VÔ TUYẾN ĐIỆN

ĐẠI CƯƠNG

TS. Ngô Văn Thanh

Viện Vật Lý

Hà Nội - 2016

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2

Tài liệu tham khảo

[1] David B. Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999).

[2] Dennis L. Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011).

[3] Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009).

[4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT

[5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT

[6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT

Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/

Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3

CHƯƠNG 12. BỘ TRỘN

1. Phần tử Gilbert

2. Biểu diễn toán học của bộ lọc

3. Đáp tuyến nhiễu

4. Máy thu băng thông rộng

5. Tiếng gõ phím

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4

1. Phần tử Gilbert

Gilbert Cell Sơ đồ khối bộ trộn Gilbert

• LO : local oscillator : bộ tạo dao động

• RF : radio frequency; IF: Intermediate frequency (tần số trung gian)

• VFO : Variable-frequency oscillator : bộ dao động biến tần

• BFO : beat-frequency oscillator = bộ dao động phách

• Product detector : tách sóng

(a) : ký hiệu tín hiệu vào và ra

(b) : bộ trộn ở mấy thu radio

(c) : bộ trộn ở máy phát radio

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5

1. Phần tử Gilbert

Sơ đồ mạch điện

RF : tín hiệu vào

Xét điện áp LO1 lớn

Q3 và Q5 :bật (on)

Q1 nối với R1; Q2 nối với R2

=> ta có bộ khuếch đại vị sai chuẩn

Xét điện áp LO2 lớn

Q4 và Q6 :bật (on)

Q1 nối với R2; Q2 nối với R1

=> ta lại có bộ khuếch đại vị sai

=> Tín hiệu ra tráo đổi cho nhau

đổi dấu tín hiệu ra : +1 hoặc -1

Ô Gilbert là sự kết hợp giữa mạch khuếch dại và mạch trộn

Hạn chế: dễ bị quá tải.

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 6

2. Biểu diễn toán học của bộ lọc

Mixer Mathematics

Xét tín hiệu vào ở tần số radio có dạng hình sin

Khai triển Fourier

Nhân 2 biểu thức điện áp

Khai triển tích, ta thu được

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 7

2. Biểu diễn toán học của bộ lọc

Đặt

Số hạng bậc 3

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 8

3. Đáp tuyến nhiễu

Spurious Responses Tín hiệu vào = trộn giữa sóng hình sin + xung vuông

Tín hiệu ra bao gồm nhiều loại tín hiệu với nhiều tần số khác nhau

=> gây nhiễu lên tín hiệu chính

Tín hiệu ra này được gọi là “spurious responses”.

Xét sự khác nhau giữa tần số LO và tần số trung gian IF :

Tần số ảnh (image frequency), đối xứng với tín hiệu RF qua tần số IF

Nếu tín hiệu vào bộ trộn có tần số = tần số ảnh, nó sẽ gây nhiễu tín hiệu ra ở IF

=> gây nhiễu ở tín hiệu vào ở tần số RF

Để loại bỏ nhiễu tần số ảo, ta sử dụng mạch lọc băng tần (band-pass) tại RF

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 9

3. Đáp tuyến nhiễu

Tín hiệu có thể gây ra nhiễu khi trộn với tín hiệu điều hòa bậc 3 của LO

Mạch VFO

Sử dụng mạch lọc band-pass

để loại bỏ nhiễu này

Tín hiệu gây ra nhiễu khi trộn với tín hiệu điều hòa bậc 5 của LO

Nhiễu mạnh nhất ở tần số

Tần số này khó lọc vì nó

xấp xỉ bằng tần số RF

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 10

4. Máy thu băng thông rộng

Broad-Band Receivers

Máy thu có dải tần từ 100 kHz đến 30 MHz

Mạch có 3 tần số trung gian : 73 MHz, 8.83 MHz, 455 kHz.

Tại IF đầu tiên :

• tần số cực đại

• tần số cực tiểu

Tần số nhiễu bậc 3

Tần số nhiễu bậc 5

Tấn số cao hơn tần số RF được loại bỏ bằng mạch lọc tần thấp (low-pass)

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 11

5. Tiếng gõ phím

Key Clicks

Xét xung phát tín hiệu có dạng đứt quãng

Điện trở tải = 1,

Công suất khi phát xung : 2W

Công suất trung bình : 1W

Điện áp xung có dạng

hình chữ nhật

Tần số gõ :

Điện áp sóng mang

Thành phần có tần số lớn nhất tại tần số mang, công suất của nó = 1/2

Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 12

5. Tiếng gõ phím

Công suất toàn phần dưới dạng chuỗi

Biến đổi ngược, ta có

Công suất của dải bên ở tần số cao

Khi số điều hòa lớn

Số điều hòa