1. Nguyên lý hoạt động của mạch cảm biến CFG - 801Z (3/4)
Mạch cảm biến bao gồm mạch cảm biến pha, mạch cảm biến SWR, mạch cảm biến tải và mạch cảm biến công suất.
a. Mạch cảm biến pha
Về nguyên tắc để so sánh pha giữa dòng điện và điện áp thì dòng điện và điện áp phải đợc chuyển về cùng một đại lợng mới có thể so sánh đợc. Mạch này làm nhiệm vụ cảm biến sự khác pha giữa dòng điện và điện áp ở đầu ra của tầng khuếch đại công suất thành dạng điện áp một chiều. Mạch bao gồm các linh kiện cơ bản sau: biến dòng T1, các bộ nắn dạng sóng IC10 và IC11,các TR1, TR2, TR3, điện trở phân áp R11 ữ R14 và các tụ C81, C83 và bộ so pha gồm IC12, IC13.
* Nguyên lý hoạt động của mạch cảm biến pha
Tín hiệu dòng điện đợc cảm biến nhờ biến dòng T1. Tín hiệu đợc chuyển thành điện áp thông qua điện trở R19. Dòng điện qua cuộn thứ cấp của biến dòng T1 tỉ lệ thuận với sụt áp trên điện trở R19. Tín hiệu này sau đó đợc đa đến bộ nắn dạng sóng IC11. Chân số 15 là đầu ra của IC11 sẽ đợc đa tới chân số 7 của IC12.
Tín hiệu điện áp đợc cảm biến bằng một cách trích một phần tín hiệu trên đ- ờng ra antenna qua bộ phân áp R11, R12, R13, R14 và tụ C81, C83 đa vào bộ nắn dạng sóng IC10. Sau đó tín hiệu đợc lấy ra từ chân số 15 của IC10 và đa tới chân số 6 của IC12.
Tại IC 12, IC12 pha của dòng điện đã đợc cảm biến và pha của điện áp đa ra antenna sẽ đợc so sánh pha và biến đổi . Tín hiệu đầu ra là chân số 14 của IC13 sẽ đ- a dạng điện áp một chiều cho biết sự sai pha giữa dòng điện và điện áp. Mức tín hiệu này cho biết tín hiệu mang tính dung hoặc tính cảm. Tín hiệu đa ra là PHASE. Khi PHASE ở mức cao khi tín hiệu RF ở đầu vào của bộ cảm biến mang tính cảm, PHASE ở mức thấp khi tín hiệu RF ở đầu vào có cảm biến mang tính dung. Tín hiệu về pha này dẽ đợc chuyển đổi A/D rồi đa tới CPU khi có yêu cầu. Trong quá
trình điều hởng thì CPU đa ra tín hiệu "Phase sensor off ". Tín hiệu này ở mức cao để thông qua aTR3. Khi đó TR1, TR2 khoá mạch cảm biến vẫn thực hiện chức năng tự động điều hởng. Khi không điều hởng CPU sẽ đa ra tín hiệu "Phase sensor off " ở mức thấp để đóng TR3. Khi đó điện áp từ nguồn 5V sẽ đa qua R26 đa đến kích thông TR1 và TR2 khi đó tín hiệu cảm biến dòng và áp sẽ bị ngắn mạch để khoá chức năng tự động điều hởng.
b. Mạch cảm biến SWR
Mạch này làm nhiệm vụ cảm biến tín hiệu về tỉ số điện áp sóng đứng SWR thông qua tín hiệu là Vf và Vr. Trong đó Vf là tín hiệu đa tới từ tầng trớc, Vr là tín hiệu phản hồi về tầng sau.
Cảm biến Vf: tín hiệu cảm biến về Vf đợc tạo ra từ diode CD6. Diode này sẽ so sánh tín hiệu cảm biến điện áp lấy từ C96 và C98 với tín hiệu cảm biến dòng điện lấy từ biến dòng T2. Tín hiệu này đợc đa đến bộ so sánh IC14.
Cảm biến Vr: tín hiệu cảm biến Vr đợc lấy từ diode CD5. CD5 làm nhiệm vụ so sánh tín hiệu về điện áp đợc cảm biến nhờ C95, C97 với tín hiệu cảm dòng đã đảo pha lấy từ biến dòng T2. Tín hiệu Vr này đợc đa đến bộ so sánh IC14. IC14 gồm 4 bộ so sánh để tạo ra 4 mức SWR từ Vr và Vf. Giá trị SWR đợc tính theo công thức sau:
SWR = (Vr + Vf)(Vr - Vf)
Bốn mức tín hiệu này đợc lựa chọn bởi IC15. IC15 đợc điều khiển bởi tín hiệu "SWR Scan" đợc đa tới chân số 9, 10, 11 của IC15. Tín hiệu lấy ra từ chân số 6 sẽ đợc đa tới IC2 - 22 của mạch điều khiển.
c. Mạch cảm biến trở kháng tải (LOAD)
Mạch bao gồm cảm biến dòng T3, diode CD7, CD8, điện trở R43 ữ R47, tụ C107 ữ C112, cuộn cảm L48 ữ L50. Mạch này có nhiệm vụ xác định trở kháng của tín hiệu RF đa vào antenna. Tín hiệu này sẽ đợc cảm biến và đa ra thành tín hiệu điện áp một chiều.
* Nguyên lý hoạt động của mạch nh sau:
Tín hiệu cảm biến dòng điện đợc lấy từ biến dòng T3. Tín hiệu này đợc nắn bởi CD7, rồi đa qua R47 tới IC13. Tín hiệu về điện áp đợc cảm biến bởi một phần điện áp trích ra từ anten. Tín hiệu này sẽ đợc nắn bởi CD8 và đa ra IC13 thông qua R48. Tại IC13 sẽ thực hiện việc so sánh mức hai tín hiệu đầu vào và đa ra tín hiệu cảm biến về trở kháng tải. Dựa vào mức tín hiệu này CPU sẽ biết trở kháng tải có đạt giá trị chuẩn của trở kháng tải là 50Ω. Trong trờng hợp tín hiệu trở kháng tải ở mức cao có nghĩa là trở kháng nhỏ hơn 50Ω và sẽ ở mức thấp khi trở kháng tải lớn hơn 50Ω.
Mạch cảm biến công suất bao gồm IC13, CD20, R40, R41, R109, R50. Tín hiệu cảm biến công suất đợc thực hiện nhờ tín hiệu tham chiếu Vr. Tín hiệu này đợc đa vào IC13. Tại đây nó sẽ đợc so sánh với tín hiệu điện áp một chiều đợc phân áp bởi R40, R41, R42. Tại đầu ra của IC13 sẽ có hai mức tín hiệu để báo công suất ra có đạt yêu cầu hay không. Đó là hai tín hiệu "Under" và " Over".
2. Mạch điều khiển bộ điều hởng anten CFG - 801Z (2/4)
Mạch điều khiển bao gồm IC vi xử lý : IC1( 8085 A), hai IC vào / ra IC2, IC3(8155), IC chốt địa chỉ IC4(74LS138), IC giải mã địa chỉ IC6( 74LS138) và một vi mạch EPROM là IC5(2764).
*Nguyên lý hoạt động
Khi thực hiện quá trình điều khiển, CPU sẽ thông qua tín hiệu cảm biến trở kháng tải,cảm biến SWR, cảm biến pha và cảm biến công suất. Từ tín hiệu cảm biến này CPU sẽ thực hiện điều hởng nhờ việc đọc từ EPROM. Thông qua IC chốt địa chỉ 74LS138 để tách tín hiệu địa chỉ và tín hiệu dữ liệu. Để truy nhập vào ô nhớ nào trong EPROM , vi xử lý sẽ đa ra tín hiệu địa chỉ lên bus địa chỉ từ A0 ữ A11 của vi xử lý bằng cách kết hợp hai đờng địa chỉ A0 ữ A7 và A8 ữ A11. Việc chọn ra EPROM IC5(2164) và IC2 và IC3 do bốn đờng địa chỉ A12 ữ A15 thông qua IC6 giải mã địa chỉ để chọn ra hai đờng A14, A15 để cho phép giải mã địa chỉ IC6 hoạt động, chân A12, A13 và ba chân C, B, A của giải mã địa chỉ IC6
Thông qua IC2, IC3 để lấy tín hiệu cảm biến hoặc đa ra tín hiệu điều khiển đóng mở rơle trong mạch phối hợp trở kháng. Công việc lấy vào hoặc đa ra thông qua cổng định nghĩa trong IC vào /ra. Tín hiệu về cảm biến đợc điều khiển thông qua IC2, tín hiệu lấy ra đa tới mạch phối hợp trở kháng thông qua IC3
Địa chỉ để chọn EPROM IC5 3164 và IC vào/ra IC2, IC3(8155) đợc biểu diễn thông qua bản sau:
C B A Chọn vi mạch 0 0 0 EPROM IC5 0 0 1 Không chọn 0 1 0 Không chọn 0 1 1 Không chọn 1 0 0 Không chọn 1 0 1 Không chọn 1 1 0 IC2 8155 1 1 1 IC3 8155 3. Mạch phối hợp trở kháng CFG - 801 Z (1/4)
Mạch phối hợp trở kháng bao gồm các cuộn cảm và tụ điện mắc theo sơ đồ hình П với các cuộn cảm L1 ữ L10, các tụ điện C200 ữ C208 và các rơle từ K1 ữ
K32. Tín hiệu điều khiển từ chân số 1, 2, 21 ữ 39 của IC3 thông qua các IC đệm là IC7, IC8, IC9, L11 ữ L31, C45 ữ C60 để tiến hành đóng mở các rơle nhằm thay đổi trở kháng của mạch. Trở kháng của mạch thay đổi phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển của bộ điều khiển đa sang. Với 20 đờng điều khiển sẽ có 220 trờng hợp xảy ra tuỳ theo tín hiệu điều khiển mà tụ điện hoặc cuộn cảm sẽ đợc chọn. Khi cuộn cảm đợc sử dụng thì rơle mở và khi cuộn cảm không đợc sử dụng thì rơ le đóng.
Khi tần số f > f0 (f0 là tần số cộng hởng) thì anten mang tính cảm thì phải ghép thêm tụ điện, còn khi f < f0 thì anten mang tính dung phải ghép thêm tụ điện.
4. Mạch kiểm tra dòng anten
Công việc thay đổi trở kháng đợc tiến hành cho đến khi đạt đợc điều kiện cộng hởng thì dừng lại. Việc kiểm tra anten đã đạt đợc cộng hởng hay cha thông qua thiết bị chỉ báo dòng antenna gồm biến dòng T21, CD 21, Cd22, RV21, R21, R22. Ngoài ra mạch này còn dùng để hiển thị mức công suất đa ra anten.
Tín hiệu về tới anten đợc cảm biến thông qua biến dòng T21. Dòng điện đợc nắn thành dòng một chiều thông qua diode CD21, CD22. Tín hiệu dòng điện đợc chuyển thành điện áp nạp trên tụ điện C21. Tín hiệu dòng điện đa ra anten tỉ lệ thuận với điện áp nạp trên tụ điện. Thực chất đây là mạch tách sóng đỉnh. Biến trở RV21 để điều chỉnh ngỡng, tụ C22 là tụ lọc nguồn.
5. Mạch bảo vệ
Để bảo vệ bộ điều hởng antenna thì mạch bảo vệ sẽ đa ra tín hiệu "Protec 1" và "Protec 2".
- Tín hiệu Protec 1: Khi tín hiệu RF vợt quá giá trị cho phép để thông diode CD10, sau đó tín hiệu đợc đa vào chân số 4 của IC20. Tín hiệu cao tần sẽ đợc IC20 so sánh với tín hiệu chuẩn là 24 V thông qua R75 và R76 đa vào chân số 5. Tín hiệu sau khi so sánh sẽ đanh ra chân số 2. Khi tín hiệu đa ra ở mức cao thì công suất sẽ đ- ợc ngắt để bảo vệ. Khi tín hiệu RF giảm, có nghĩa là không vợt quá giá trị danh định thì CD10 sẽ ngắt, không có tín hiệu vào ở chân số 4. Lúc này tín hiệu ra khỏi IC20 ở mức thấp, tầng công suất vẫn hoạt động bình thờng.
- Tín hiệu Protec 2 : Khi điện áp cấp nguồn ở mức 5V hoặc 12V không ổn định, tín hiệu nguồn sẽ đợc đa vào IC18, IC19 thông qua R65 R68. Tín hiệu ra sẽ ở mức cao thì mạch sẽ phải điều chỉnh điện áp nguồn sao cho ổn định. Trong trờng hợp tín hiệu nguồn ổn định, đầu ra của hai IC này sẽ ở mức thấp sẽ đợc đảo 3 lần và đa ra tín hiệu để đóng công suất.
Phần II : Phân tích, khảo sát tầng khuếch đại công suất của máy phát JSS - 800 công suất của máy phát JSS - 800
chơng 1
các yếu tố ảnh hởng đến tầng khuếch đại công suấtĐ1 Các yếu tố ảnh hởng đến tầng tiền khuếch đại công Đ1 Các yếu tố ảnh hởng đến tầng tiền khuếch đại công
Tầng tiền khuếch đại công suất bao gồm ba tầng, trong đó hai tầng khuếch đại thứ nhất và thứ hai sử dụng transistor bán dẫn. Do vậy khi tầng khuếch đại hoạt động ở tần số cao, thì sẽ xuất hiện một số các hiện tợng có hại, những hiện tợng này sẽ làm ảnh hởng đến hiệu suất của tầng khuếch đại công suất, do vậy cần có một số biện pháp nhằm cải thiện một số hiện tợng có hại do tần số cao gây ra.