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.
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.
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 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.