OÅn ủũnh taàn soỏ trung taõm cuỷa tớn hieọu ủieàu taàn

Trong máy phát điều tần, nếu tần số trung tâm không ổn định thì nó trực tiếp làm méo và làm sai lệch tín hiệu điều chế vì tín hiệu chứa đựng trong độ di tần. vì vậy chúng ta phải đưa ra các biện pháp ổn định tần số trung tâm f0.

a) Điều tần trực tiếp bằng thạch anh:

Cho thạch anh dao động ở tần số cộng hưởng riêng q = const. Thay đổi Cp

theo điện áp điều chế V , ta sẽ tạo ra độ di tần: V = p - q = Cp/2Cp. Thay đổi Cp bằng

cách thay đổi điện dung tiếp giáp của đèn điện tử, Transistor hoặc FET; mắc Varicap hay đèn điện kháng song song với thạch anh. Nhưng do độ di tần tương đối nhỏ (/0  0,01) nên điều tần trực tiếp bằng thạch anh chỉ được sử dụng trong các máy phát thoại quốc tế (f  6 KHz).

b) Sử dụng thạch anh dùng bộ tạo dao động để 0 = const. Sau đó dùng bộ điều chế pha để tạo tín hiệu điều tần. Khi đó ta đạt được độ méo phi tuyến nhỏ (1%), nhưng độ di tần vẫn còn khá nhỏ. Vì vậy phương pháp này chỉ dùng trong các máy phát thoại quốc tế có độ di tần nhỏ (f  6KHz) và độ méo phi tuyến nhỏ (  1%)

c) Trong bộ điều tần sử dụng các nguồn cung cấp được ổn ịnh và được bù nhiệt bởi các điện trở hoặc các linh kiện có hệ s61 nhiệt âm (khi nhiệt độ tăng thì C

Mạch nhân tần bậc n

Mạch

trộn tần Mạch nhân tần bậc n

Mạch trộn tần

Bộ điều tần gián tiếp

Mạch nhân tần bậc n-1 Dao động

thạch anh

nf0  n2f f0  nf

nf0  nf f0  f

f0

nf0  n2f

Hình 3-20: sơ đồ khối dùng mạch nhân tần để nâng cao độ di tần

1uF

1k

1uH

1uF CP

CP

Lq

Rq

Hình 3-21: Sơ đồ tương đương của thạch anh

K IL O B O O K S .C O M

giảm, R giảm). Vì khi điện áp nguồn cung cấp thay đổi, làm điện dung ký sinh của Transistor thay đổi, dẫn tới làm 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.

Nhưng phương pháp này chỉ ổn định được tần số trung tâm f0 khi nhiệt độ thay đổi, còn khi nhiệt độ ghép hay điện trở tải thay đổi thì f0 vẫn thay đổi.

d) Hạ thấp tần số trung gian cuûa bộ điều tần để nâng cao độ ổn ủũnh taàn soỏ (hình 3-22). Khi đó độ bất ổn ủũnh taàn soỏ cuỷa tín hiệu sẽ là:

+ f0 , 0 là tần số cộng hưởng riêng của thạch anh và độ bất ổn định của nó (010-6)

+ ftg, tg là tần số cộng hưởng của mạch dao động LC và độ bất ổn định của nó.

(tg10-3).

 Nếu ta chọn ftg << f0 thì (ftg/f0 ) << 1 nên   0 nghĩa là mạch sẽ có độ ổn định tần số gần bằng độ ổn định của thạch anh mà độ di tần vẫn lớn.

e) Sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh tần số (AFG)

Để có độ di tần lớn ta phải dùng bộ tạo dao động bằng LC. Nhưng khi đó độ mất ổn định sẽ lớn (LC  10-3). Vì vậy ta phải dùng hệ thống AFC để ổn định taàn soá trung taâm.

 Bộ dao động thạch anh tạo ra ftg có độ ổn định cao ( 10-6)

 = 0 + tg. (3.31) ftg

f0

Khueách đại

Lọc thông thaáp

Tách sóng taàn soá

Đổi tần Dao động

thạch anh Dao động

LC f0

VTS ftg fTA

fra fra

VẹC

V

Hình 3-23: điều tần có AFC

K IL O B O O K S .C O M

 Nguyên lý hoạt động:

- Nếu do VCC thay đổi hay T0 thay đổi làm cho f0 thay đổi dẫn tới fra thay đổi (fra= f0 fSS). Tần số ra fra được đưa vào bộ đổi tần để so sánh với tần số chuaồn fTA.

- Bộ đổi tần dùng để hạ thấp fra để dễ tách sóng.

- Ở đầu ra bộ đổi tần cũng có mạch lọc để chỉ giữ lại thành phần tần số trung gian.

ftg = fa - fTA = f0  fSS - fTA.

- Bộ tách sóng được điều chỉnh cộng hưởng tại:

ftgo = f0 - fTA

Do đó:

+ Nếu ftg = ftgo thì VTS = 0, do đó VĐC = 0, nghĩa là f0 = const;

+ Nếu ftg = ftgo  fSS thì ở đầu ra bộ tách sóng có VTS = f(fSS).

- Mặc khác khi điện áp điều chế V thay đổi thì fra cũng thay đổi: fra = f0  f. 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 - VĐC sau bộ lọc thông thấp tác động Varicap làm cho fra thay đổi về đúng tần số

trung taâm f0 (fra  f0)

VẹC

A

fcòn

fđầu

B f

fss

VẹS 0 0

VTS fẹS

Hình 3-24:

a) Đặc tuyến tách sóng VTS = f (fss).

b) Đặc tuyến điều chỉnh fĐC = f (VĐC);

c) Đặc tuyến tách sóng sau khi điều chỉnh

K IL O B O O K S .C O M

Nếu đem xếp chồng đặc tuyến (hình 3-24a và b) ta thu được đặc tuyến sau điều chỉnh fcòn = f(VĐC). Nghĩa là nhờ hệ thống AFC mà sai số ban đầu fđầu

giảm xuống còn fcòn: Heọ soỏ ủieàu chổnh cuỷa AFC:

KAFC = fđầu / fcòn = 1+ STS .SĐC (3.32)

STS , SĐC là độ dốc của đặc tuyến tách sóng và đặc tuyến điều chỉnh.

 Độ bất ổn định của sơ đồ này là:

Trong đó:

- fTA / fTA: là độ bất ổn định tần số của thạch anh thường rất nhỏ ( 10-6) - fTS / ftg: là độ bất ổn định tương đối của bộ tách sóng. Để giảm nhỏ nó ta cần

phải ổn định các tham số của bộ tách sóng. Mặc khác ta chọn ftg << fra để tỷ số ftg / fra giảm.

- fđầu / fra: độ bất ổn định tương đối ban đầu của máy phát. ( 10-3)

Như vậy để fcòn / fra nhỏ thì kAFC phải rất lớn. Trong thực tế kAFC  100 vì còn phụ thuộc hằng số thời gian của mạch lọc thông thấp.