Đề tài Phân tích sơ đồ khối, sơ đồ tầng phối hợp trở kháng anten của máy thu phát vô tuyến điện JSS-720

......... 14 III. Đi sâu phân tích bộ phối hợp trở kháng anten JSS-720. .......... 17 1.Khái quát: .......... 17 2.Sơ đồ khối của bộ điều hưởng: .......... 19 IV. KẾT LUẬN. .......... 26 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thông tin vô tuyến thì thiết bị vô tuyến điện(VTĐ) đã đóng một vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải tin tức đi xa. Thiết bị thu phát được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thông tin như việc phát thanh truyền bá các thông tin đại chúng, các thông tin quân sự… Đặc biệt thiết bị thu phát được sử dụng trên các tàu thuyền nhằm phục vụ cho mục đích an toàn và cứu nạn trên biển. Thông tin liên lạc trước khi được truyền đi xa nó phải được điều chế để dịch lên miền tần số cao có khải năng tự bức xạ ra không gian. Thiết bị thực hiện xử lý tin tức, điều chế và bức xạ sóng điện từ gọi là máy phát vô tuyến điện. Thiết bị làm chức năng ngược lại gọi là máy thu vô tuyến điện. Mô hình truyền sóng trong không gian tự do của hệ thống thông tin VTĐ : Máy phát vô tuyến điện Máy thu vô tuyến điện Môi trường truyền Để nghiên cứu kĩ hơn sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu tổng quan về thiết bị vô tuyến điện và đi sâu phân tích chi tiết sơ đồ khối của máy thu phát VTĐ JSS-720.Phân tích chi tiết sơ đồ phối hợp trở kháng. PHẦN І : TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ THU PHÁT I. Tổng quan về máy phát vô tuyến điện. 1. Khái niệm: Máy phát vô tuyến điện là một thiết bị vô tuyến điện tạo ra dao động cao tần đưa vào anten để bức xạ ra không gian tự do dưới dạng sóng điện từ để truyền thông tin đi xa. 2. Sơ đồ khối Dao động Điều chế KĐ tin tức KĐ ra anten Nguồn tin +> Khối dao động: Tạo ra một tần số chuẩn đưa vào khối điều chế +> Nguồn tin gồm: Nguồn tin tương tự và nguồn tin số. Nó tạo ra tin tức mà phía thu yêu cầu. +> Khuếch đại tin tức: Khuếch đại biên độ tin tức đủ lớn để đưa tới khối điều chế. +> Điều chế: Trộn hai tần số từ khối dao động tới và từ nguồn tin tới cho ra tần số phát. +> Khuếch đại ra anten: Có nhiệm vụ: - Đảm bảo công suất bức xạ ra không gian. Lọc hài bậc cao. Phối hợp trở kháng. Để tăng hiệu quả của việc phát sóng vô tuyến điện người ta đưa ra sơ đồ khối phức tạp hơn như sau: T/H tần số tạo tần số K/Đ tin tức Điều chế K/Đ ra anten Tiền K/Đ công suất K/Đ công suất Dao động thạch anh Nguồn tin +> Khối tổng hợp tần số và tạo tần số phát: Có nhiệm vụ tạo ra nhiều tần số phát theo yêu cầu từ tần số chuẩn của bộ dao động thạch anh. +> Tiền khuếch đại công suất: Có nhiệm vụ khuếch đại biên độ tín hiệu từ khối điều chế tới để có biên độ đủ lớn trước khi bức xạ ra không gian. +> Khuếch đại công suất: Có nhiệm vụ lọc hài, phối hợp trở kháng với mạch ra Anten. 3. Phân loại máy phát: Có nhiều cách phân loại khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng a.Phân loại theo nhóm công tác có các loại sau: - Máy phát liên tục: Các sóng siêu cao tần luôn luôn bức xạ ra không gian. - Máy phát không liên tục: Chỉ bức xạ ra không gian khi có tin tức. b.Phân loại theo tần số phát: Trong dải tần vô tuyến điện người ta chia ra các dải tần: -sóng dài: 30KHz 300KHz. -Sóng trung: 300KHz ÷ 3000KHz -Sóng ngắn: 3MHz ÷ 30MHz -Sóng cực ngắn: 30MHz ÷ 300MHz -Sóng siêu ngắn: 300MHz ÷ 3000Mhz -Sóng SHF: 3GHz ÷ 30GHz Theo cách này ta có máy phát sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn…. c.Phân loại theo công suất phát bao gồm: -Công suất thấp. -Công suất trung bình. -Công suất lớn. d.Phân loại theo phương pháp điều chế gồm: - Điều biên - Điều tần - Điều fa - Kết hợp - Xung 4. Các chỉ tiêu kĩ thuật của máy phát a. Chỉ tiêu về điện: + Công suất phát của máy phát: là công để đưa ra anten để bức xạ ra không gian. Công suất này quyết định cự li thông tin của thiết bị gọi là công suất có ích Pt. Công suất tổn hao Pa, công suất tiêu thụ P0 (tiêu thụ năng lượng của nguồn ). + Hiệu suất của máy phát: + Dải công tác: Là khả năng làm việc của máy phát (bức xạ ra anten) trong một dải tần số, đoạn tần số nào đó. + Độ ổn định tần số phát: Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất của máy phát nó đảm bảo được quá trình thông tin liên lạc nhanh chóng, thu hẹp được độ rộng dải tần không gây can nhiễu cho các đài phát khác. Độ ổn định tần số phụ thuộc chủ yếu vào tầng tạo dao động chủ của máy phát do đó để nâng cao độ ổn địnhcủa tần số dao động chủ người ta dùng thạch anh. + Độ chính xác của tần số: Là sự sai lệch giữa bộ chỉ thị tần số phát với tần số bức xạ thực tế của anten của máy phát đó ra không gian. Nó phụ thuộc vào cơ cấu chỉ thị của máy phát đó: + Sóng hài: Là các tần số hài bức xạ ra không gian cùng với thành phần tần số cơ bản của máy phát, tần số hài sẽ gây nhiễu cho các đài phát khác và gây nhiễu cho đài xung quanh. + Tham số điều chế gồm: +/ Dải tần điều chế: Là gải tần số để thực hiện điều chế tin tức trong máy phát. Tuỳ theo từng loại tin tức mà sử dụng tần số điều chế thích hợp. +/ Phải đảm bảo độ sâu điều chế: Tức là sử dụng dải tần và tần số thích hợp, thường sử dụng cho phương pháp điều chế đơn biên. +/ Đặc tuyến tần số điều chế: Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc hệ số điều chế theo tần số. +/ Méo phi tuyến điều chế: Méo phi tuyến do tính chất phi tuyến của các phần tử phi tuyến gây nên. Mạch khuếch đại có đặc điểm là chèn ép tạp âm nên ta dựa vào đó để triệt tiêu các thành phần không có lợi. Trong mạch khuếch đại hệ số khuếch đại cũng không đồng đều với các tín hiệu khác nhau. b. Các chỉ tiêu kĩ thuật về kết cấu: Phụ thuộc vào điều kiện, mục đích sử dụng thiết bị để người ta xét đến chỉ tiêu: +/ Trọng lượng thể tích +/ Khả năng chịu va đập +/ Khả năng chịu nhiệt độ, độ ẩm +/ Thuận lợi cho việc thao tác sử dụng +/ Hệ số an toàn cơ khí của thiết bị +/ Giá thành của thiểt bị II. Máy thu 1.Các tham số kĩ thuật a. Độ nhạy trong máy thu: Độ nhạy là khả năng thu được tín hiệu nhỏ nhất ở đầu vào mà máy thu cho ra được mức tín hiệu tin tức ở bộ chỉ thị bình thường. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của máy thu. Độ nhạy phụ thuộc rất lớn vào các tầng đầu vào và phụ thuộc vào hệ số phẩm chất của các linh kiện. Đơn vị để đánh giá độ nhạy là mv hoặc μv b. Độ ổn định tần số: Độ ổn định tần số của máy thu được đánh giá bằng độ di tần ∆f của máy thu, ∆f càng nhỏ thì độ ổn định tần số càng cao. c. Độ chính xác của tần số: Được đánh giá bằng độ sai lệch tần số giữa tần số trên bộ chỉ thị của máy thu và tần số cộng hưởng ở đầu vào của máy thu đó. d. Dải tần công tác: Dải tần công tác là thông số đánh giá khả năng làm việc của máy thu trong một đoạn tần số công tác nhất định. e. Chế độ công tác: Chế độ công tác là khả năng máy thu có thể thu được các loại tín hiệu ở các chế độ điều chế khác nhau. f. Nguồn cung cấp: Nguồn cung cấp gồm điện áp sử dụng, công suất nguồn tiêu thụ. Ngoài ra còn một số thông số khác như kích thước, kết cấu làm việc,nhiệt độ, độ ẩm…. 2.Phân loại máy thu a. Phân loại theo dải tần số công tác gồm: + Máy thu sóng dài + Máy thu sóng trung + Máy thu sóng ngắn + Máy thu sóng cực ngắn + Máy thu sóng siêu cao tần + Máy thu toàn sóng b. Phân loại theo chế độ thu gồm: + Máy thu điều biên: gồm máy thu đơn biên và máy thu đa biên + Máy thu điều tần + Máy thu điều pha c. Phân loại theo tín hiệu tin tức gồm: + Máy thu hình + Máy thu thanh + Máy thu chữ(Telex) + Máy thu ảnh + Máy thu Fax 3. Máy thu khuếch đại thẳng: Tách sóng Mạch vào K/Đ công suất + Mạch vào là khung cộng hưởng để cộng hưởng tần số cần thu, thường là khung dao động LC. + Khối tách sóng: tách tần số cần thu ra khỏi tần số cao tần. + Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại biên độ tín hiệu thu đủ lớn đưa ra loa. Nhược điểm của máy thu này là: Độ ổn định kém, dải tần làm việc hẹp, tạp âm lớn và nhiễu. Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, không đòi hỏi công nghệ. 4. Máy thu đổi tần: K/Đ cao tần Đổi tần K/Đ trung tần OSC Tách sóng K/Đ công suất AGC Mạch vào Sơ đồ khối + Mạch vào: Có nhiệm vụ chọn lọc tần số cần thu. Tín hiệu được chọn đưa vào khối K/Đ cao tần, ở đây không quan trọng hệ số khuếch đại mà điều quan trọng là tỉ số S/N. + Khối đổi tần: Trộn tần số từ khối khuếch đại cao tần với tần số ở khối dao động nội OSC để đưa ra tần số không đổi Ftt tần số này được đưa qua khối khuếch đại nữa, tầng khuếch đại này quyết định độ nhạy của máy thu. + Khối tách sóng: Phục hồi lại tin tức đưa vào bộ khuếch đại công suất để đưa ra loa, tách một phần tín hiệu đưa vào bộ tự điều chỉnh khuếch đại. + Mạch tự điều chỉnh khuếch đại có nhiệm vụ bảo đảm tín hiệu đến bộ tách sóng là đủ lớn và ở trong giới hạn để bộ tách sóng có hiệu quả. Bộ tự điều chỉnh khuếch đại thực hiện điều này bằng cách cảm nhận mức tín hiệu ở đầu vào tới bộ khuếch đại cao tần, cũng như tín hiệu vào bộ khuếch đại tin tức và điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại để duy trì nó ở mức ổn định. PHẦN II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI,SƠ ĐÒ TẦNG PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG ANTEN CỦA MÁY THU PHÁT VTĐ JSS-720 I. Phân tích phần phát 1. Khối phát của JSS 720 bao gồm các khối: + Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB + Khối tổng hợp tần số và tạo tần số phát + Khối khuếch đại công suất + Khối điều hưởng Anten 2. Nhiệm vụ các khối: + Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB: Tín hiệu này được tạo ra bằng cách điều chế tín hiệu AF( tín hiệu âm thanh) với tần số sóng mang 455kHz. Nó được dùng cho mạch biến đổi tần số để biến đổi thành tần số phát. + Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại biên độ tín hiệu đủ lớn để đưa ra Anten, loại bỏ tạp âm ra khỏi tín hiệu. + Khối điều hưởng Anten: Có nhiệm vụ bức xạ tín hiệu ra ngoài không gian, phối hợp trở kháng với tầng khuếch đại công suất. 3. Phân tích a, Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB Dao động thạch anh tạo ra tần số 20MHz sau đó đựơc đưa qua bộ chia 4 và đưa vào mạch vòng khoá pha PLL tạo ra tần số 455kHz. + Nguyên lý tạo tần số 455kHz bằng mạch vòng khoá pha PLL. Sơ đồ khối mạch vòng khoá pha: Uv , fv Lọc thông thấp và K/Đ Mạch Chia tần VCO (f0) fv – f’r tín hiệu sai số U’d fr Ud f’r Khi không có tín hiệu vào thì tín hiệu hiệu chỉnh U’d =0 vì tín hiệu ra của bộ tách sóng pha là tích (Uv x U’d ). Mạch VCO dao động tại tần số dao động riêng f = 455kHz. Khi có tín hiệu vào bộ tách sóng pha sẽ so pha tần số tín hiệu vào với tín hiệu so sánh. Đầu ra của bộ tách sóng pha xuất hiện tín hiệu Ud mà trị số tức thời của nó tỉ lệ với hiệu pha (hiệu tần số) của hai tín hiệu vào thời điểm đó đồng thời có các thành phần tần số fv – f’r v à fv + f’r . Tần số tổng bị loại bỏ nhờ mạch lọc thông thấp còn tần số thấp được khuếch đại lên và được dùng để điều khiển tần số dao động của VCO. Tần số dao động của VCO được thay đổi sao cho fv – f’r tiến tới 0 nghĩa là fv = f’r hoặc fr =N fv với N là hệ số chia của bộ chia tần. Ở đây fv = 5MHz vậy hệ số chia . Tần số 455kHz được trộn với tần số AF ( tần số âm thanh) để tạo ra tín hiệu đơn biên SSB. f SSB 455kHz Tín hiệu dữ liệu từ bộ điều khiển qua cổng COM được khuếch đại đảm bảo biên độ tín hiệu đủ lớn sau đó đưa vào bộ chuyển mạch âm tần (AF SW). CPU sẽ điều khiển chuyển mạch để phát đi các tín hiệu dữ liệu và các tín hiệu phụ: Tone, Alarm, Fs-In. Tín hiệu ra từ chuyển mạch AF được đưa tới bộ điều chế đơn biên (LSB MOD) để điều chế với sóng mang fc = 455kHz tạo tín hiệu SSB. Tín hiệu sóng mang fc tạo ra từ bộ dao động chủ bằng thạch anh DTCXO 20MHz. Tín hiệu sau điều chế đưa qua bộ lọc băng (BPF) để lấy một dải biên tần. Quá trình điều chế đơn biên này nhằm mục đích: + Giảm độ rộng dải tần đi một nửa. + Công suất của máy phát giảm. + Tạp âm đầu thu giảm do biên tần của tín hiệu hẹp hơn. Bộ điều chế nhiều chế độ (VCA) xác lập chế độ làm việc của máy phát, được điều chỉnh bởi tín hiệu Gain-Cont từ CPU. Bộ điều chế này thực hiện điều chế tín hiệu đơn biên từ bộ lọc băng đưa tới với sóng mang chuẩn fc = 455kHz để tạo ra tín hiệu sóng mang phụ với tần số 455kHz. Để đảm bảo chất lượng của tín hiệu nguồn như: + Lọc bỏ tần số ảnh + Đảm bảo độ sâu điều chế + Giảm nhẹ yêu cầu với các mạch lọc,… b, Khối tổng hợp tần số và tạo tần số phát Tín hiệu mang tin tức có tần số 455kHz sẽ được đưa lên tần số sóng mang rất cao, việc này được thực hiện nhờ các bộ trộn (MIX). Đầu tiên tần số sóng mang 455kHz được trộn với tần số fL1 = 70MHz để tạo ra tần số 70.455MHz. Sau khi được khuếch đại và qua bộ lọc băng để đưa tới bộ trộn thứ hai, tại đây nó được trộn với tần số fL2 để tạo tần số phát f0. Tần số fL2 biến đổi trong một khoảng từ 70.055MHz đến 97.955MHz làm cho f0 biến đổi trong dải tần từ 1.6MHz đến 27.5MHz. Đây chính là dải tần làm việc của máy phát. Tần số fL2 phụ thuộc vào các hệ số chia M,N của các bộ vòng khoá pha (PLL). Tần số f0 sau khi qua bộ lọc được đưa tới khối khuếch đại công suất để tạo công suất đủ lớn đưa ra Anten.. c,Bộ khuếch đại công suất gồm: 4 khối chức năng: + Tiền khuếch đại (DRIVE AMP): Không yêu cầu về hệ số khuếch đại mà chỉ làm tăng tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N). + Bộ chia tín hiệu (POWER SPLITTER): Chia tín hiệu từ bộ tiền khuếch đại thành ba đường tín hiệu riêng biệt tới 3 bộ khuếch đại công suất. + Các bộ khuếch đại công suất: Thực hiện khuếch đại công suất. Các mạch này đảm bảo hệ số khuếch đại để đưa ra công suất đủ lớn. + Bộ tổng hợp công suất(POWER COMBINER): Tổng hợp công suất từ 3 bộ khuếch đại công suất. Mục đích của việc sử dụng ba bộ khuếch đại công suất riêng rẽ trong khối khuếch đại công suất là để giảm bớt yêu cầu về hệ số khuếch đại, khả năng chịu tải, độ phẩm chất của các phần tử khuếch đại do đó làm giảm giá thành thiết bị. Tín hiệu sau khi khuếch đại với công suất đủ lớn sẽ được đưa ra Anten để bức xạ ra không gian. Để phối hợp trở kháng giữa anten và bộ khuếch đại công suẩt phải dùng mạch phối hợp trở kháng. Mặt khác, máy phát làm việc ở nhiều tần số khác nhau, Anten chỉ làm việc với một tần số cộng hưởng riêng như vậy đòi hỏi phải có mạch ra Anten để bù các thành phần cảm hoặc dung để đảm bảo cho anten luôn làm việc ở chế độ cộng hưởng. Bộ phối ghép Anten (ANTENNA TUNER) thực hiện các yêu cầu trên của máy phát. d,ANTENNA TUNER gồm các thành phần sau: + SENSOR: Đây là tổ hợp nhiều IC được xây dựng từ những mạch thuật toán, triger, các phần tử tích cực, cảm biến… có nhiệm vụ so sánh pha của tín hiệu dòng và áp nhằm phát hiện sự sai pha. + AUTOMATIC ANTENNA TUNER: Dựa trên sự sai pha giữa dòng và áp nhận được từ SENSOR tự động điều khiển sự phối ghép cuae anten để anten làm việc ở chế độ cộng hưởng. II. Phân tích phần thu * Sơ đồ NRD-740 1. Phần thu gồm các khối: + Mạch vào + Mạch K/Đ cao tần + Mạch đổi tần + Mạch K/Đ trung tần + Mạch tách sóng + Mạch khuếch đại công suất 2. Nhiệm vụ các khối: + Mạch vào: có nhiệm vụ chọn lọc tần số cần thu. Tín hiệu được chọn đưa vào khối K/Đ cao tần, Ở đây không quan trọng hệ số khuếch đại mà điều quan trọng là tỉ số S/N. + Khối đổi tần: trộn tần số từ khối khuếch đại cao tần với tần số ở khối dao động nội để đưa ra tần số không đổi Ftt tần số này được đưa qua khối khuếch đại nữa, tầng khuếch đại này quyết định độ nhạy của máy thu. + Mạch K/Đ trung tần: Khuếch đại tín hiệu đủ lớn. + Khối tách sóng: Tách tín hiệu cần thu ra khỏi sóng mang cao tần. + Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại công suất tín hiệu đủ lớn đưa ra loa. 3.Phân tích Tín hiệu từ anten đi vào máy thu, trước tiên nó đi qua mạch TEST để thử xem máy đã sẵn sàng làm việc chưa, sau đó được đưa qua mạch bảo vệ ARRESTER và BKRELAY mạch này có tác dụng bảo vệ máy thu khi mà tín hiệu từ máy phát lớn được đưa tới anten nhưng không vào máy thu do lúc này rơle được ngắt ra khỏi anten. Vì máy thu làm việc ở dải tần rất rộng do đó để đảm bảo độ nhạy máy thu ở mạch vào của máy thu người ta chia thành 8 mạch vào dải rộng, khi đó cần thu đoạn tần số nào mạch điều khiển sẽ đóng mạch vào tương ứng với đoạn tần số đó, để đóng mở các mạch vào ta sử dụng chuyển mạch bầng diot. - Sơ đồ chuyển mạch sử dụng diot: D2 Ur L C1 D1 Uv C2 Bình thường ta cấp cho catôt của hai diot một điện áp âm hoặc là 0V do đó các diot không thông nên mạch vào đóng, khi cấp điện áp dương cho catot hai diot thông nên mạch vào mở cho tín hiệu đi qua ( người ta tính toán sao cho biên độ điện áp cuẩ tín hiệu vào phải nhỏ hơn biên độ điện áp một chiều cấp cho catot của diot). Tín hiệu từ chuyển mạch diot được đưa vào bộ lọc thông thấp 35MHz mạch lọc này chỉ cho qua tần số nhỏ hơn hoặc bằng tần số 35MHz, sau đó được đưa tới mạch khuếch đại cao tần mạch này chỉ có tác dụng nâng cao tỉ số S/N. Tín hiệu ra của bộ khuếch đại cao tần được trộn lần thứ nhất với tần số dao động nội(70.455 ~ 100.454999MHz) từ bộ dao động LOOP1 tín hiệu sau bộ trộn được đưa vào mạch lọc để được tần số 70.455MHz, việc chọn lọc tín hiệu cần thu do dao động nội từ LOOP1 tần số này qua bộ khuếch đại trung tần để loại bỏ tần số ảnh đồng thời chống nhiễu-pha đinh sau đó được trộn lần thứ hai với tần số 70MHz từ LOOP2 đưa tần số trung tần cao xuống thấp trở về tần số ban đầu 455KHz, tín hiệu đi tiếp qua rơle, qua mạch lọc thông thấp 455KHz có dải thông 12KHz. 455KHz 12Khz đồng thời tín hiệu 455kHz được đưa vào mạch lọc tạp âm. Tiếp theo tín hiệu được đưa vào bộ lọc băng gồm 4 dải tần: 0.3KHz, 1KHz, 3KHz, 6KHz. Tín hiệu 455KHz đưa qua 4 bộ khuếch đại trung tần ( bốn bộ khuếch đại trung tần này nhằm tăng hệ số khuếch đại và tăng độ nhạy của máy thu) tín hiệu ra từ bộ khuếch đại trung tần thứ ba đi qua mạch khuếch đại sóng mang (CAR AMP) đi vào bộ giải điều chế (DEMO) cùng với tín hiệu từ bộ khuếch đại trung tần thứ ba. Tín hiệu giải điều chế được đưa vào bộ SQLMUTE qua bộ điều chỉnh to nhỏ (volume) điều chỉnh tần số theo ý muốn và qua bộ khuếch đại âm thanh đưa ra loa. + LOOP1: Tạo dao động nội quyết định tần số cần thu, tạo tín hiệu TESTL1. + LOOP2: Tạo ra tần số dao động nội thứ hai, tạo ra tín hiệu TESTL2. + CPU: Điều khiển quá trình làm việc của các khối trong máy thu. III. Đi sâu phân tích bộ phối hợp trở kháng anten JSS-720. Khái quát: một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của máy phát đó là việc phối hợp trở kháng giữa tầng KĐCS và anten để anten có thể bức xạ tốt nhất sóng điện từ ra không gian. khi đó anten làm việc ở chế độ cộng hưởng. nếu máy phát sử dụng một tần số thì chỉ cần sử dụng một antenđể phát. do đó nếu máy phát sử dụng nhiều tần số để phát thì máy phát sẽ phải sử dụng nhiều anten để phát nên sẽ gây lãng phí và cồng kềnh. Vấn đề đắt ra là sử dụng máy phát nhiều tần số chỉ sử dụng một anten phát để khắc phục nhược điểm trên đó chính là phương pháp mở rộng dải tần làm việc của anten phát hay điều hưởng anten phát. Để khắc phục nhược điểm trên người ta sử dụng một mạch ghép anten mạch này ghép giữa tầng khuyếch đại công suất và anten. sơ đồ khối: Sơ đồ tương đương của anten: Từ sơ đồ tương đương của anten ta nhận thấy rằng anten gồm có ba thành phần: phần cảm LA , thành phần điện dung CA , và thành phần tổn hao RA trong ba thành phần trên thì thành phần RA không phụ thuộc vào tần số chỉ có hai thành phần LA và CA là phụ thuộc vào tần số đặt vào anten. Trở kháng của anten là: ZA=RA + j(XL – XC) trong đó Khi anten cộng hưởng ở tần số thì ta có: Khi cộng hưởng thì anten bức xạ công suất ra không gian là lớn nhất khi lệch tần số cộng hưởng riêng của anten thì khi đó anten có thể mang tính dung hoặc tính cảm khi đó anten bức xạ công suất ra không gian thấp. trong trương hợp này mạch ghép sẽ có tác dụng bù thành phần cảm nếu anten mang tính dung và bù thành phần dung nếu anten mang tính cảm để anten có thể cộng hưởng với bất kỳ thành phần nào của tần số phát. mạch ghép anten gọi là tâng ra của máy phát. Mạch ra yêu cầu phải đảm bảo cong suất ra và hiêu suất ra cao. hiệu suất ra của mạch ra sẽ quyết định hiệu suất của toàn máy phát vì công suất của tầng ra chiếm 90% công suất toàn máy phát. Để điều khiển các mạch ra này thi trong máy thu phát JSS-720 người ta sử dụng các bộ vi điều khiển và các cảm biến về pha cảm biến về tải cảm biến về tỷ số sóng đứng. Sau đây ta sẽ phân tích các bộ cảm biến sử dụng trong máy thu phát JSS – 720. 2.Sơ đồ khối của bộ điều hưởng: Cảm biến Mạch phối hợp Điều khiển Bảo vệ Kiểm tra dòng anten anten NFC 801/802 Bộ điều hưởng anten gồm các bộ phận chính sau: + Mạch cảm biến + Mạch điều khiển + Mạch bảo vệ + Mạch phối hợp trở kháng Trong khuôn khổ bài tập lớn này ta sẽ chỉ phân tích chi tiết mạch cảm biến (sensor) của bộ phối hợp trở kháng. Mạch cảm biến bao gồm các bộ cảm biến : cảm biến pha ,cảm biến SWR (Standing Ware Ratio), cảm biến trở kháng tải. a, Bộ cảm biến về pha (phase sensor ) sơ đồ khối của bộ cảm biến pha: về nguyên tắc để so sánh pha giữa dòng điện và điện áp thì chúng ta phải chuyển về cùng một đại lượng dòng điện hoặc điện áp sau đó đưa vào so sánh. Ở đây người ta chuyển về điện áp, nguyên lý hoạt động của cảm biến như sau: trên đường dây tín hiệu dẫn từ máy phát ra anten người ta đặt một cảm biến dòng, trên cuộn thứ cấp của cảm biến dòng ta mắc một điện trở R1 để lấy tín hiệu điện áp đưa vào chân 4 và 5 của IC1 nếu dòng trên đường tín hiệu càng lớn thì điện áp đưa vào IC1 cũng tăng theo( ngoại trừ trường hợp chập tải khi đó sẽ không có dòng ở cuộn thứ cấp của biến áp dòng) IC1 có tác dụng so sánh điện áp cảm biến được từ cảm biến dòng với một mức điện áp ngưỡng nhất định. khi điện áp vào lớn hơn mức ngưỡng thì điện áp ra ở chân 15 của IC1 sẽ ở mức thấp ngược lại thì cho ra mức cao. Để lấy pha của điện áp người ta trích một phần điện áp từ đương tín hiệu qua mạch phân áp với các thành phần R10, R11, R12, R18 và tụ C23 và đưa vào chân 4 và 5 của IC4. IC4 hoạt động cũng tương tự như IC1. Ở đầu vào của IC1 và IC4 có mắc thêm các tụ C1 và tụ C24 để ngắn mạch thành phần cao tần. Các diốt CD2 và CD4 có tác dụng như một mạch ghim ở mức 0v, các điốt CD3 và CD1 để bảo vệ quá tải cho IC1và IC4 tức là khi điện áp cảm biến lớn hơn 5v thì điốt CD1 và CD3 thông và sẽ hạn dòng vào IC. Việc so pha được thực hiện nhờ D plipplop: tức là đầu ra của IC1(chân 15 ) đưa vào chân D của plipplop còn đầu ra của IC10 đưa vào chân (Chip Enable ) của plipplop. mức điện áp đầu ra của IC3 sẽ cho biết trở kháng của mạch ra anten mang tính cảm hay tính dung. Nếu điện áp đầu ra IC3 ở mức cao thì sẽ mang tính cảm. nếu điện áp dầu ra của IC3 ở mức thấp thì trở kháng sẽ mang tính dung. Điện áp này sẽ được biến đổi A/D rồi đưa về vi xử lý. Ngoài tín hiệu so pha thì vi điều khiển còn đưa ra tín hiệu tắt bộ so pha (phase sensor off ) bình thường tín hiệu này ở mức thấp thì bộ so pha họat động bình thường nhưng khi nó được đưa lên mức cao thì sẽ làm cho Transistor TR3 thông, TR1 và TR2 khoá làm cho điện áp đầu vào IC4 rất nhỏ dẫn tới đầu ra 15 ở mức tích cực cao làm cho chân (Chip Enable ) của D plipplop cũng ở mức cao nên làm cho D plipplop ngừng làm việc. b, Bộ cảm biến tỷ số sóng đứng (SWR ) : 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 tỉ số song đứng SWR-Standing Wave Ratio. Sơ đồ mạch: Mạch này làm nhiệm vụ cảm biến về tỷ số điện áp sóng đứng SWR(bằng cách so pha của dòng phát đi và dòng phản xạ) thông qua hai tín hiệu Vf và Vr. Trong đó Vf là tín hiệu đưa ra tầng trước(sóng phát đi; Vr là tín hiệu phản hồi về tầng sau(song phản xạ). Cảm biến Vf: tín hiệu ra anten qua cảm biến 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 đã đảo pha lấy từ biến áp dòng T2.Tín hiệu này được đua dến bộ so sánh IC5A thông qua R22,L59. Cảm biến Vr: tín hiệu lấy từ diode CD5.CD5 so sánh tín hiệu cảm biến về điện áp lấy từ C12 và C14.với tín hiệu cảm biến đã đảo pha lấy từ biến áp dòng T2.Tín hiệu này được đua dến bộ so sánh IC5B thông qua R23,L60. C9,C10,R33,R34,C59,C60 làm nhiệm vụ lọc thành phần biến đổi. Sauk hi đi qua IC5A và IC5B tín hiệu sẽ được lấy ra từ chân 7&1 của 2 IC này và chúng đươc đưa tới vi xử lí thông qua 2 mạch lọc bao gồm C39,L53,C33(và C41,L55,C35). c, Bộ cảm biến tải (LOAD): Sơ đồ mạch: Mạch bao gồm cảm biến dòng T3,diode CD7 ,CD8; điện trở R26~R31; tụ điện C16~C20; cuộn cảm L7~L9. Bộ cảm biến này sẽ cảm biến và cho ta biết về trở kháng của anten (tải) nguyên lý của bộ cảm biến này là nó so sánh về độ lớn của dòng và áp ra anten. hoạt động của mạch như sau: đầu ra của cuộn thứ cấp của biến áp dòng sẽ được mắc với điện trở R27, R26 để lấy áp điện áp này sẽ được nắn để lấy điện áp 1 chiều đưa vao bộ so sánh IC3. Trên đường dây tín hiệu người ta trích ra điện áp và qua diốt nắn để lấy điện áp một chiều đưa vao chân đảo của bộ so sánh. Đầu ra của bộ so sánh sẽ cho biết trở kháng của anten lớn hơn 50 hay nhỏ hơn 50. Nếu chân load ở mức cao thì trở kháng của anten nhỏ hơn 50 . Nếu chân load ở mức thấp thì trở kháng của anten lớn hơn 50 . IV. KẾT LUẬN. Như vậy,qua việc phân tích sơ đồ hệ thống ta thấy đòi hỏi khối lượng các kiến thức tổng quan, cách thức liên hệ giũa cơ sở lý thuyết và thực tiễn .Quá trình phân tích là quá trình tổng hợp lại các kiến thức các phương pháp nghiên cứu.Yếu tố ảnh hưởng nhiều trong quá trình phân tích một hệ thống chính là mặt kiến thức cơ bản, khi nắm chắc điều đó trình tự phân tích được áp dụng là chia nhỏ theo từng khối ,thực hiệ