Luận văn nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ VCO băng tần s ứng dụng cho MPT

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TRUYỀN NĂNG LƢỢNG SỬ DỤNG SÓNG VIBA 1.1 Truyền lƣợng sử dụng sóng viba 1.2 Các thành phần hệ thống truyền lƣợng không dây CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SIÊU CAO TẦN 2.1 Kỹ thuật siêu cao tần 2.1.1 Lý thuyết đƣờng truyền 2.1.2 Mơ hình mạch điện thơng số tập trung, thông số sơ cấp 2.1.3 Phƣơng trình truyền sóng nghiệm, thơng số thứ cấp 10 2.1.4 Hiện tƣợng phản xạ sóng đƣờng dây, hệ số phản xạ 16 2.1.5 Hiện tƣợng sóng đứng hệ số sóng đứng 18 2.2 Đồ thị Smith 22 2.2.1 Cơ sở đồ thị Smith 24 2.2.2 Các đồ thị vòng tròn 26 2.3 Kỹ thuật phối hợp trở kháng điều chỉnh phối hợp trở kháng 30 2.3.1 Phối hợp trở kháng phần tử tập trung 31 2.3.2 Mạch điều chỉnh phối hợp trở kháng dùng dây chêm 32 2.3.3 Điều chỉnh phối hợp trở kháng hai dây chêm 34 CHƢƠNG 3:MẠCH TẠO DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 36 3.1 Giới thiệu chung 36 3.2 Điều kiện dao động 36 3.3 Mạch dao động tần số cao 38 3.3.1 Mạch tạo dao động cộng hƣởng 38 3.3.2 Mạch dao động Colpits 41 3.3.3 Mạch dao động Clapp 43 3.3.4 Mạch dao động Hartley 44 Mangh■■ng Luôn 123doc Th■a thu■n l■icam s■ tr■ h■u k■t s■ nghi■m t■im■t d■ng s■website mang kho m■i th■ m■ l■i d■n CH■P vi■n nh■ng cho ■■u kh■ng ng■■i NH■N quy■n chia dùng, l■ CÁC s■l■i v■i và■I■U t■t công h■n mua nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N cho tàihi■n ng■■i li■u TH■A tài th■ hàng li■u dùng hi■n THU■N ■■u ■ t■t Khi ■■i, Vi■t c■ khách b■n l■nh Nam Chào online hàng v■c: Tác m■ng tr■ không tài phong thành b■n khác chun ■■n thành tíngì d■ng, v■i so nghi■p, viên 123doc v■i công c■a b■n hồn ngh■ 123doc g■c h■o, thơng B■n và■■ n■p có tin, cao th■ ti■n ngo■i tính phóng vào ng■, Khách trách tài to,kho■n nhi■m thu nh■ c■a ■■i hàng tùy123doc, v■i ý cót■ng th■b■n d■ ng■■i dàng s■ dùng ■■■c tra c■u M■c h■■ng tàitiêu li■u nh■ng hàng m■t■■u quy■n cáchc■a l■i123doc.net sau xác,n■p nhanh ti■n tr■ chóng thành website th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c khơng th■ tìm th■y th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c 123doc luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ thành viên c■a website 3.4 Mạch dao động điều chỉnh 45 Mangh■n Luôn Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n 123doc Sau Th■a Xu■t h■■ng phát thu■n cam nh■n m■t t■k■t s■ t■i ýxác n■m t■■ng d■ng s■ nh■n website mang ■■i, t■o t■l■i c■ng ■■ng d■n 123doc CH■P nh■ng ■■u ■■ng h■ NH■N ■ã quy■n th■ng chia t■ng ki■m CÁC s■s■ l■i b■■c ti■n vàchuy■n ■I■U t■t mua online kh■ng nh■t bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh ng■■i li■u ph■n tài TH■A v■ li■u hàng thơng dùng tríTHU■N hi■u c■a ■■u tin Khi qu■ Vi■t xác khách nh■t, minh Nam Chào hàng uy tài l■nh Tác m■ng tín kho■n tr■ phong v■c cao thành b■n email nh■t tàichuyên ■■n li■u thành b■n Mong v■i nghi■p, viên kinh ■ã 123doc 123doc.net! mu■n ■■ng c■a doanh hoàn mang 123doc kýonline v■i h■o, Chúng l■ivà 123doc.netLink cho Tính ■■ n■p tơi c■ng cao ■■n cung ti■n tính ■■ng th■i vào c■p trách xác tài ■i■m D■ch xãkho■n th■c nhi■m h■itháng V■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i ■■■c ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c g■i t■ng tài 123doc v■ mô nguyên b■n ng■■i ■■a t■s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c m■c ■ây) email M■c h■■ng quý 100.000 cho b■n tiêu báu, b■n, nh■ng ■ã hàng phong l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau vuingày, n■p lòng “■i■u giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc Mang h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mơ ngun b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t u■t phát Nhi■u Mang Ln 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n t■ m■t tr■ t■ h■u ýk■t s■ thú nghi■m t■i ýt■■ng xác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event t■o kho m■i ■■i, t■o t■ c■ng th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■ng ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia ki■m t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c ti■n s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công online h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N b■ng sang b■ng cho tài ■■nh hi■n tài ng■■i li■u ph■n tài TH■A li■u tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng trí hi■u hi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin qu■ t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia nh■t, b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online uy hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác tín m■ng tín kho■n tr■ cao nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n nh■t email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tín Mong b■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã mu■n t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n mang hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i l■i h■o, Chúng l■i thơng B■n cho 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có c■ng tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i ■■ng tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác xã tài ■i■m D■ch xã to,h■i kho■n th■c nhi■m h■i thum■t tháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ngu■n ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cótài g■i t■ng th■ tài 123doc nguyên v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t tri d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c tra th■c m■c ■ây) email c■u quý M■c h■■ng quý 100.000 cho tài báu, b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng phong ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u phú, quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a ■a l■i b■n vào d■ng, 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p giàu lòng “■i■u nhanh giàu ti■n giá s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u tr■ thành tr■ nh■p ■■ng 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email th■i vi■n th■i Thu■n mong c■a thành mong tài v■ li■u mu■n viên mu■n S■ online ■■ng D■ng t■o click t■o l■n ■i■u ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n ki■n V■” vào Vi■t 123doc cho top sau cho Nam, cho 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■i users website c■p users ■âynh■ng có ■■■c cóph■ thêm thêm tài bi■n g■i thu thu li■u t■t nh■p nh■t nh■p ■■c T■it■i Chính khơng t■ng Chính Vi■tth■i vìth■ Nam, vìv■y v■y ■i■m, tìm 123doc.net t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racó ■■i thu■c ■■i tr■■ng th■ nh■m nh■m c■p top ngo■i ■áp 3nh■t ■áp Google ■ng tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net nhu Nh■n nhuc■u c■u ■■■c chia theo chias■ quy■t danh s■tàitài hi■u li■u li■uch■t ch■t c■ng l■■ng l■■ng ■■ng vàvàki■m bình ki■mch■n ti■n ti■nonline online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Nhi■u Mang Luôn 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i không t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t 3.4.1 Mạch dao động điều chỉnh dùng FET 46 3.4.2 Voltage – Controlled Tuned Oscillartors 54 CHƢƠNG 4: CHẾ TẠO BỘ DAO ĐỘNG VCO 57 4.1 Chế tạ -3043 57 4.2 Chế tạ 2750 60 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BJT Bipolar Junction Transistor Transistor lƣỡng cực FM Frequency Modulation Điều chế tần số FET Field Effect Transistor Transistor hiệu ứng trƣờng GEO Geostationary Earth Orbit Quỹ đạo địa tĩnh IC Integrated Circuit Mạch tích hợp ISM band The industrial, scientific and medical (ISM) radio bands Băng tần miễn phí dùng cho ứng dụng không dây JFET Junction Field Effect Transistor Transistor hiệu ứng trƣờng cổng tiếp giáp LO Local Oscillator Dao động nội MPT Microwave Power Transmission Truyền lƣợng sử dụng sóng viba RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RFC Radio Frequency Chokes Cuộn chặn tần số vô tuyến RF-ID Radio Frequency Identification Hệ thống nhận dạng sóng khơng dây SPS Solar Power Satellite Vệ tinh thu nhận lƣợng mặt trời SWR Standing WaveRatio Hệ số sóng đứng VCO Voltage Controlled Oscillator Bộ dao động điều khiển điện WPT Wireless Power Transmission Truyền dẫn lƣợng không dây DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Bảng 2.1:Ấn định băng tần chung Bảng 2.2: Các băng tần viba ký hiệu theo chữ Bảng 3.1: Các mạch dao động cộng hƣởng Bảng 4.1: Khảo sát dải thơng Hình 1.1: Một số mơ hình vệ tinh SPS Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống MPT Hình 1.3: Sơ đồ khối Rectenna Hình 2.1:Phổ tần số sóng điện từ Hình 2.2: Đƣờng truyền sóng Hình 2.3: Mạch điện tƣơng đƣơng đoạn đƣờng truyền vi phân Hình 2.4: Biểu diễn biến thiên hệ số phản xạ Γ theo α Hình 2.6: Minh họa sóng tới, sóng phản xạ sóng tổng Hình 2.7: Minh họa sóng đứng Hình 2.8: Đồ thị Smith Hình 2.9: Ánh xạ mặt phẳng z mặt phẳng Γ Hình 2.10: Ánh xạ r mặt phẳng z mặt phẳng Γ Hình 2.11: Ánh xạ x mặt phẳng z mặt phẳng Γ Hình 2.12: Các vịng trịn đẳng r mặt phẳng phức Γ Hình 2.13: Các vòng tròn đẳng x mặt phẳng phức Γ Hình 2.14: Vịng trịn đẳng điện trở điện kháng đồ thị Hình 2.15:Các vịng trịn đẳng | | đẳng S Hình 2.16: Mạng khơng tổn hao phối hợp tải với đƣờng truyền Hình 2.17: Mạng phối hợp hình L Hình 2.18: Các mạch điều chỉnh phối hợp dùng dây chêm đơn Hình 2.19: Mạch phối hợp dây chêm kép Hình 3.1: Sơ đồ mạch khuếch đại có phản hồi Hình 3.2: Sơ đồ tổng quát mạch dao động cộng hƣởng Hình 3.3: Mơ hình mạch dao động cộng hƣởng Hình 3.4: Xác định hệ số khuếch đại (độ lợi) có tải mạch khuếch đại Hình 3.5: Mạch dao động Colpits dùng JFET Hình 3.6: Mạch dao động Colpits dùng BJT Hình 3.7: Mạch dao động Clapp dùng JFET Hình 3.8: Mạch dao động Clapp dùng BJT Hình 3.9: Mạch dao động Hartley dùng JFET Hình 3.10: Mạch dao động Hartley dùng BJT Hình 3.11: Mơ hình mạch dao động điều chỉnh dùng FET Hình 3.12: Mạch dao động điều chỉnh FET thơng thƣờng Hình 3.13: Mạch dao động Pierce sử dụng FET mơ hình tƣơng đƣơng Hình 3.14: Ví dụ mạch dao động Pierce tín hiệu lối Hình 3.15: Mạch dao động Colpitts sử dụng FET mơ hình tƣơng đƣơng Hình 3.16: Mạch dao động Hartley sử dụng FET mô hình tƣơng đƣơng Hình 3.17: Mạch dao động Clapp sử dụng FET Hình 3.18 VCO mạch dao động Clapp dùng diode biến dung Hình 3.19 VCO Colpitts điều chỉnh song song Hình 3.20 VCO Colpitts điều chỉnh nối tiếp Hình 3.21 Mạch VCO Colpitts dải rộng Hình 4.1: Các tính ứng dụng SPF-3043 Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý mạch VCO sử dụng SPF-3043 Hình 4.3: Bố trí PCB thơng thƣờng SPF-3043 Hình 4.4: PCB VCO giao diện phần mềm Altium design Hình 4.5: Ảnh chụp mạch thực tế dao đông VCO - SPF-3043 Hình 4.6: Kết đo mạch phát nhờ máy phân tích phổ Hình 4.7: Sơ đồ cấu trúc bên MAX 2750 mạch hoạt động thông thƣờng Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý mạch VCO sử dụng MAX 2750 Hình 4.9: Mach in mạch VCO sử dung IC MAX 2750 Altium designer Hình 4.10: Ảnh chụp mạch thật dao đông VCO - MAX 2750 Hình 4.11: Một số kết máy phân tích phổ Hình 4.12: Đồ thị biểu diễn tần số biến đổi theo điện áp đặt vào chân tune ẢM ƠN Trƣớc hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thạc sỹ Đoàn Hữu Chức tận tình bảo, hƣớng dẫn giúp cho em có kiến thức nhƣ kinh nghiệm quý báu Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo trƣờng Đại Học Dân Lập Hải Phịng đặc biệt thầy cô giáo tổ mơn điện tử viễn thơng ln nhiệt tình giảng dạy bảo chúng em suốt bốn năm học vừa qua Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân bạn tơi, ngƣời ln bên cạnh động viên, khích lệ giúp đỡ tơi thời gian qua Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian thực đồ án có hạn, vốn kiến thức nắm đƣợc chƣa nhiều nên đồ án nhiều hạn chế Em mong nhận đƣợc nhiều góp ý, bảo thầy, để hồn thiện viết Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng năm 2013 Sinh viên thực Lâm Trung Tuyển LỜI MỞ ĐẦU Chúng ta khai thác mạnh nguồn lƣợng hóa thạch nhƣ than đá, dầu mỏ, khí gas,… để phục vụ cho đời sống sinh hoạt sản xuất Tuy nhiên, dạng lƣợng có hạn, có khả cạn kiệt sau 50 năm tới, nhƣ lƣợng hóa thạch lâu dài cung cấp đủ lƣợng cho nhu cầu ngƣời tƣơng lai Vì nguồn lƣợng tái tạo, số đƣợc gọi lƣợng sạchnhƣ lƣợng mặt trời, lƣợng gió, nhiêu liệu sinh học, pin nhiên liệu,… đƣợc quan tâm nghiên cứu khai thác Các nguồn lƣợng tự nhiên nhƣ gió ánh sáng mặt trời nguồn lƣợng sạch, nhiên để so sánh ta nhận thấy lƣợng từ mặt trời vơ lớn dùng đƣợc nhiều khu vực so với lƣợng sinh từ gió Vài năm trở lại đây, giới xuất phƣơng tiện sử dụng lƣợng mặt trời pin mặt trời nhƣng giải pháp chƣa đƣợc tối ƣu pin mặt trời mặt đất nên khơng có ánh sáng mặt trời dần tác dụng Một giải pháp tối ƣu sử dụng vệ tinh lƣợng giống nhƣ việc đƣa pin mặt trời lên quỹ đạo để thu lƣợng ánh sáng thời điểm biến đồi sang chùm tia viba công suất cao đƣa mặt đất Kết kinh nghiệm nghiên cứu biến đồi lƣợng mặt trời vũ trụ sang chùm tia viba công suất cao mặt đất cho thấy khả đƣa nguồn lƣợng vũ trụ vào thực tế khả quan Hiện nƣớc phát triển giới nhƣ Mỹ, Nhật có sản phẩm sử dụng lƣợng mặt trời từ vệ tinh lƣợng tiến tới đƣa vào thị trƣờng Khi sản phẩm dạng đƣợc đa dạng hóa nghĩa phần lớn đồ điện gia dụng không cần dây nối điều vừa tiết kiệm diện tích, tiết kiệm chi phí mua dây làm khơng gian thống đãng Các nghiên cứu chứng tỏ việc sử dụng lƣợng sạch, rẻ tiền khơng cịn điều viễn tƣởng góp phần thúc đẩy nƣớc khác nghiên cứu theo hƣớng Đề tài đồ án“Nghiên cứu, thiết kế chế tạo VCO băng tần S ứng dụng cho MPT” phần việc xây dựng phát sóng vi ba công suất lớn hệ thống truyền lƣợng sử dụng sóng viba - MPT (Microwave Power Transmission) Việc xây dựng thành cơng phát sóng vi ba cơng suất lớnlà chìa khóa đểthực thành cơng hệ thống Các thành phần phát gồm tạo dao động, khuếch đại đệm khuếch đại công suất VCO- Voltage Controlled Oscillator, mạch tạo dao động có tần số tín hiệu tỉ lệ với điện áp điều khiển đặt vào VCO thiết kế đƣợc tần số cao thay đổi đƣợc dải rộng, mạch VCO có tính linh hoạt tùy biến cao.Xuất phát từ tìm hiểu nguyên lý mạch tạo dao động, mạch VCO số sơ đồ mạch VCO phát siêu cao tần, em thiết kế, chế tạo VCO với hai giải pháp dùng FET spf-3043 IC MAX2750 hoạt động băng tần S Đồ án đƣợc chia làm phần với nội dung nhƣ sau: Chƣơng 1: Truyền lƣợng sử dụng sóng viba Chƣơng 2: Tổng quan siêu cao tần Chƣơng 3: Mạch tạo dao động điều hòa Chƣơng 4: Chế tạo dao động VCO Do thời gian thực ngắn cộng với vốn kiến thức hạn chế nên đồ án chắn nhiều thiếu sót, em mong nhận đƣợc bảo thầy để hồn thiện viết CHƢƠNG 1: TRUYỀN NĂNG LƢỢNG SỬ DỤNG SĨNG VIBA 1.1 Truyền lƣợng sử dụng sóng viba Truyền dẫn lƣợng không dây WPT (Wireless Power Transmission) giải pháp đầy triển vọng trƣờng hợp cần truyền lƣợng tới nơi có địa hình hiểm trở, hải đảo truyền lƣợng từ vũ trụ trái đất.v.v Truyền dẫn lƣợng khơng dây WPT đƣợc thực theo hai phƣơng pháp sử dụng chùm tia laser chùm tia vi ba công suất lớn Nếu sóng điện từ sử dụng có tần số nằm dải sóng viba gọi truyền lƣợng sử dụng sóng viba MPT (Microwave Power Transmission) Nhƣ biết lƣợng điện từ gắn liền với tồn lan truyền sóng điện từ Chúng ta sử dụng tất lý thuyết sóng điện từ nghiên cứu truyền lƣợng không dây WPT Sự khác WPT hệ thống thông tin hiệu suất Hệ phƣơng trình Maxwell trƣờng điện từ lƣợng tồn theo tất hƣớng Mặc dù hệ thống thông tin truyền lƣợng nhƣng theo tất hƣớng Năng lƣợng thu nhận đƣợc đủ cho việc truyền dẫn thơng tin nhƣng hiệu suất lại thấp Do đó, khơng gọi hệ thống hệ thống truyền lƣợng khơng dây WPT Thông thƣờng WPT hệ thống truyền lƣợng điểm tới điểm Với WPT tập trung lƣợng cho thu tốt Điều làm tăng hiệu suất truyền lƣợng Ứng dụng lớn WPT qua sóng vi ba cho vệ tinh thu nhận lƣợng mặt trời không gian SPS(Solar Power Satellite) SPS vệ tinh đƣợc thiết kế nhƣ trạm phát điện khổng lồ đặt quỹ đạo địa tĩnh GEO (Geostationary Earth Orbit) (Hình 1.1) Ngoài năm gần thiết bị di dộng có tiến nhanh chóng địi hỏi cơng suất tiêu thụ giảm Điều có nghĩa dùng chùm vi ba cơng suất nhỏ làm nguồn cho thiết bị di động với cơng suất tiêu thụ thấp ví dụ nhƣ hệ thống nhận dạng sóng khơng dây từ xa RF-ID (Radio Frequency Identification).RF-ID IC mạnh cho truyền lƣợng thơng tin khơng dây dùng sóng vi ba Đây ứng dụng quảng bá MPT Hình 1.1: Một số mơ hình vệ tinh SPS 1.2 Các thành phần hệ thống truyền lƣợng khơng dây Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống MPT Sơ đồ khối hệ thống MPT đƣợc cho hình 1.2 Hệ thống bao gồm ba phần khối phát (Hình 1.2.a), khối thu lƣợng vi ba (Hình 1.2.b) khơng gian truyền sóng vi ba Ở khối phát bao gồm nguồn chiều DC, dao động OSC tạo tín hiệu sóng vi ba 2.45GHz, tín hiệu đƣợc đƣa vào khuếch đại đệm BUF để có đƣợc cơng suất lối đủ lớn đƣa vào khuếch đại công suất PA Khối thu bao gồm lọc thông thấp LPF, diode chỉnh lƣu, lọc chiều DC tải tiêu thụ Bộ tạo sóng vi ba Công nghệ chủ yếu tạo xạ sóng viba vấn đề quan trọng hệ thống MPT Chúng ta cần tạo sóng vi ba/khuếch đại hệ thống MPT có hiệu cao so với hệ thống truyền thông tin Để nhận đƣợc hiệu cao cho rectenna cần có sóng vi ba với pha biên độ có độ ổn định xác cao sử dụng anten mảng pha cho hệ thống MPT Có hai loại tạo/khuếch đại sóng viba Đó ống điện tử khuếch đại bán dẫn Với ống điện tử ví dụ nhƣ lị vi sóng tạo khuếch đại sóng viba tới hàng kW với nguồn cung cấp KV Bộ khuếch đại bán dẫn tạo tín hiệu viba cơng suất nhỏ dƣới 100W với nguồn nuôi khoảng dƣới 15V Các thiết Tần số dao động: Trong đó: CT C1C C1 C Xác đinh hệ số khuếch đại: Mạch dao động Hartley Hình 3.16: Mạch dao động Hartley sử dụng FET mơ hình tương đương Tần số dao động: Suy ra: Trong đó: Xác định hệ số khuếch đại: 53 Mạch dao động Clapp Hình 3.17: Mạch dao động Clapp sử dụng FET Tần số dao động: Trong đó: Xác định hệ số khuếch đại: 3.4.2 Voltage – Controlled Tuned Oscillartors Mạch dao động điều khiển điện áp (VCO - Voltage Controlled Oscillator) sử dụng điện áp điều khiển dung kháng diode biến dung (varicap) để tạo thành phần mạch điện điều chỉnh Hoạt động VCO nhƣ sau: khơng có điện áp điều khiển, VCO dao động với tần số trung tâm tức tần số dao động nội đƣợc thiết lập nhờ mạch dao động bên VCO Khi có điện áp điều khiển, VCO tạo tín hiệu có tần số tỉ lệ với điện áp điều khiển Hệ số tỉ lệ K hay gọi độ lợi VCO Để thiết kế VCO, ta phải thiết kế dao động sau thêm vào phần tử điều khiển điện áp nhƣ varicap để thay đổi tần số cộng hƣởng mạch dao động 54 Hai loại varicap diode varicap đột ngột (abrupt variactor diodes) đột ngột (hyper-abrupt variactor diods) Varicap đột ngột hoạt động dải điện áp, ồn pha thấp loại đột ngột Varicap đột ngột phù hợp cho chế tạo VCO dải rộng Ồn pha diode biến dung xác định điện trở nối tiếp Nguyên lý đơn giản mạch VCO điều chỉnh nhƣ hình 2.8, Dung kháng varicap quy định điện V, đƣợc chia quy định V+, Ra Rb Hình 3.18 VCO mạch dao động Clapp dùng diode biến dung Sơ đồ số mạch VCO Colpitts tần số cao: Hình 3.19 VCO Colpitts điều chỉnh song song 55 Hình 3.20 VCO Colpitts điều chỉnh nối tiếp Tần số hoạt động mạch quy định bởi: ω2 L = [1/(C2+Cvar)]+(1/C3)+(1/C4) Hình 3.21 Mạch VCO Colpitts dải rộng 56 (3.54) CHƢƠNG 4: CHẾ TẠO BỘ DAO ĐỘNG VCO 4.1 Chế tạ -3043 4.1.1 Nguyên lý Đối với mạch dao động cao tần ngƣời ta thƣờng sử dụng mạch dao động nhƣ Hartley Colpitts Trong đồ án em sử dụng sơ đồ nguyên lý mạch dao động colpitts ba điểm điện dung (Hình 4.2), sử dụng FET spf-3403 Đây linh kiện GaAs có hiệu suất cao, độ ồn thấp, dải tần hoạt động rộng, hệ số khuếch đại lớn b) a) Hình 4.1: a) Các tính ứng dụng SPF-3043 b) Độ lợi đạt thơng thường spf-3043 57 Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý mạch VCO sử dụng SPF-3043 Để mạch hoạt động dải mong muốn cần tính tốn giá trị tụ điện cuộn dây để thỏa mãn điều kiện cân biên độ cân pha 4.1.2 Thiết kế Hình 4.3: Bố trí PCB thơng thường SPF-3043 Sử dụng phần mềm Altium designer thiết kế mạch in theo sơ đồ nguyên lý hình 4.2 Hình 4.4: PCB VCO giao diện phần mềm Altium design 58 Thực chế tạo mạch máy phay LPFK Protomat – C40, hàn linh kiện ta thu đƣợc mạch thực tế hình 4.5 Hình 4.5: Ảnh chụp mạch thực tế dao đông VCO - SPF-3043 4.1.3 Kết Sử dụng máy phân tích phổ tiến hành đo ta đƣợc kết tần số 2,45 GHz nhƣ hình 4.6 dƣới Mạch đƣợc thiết kế với tần số phát trung tâm 2,45GHz Biên độ đo đƣợc đạt 2,82 dBm Hình 4.6: Kết đo mạch phát nhờ máy phân tích phổ Nhận xét: - cố đinh 2.45GHz 2.82dBm 59 4.2 Chế tạ 4.2.1 IC MAX 2750 IC MAX 2750 IC Max 2750 chứa dao động điều khiển điện áp sử dụng băng tần ISM có dải tần từ 2.4GHz đến 2.5GHz Mỗi IC tích hợp bao gồm dao động đệm đầu đóng gói nhỏ8 chân Các thành phần inductor varactor khung cộng hƣởng đƣợc tích hợp chíp, giúp cho sử dụng các ứng dụng tốt Các thành phần yêu cầu bên vài tụ điện IC cung cấp kết nối trực tiếp tới đầu vào điện áp điều chỉnh VCO đầu đệm VCO Tín hiệu đầu đƣợc đệm tầng khuếch đại (trở kháng phối hợp bên 50Ω) để cung cấp công suất cao tránh bị ảnh hƣởng trở kháng tải thay đổi Max 2750 hoạt động với dải điện áp cung cấp từ +2.7V đến +5.5V 4.2.2 Thiết kế cấu trúc bên MAX 2750 mạch hoạt động thơng thƣờng (Hình 4.7) Hình 4.7: Sơ đồ cấu trúc bên MAX 2750 mạch hoạt động thông thường 60 Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý mạch VCO sử dụng MAX 2750 Sử dụng phần mềm Altium designer thiết kế mạch in theo sơ đồ nguyên lý hình 4.9 Hình 4.9: Mach in mạch VCO sử dung IC MAX 2750 Altium designer Thực chế tạo mạch máy phay LPFK Protomat – C40, hàn linh kiện ta thu đƣợc mạch hực tế hình 4.10 Hình 4.10: Ảnh chụp mạch thật dao đông VCO - MAX 2750 61 4.2.3 Kết Đo kiểm tra mạch máy phân tích phổ ta thu đƣợc: (a) b) 62 c) d) Hình 4.11: Một số kết máy phân tích phổ Thực đo thử khả hoạt động mạch VCO khoảng điện áp từ 2,2V đến 4,2V ta đƣợc kết bảng 4.1 63 Bảng 4.1: Khảo sát dải thông Điện áp điều khiển (V) 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.2 Tần số lối (GHz) 2.37043 2.38114 2.39184 2.40041 2.40897 2.41968 2.43039 2.43895 2.44752 2.45822 2.46679 2.47321 2.48392 2.49034 2.49676 2.50533 2.51175 2.51603 2.52245 2.52674 2.53102 2.55 2.5 2.45 2.4 2.35 2.3 2.25 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.1 4.2 Hình 4.12: Đồ thị biểu diễn tần số biến đổi theo điện áp đặt vào chân tune 64 Nhận xét: - Tín hiệu có dả ộng 2.37 – 2.53Ghz - Tần số tăng tuyến tính theo điện áp điều khiển Chế tạo VCO cách sử dụng IC MAX 2750 đơn giản mạch sử dụng spf-304 Mạch có nguyên lý đơn giản, dễ thiết kế, chế tạo bao gọn hộp kim loại nhỏ cho phép tạo máy phát dao động VCO nhỏ gọn, tín hiệu ổn định, chất lƣợng tốt 65 KẾT LUẬN Trong thời gian tìm hiểu nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn tận tình thạc sỹ Đồn Hữu Chức với nỗ lực, cố gắng thân, đến nay, toàn nội dung đồ án tốt nghiệp hoàn thành đáp ứng đƣợc yêu cầu đặt thiết kế VCO băng tần S Qua trình thực đồ án, giúp em hiểu thiết kế mạch siêu cao tần, khó khăn triển khai ứng dụng siêu cao tần từ lý thuyết thực tế, đúc rút thêm nhiều kinh nghiệm kĩ làm việc quý báu Từ nghiên cứu tổng quan, lý thuyết đến việc thực thiết kế, chế tạo mạch điện đồ án thực đƣợc kết nhƣ sau:  Nghiên cứu kĩ thuật siêu cao tần  Tìm hiểu phần mềm, công cụ phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo mạch siêu cao tần nhƣ phần mềm mô ADS, máy phân tích phổ,  Tìm hiểu linh kiện siêu cao tần RFIC, GaAsFET  Thiết kế chế tạo VCO códải tần thuộc băng S, biên độ 2.82dBm Do kinh nghiệm thiếu nhƣ kiến thức có hạn nên kết đạt đƣợc cịn nhiều thiếu sót Biên độ độ tuyến tính tín hiệu lối cịn thấp, chƣa đánh giá đƣợc thơng số khác mạch VCO nhƣ ồn pha,… Em mong muốn đƣợc cải thiện độ tuyến tính nhƣ tìm hiểu thêm mạch VCO dùng kĩ thuật khác Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Đoàn Hữu Chức hƣớng dẫn, giúp đỡ em hồn thành đồ án Hải Phịng, ngày 18 tháng năm 2013 NGƢỜI THỰC HIỆN Lâm Trung Tuyển 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1] Nghiêm Xuân Anh,Cơ Sở Kỹ Thuật Siêu Cao Tần [2] PGS.TS Trần Quang Vinh – Ths Chử Văn An, Nguyên lý kỹ thuật điện tử, NXB Giáo dục, Hà Nội [3] TrƣơngVăn Tám, Mạch điện tử Tài liệu tiếng Anh: [1] Guillermo Gonzalez, Foundations of oscillator circuit design , Artech House, INC, 2007 Và số tài liệu khác mạng 67 ... nghiên cứu chứng tỏ việc s? ?? dụng lƣợng s? ??ch, rẻ tiền khơng cịn điều viễn tƣởng góp phần thúc đẩy nƣớc khác nghiên cứu theo hƣớng Đề tài đồ án? ?Nghiên cứu, thiết kế chế tạo VCO băng tần S ứng dụng. .. phƣơng pháp s? ?? dụng chùm tia laser chùm tia vi ba công suất lớn Nếu s? ?ng điện từ s? ?? dụng có tần s? ?? nằm dải s? ?ng viba gọi truyền lƣợng s? ?? dụng s? ?ng viba MPT (Microwave Power Transmission) Nhƣ biết... Mạch tích hợp ISM band The industrial, scientific and medical (ISM) radio bands Băng tần miễn phí dùng cho ứng dụng khơng dây JFET Junction Field Effect Transistor Transistor hiệu ứng trƣờng cổng