình điều chế, tin tức miền tần số thấp chuyển sang miền tần số cao để truyền xa Điều chế trình ghi tin tức vo dao động cao tần nhờ biến đổi thơng số đó( ví dụ: biên độ, tần số, pha, độ rộng xung,…) dao đông cao tần theo tin tức Trong trường hợp tin tức gọi tín hiệu điều chế, dao động cao tần gọi tải tin, cịn dao động cao tần mang tin tức gọi dao động cao tần đ điều chế Đối với tải tin điều hịa, người ta phân biệt hai loại điều chế: điều biên điều chế góc, điều chế góc bao gồm điều tần điều pha Tham gia vo qu trình điều chế gồm có: Hm tin tức: m(t) Hm tải tin : f(t) + Khi m(t) la tín hiệu tương tự ta cĩ loại điều chế tương tự (Analog ) + Khi m(t) l tín hiệu số ta cĩ loại điều chế số Ví dụ: Điều chế tương tự: m(t) = cos t f(t) = U0cos ( 0t + 0 ) (0 >>  ) Điều chế tương tự (Analog ): - Khi m(t) tác động vào biên độ tải tin U0, ta cĩ: U(t) = U0 + U.m(t) U = U0 [ 1+ ( U ).m(t) ] f(t) = U0 [ + u.m(t) ] cos(0t + 0 ) Có tác động tín hiệu điều biên U u = U : độ sâu điều biến U : độ lệch max - Khi m(t) tác động vào 0 (tần số tải tin ): (t) = 0 + .m(t) = 0 [ + .m(t) ] f(t) = U0 cos{0 [1 + .m(t)] t + 0 } Có tác động tín hiệu điều tần   =  (%) : hệ số điều tần - Khi m(t) tác động tới 0 : (t) = 0 [ + .m(t) ] f(t) = U0 cos{0t + 0[ + .m(t) ]} Có tác động tín hiệu điều pha   =  (%) : hệ số điều pha Tín hiệu điều biên : UAM(t) = U0 [1 + u cos t ] cos0t - Tính chất thời gian : (0 = ) U0 t m(t) t UAM(t ) t Hình 1: tính chất thời gian tín hiệu điều biên Hình 1.a: tin hiệu tin tức m(t), cĩ tần số  Hình 1.b: tín hiệu tải tin U0, cĩ tần số 0 Hinh 1.c: tín hiệu điều biên UAM(t) cĩ tần số  Tín hiệu điều biên biến đổi theo quy luật tin tức - Tính chất tần số UAM(t) = U0 [1 + u cos t ] cos0t (0 = ) = U0 cos0t + u U0 cos0t cos t UAM(t) = U0 cos0t + u U0[ cos(0 + )t + cos(0 - )t] Trước điều chế   0 Tín hiệu sau điều biên  t 0 -  0 0 +  Phổ tần số tin tức dịch chuyển lên vùng cao tần phân bố đối xứng quanh tần số tải tin Thực UAM = u1.u2 Với: Tải tin : u1 = U0 cos 0t Tin tức : u2 = + u cos t Ta có cách để thực yêu cầu sau: a.Dng nhn analog : Tải tin u1 UAM nhn u2 Tin tức Dng bơ nhn ny việc thực đơn giản Cĩ thể thực IC nhn ( IC 5042 ): +12V C u1 C IC nhn 5042 10 UAM Tải tin u2 Tin tức b Dùng phần tử có đặc tuyến i = f( u ) Ta dùng phương pháp điều biên ,thực lọc lấy thành phần ku1u2 (với k l hệ số) ku1u2 Tin tức Trên mơt vài dạng áp dụng tín hiệu điều biên thực việc nhân tín hiệu tương tự Tuy nhiên cách đơn giản mang lại hiệu tốt sử dụng IC nhân Chương2: phương án thực mạch nhân Mạch nhân analog mạch điện có đáp ứng ngõ tỉ lệ với kích thích hai ngõ vào Khi k số có thứ nguyên nghịch đảo điện áp Ta thường mong muốn hai ngõ vào có điện áp âm dương điện áp dấu với lối vào Tuy nhiên tồn cơng việcchỉ thực hai ngõ vào dương Đó khơng phải điều hạn chế mạch nhân Analog ta thay đổi tín hiệu vào để có hai ngõ vào dương cho mạch Analog hoạt động mà tín hiệu giao tiếp với bên ngồi làm việc với loại điện áp nào.(Với điều kiện điện áp nằm khoảng giới hạn mạch điện) Ta có hai khả làm việc mạch điện Trong hai trường hợp ta sử dụng khuếch đại thuật toán Nhưng mạch thứ ta sử dụng diode để có mối liên hệ cần thiết, cịn mạch thứ hai ta sử dụng MOSFET để thiết lập mối liên hệ cần thiết 1, Hoạt động mạch sử dụng diode Như biết, sử dụng khuếch đại thuật toán diode ta dễ dàng thực hàm logarit hàm Exp từ ngõ vào xác định Công thức hàm logarit Ta nhân hai tín hiệu lại với cách tính logarit tín hiệu, sau cộng chúng lại với cuối ta dùng hàm Exp để có tín hiệu tích hai tín hiệu vào Từ quan điểm tốn học, cơng việc thực hai tín hiệu dương Bởi khơng tồn logarit số âm (trong lĩnh vực thực tế) Chúng ta thấy giới hạn mạch điện thực tế, chí ngun nhân cịn có tính chất vật lý Ta có sơ đồ khối thực mạch Nếu ta chắp nối đơn để tạo hàm logarit, cộng hàm Exp ta có sơ đồ sau: Để tính tốn mạch điện cách đơn giản ta giả sử tất điện trở R có giá trị độ lớn Chắc chắn ta sử dụng giá trị khác điện trở R thu kết qủa khác , tạm thời ta khơng quan tâm đến điều Chúng ta sử dụng công thức sau cho liên hệ dòng điện điện áp diode : Với điện áp ngưỡng dòng điện ngược qua diode Nếu ta phân tích mạch điện mà khơng đưa thêm vào phép tốn xấp xỉ ta có cơng thức sau: Vì ngõ ta thu kết qủa sau : Công thức chứng minh, ngõ ta có khuếch đại mà ta tìm kiếm , Nhưng cơng thức cịn có thơng số mà ta khơng mong muốn Nó khơng đơn giản xem lỗi sai tương đương với thành phần nhân lên, cần phải làm Đây 10 ... hoàn thành đề tài Đề tài chia làm chương Chương 1: Tìm hiểu chung điều chế tín hiệu Chương 2: Các phương án thực mạch nhân Chương 3: Tìm hiểu IC AD534 ứng dụng mạch nhân Quy Nhơn tháng 03/2009 Nhóm... tín hiệu điều biên thực việc nhân tín hiệu tương tự Tuy nhiên cách đơn giản mang lại hiệu tốt sử dụng IC nhân Chương 2: phương án thực mạch nhân Mạch nhân analog mạch điện có đáp ứng ngõ tỉ lệ với... có điện áp thấp cực máng cực có điện áp cao Khi điện áp cực cửa cực nguồn nhỏ điện áp cực máng cực nguồn VGS < VDS quan hệ dòng điện điện áp sau: Giả sử ta ln ln sử dụng công thức này, sơ đồ mạch