VINASAT-1
3.3.1. Sơ đồ bộ dao động
Sơ đồ bộ dao động cầu phương đề xuất được minh họa trong hình 3.14 và hình 3.15 với các kích thước transistor được ghi kèm. Các lối ra I+, I-, Q+ và Q- được đệm bằng một bộ đệm được minh họa trong hình 3.16. Sự bổ sung các điốt kỹ thuật số đi kèm không được hiển thị [12].
Hình 3.14: Sơ đồ mạch Colpitts lấy tín hiệu I từ bộ cộng hưởng .
Hình 3.16: Sơ đồ của nguồn chung 3 tầng không đối xứng/bộ đệm đảo.
3.3.2. Các tham số cơ bản
Mặc dù bộ dao động cặp ghép chéo có thể đạt được FoM cao nhất và bộ dao
động tụ điện chéo có thể đạt được IRR cao nhất, bộ dao động Colpitts được đề xuất, do hiệu suất IRR hợp lý và khả năng hoạt động ở điện thế cung cấp cao hơn bộ dao động cặp nối chéo, cho phép hiệu suất nhiễu pha ổn định.
Bảng 3.1: So sánh các cấu trúc liên kết khác nhau của bộ dao động [12].
Theo (3.21) có thể giảm ảnh hưởng của C3 bằng cách lựa chọn C1 rất lớn, C4 phải
thức (2.21). Kết quả tính toán điện dung của bộ dao động ứng với mỗi kênh truyền xuống băng Ku của Vinasat-1 với L = 400pH như bảng bên dưới:
Kênh Tần số (MHz) C (pF) Cvar (pF) K1 10950 0,52814 1,7605 K2 10986 0,52469 1,7490 K3 10990 0,52431 1,7477 K4 11026 0,52089 1,7363 K5 11150 0,50937 1,6979 K6 11186 0,50609 1,6870 K7 11200 0,50483 1,6828 K8 11450 0,48302 1,6101 K9 11451 0,48294 1,6098 K10 11487 0,47992 1,5997 K11 11651 0,46650 1,5550 K12 11887 0,44816 1,4939
Bảng 3.2: Điện dung được tính cho mỗi kênh băng – Ku của Vinasat – 1.
Để điều chỉnh Cvar, có thể phân thành 2 dãy: Dãy điều chỉnh giá trị thô bao gồm
các điốt điện dung 0.76m0.76m và dãy điều chỉnh giá trị tinh bao gồm các điốt
điện dung 0.14µm×0.14µm,với bước điều chỉnh tối thiểu ước tính là 500kHz. Mỗi dãy
được tạo thành bởi 63 thành phần (tương đương với 6 bít trong một sơ đồ điều khiển nhị phân), với 7 thành phần của 8LSB, 1 thành phần của 4LSB và 3 thành phần của 1LSB. Do đó, không có thành phần nào lớn hơn 8LSB cần được chuyển mạch, để ngăn
ngừa sự không đơn điệu do không phù hợp. Điện áp đặt vào mỗi điốt biến dung có giá trị thay đổi từ 0V đến 2V. Thay vì quét toàn bộ dải điện áp để chọn ra kênh mong
muốn tức là chọn ra giá trị Cvar ứng với từng kênh truyền xuống thì đối với mỗi giá trị
ar
v
C ta gán cho một mã nhất định.
Dạng sóng tín hiệu đầu ra của bộ dao động thể hiện trên hình 3.17 (theo mô phỏng của Frank Leong [12]).
Hình 3.17: Tín hiệu 4 đầu ra của bộ dao động ở tần số 11.7GHz
* Tổng kết chương
Chương 3, tác giả giới thiệu về vệ tinh Vinasat-1, các tham số đặc trưng của vệ tinh, đưa ra các yêu cầu đối với máy thu tín hiệu truyền hình từ Vinasat-1. Trong
chương này, tác giả đi sâu phân tích và tính toán tham số cơ bản cho bộ dao động cầu
phương, bộ dao động được đề xuất cho máy thu tín hiệu truyền hình vệ tinh qua Vinasat-1: Bộ đệm, điện cảm, điều chỉnh tần số; đưa ra sơ đồ và các tham số tính cho từng kênh truyền xuống băng Ku của Vinasat-1.
KẾT LUẬN * Kết quả đạt được của luận văn
Sau khi xem xét nhiều cách tạo ra các tín hiệu dải băng tần cơ sở khác nhau trong máy thu vệ tinh băng Ku, có thể kết luận rằng bộ dao động LC cầu phương dạng Colpitts được đề xuất có thể hoạt động tốt ở dải tần 10.9 11.9 GHz với tỷ lệ loại bỏ tần số ảnh 30dB và nhiễu pha -85dBc/Hz ở 100kHz, là bộ dao động phù hợp cho máy thu tín hiệu truyền hình từ Vinasat-1.
Với thời gian hạn hẹp luận văn chỉ giới thiệu được tổng quan về hệ thống thu vệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tinh hiện nay; nghiên cứu các bộ dao động mới (bộ dao động cầu phương): Bộ dao
động cặp ghép chéo, bộ dao động Colpitts và bộ dao động tụ điện nối chéo phù hợp với hệ thống thu homodyne (chuyển đổi Zero-IF); đề xuất được một bộ dao động phù hợp với dải tần băng Ku của Vinasat-1 và đưa ra một số thông số tính toán cho bộ dao động
đề xuất. Ngoài ra, tác giả cũng đã có bước đầu thành công trong việc ứng dụng
simulink trong matlab để mô phỏng các linh kiện điện tử.
Nội dung của luận văn có thể có lợi cho việc thiết kế bộ dao động ứng dụng trong thực tế để từng bước đưa hệ thống thu homodyne vào hoạt động tại Việt Nam.
* Hướng nghiên cứu tiếp theo
Thiết kế bộ dao động cầu phương sử dụng cho hệ thống thu homodyne để đáp ứng nhu cầu thiết thực là một vấn đề hết sức cần thiết hiện nay để truyền hình vệ tinh ngày càng trở nên phổ biến hơn. Theo hướng này, dự kiến của học viên trong tương lai
là:
- Tiếp tục nghiên cứu, tính toán, thiết kế đầy đủ cho bộ dao động đã đề xuất. - Cùng nhóm nghiên cứu, thiết kế đầy đủ máy thu tín hiệu truyền hình từ Vinasat-
1.
- Mở rộng tìm hiểu, nghiên cứu về truyền dẫn vô tuyến và ứng dụng trong viễn thông hiện đại, nhất là những ứng dụng ở Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt
[1]. Lê Xuân Thê (2005), Dụng cụ bán dẫn và vi mạch, NXB giáo dục, Hà Nội.
[2]. Ngạc Văn An, Đặng Hùng, Nguyễn Đăng Lâm, Lê Xuân Thê, Đỗ Trung Kiên (2006), Vô tuyến điện tử, NXB giáo dục, Hà Nội.
[3]. Nguyễn Phạm Anh Dũng (2007), Thông tin vệ tinh, Trung tâm đào tạo bưu chính
viễn thông 1, mã số 411TVT360, Hà Nội.
[4]. Vinasat -1: http://vi.wikipedia.org/wiki/Vinasat-1
Tiếng anh
[5]. Ahmad Mirzaei et al. (Sep. 2007), The Quadrature LC Oscillator:A Complete Portrait Based on Injection Locking, IEEE Journal of Solid-State Circuits,vol.42, no.9,
pp.1916– 1932.
[6]. Alan W.L.Ng and Howard C.Luong (Feb. 2006), A 1V 17GHz 5mW Quadrature CMOS VCO based on Transformer Coupling, ISSCCD ig. Of Tech. Papers, pp.711- 720.
[7]. Ali Hajimiri and Thomas H.Lee (Feb.1998), A General Theory of Phase Noise in Electrical Oscillators, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.33, no.2, pp.179–194. [8]. Alper Demir (Sep.2006), Computing Timing Jitter From Phase Noise Spectra for Oscillators and Phase-Locked Loops With White and 1/f Noise, IEEE Transactions on Circuits and Systems—I: Regular Papers, vol.53, no.9, pp.1869–1884.
[9]. Behzad Razavi (1998), RF microelectronics, Prentice Hall, Upper Saddle River, ISBN 0-13-887571-5.
[10]. Domine M.W.Leenaerts et al. (July 2003), A 15-mW Fully Integrated I/Q Synthesizer for Bluetooth in 0.18-µm CMOS, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.38, no.7, pp.1155–1162.
[11]. Edwin van der Heijden and Cicero S.Vaucher (Mar.2007), Low Phase Noise, Low Power Ka-Band (18GHz) LC-VCOs in QUBiC4X, NXP Semiconductors Technical Note NXP-R-TN 2007/00079, NXP Restricted.
[12]. Frank Leong (2007), Design of an oscillator for satellite reception, M.Sc. Thesis, [13]. Lukman Sharif, Munir Ahmed, and Nauman Sharif (March 2011), Direct Broadcast Satellite (DBS) Television Systems, International Journal of Research and Reviews in Wireless Communication, Vol. 1, No. 1.
[14]. Pepijn van de Ven et al. (2001), An optimally coupled 5GHz quadrature LC oscillator, Symposium on VLSI Circuits Dig. of Tech. Papers, pp.115–118.
[15]. Pietro Andreani et al. (May 2005), A Study of Phase Noise in Colpitts and LC- Tank CMOS Oscillators, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.40, no.5, pp.1107– 1118.
[16]. Roberto Aparicio and Ali Hajimiri (Dec.2002), A Noise-Shifting Differential
Colpitts VCO, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.37, no.12, pp.1728–1736. [17]. Sander L.J. Gierkink et al. (July 2003), ALow-Phase-Noise 5-GHz CMOS Quadrature VCO Using Super harmonic Coupling, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.38, no.7, pp.1148–1154. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[18]. Thomas H.Lee (2004), Planar Microwave Engineering, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN0-521-83526-7.