Thiết kế và thi công FM 2 kênh nhập tần số sử dụng vòng khoá pha PLL

Ổn định tần số trung tâm của tín hiệu điều tần

Vì khi điện áp nguồn cung cấp thay đổi, làm điện dung ký sinh của Transistor thay đổi, dẫn tới tần số cộng hưởng trung tâm thay đổi theo hoặc khi điện áp phân cực cho varicap thay đổi, làm điện dung Cv thay đổi dẫn đến f0 thay đổi. Nếu ta thiết kế bộ lọc thông thấp sao cho chỉ cho qua các thành phần tần số biến thiên chậm: f = (0 ÷ 20) Hz thì VĐC chỉ thay đổi tỷ lệ với tần số trung tâm (vì sự thay đổi này thường chậm, còn thành phần tần số điều chế VΩ có Ω ≥ 50Hz không qua được mạch lọc thông thấp).

Vòng khoá pha PLL (Phase Locked Loops)

Mặc dù 1 số khuyết đểm như vậy, nhưng PLL dưới dạng vi mạch đơn khối có khả năng thực hiện nhiều chức năng nhất trong các thiết bị điện tử viễn thông tương tự, công tác ở nhiều lĩnh vực khác nhau. PLL là 1 hệ thống hồi tiếp gồm có 1 bộ so pha thực chất là bộ tách sóng pha, bộ lọc thông thấp (LTT) và bộ khuếch đại sai số trên đường truyền tín hiệu thuận và bộ tạo dao động được điều chỉnh bằng điện áp (VCO) trên đường hồi tiếp. Vòng điều khiển pha có nhiệm vụ phát hiện và điều chỉnh những sai sót về tần số giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra, nghĩa là PLL làm cho tần số ra ω0 của tín hiệu so sánh theo tần số vào ωi của tín hiệu vào.

Giả sử ở cửa vào của hệ thống có một tín hiệu hình sin mà tần số của nó biến thiên chậm trong phạm vi toàn bộ dải tần, còn trên trục trong ghi các giá trị tương ứng của điện áp tín hiệu sai số. Qua đặc tuyến trên, ta nhận thấy rằng, vòng PLL không đáp ứng với tín hiệu vào cho tới khi tần số của nó đạt giá trị f1 = (f0 - fc) với fc là tần số cắt của bộ lọc thông thấp. Sau đó khi tần số vào fI tăng lên tiếp tục, điện áp khống chế Vd thay đổi theo tần số với một độ dốc bằng sự nghịch đảo của độ lợi VCO và tiến đến giá trị “0” tại fI = f0.

Còn khi hệ thống đã ở chế độ đồng bộ thì tần số VCO có khả năng bám theo tần số tín hiệu vào trong một dải tần số tín hiệu vào trong một dải tần số lớn hơn, đó là dải giữ hay dải đồng bộ. Như vậy, hệ thống PLL có sự chọn lọc tự nhiên về tần số trung tâm f0 mà tần số chạy của VCO phải bám theo và hệ thống PLL chỉ đáp ứng với những tín hiệu vào có tần số cách tần số trung tâm f0 một khoảng không vượt quá Δfb hay Δfg (nếu như tình trạng ban đầu của PLL đã ở trong chế độ đồng bộ).

MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠCH DAO ĐỘNG

TRUYỀN SểNG VÀ ANTEN

Công dụng: Điện thoại, điện báo, phát thanh sóng ngắn SW1, SW2,SW3, thông tin tàu duyên hải, tàu – máy bay, vô tuyến truyền thanh nghiệp dư, vô tuyến truyền thanh quốc tế, thông tin quân sự, điện thoại, điện tín, fax, …. Tín hiệu hay sóng mang tin có thể truyền qua dây dẫn điện, sóng có tần số trong dải hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, hay tia tử ngoại có thể truyền và phản xạ qua môi trường trong suốt có đường hướng dẫn. Ngoài ra, còn có sợi nhựa dẻo đặc biệt có thể truyền thông tin ở các cự ly gần (ngắn) sợi gồm có ruột là môi trường truyền ánh sáng có chiết suất cao hơn lớp vỏ bằng thủy tinh hay nhựa dẻo, ngoài cũng có lớp vỏ bọc bảo vệ bằng sợi bọc nhựa dẻo không ẩm ướt, không bị mài mòn, ít va chạm và ít các nguy cơ hư hỏng.

Khí quyển quả đất có 2 tầng ảnh hưởng đến sự truyền sóng: thứ nhất là tầng đối lưu (tầng này cao hơn mặt đất vài chục km), tán xạ sóng trong dải tầng từ 40 MHz ÷ 40GHz đã từng được sử dụng trong kỹ thuật truyền tin tầng đối lưu, ngày nay không còn sử dụng nữa do sự phát triển của kỹ thuật truyền vi ba qua vệ tinh địa tĩnh. Tần số sóng xác định kích thước anten, tần số sóng càng cao thì anten càng gọn nhẹ, để đặt trên các thiết bị di chuyển, sóng phát ra càng có tính định trường cao, do vậy muốn thiết lập đường thông tin từ một điểm đến một điểm khác thì thường sử dụng sóng có tần số từ dải UHF hay cao hơn. Tần số càng thấp, anten có kích thước chiều cao càng lớn, sóng phát ra càng có tính định hướng thấp, không thuận lợi để liên lạc từ điểm này đến điểm kia mà chỉ thuận lợi để phủ sóng vô tuyến truyền thanh hay.

Do quá trình truyền lan trong không gian có môi trường không đồng nhất ở tầng điện ly do bụi, mây, ion gây nên hiện tượng tán xạ và khúc xạ sóng truyền, làm thay đổi hướng phân cực, một số phần tử chuyển thành phân cực ngang. Sóng truyền lan trên bề mặt trái đất thường được gọi là sóng đất, bao gồm sóng truyền ở phía dưới bề mặt trái đất, các sóng được phản xạ từ bề mặt trái đất, sóng nhiễu xạ ngoài tầm nhìn và sóng khúc xạ ở tầng đối lưu. Sự không đồng nhất của nhiệt độ, áp suất và độ ẩm biến đổi theo dạng xoáy luôn luôn xảy ra ở tầng đối lưu giữa lớp này với lớp kế bên sẽ làm cho tốc độ truyền sóng ở phần này hay phần kia luôn thay đổi bập bềnh.

Công suất tổn hao (Pth) có thể do sự phối hợp trở kháng giữa dây phiđơ và anten chưa phù hợp, do cấu trúc anten có trở kháng bức xạ chưa thích hợp với bước sóng, do độ dẫn điện ở mặt đất xung quanh anten xấu, đặc biệt là anten trụ dùng cho sóng trung, sóng ngắn.

THIẾT KẾ - THI CÔNG

Các thông số của tụ và điện trở để chỉnh độ nhạy cho thì ta tinh chỉnh nhiều lần trong quá trình thử mạch. Thạch anh 38KHz để tạo dao động làm sóng mang phụ và tần số điều khiển 19KHz cựng pha nhau nhưng trễ so với nhau ẵ vũng. Sau khi tìm hiểu về Transistor cao tần và các dạng mạch thực tế thì em chọn C3355 làm phần khuếch đại để phát ra công suất nhỏ.

Các chân 1(XIN),20(XOUT) nối với thạch anh và tụ do nhà sản xuất quy định Chân 5(DO) có điện trở kéo lên nguồn và tụ xuống mass. Còn các giá trị của điện trở và tụ, ngoài những thông số của nhà sản xuất cho thì trong quá trình làm mạch ta thử và tinh chỉnh nhiều lần. Đồng thời kết hợp tài liệu trên mạng, sách vở và datasheet để có được mạch hoàn chỉnh.

Tại đây, LC72131/M so sánh sự sai lệch giữa tín hiệu điều khiển và tín hiệu nhận được từ BA1404 qua chân FMIN sẽ cho tín hiệu ra tại chân PD về BA1404 thông qua varicap, varicap sẽ thay đổi giá trị điện dung thay đổi tần số cộng hưởng sẽ điều chỉnh tần số ra của BA1404 tại chân số 7. Khi bị mất điện hoặc tắt đi rồi mở lại, nếu ta không muốn điều chỉnh tần số phát thì mạch sẽ tự động phát lại tần số trước đó nhờ Pin nuôi 89C51 trong thời gian ngắn.