4. ĐIỀU CHẾ TẦN SỐ 1 MỤC ĐÍCH
4.3.1.Đường cong đặc tính của điều chế, độ nhạy, độ phi tuyến
Đường cong đặc tính điều chế thu được thể hiện tần số lối ra của bộđiều chế như một hàm số của điện áp điều chế (hình 4.6). Có thể vẽ hình 4.6 bằng các điểm rời rạc, sử dụng một bộ phân thểđể mô phỏng sự biến đổi biên độ của tín hiệu điều chế, và đo tần số lối ra tương ứng của bộđiều chế.
Hình 4.6: Đặc tính điều chế
1. Cấp nguồn +/- 12V cho modul T10A và thực hiện các thiết lập sau:
+ VCO1: LEVEL khoảng 2V, FREQ ở mức nhỏ nhất, bật lên nấc 1500kHz 2. Nối dao động kí và tần kếđến lối ra của bộđiều chế (RF/FM OUT, điểm 19). 3. Nối vôn kếđến con trỏ của bộ phân áp (điểm 17)
4. Thay đổi điện thế với các bước 0.5V và điền vào bảng với điện áp và tần số tương ứng.
5. Vẽ đồ thị với các giá trị điện áp và tần số đo được. Đồ thị có dạng giống như hình 4.7.
6. Phân tích đường cong này ta sẽ thu được một sốđoạn có tính tuyến tính, trong khi toàn bộđường đặc tính này thì không tuyến tính.
7. Xem xét hoạt động của đường cong đặc tính trong đoạn từ 700kHz đến 1300kHz, với tần số trung tâm là 1000kHz. Phân tích hình 4.7 có thể thu được độ nhạy điều chế và độ phi tuyến của bộđiều chế. 8. Độ nhạy điều chế S được xác định bởi: dv v dF S = ( ) Trong đó F(v) là tần số tức thời, là một hàm của điện áp điều chế v. Quan hệ này có thểđược xấp xỉ bằng tỉ lệ: v F S Δ Δ =
Đối chiếu với hình 4.7, tương ứng với tần số trung tâm 1000kHz, ta thu được:
ΔF = 50kHz v ≈ 125mV => S0 = 50/125 = 0.4kHz/mV
9. Độ phi tuyến NL của bộ điều chế được định nghĩa là tỉ lệ phần trăm độ dịch tương đối của độ nhạy điều chế S so với giá trị S0 tương ứng với tần số trung tâm. 100 . 0 0 S S S NL= −
Giống nhưđộ nhạy S, độ phi tuyến cũng có thểđược vẽ thông qua các điểm rời rạc. Ví dụ xem xét điểm có tần số xung quanh 1300kHz, tính toán được thực hiện như sau: ΔF’ = 50kHz v’ = 175mV Do đó S’ = 50/175 = 0.29kHz/mV Và .100 27.5% 4 . 0 29 . 0 4 . 0 = − = NL
10.Chuyển công tắc của VCO1 tới 500kHz, thay đổi điện áp điều chế từng bước 50mV và vẽđường cong điều chế trong khoảng từ 400kHz đến 500kHz. Bạn sẽ thu được một đường cong tương tự như hình 4.8. Phân tích độ nhạy điều chế và
độ phi tuyến của đoạn đường đặc tính
này.
Hình 4.7 Hình 4.8 4.3.2 Bài 2: Độ lệch tần số và chỉ số điều chế
11.Cấp nguồn +/-12V cho modul T10A và thực hiện các kết nối và thiết lập sau (hình 4.9):
+ Máy phát chức năng: sin (J1), LEVEL khoảng 0.2V, FREQ khoảng 1kHz + VCO1: LEVEL khoảng 2V, FREQ ở vị trí giữa, bật công tắc lên 1500kHz
12.Nối dao động kí tới lối ra của bộđiều chế (điểm 19), thu được dạng sóng tương tự như hình 4.10
13.Độ lệch tần sốΔF có thểđược tính như sau (xem thêm hình 4.11) + Từ dao động kí tính FM và Fm, đo các chu kí tương ứng của các sóng này + Độ lệch tần sốΔF được xác định bởi: ΔF = (FM-Fm)/2
Có thể thấy là nếu bộđiều chế hoạt động trong vùng tuyến tính, FM và Fm sẽở trên và dưới tần số trung tâm một lượng ΔF như nhau, còn trong vùng không tuyến tính thì không có được điều này.
14.Giá trị của chỉ số điều chế mf được tính bằng quan hệ mf = ΔF/f, trong đó f là tần số của tín hiệu điều chế.
Hình 4.9 – 4.10 – 4.11 4.3.3 Bài 3: Đánh dấu để tính độ lệch tần số F
15.Cấp nguồn +/-12V cho modul T10A và thực hiện các kết nối và thiết lập sau (hình 4.12):
+ Máy phát chức năng: sin (J1), LEVEL khoảng 1V, FREQ khoảng 0.1kHz
+ VCO1: LEVEL khoảng 1V, FREQ ở vị trí giữa, bật công tắc lên vị trí 1500kHz. + VCO2: LEVEL khoảng 2V, FREQ ở vị trí giữa.
16.Đặt dao động kí sang chế độ X-Y (X=0.1V/div, Y=1V/div). Nối trục X với tín hiệu điều chế (điểm 6) và trục Y đến lối ra của bộ tách RF (RF DETECTOR) (điểm 3), thu được dạng sóng tương tự như hình 4.13.
17.Việc
+ Tại lối ra của bộđiều chế FM (VCO1), tín hiệu FM (với tần số tức thời f) và tín hiệu sin phát ra bởi VCO2 (với tần số f2) được cộng lại
+ Phổ của tín hiệu thu được gồm nhiều thành phần, trong đó có thành phần tổng và hiệu của hai tần số lối vào, (f+f2) và (f-f2). Chỉ thành phần f-f2 được tách bằng bộ tách RF (RF DETECTOR), thành phần tần số cao f+f2 bị loại bỏ bởi bộ lọc thông thấp của bộ tách RF.
+ Vì f thay đổi, nên khi f gần bằng f2, có thể quan sát được thành phần phổ này dưới dạng các đỉnh nhỏ.
+ Thay đổi tần số của VCO2, các đỉnh này di chuyển từ phía bên này sang phía bên kia của đường cong.
+ Sử dụng tần kế, đo các tần số của VCO2 ứng với hai vị trí này. Hiệu hai tần số đó cho ta độ lêch tần số của bộđiều chế FM.