4.3.2 Tổng quan sơ đồ nguyên lý khối MOD.
HYB1 phân tín hiệu ra hai đờng riêng rẽ:
+ Đờng 1 đa đến hiển thị tín hiệu dao động nội cha điều chế LOF MON. + Đờng 2 đa đến điều chế tại D1 để có tín hiệu ra ở RF OUT.
Xét từng đờng tín hiệu:
Đờng tín hiệu đa đến tín hiệu hiển thị tại LOF MON:
Từ bộ sai động HYB1, tín hiệu bị suy giảm một phần rồi đợc khuếch đại lên nhờ IC1. Tín hiệu ra từ sau IC1 lại bị suy giảm một phần trớc khi đa đến đầu ra hiển thị.
C1 ngăn cách một chiều giữa khối MOD và các khối bên ngoài. C2, C32, C3: Là các tụ nối tầng và ngăn cách một chiều. C15, C13, C12: Là các tụ lọc nguồn và chống điện dung tần số cao cho mạch.
R1, R2, R3 làm thành một bộ giảm tĩnh. R4, R5: Nối một chân của bộ sai động HYB1 xuống đất.
(R6, R7, R8) và (R9, R10, R11) làm thành các bộ suy giảm tĩnh. + Đờng tín hiệu đa đến điều chế:
Ta có thể chia đờng tín hiệu này thành ba phần mạch: - Phần mạch khuyếch đại trớc khi điều chế:
Gồm các Tranzitor TR1, TR2 và các linh kiện có liên quan. Phần điều chế với hai đờng tín hiệu cao tần và hai đờng tín hiệu vào S1, S2: Khối D1.
- Phần mạch khuyếch đại sau điều chế:
Gồm các Tranzitor TR3 và TR4 và các linh kiện có liên quan. - Phần mạch khuyếch đại RF trớc khi đa vào điều chế:
TR1 là một Tranzitor loại P đợc mắc E chung làm nhiệm vụ khuyếch đại sơ bộ tín hiệu siêu cao tần lấy từ bộ tạo dao động sau khi đa qua bộ HYB1.
C4, C5: Là các tụ nối tầng, C16 là tụ lọc nguồn. C8, C9: Là các tụ phối hợp trở kháng vào và ra cho TR1. C14 là tụ lọc nguồn. C6, C7 là các tụ nối tầng.
TR2 cũng giống nh TR1 về cấu tạo cách đấu nối.
R17, R16, R15 là các điện trở phân áp cung cấp định thiên cho chân E và chân C của Tranzitor của TR2.
C10, C11: Có chức năng nh các tụ C8, C9. Tín hiệu tại đầu ra của TR2 bị suy giảm một phần rồi đợc tách làm hai đa vào điều chế.
R18, R19, R20: Làm thành một bộ suy giảm tĩnh. R21, R22 là các điện trở nối đất của bộ phân đờng dịch pha (900). (R23, R24, R25) và (R18, R19, R20) cũng làm thành các bộ suy giảm tĩnh.
C17, C18 là các tụ nối tầng.
- Phần mạch khuyếch đại sau khi điều chế:
TR3 là Tranzitor ngợc mắc E chung làm chức năng khuyếch đại.
R31, R32, R33 làm thành bộ suy giảm tĩnh. R36, R35, R34: Là các điện trở cung cấp định thiên cho TR3 hoạt động.
C21, C22 là các tụ nối tầng, C30 là tụ lọc nguồn cung cấp. C25, C26: Có chức năng giống nh C10, C11.
TR4 giống nh TR3 làm chức năng khuếch đại tín hiệu từ đầu ra của TR3, do đó nó phải làm việc ở chế độ dùng áp lực. Kết cấu mạch điện của họ hoàn toàn tơng tự.
C23, C24, C31 là các tụ nối tầng. C29 là tụ lọc. C27, C28 có chức năng giống nh C10, C11.
R39, R38, R37 là các điện trở phân áp định thiên cho TR4, (R40, R41, R42) làm thành bộ suy giảm tĩnh.
- Phần điều chế:
Phơng thức điều chế đợc dùng ở đây là 4-QAM (Điều chế theo kiểu điều biên cầu phơng). Hai luồng tín hiệu vào S1, S2 dới dạng mã NRZ sau khi đã đợc xử lý phát tại TDP, qua các bộ lọc thông thấp hình G đợc đa đến cầu phơng tại D1 cùng với hai luồng tín hiệu siêu cao tần nhận đợc từ OSC sau khuếch đại ở D1, hai dạng tín hiệu này đợc trộn lại để điều chế theo kiểu đổi tần trên.
(R29, C19) và (R30, C20) là các bộ lọc thông thấp hình G đối với hai luồng tín hiệu S1 và S2.
4.3.3 Nguyên lý hoạt động của toàn mạch.
Tín hiệu siêu cao tần do bộ OSC tạo ra đợc đa vào bộ MOD nhờ jắc cắm S1, sau đó bị suy giảm một phần trớc khi đến bộ sai động HYB1. Tại đây nó đợc phân thành hai đ- ờng riêng rẽ:
+ Đờng 1: Đợc khuếch đại trớc khi đa vào điều chế tại D1.
+ Đờng 2: Vì phơng thức điều chế ở đây là điều biên cầu phơng 4-QAM nên cần một bộ di pha phân đờng tín hiệu từ đầu ra TR2 thành hai đờng có pha vuông góc để đa vào điều chế cùng hai đờng tín hiệu S1 và S2 mức tín hiệu điều chế ở đầu ra là D1 là khá nhỏ nên cần phải đợc khuếch đại lên cho đủ lớn trớc khi đa đến đầu ra RF OUT. Chức năng khuyếch đại này do hai Tranzitor TR3, TR4 đảm nhận. Mức tín hiệu tại RF OUT khoảng -5dBm, muốn phát đi nó phải đợc khuyếch đại lên đến khoảng +33dBm nhờ bộ khuyếch đại công suất siêu cao tần HPA.
Nguồn điện cung cấp cho khối MOD là các mức +10V và -10V.
4.4 Khối khuếch đại công suất siêu cao tần (HPA).
4.4.1 Tổng quan sơ đồ nguyên lý khối HPA.
Năm bộ sai động HYB1ữHYB5: Làm nhiệm vụ phân một đờng tín hiệu ra làm hai đờng hoặc gộp hai đờng làm một, tuy nhiên vẫn có bộ sai động chỉ đơn thuần biến một đ- ờng này sang một đờng khác nh bộ HYB1 (biến áp).
Ba tầng khuyếch đại đơn dùng 1 Tranzitor trờng loại JFET gồm TR1, TR2, TR5. Hai tầng khuyếch đại đôi với 2 Tranzitor trờng cũng loại JFET gồm (TR3, TR4) và (TR6, TR7).
Để tiện cho việc phân tích chi tiết vào mạch điện ta phân tích mạch điện trên thành 5 phần cơ bản sau đây:
• Phần mạch khuếch đại đơn thứ 1: Bao gồm bộ sai động HYB1, Tranzitor TR1 và các mạch có liên quan.
• Phần mạch khuếch đại đơn thứ 2: Bao gồm Tranzitor TR2 và các mạch có liên quan
• Phần khuếch đại đôi thứ 1: Bao gồm bộ sai động HYB2, các Tranzitor TR3, TR4. • Phần mạch khuếch đại đơn thứ 3: Bao gồm bộ sai động HYB3 và TR5.
• Phần mạch khuếch đại đôi thứ 2: bao gồm 2 bộ sai động HYb4 và HYB5, 2 Tranziot trờng TR6, TR7 phần cửa ra của mạch và các linh kiện có liên quan.
a. Phân tích sơ đồ nguyên lý của từng mạch.
+Phần khuếch đại đơn thứ 1 (tầng 1):
Bộ sai động HYB1 chỉ đơn thuần biến một đờng tín hiệu vào thành một đờng tín hiệu ra và phối hợp, tức là nó đóng vai trò nh một biến áp thông thờng. Các điot D2, D1 nối chân biến áp xuống đất.
R41, R42, R43 làm thành bộ suy giảm tĩnh, R34 là điện trở suy giảm một phần điện áp ra điều chỉnh.
C1 ngăn cách một chiều giữa tín hiệu vào và bộ HYB1, C71: Là tụ lọc để lấy điện áp một chiều bằng phẳng ALC CONT, C34, C15, C16 là các tụ chống ký sinh tần số cao trong mạch.
Tầng khuyếch đại TR1 làm nhiện vụ khuyếch đại sơ bộ tín hiệu vào, ở đây ta dùng các Tranzitor trờng cho khuyếch đại với mục đích phối hợp trở kháng tốt cho các tầng.
TR1 đợc mắc theo sơ đồ cực nguồn chung, đợc phân cực theo kiểu mạch cố định dùng phần tử tích cực TR11. Sự phân cực này đảm bảo rằng thiên áp cung cấp cho TR1 làm việc luôn luôn không đổi. Vì TR1 có cực nguồn nối đất, điện áp cung cấp cho cực D của nó đợc lấy từ cực E của TR11 và cho cực G lấy từ cực C tơng ứng.
C2, C3 là các tụ nối tầng. C72, C73 là các tụ nguồn. C51 là tụ xoay chiều. C17, C18, C201, C202 là các tụ chống điện dung ký sinh tần số cao trong mạch.
R75, R79, R71, R91, R51, R52, R63 là các điện trở phân áp cho TR1. R1 là điện trở cấp nguồn cho TR1. (R2, C52) chống điện dung ký sinh tần số thấp.
+ Phần mạch khuyếch đại đơn thứ 2 (tầng 2):
Tầng khuyếch đại TR2 làm nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu ra sau tầng khuyếch đại TR1.
Tơng tự TR1, TR2 cũng là các Tranzitor trờng JFET loại N đợc mắc theo sơ đồ S chung, đợc phân cực theo kiểu mạch cố định dùng phần tử tích cực TR12. Sự phân cực kiểu này cũng sẽ đảm bảo thiên áp cung cấp cho TR2 luôn là không đổi. Nguyên tắc ổn định của TR2 luôn là không đổi, sơ đồ mắc mạch của nó hoàn toàn nh TR11 ổn định cho TR1.
C4 là tụ nối tầng, ngăn cách TR2 và bộ sai động HYB1. C74, C75 là các tụ lọc nguồn. C53 là tụ lọc xoay chiều. C19, C20 là các tụ lọc chống ký sinh tần số thấp.
D4, D5 là các điốt zener làm chức năng ổn định.
R76, R80, R92, R54, R56, R64 là các điện trở phân áp cho TR12. R3 là điện trở cấp nguồn cho TR2. R94 là điện trở suy giảm trên đờng cấp nguồn một chiều đến cực G của TR2.
(R4, C54) làm chức năng chống ký sinh điện dung ký sinh tần số thấp. + Phần mạch khuếch đại đôi thứ 1 (tầng 3):
Bộ sai động HYB2 làm nhiệm vụ biến đổi từ một đờng tín hiệu ra thành 2 đờng để tiếp tụ khuyếch đại trong cơ cấu khuyếch đại đôi. ở đây ta dùng khuyếch đại đôi bởi vì ta cần một công suất lớn, song công suất chịu đựng của Tranzitor trờng dùng trong mạch là hạn chế, nên dùng hai đờng khuyếch đại sau đó cộng lại bởi bộ sai động để có một công suất lớn gấp đôi.
R36, R37 là các điện trở nối đất của bộ sai động.
Hai đờng khuyếch đại này hoàn toàn nh nhau cả về sơ đồ kết cấu, chức năng và cả thậm chí cả giá trị các linh kiện.
* Đ ờng 1 : TR3 cũng là một Tranzitor trờng giống nh TR2 và TR1, làm chức năng khuếch đại, đợc định thiên theo kiểu tích cực bởi TR13. Nguyên tắc định thiên ổn định điện áp cung cấp này hoàn toàn tơng tự nh TR1 định thiên cho TR1 và TR2 định thiên cho TR2.
Tác dụng của các linh kiện:
C5, C7 là các tụ nối tầng ngăn cách một chiều. C21, C32, C221, C222, C225 là các tụ chống điện dung ký sinh tần số cao trong mạch. C76, C78 là các tụ lọc nguồn. C55 là tụ lọc xoay chiều.
R77, R81, R93, R73, R57, R58, R59, R65 là các điện trở phân áp định thiên cho TR3. R5 là điện trở trên đờng cấp nguồn cho TR3 có tác dụng suy giảm một phần điện áp nguồn cung cấp.
D6, D7 là các diot zener làm chức năng ổn định.
(R7, R57) làm chức năng chống điện ký sinh tần số thấp trong mạch. * Đ
ờng 2 : TR4 hoàn toàn tơng tự nh TR3 và TR14 giống nh TR13 ở nhánh 1. Tác dụng của các linh kiện:
C6, C8 là các tụ nối tầng. C22, C24, C231, C232, C235 là các tụ điện chống ký sinh tần số cao. C56 là tụ lọc xoay chiều.
+ (R8, C58) làm chức năng chống ký sinh tần số thấp. + Phần mạch khuyếch đại đơn thứ 3 (tầng 4):
Phần mạch này gồm TR5 và các linh kiện có liên quan TR5 là JFET loại N mắc S chung trong đó cực S đợc nối đất, 2 cực G, D đợc cấp điện từ hai đờng riêng rẽ. Chức năng chính của TR5 chỉ là khuếch đại tín hiệu siêu cao tần từ đầu ra của bộ cộng công
suất HYB3 rồi đa đến đầu vào bộ sai động HYB4 xuống đất. Hai đờng khuyếch đại này giống hệt nhau về sơ đồ nguyên lý và kết cấu.
* Đ ờng 1: Đợc phụ trách bởi TR6, chức năng chính của nó là khuyếch đại để đợc một công suất lớn hơn.
C11, C13 là các tụ ngăn cách một chiều giữa TR6 với đầu vào và đầu ra. C27, C29, C251, C255, C256 là các tụ hạn chế điện ký sinh tần số cao. C82, C84 là các tụ lọc nguồn.
R11, R102 là các điện trở cấp nguồn cho TR6 làm việc. R22 là điện trở ổn định trở kháng vào cho TR6.
(R13, R63) làm nhiệm vụ chống điện dung ký sinh tần số thấp. * Đ
ờng 2: Do TR7 phụ trách có chức năng giống hệt TR6 nêu trên.
D10, D11 là các diot zener dùng để ổn định điện áp một chiều nguồn cung cấp. C83, C85 là các tụ lọc nguồn, C12, C14 là các tụ nối tầng. C28, C30, C261, C265, C266 là các tụ hạn chế điện dung ký sinh tần số cao.
R103, R23 là các điện trở cấp nguồn cho TR7 làm việc. R23 dùng để ổn định trở kháng vào cho TR7.
(R14, R64) dùng để chống điện dung ký sinh tần số thấp.
HYB5 làm nhiệm vụ cộng công suất từ 2 đờng trên một đờng đa đến cửa ra.
Tại cửa ra có một đờng tín hiệu siêu cao tần tại đây chỉnh lu, lọc và đa ra chân số 1 của CD1 dới dạng điện áp một chiều, đây là tín hiệu phát ra mức công suất phát.
R50 tơng tự nh R40. R15, R16 là các điện trở nối đất của mạch cửa ra. R45, R44, R46 là các điện trở suy giảm mức công suất phát và ổn định trở kháng của đờng mạch này. R31, R32: Suy giảm tín hiệu một chiều sau lọc.
D3 là điốt chỉnh lu.
C31, C32, C33: Là các tụ lọc sau chỉnh lu. RF MON: Cửa ra lấy tín hiệu để đo và hiển thị.
4.4.2 Nguyên lý hoạt động của toàn mạch.
Tín hiệu siêu cao tần RF IN (từ bộ MOD) vào qua lỗ cắm J1, qua bộ suy giảm tĩnh đợc ghép qua một đờng khác đa đến hai tầng khuyếch đại đơn. Tín hiệu ở đầu vào và đầu ra bộ HYB1 đợc đa đến chân số 2 của CD1 để điều chỉnh mức vào một cách tự động. Qua 2 tầng khuyếch đại đơn TR1 và TR2 tín hiệu đợc phân làm hai đờng nhờ bộ sai động HYB2, mỗi đờng đợc khuyếch đại riêng rẽ nhờ TR3 hoặc TR4. Sau đó cộng công suất đã đợc khuyếch đại ở mỗi đờng nhờ HYB3 để đợc một công suất lớn gấp đôi. Công suất này tiếp tục đợc TR5 khuyếch đại, sau tín hiệu từ đầu ra của TR5 lại đợc tiếp tục khuyếch đại nh lần trớc rồi HYB5 thực hiện chức năng cộng công suất từ
hai đờng lại để đợc một công suất siêu cao tần đủ lớn thông qua mạch cửa ra và phân nhánh tới RF OUT và RF MON. Mức công suất ra RF OUT đợc xác định nhờ mạch TLVL DET.
Ngời ta cũng trích một phần tín hiệu ra chỉnh lu lọc thành điện áp một chiều, thông qua các điện trở suy giảm đa đến chân 1 của CD1 để xem xét mức công suất phát ra.
Một số bài đo kiểm tra thiết bị vi ba DM2G - 1000
Bài 1 - Đo công suất phát
1- Tổng quan.
Bài đo này là để kiểm tra công suất ra của khối phát.
2- Chỉ tiêu kỹ thuật
Công suất tại đầu ra: + 33 dbm ± 1db
3- Thiết bị yêu cầu cần dùng cho bài đo.
+ Máy đô công suất ML 4803A hoặc tơng tự. + Bộ cảm biến (Power sensor) hoặc tơng tự. + Suy hao 30db (Narda 768-30) hoặc tơng tự. + Adaptor, N(j) - SMA(j), cáp SMA dài 100 mm.
4- Sơ đồ đo.
Khoa ĐTVT - ĐHBK Hà nội Trang - 97 -
Power meter power cord RF OUT O No.1 TX To RF OUT SMA Cable (100mm) SMA(j) N(j) Adaptor ATT
5- Phơng pháp đo.
a. Chuẩn bị bài đo.
+ Mở cáp nối giữa TX và BR NTWK.
+ Đặt CAL FACTOR trên máy đo công suất theo số phần trăm ghi trên bộ cảm biến (sensor) với tần số đo yêu cầu.
+ Thực hiện CAL về 0 cho máy đo công suất trớc khi đo.
b. Thực hiện phép đo nh hình vẽ.
• Chú ý: Nên dùng suy hao 30db khi thực hiện phép đo để bảo đảm an toàn cho Sensor vì dải đo của Sensor thờng từ - 30db đến + 20db.
c. Đọc kết quả đo.
Công suất phát ra = Kết quả đo trên máy đo + Giá trị suy hao
d. Kết thúc bài đo.
Sau khi đo xong phải đấu lại cáp nối để thiết bị hoạt động bình thờng.
6- Điều chỉnh công suất.
Nếu công suất ra không đủ nh chỉ tiêu kỹ thuật thì ta có thể điều chỉnh tại