II. Đi sâu phân tích
2. Bộ cảm biến sóng đứng SWR( Standing Wave Ratio)
Khi không phối hợp trở kháng giữa tầng PA và Anten, thì có sóng phản xạ. sự phản xạ nhiều hay ít được đặc trưng bởi tỷ số sóng đứng SWR- Standing Wave Ratio
- chức năng: Mạch này lảm nhiệm vụ cảm biến tín hiệu về tỉ số điện áp sóng đứng SWR (bằng cách so pha của dòng phát đi với dòng phản xạ ) thông qua hai tín hiệu
f V và r V , trong đó là f V tín hiệu sóng phản xạ còn r V
là tín hiệu sóng phát đi. Từ đó biết được sóng bức xạ ra không gian nhiều hay ít cũng như sóng dội ngược trở lại PA nhiều hay ít. Từ đó có biện pháp điều chỉnh phối hợp trở kháng và bảo vệ phù hợp.
- Mạch bao gồm các linh kiện: Biến áp dòng T2, diode CD5, CD6, IC5, các điện trở, tụ điện và cuộn dây.
- nguyên lý hoạt động:
+ Cảm biến
f
V
( tín hiệu sóng phản xạ) : tín hiệu ra anten qua biến áp dòng T2 chuyển từ dòng thành áp đi qua diode CD5, so sánh tín hiệu cảm biến về điện áp lấy từ C11 và C13 với tín hiệu cảm biến dòng đã đảo pha lấy từ biến áp dòng T2. Từ đó ta thu được một tín hiệu xoay chiều đặt trên nền một chiều. tiếp đó, thành phần xoay chiều được lọc bỏ nhờ các tụ C9, C59. Rồi, tín hiệu này đưa đến cửa thuận của bộ so sánh IC5A.
+ Cảm biến r
V
( tín hiệu sóng phát đi ) : tín hiệu ra anten qua biến áp dòng T2 chuyển từ dòng thành áp đi qua diode CD6, so sánh tín hiệu cảm biến về điện áp lấy từ C12 và C14 với tín hiệu cảm biến dòng đã đảo pha lấy từ biến áp dòng T2. Từ đó ta thu được một tín hiệu xoay chiều đặt trên nền một chiều. tiếp đó, thành phần xoay chiều được lọc bỏ nhờ các tụ C10, C60. Rồi, tín hiệu này đưa đến cửa thuận của bộ so sánh IC5B.
Đầu vào đảo của IC5A được lấy từ đầu ra 7 của nó còn đầu vào đảo của IC5B được lấy từ đầu ra 1 của nó.
Sau khi đi qua IC5A, tín hiệu được lấy ra từ chân 7 đi qua mạch lọc bao gồm C39, C33, L53. Đầu ra lấy tại SWR
f
V
. Tương tự, sau khi đi qua IC5B, tín hiệu được lấy ra từ chân 1 đi qua mạch lọc bao gồm C40, C34, L54. Đầu ra lấy tại SWR Vr.
Công thức tính tỷ số sóng đứng như sau:
run efrect run efrect U WR= U r r U S U − +
Trong đó Urun là điện áp thành phần sóng chạy hay sóng chuyển tới tải-Anten, còn Urefrect là địên áp thành phần sóng phản xạ.
Khi phối hợp trở kháng lý tưởng thì không có sóng phản xạ, tức là Urefrect =0 do đó SWR=1. khi chưa phối hợp trở kháng thì có sóng phản xạ do đó Urefrect≠0 do đó SWR<1.
Khi CPU lấy mẫu tín hiệu SWR, thấy nếu SWR=SWRMax = 1 thì có nghĩa là có thể coi như đã phối hợp trở kháng, không cần quan tâm đến các tín hiệu PHASE, LOAD.
Còn nếu SWR<SWRMax thì cần thiết phải phối hợp trở kháng. CPU sẽ tiếp tục lấy mẫu tín hiệu PHASE
3.Bộ cảm biến tải( LOAD).
- Chức năng: Mạch này có tác dụng xác định trở kháng của tín hiệu RF đưa vào anten.
Tín hiệu này được cảm biến và đưa ra tín hiệu điện áp một chiều.
- Mạch bao gồm các linh kiện: cảm biến áp dòng T3, diode CD7, CD8; điện trở R26÷R31; tụ điện C16÷C20; cuộn cảm L7÷L9.
- Nguyên lý hoạt động:
+ Tín hiệu cảm biến về dòng điện được lấy từ biến áp dòng T3, tín hiệu này được nắn bởi CD7 đưa qua R30 tới chân thuận(3) của IC3. R26 và R27 là điện trở công suất để bảo vệ CD7( bảo vệ diode này khỏi bị đánh thủng vì dòng lớn), tụ C17 và C19 để ngắn mạch thành phần xoay chiều xuống đất.
+ Tín hiệu cảm biến về điện áp được lấy ra nhờ trích một phần điện áp ra anten đưa vào nắn ở CD8 sau đó qua R31 vào chân đảo(2) của IC3. Mức điện áp đặt trên cổng đảo tỉ lệ với trở kháng tải của tín hiệu
IC13 là một bộ so sánh nó sẽ so mức của hai tín hiệu đầu vào và đưa ra tín hiệu cảm biến về trở kháng tải. Dựa vào mức của tín hiệu ở đầu ra(1) này CPU sẽ biết trở kháng tải lớn hơn hay nhỏ hơn 50Ω
(50Ω
là giá trị thuần trở của anten )
+ Tín hiệu trở kháng tải ‘Load’ ở mức cao khi trở kháng nhỏ hơn 50Ω
+ Tín hiệu trở kháng tải ‘Load’ ở mức thấp khi trở kháng lớn hơn 50Ω
Các điện trở R30, R31 là các điện trở hạn dòng, điện trở R28, R29 là điện trở phân dòng, các điện trở này có nhiệm vụ hạn chế dòng vào IC3, cũng là hạn chế dòng qua diode CD7, CD8 ( bảo vệ các diode này khỏi bị đánh thủng vì dòng lớn)
Kết luận
Trong bài tập lớn này em đã trình bày một cách tổng quát về lý thuyết thiết bị thu phát vô tuyến điện. Đặc biệt đi sâu phân tích sơ đồ khối máy phát JSS-720 và sơ đồ chi tiết khối phối hợp trở kháng ra anten của máy phát JSS-720. Qua đó giúp em bước đầu làm quen với việc phân tích sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lý của một máy thu phát đồng thời giúp em hiểu biết thêm về máy thu phát JSS-720.
Để hoàn thành bài tập lớn này em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Sơn giảng dạy môn thiết bị thu phát vô tuyến điện đã hướng dẫn em hoàn thành bài tập lớn này.Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức hạn chế bài tập lớn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý thêm của thầy.