CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT TUYẾN TÍNH HÓA MÁY PHÁT
4.1.2. Sửa méo thuận
Các kỹ thuật tuyến tính hóa sửa méo thuận được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng trạm gốc từ nhiều năm nay. Mặc dù chúng khá phức tạp và đắt tiền do liên quan đến thực hiện phần cứng, chúng có ưu điểm là cho hiệu năng tuyến tính
Dạng đơn giản của một bộ khuếch đại sửa méo thuận được cho trên hình 4.3. Để hiểu đựơc hoạt đông của sơ đồ ta xét phổ của tín hiệu thử nghiệm hai tone (hai tần số) tại các điểm khác nhau trên sơ đồ.
Hình 4.4: Sơ đồ đơn giản của một bộ khuếch đại sử méo thuận
Tín hiệu đầu vào được chia thành hai đường giống nhau. Tín hiệu đường trên được khuếch đại bởi bộ khuếch đại chính và các méo phi tuyến trong bộ khuếch đại này dẫn đến điều chế giao thoa và các méo hài bổ sung vào tín hiệu gốc. Tạp âm của bộ khuếch đại chính cũng cộng vào tín hiệu chính, mặc dù trong nhiều ứng dụng ta có thể bỏ qua nó.
Bộ ghép trực tiếp C1 lấy mẫu từ tín hiệu đầu ra của bộ khuếch đại chính và
đưa nó đến bộ trừ (cầu sai động 1800), tại đây một phần tín hiệu gốc sau trễ tại
đường dưới bị trừ đi. Kết quả trừ cho ta tín hiệu lỗi chứa phần lớn thông tin méo từ bộ khuếch đại chính; lý tưởng không còn năng lượng tín hiệu chính. Sau đó tín hiệu lỗi được khuếch đại tuyến tính đến mức cần thiết để loại bỏ méo trên đường chính và được cấp cho bộ ghép đầu ra. Tín hiệu chính đi qua bộ ghép C1 bị trễ một thời gian gần bằng với thời gian trễ của bộ khuếch đại lỗi và đựơc cấp cho bộ ghép đầu ra có pha ngược với tín hiệu lỗi đã được khuếch đại. Tín hiệu lỗi sau này sẽ được sử dụng để hủy méo của đường chính và cho qua phần lớn phiên bản tín hiệu gốc đầu vào đã được khuếch đại.
Đối với một hệ thống lý tưởng, với giả thiết bộ trừ và bộ ghép C2 cung cấp đảo tín hiệu cần thiết cho trừ tậi đầu ra, ta có thể rút ra được các phương trình sau.
Giả thiết là bộ tách đầu vào là cầu sai động 3dB lý thưởng, ta được đầu ra bộ
khuếch đại chính, VA1(t) đối với tín hiệu đầu vào hệ thống, Vin(t), như sau:
(4.1)
Trong đó GA1, τA1 là hệ số khuếch đại và trễ thời gian của bộ khuếch đại
Một tỷ lệ nhất định của tín hiệu này sẽ được đưa đến bộ trừ thông qua bộ
ghép C1. Nếu thừa số tỷ lệ này là 1/CC1, thì tín hiệu đạt đến đầu vào của bộ trừ sẽ
là:
(4.2)
Nếu giả thiết phần tử trễ không gây tổn hao, thì tín hiệu đạt đến đầu vào kia của bộ trừ sẽ là:
(4.3)
Trong đó ττ1 là trễ trong phần tử trễ đường dưới.
Như vậy đầu ra của bộ trừ (giả sử không tổn hao) sẽ là:
(4.4)
Từ phương trình (4.4) ta thấy rằng để hoàn toàn loại bỏ tín hiệu gốc đầu vào khỏi tín hiệu lỗi, phải đảm bảo các điều kiện sau:
(4.5) Và
(4.6) Lúc này, tín hiệu lỗi nhận được sẽ là:
(4.7)
Tín hiệu đầu ra bộ khuếch đại chính sau khi đi qua phần tử trễ đường trên sẽ là:
(4.8)
Trong đó ττ2 là trễ thời gian trong phần tử trễ đường trên. Giả thiết phần tử
trễ này không gây tổn hao. Tín hiệu này tạo ra tín hiệu đường chính cho đầu ra bộ
ghép C2. Tín hiệu đường dưới đưa vào cổng ghép của C2, Verr(t), sau khi đựơc
khuếch đại bởi bộ khuếch đai lỗi là:
Trong đó GA2, τA2 là hệ số khuếch đại và trễ của bộ khuếch đại lỗi. Giả thiết
bộ ghép C2 có đảo pha cần thiết để trừ hai tín hiệu ghép, và thừa số ghép là 1/CC2,
thì tín hiệu đầu ra cuối cùng sẽ là:
(4.10)
Hay
(4.11)
Để có thể lại ỏ hoàn hảo các sản phẩm méo, Vd(t), phải thực hiện các điều
kiện sau:
(4.12)
(4.13) Lúc này, tín hiệu đầu ra cuối cùng sẽ là:
(4.14)
Hay
(4.15)