4.1.2 Tổng quát sơ đồ nguyên lý của khối.
Bộ tạo dao động điều khiển bằng điện áp VCO1 (Voltage Contronlled Osalater 1). + Mạch pha: IC6 của mạch điện liên quan.
+ Mạch chia tần IC5, IC2.
+ Mạch khuếch đại tín hiệu dao động đa ra: IC3, TR2 và các mạch điện liên quan.
Phần nguồn nuôi cung cấp IC7, IC8 và các tụ lọc.
4.1.3 Phân tích mạch trên sơ đồ.
a- Bộ tạo dao động điều khiển bằng điện áp (VCO1)
Đầu vào VCONT tiếp nhận một điện áp điều khiển Ud từ IC6 sau khi đã đợc IC7 1/2 khuyếch đại.
Đầu vào 5V tiếp nhận, điện áp một chiều từ bộ phận cấp nguồn để cho VCO1 làm việc.
Một đầu GND nối đất.
Đầu ra RF OUT cho tín hiệu ra ở tần số bằng 2GHz thông qua các mạch lọc, suy giảm rồi tách ra làm 2 đờng, 1 đờng là mạch chia tần đa về so pha tại IC6, 1 đờng là khuyếch đại tín hiệu dao động nội đa đến đầu ra CN1.
Các điện trở R11, R12, R13, R16, R17,R18 đóng vai trò là tác dụng suy giảm sẽ càng nhiều và ngợc lại.
b- Mạch so pha.
Nhiều tài liệu cho rằng PLL bao gồm cả các khối VCO tách sóng pha chia tần lọc thông thấp và khuếch đại, nhng trong sơ đồ này IC6 chỉ đóng vai trò mạch tách, so pha và lọc thấp.
Trớc hết chúng ta nói về chuyển mạch từ SW1 đến SW4. Nhiệm vụ của chúng là đặt tần số phát. Trong mỗi SW1 có 4 chuyển mạch nhỏ đó là cơ cấu chuyển mạch bằng các Triger trong hệ nhị phân.
OSC 1 là bộ tạo dao động tần số nhỏ bằng thạch anh, tần số này khoảng 8 MHz và rất chuẩn. Tín hiệu tạo ra từ bộ này đợc dùng làm tín hiệu đầu vào cho mạch vòng khoá pha, tần số hoặc pha đa về so sánh từ bộ VCO1 đợc khoá vào tần số hoặc pha của tín hiệu này.
IC6 nhận tín hiệu một chiều cung cấp nguồn nuôi ở mức +5V sau khi đợc lọc nhiều lần và đa tín hiệu cảnh báo mất xung đồng bộ PLL ra chân số 2 của CD1.
Đồng thời IC6 nhận tín hiệu từ đầu ra bộ VCO1, đợc khuếch đại, chia tần làm tín hiệu nhỏ đi để so pha với tín hiệu vào từ bộ OSC1.
Để có tín hiệu điều chỉnh Ud tỷ lệ với hiệu pha ∆ϕ = ϕv - ϕr (ϕv là của tín hiệu ở OSC1, ϕr là của tín hiệu vào IC6 từ mạch chia tần), thì ta phải dùng một bộ tách sóng pha (trong IC6) ở đầu ra bộ tách sóng pha là tín hiệu điều chỉnh đợc đa đến bộ tạo dao động khống chế bằng điện áp VCO1.
Vì U1 = KUv. Ur.
Nên trong tín hiệu ra bộ tách sóng pha có các thành phần tần số. (ωv - ωr) hoặc (ωv + ωr).
Tần số tổng bị loại bỏ nhờ bộ lọc thông thấp trong IC6 và đầu vào IC7, còn tần số hiệu đợc khuếch đại lên nhờ IC7 và đợc dùng làm tín hiệu để điều khiển tần số dao động nội của VCO1. Tần số VCO 1 đợc thay đổi sao cho (ωv - ωr) → 0: nghĩa là fr’ = fv hoặc fr = Nfv với N là hệ số chia của bộ chia tần.
Các tụ C41, C43, C44, C45 làm chức năng tụ lọc nguồn +5V.
(R41, R43, C51), (R42, R44, C52) là trở kháng vào của IC7 nhng đồng thời cũng làm chức năng mạch lọc thông thấp chỉ cho thông tin hiệu có tần số hiệu (Cov - Cor).
R34 cấp thiên áp cho TR1 làm việc. R46, R54 là trở kháng vào và R27, C56 là trở kháng ra, R45, C53 nằm trong mạch vòng hồi tiếp của bộ khuếch đại.
c- Mạch chia tần.
IC5, IC2 và các mạch liên quan. Mạch chia tần là cần thiết bởi vì nó đổi tần số fr của bộ VCO1 (rất lớn) xuống tần số fr’ đủ nhỏ (fr’ + fr/N) để có thể so sánh với tần số vào từ bộ OSC1. Trớc khi đợc chia tần ở IC5, tín hiệu từ đầu ra bộ VCO1 đợc khuyếch đại lên đủ lớn nhờ IC2.
C63, C34 là tụ lọc nguồn cung cấp cho IC5 và IC2 làm việc. C19, C25, C31, C35 ngăn cách một chiều giữa các tầng.
R29 làm nhiệm vụ ổn định trở kháng ra và trở kháng vào cho IC2 và IC5. Các linh kiện còn lại làm nhiệm vụ tải lọc xoay chiều cho các IC liên quan.
d- Mạch khuyếch đại tín hiệu dao động (IC3, TR2).
Tín hiệu từ đầu ra bộ VCO1 sau khi qua các bộ suy giảm nhỏ, lọc, đợc đa đến khuyếch đại sơ bộ tại IC3, lại qua các bộ suy giảm rồi đợc khuếch đại tại TR2. Tín hiệu ở đầu ra TR2 đã đủ lớn qua bộ suy giảm nhỏ rồi đa ra ngoài qua jắc cắm CN1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
R61, R62, R63 làm thành bộ suy giảm.
(R51, R52, R53), (R21, R22, R23) cũng là các bộ suy giảm ở đầu ra của hai tầng khuyếch đại.
C11, C12 là các tụ nối tầng. C28, C64 là các tụ lọc nguồn một chiều cung cấp cho RV1, R56, R55, R54 là các điện trở trên đờng cấp điện phân áp cho TR2.
R58 và C6 dùng để ổn định trở kháng vào cho TR2, R59 và C9.
Điốt D2 và R57 trong cơ cấu bảo vệ quá áp các linh kiện còn lại là tải cho các phần tử khuyếch đại.
e- Phần nguồn cung cấp.
IC7, IC8 và các tụ lọc.
IC7 là IC dùng để ổn định điện áp nguồn cung cấp kiểu tham số. IC8 là IC dùng để ổn định điện áp nguồn cung cấp kiểu bù.
L1, C6, C62 tạo thành một mặt lọc thông thấp hình Π.
C69, C65, C66 là các tụ lọc nguồn để có điện áp một chiều bằng phẳng cung cấp cho các phần tử tích cực cho mạch làm việc.
4.1.4 Nguyên lý hoạt động.
VCO1 tạo ra tần số dao động 2GHz, tín hiệu có tần số này đợc chia ra thông qua các mạch lọc, suy giảm rồi phân thành hai nhánh:
+ Nhánh 1 qua các bộ khuếch đại ra ngoài.
+ Nhánh 2 qua mạch chia tần đa về so pha tại IC6 với tín hiệu vào. Tín hiệu vào ở đây là tín hiệu tạo bởi khối dao động nhỏ OSC1.
OSC1 thờng đợc kết cấu bằng thạch anh tạo ra một tín hiệu dao động có tần số nhỏ về tần số giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra, nghĩa là PLL làm cho tần số Cor’ của tín hiệu so sánh bám theo tần số Cov của tín hiệu vào, tần số của tín hiệu so sánh tỷ lệ với tần số của tín hiệu ra từ bộ VCO1 theo một tỷ lệ nào đó do bộ chia tần:
ωr’ =
Để có tín hiệu điều chỉnh Ud tỷ lệ với hiệu pha ∆ϕ - ϕ’r thì ta phải dùng bộ tách sóng pha. ở đầu ra bộ tách sóng pha là tín hiệu hiệu chỉnh Ud đợc đa đến bộ tạo dao động khống chế bằng điện áp. Nhng tín hiệu ra từ bộ tách sóng pha bao gồm hai tần số COv - COr’ và Cov + Cor’, nên ngời ta phải dùng bộ lọc thông thấp để loại bỏ tần số tổng, tần số
ωr N
hiệu đợc cho qua và khuếch đại lên, và đợc dùng làm tín hiệu điều khiển tần số dao động của VCO1 chức năng này do IC6 và IC7 (1/2) đảm nhận.
Các chuyển mạch SW1, SW2, SW3, SW4 đợc gắn liền với IC6 để điều chỉnh tần số dao động nội phát ra. Tần số tạo ra này ở dải 2GHz, nhng đợc chia làm nhiều cặp khác nhau bằng 2GHz. Các chuyển mạch này sẽ quyết định cặp tần số nào sẽ đợc dùng để thu và phát.
Từ sơ đồ ta thấy nếu không có tín hiệu vào OSC 1 không làm việc thì tín hiệu hiệu chỉnh đa vào VCO1 là Ud = 0, mạch VCO1 dao động tại tần số dao động riêng CD1 của nó. Lúc này sẽ có cảnh báo PLL mất xung đồng hồ đa ra chân số 3 của CD1 (hình vẽ).
Khi có tín hiệu vào, bộ tách sóng pha ở IC6 sẽ so pha với tần số của tín hiệu vào với tín hiệu so sánh.. đa ra với tín hiệu điều khiển Ud qua lọc thông thấp và khuếch đại điều khiển tần số dao động nội của VCO1.
Tín hiệu từ đầu ra bộ VCO1 sau khi đã điều khiển khoá pha sẽ đợc đa ra qua các tầng khuếch đại IC3, TR2 cho đủ lớn đa ra jắc CN1 nối vào khối MOD để tiến hành điều chế.
Nguồn một chiều +10V từ chân số 2 của CD1 đợc lọc rất kỹ bởi các tụ C61, C62 cuộn cảm L1 và đợc ổn định bởi các IC7 và IC8. Qua các phần mạch này nguồn +10V bị suy giảm còn +5V, điện áp một chiều này đợc lọc tiếp rồi đa đến nuôi cho các phần mạch khác.
Nếu tần số tín hiệu vào và tín hiệu so sánh lệch nhau quá nhiều làm cho tần số tổng và tần số hiệu đều nằm ngoài khu vực thông của bộ lọc thì không có tín hiệu điều khiển VCO. VCO sẽ dao động tại tần số dao động riêng ωv và ω’r rơi vào khu vực thông của bộ lọc thì VCO bắt đầu nhận tín hiệu điều khiển, để thay đổi tần số dao động nội của nó, PLL bắt đầu làm việc, ta nói PLL là dải tần số mà có thể thiết lập chế độ đồng bộ, “Dải bắt” của PLL phụ thuộc vào dải thông của bộ lọc. “Dải giữ” của PLL là dải tần số mà PLL có thể giữ đợc chế độ đồng bộ khi thay đổi tần số tín hiệu vào. “Dải giữ” không phụ thuộc vào dải thông của bộ lọc mà phụ thuộc vào biên độ điện áp điều khiển và khả năng biến đổi tần số của VCO.
4.2 Khối MOD CONT
4.2 .1. Sơ đồ nguyên lý của khối (MOD CONT).
Bộ MOD CONT làm chức năng biến đổi mức luồng tín hiệu vào lấy từ khối xử lý dữ liệu phát TDP trớc khi đa vào điều chế tại MOD. Hình vẽ 1.4
a- Tổng quan sơ đồ nguyên lý khối. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hai đờng biến đổi tín hiệu dẫn đến các đầu ra S1 OUT và S2 OUT. Hai đờng cấp nguồn +10V và -10V.
b- Phân tích từng đờng tín hiệu.
+ Đờng biến đổi tín hiệu dẫn đến S1 OUT
Đờng này làm nhiệm vụ khuyếch đại, lọc thông thấp và khuyếch đại có điều chỉnh IC1 là một phần tử khuyếch đại sơ bộ tín hiệu trớc khi đa vào lọc thấp.
TR1 và TR2 là 2 Tranzitor làm chức năng khuyếch đại có điều chỉnh (Điều chỉnh phân áp và điều chỉnh mức ra).
TR1 là Tranzitor ngợc (NPN) mắc lặp Emiter để có trở kháng ra nhỏ thuận tiện cho việc phối hợp trở kháng với tầng sau, khuếch đại dòng điện rồi đa đến đầu vào TR2.
TR2 là Tranzitor loại PNP cũng đợc mắc lặp Emiter khuyếch đại dòng điện tín hiệu với sự điều chỉnh phân áp BNDCRT (Biến trở điện tử) tín hiệu ra S1 OUT đợc lấy từ chân E của TR2 với sự điều chỉnh mức ra bởi RY1.
R5, R2, R4 là các điện trở suy giảm. R8, R6 dùng để ổn định trở kháng cho phần mạch phía sau.
L1, C1, C20, C3, C22, L2 là các phần tử trong cơ cấu mạch lọc thông thấp. Điện cảm chặn các tần số cao và tụ điện ngắn mạch chúng xuống đất.
L8 dùng để chứa tín hiệu cao tần (hài bậc cao).
R20//L8 ổn định trở kháng, R9 dùng để định thiên cho chân E của TR1. R12 dùng để định thiên cho chân E của TR2. R10 là một phần tải của TR1 và cũng là điện trở ghép giữa hai tầng khuyếch đại.
RV1 là biến trở dùng để điều chỉnh mức ra S1-OUT cho hợp lý.
R11 dùng để cấp thiên áp cho chân B của TR2, RV2, RV3, RV4 dùng để điều chỉnh mức định thiên cấp cho TR2.
C5 là tụ triệt tiêu tín hiệu cao tần phản xạ. C6 là tụ phối hợp trở kháng và cho TR2 và lọc tần số cao.
+ Đờng biến đổi tín hiệu điện dẫn đến S2 OUT:
Đờng này làm chức năng nh đờng 1 nêu trên, hoàn toàn tơng tự cả phần mạch điện và nhiệm vụ của từng linh kiện.
IC1-2 giống nh IC1-1.
TR3 về cấu tạo và hoạt động giống nh TR1. TR4 giống TR2.
R1, R3, R7 là các điện trở suy giảm. R18, R13 dùng để ổn định trở kháng cho các phần mạch phía sau nó.
L3, C2, C21, C4, C23, L4, C10 là các linh kiện nằm trong cơ cấu mạch lọc thông thấp.
L7 Giống L8 ở đờng mạch trên.
R15 dùng trong cơ cấu định thiên cho chân E của TR3. R17 định thiên cho chân E của TR4. R14 là một phân tải của TR3 và cũng là điện trở ghép giữ hai tầng khuếch đại TR3 và TR4.
RV5 là biến trở để điều chỉnh mức ra S2 OUT ở mức cần thiết.
R16 dùng để cấp thiên áp cho chân B của TR4. RV6, RV7, RV8 dùng để điều chỉnh mức định thiên cấp cho TR4.
C12 chức năng giống nh C6, C11 giống nh C5.
+ Đờng cấp nguồn tín hiệu +10V:
Gồm IC2, IC1 - Điện cảm và các tụ lọc.
IC2 làm nhiệm vụ ổn định điện áp nguồn theo kiểu bù và tham số. IC1-P ổn định điện áp nguồn cung cấp theo kiểu tham số.
Cuộn cảm L5 chặn cao tần.
C13, C14, C15, C16, C17 là các tụ lọc nguồn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Do sụt áp trên các phần tử linh kiện kể trên mà điện áp cung cấp cho chân C các Tranzitor TR1, TR2 chỉ còn +5V.
Q13, Q14, Q15 lấy điện áp từ nguồn ra cung cấp cho các phần mạch khác.
* Đờng cấp nguồn điện áp -10V
Có nhiệm vụ lọc và ổn định điện áp một chiều -10V và cả suy giảm để cung cấp định thiên cho chân E, chân B của Tranzitor TR2, TR1.
C18, C19 là các tụ lọc nguồn. LG là cuộn cảm chặn cao tần.
R22, R23, R24 là các điện trở suy giảm.
D2 là điôt zener phân cực ngợc dùng để ổn định điện áp kiểu tham số.
Điện áp sau khi đợc lọc và ổn đinh đợc đa tới các biến trở từ BNDCNT1- SWDCNT16 để điều chỉnh mức phân áp định thiên cho chân B của TR2 và TR4.
4.2.2 Nguyên lý hoạt động của toàn mạch.
Mỗi luồng tín hiệu và S1, S2 đợc cho qua các điện trở suy giảm rồi dẫn đến mỗi IC khuyếch đại hệ số nhỏ, sau đó tín hiệu khuyếch đại đợc lọc thấp bởi các tụ điện và điện cảm 2 tầng khuyếch đại Tranzitor tiếp tục khuyếch đại tín hiệu ở mỗi đờng này với sự điều chỉnh định thiên cho các Tranzitor khuyếch đại và điều chỉnh mức ra.
Việc cấp nguồn cho các Tranzitor đợc thực hiện bởi hai nguồn riêng rẽ (+10V và -10V). Các nguồn này đợc lọc rất cẩn thận bởi nhiều tụ lọc nguồn và đợc ổn định bởi các IC hoặc Diot zener. Ngoài việc cung cấp điện áp cho các phần tử tích cực trong sơ đồ này hoạt động, nó còn cung cấp nguồn cho các phần mạch khác ở đầu ra Q13, Q14, Q15.
4.3 Khối điều chế (MOD)
4.3.1 Sơ đồ nguyên lý khối điều chế (MOD). 4.3.2 Tổng quan sơ đồ nguyên lý khối MOD. 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