Đề tài Xây dựng hệ thống tự động điều chỉnh hế số khuyếch đại dùng trong máy nhận biết mã chủ quyền quốc gia

onautical Broardcasting Service) HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG QUỐC TẾ - ICAO 1.4 Thông tin về tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO ICAO (Interbational Civil Aviation Organization) là cơ quan kỹ thuật của Liên Hợp Quốc, được thành lập ngày 4/4/1947, gồm có 180 quốc gia đại hội thành viên. Đại hội đồng ICAO họp 3 năm một lần. Đại hội đồng bầu ra hội đồng thường trực gồm của 33 quốc gia thành viên đóng vai trò quan trọng trong ngành thương mại vận tải thương mại hàng không, hay phân phối theo vị trí địa dư. Đứng đầu ICAO là Tổng thư ký ICAO do Đại hội đồng ICAO bầu và một số Uỷ ban thường trực phụ trách về kỹ thuật. Trụ sở ICAO đặt tại Montreal. Mục tiêu hoạt động là nhằm phát triển ngành hàng không thế giới theo một trật tự an toàn. 1.4.1 Nhiệm vụ: Xây dựng tiêu chuần thủ tục và các điều lệ cần thiết cho các hoạt động an toàn hiệu quả và điều hoà trong ngành không vận. Điều phối, hỗ trợ cho sự hợp tác quốc tế và khu vực để phát triển đồng bộ ngành hàng không. Cung cấp tài chính hay trợ giúp tài chính hoặc kỹ thuật cho các quốc gia có nhu cầu để giúp duy trì hoạt động hàng không dân dụng theo tiêu chuẩn chung. Ấn hành, phát hành các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành hàng không. 1.4.2 ICAO có các tổ chức chuyên môn sau đây: Kiểm soát không lưu. Khí tượng hàng không Liên lạc không địa. Tìm kiếm cứu nguy. Thông tin liên lạc. Chống không tặc, khủng bố, tiếng ồn của máy bay đối với môi trường. 1.5. Các yếu tố của hệ thống viên thông hàng không + Thông tin ( Communication) + Dẫn đường ( Navigation) + Giám sát ( Surveilance) + Quản lý không lưu (Air Trafic Management) 1.5.1 Thông tin ( Communication) Bộ phận thông tin có vai trò rất quan trọng trong công tác quản lý bay. Nó có nhiệm vụ kiểm soát và duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống thông tin hàng không bao gồm thông tin đất đối không giữa trung tâm kiểm soát bay với máy bay; thông tin dưới mặt đất giữa các trung tâm kiểm soát với nhau và các đơn vị hiệp dồng bay khác, bao gồm thông tin thoại và chuyển tiếp điệp văn. Hai ph ương thức được dùng phổ biến và có nhiều ưu điểm trong thông tin hàng không là thông tin sóng ngắn HF và sóng cực ngắn VHF. Tuy nhiên vẫn tồn tại những nhược điểm là sóng VHF ch phát theo tầm nhìn thẳng, cự li thông tin kh ông xa vì bề mặt trái đất cong và ảnh hưởng đến chướng ngại vật…; còn sóng HF truyền sóng bằng phản xạ tầng điện li, do đó không bị ảnh hưởng bởi chướng ngại vật., nhưng lại xãy ra hiện tượng phadinh, giao thoa tầng khí quyển. Phương hướng phát triển của thông tin hàng không là sử dụng thông tin vệ tinh. Thông tin vệ tinh khắc phục được hạn chế của thông tin HF và VHF. Ngày nay nhiều trạm vệ tinh mặt đất đang được xây dựng và hàng loạt máy bay đang đựơc chuẩn bị để sử dụng thông tin của hệ thống thông tin vệ tinh. 1.5.2 Dẫn đường (Navigation) Hệ thống dẫn đường là hệ thống thiết bị có thể xác định rõ vị trí của máy bay và hướng dẫn, điều chỉnh vị trí để nó bay đến đích. Độ chính xác và độ tin cậy của việc dẫn đường máy bay bay theo k ế hoạch bay định trứơc sẽ được phụ thuộc rất lớn vào tín hiệu phát ra từ thiết bị phù trợ dẫn đường dưới mặt đất, do đó việc dẫn đường sẽ gặp nhiều khó khăn tại những nơi như đại dương và các khu vực núi non. Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh không chỉ khắc phục được nhược điểm này mà còn có thể phát thông tin liên tục ra không gian để xác định vị trí và tham khảo thời gian một cách chính xác. Với độ chính xác cao của hệ thống dẫn đuờng vệ tinh và với hiệu suất cao, giá thành hạ thì sẽ cung cấp cho máy bay khả năng tiếp cận chính xác trong tầm nhìn bị hạn chế. Theo hệ thống củ, dẫn đường hàng không sử dụng khái niệm MNPS, các chuẩn Omeg a/Loran C, NDB, VOR/DME, do độ cao bằng khí áp, hệ thống tham chiếu quán tính và dẫn đường quán tính INS/ IRS và hệ thống hạ cánh sóng cực ngắn MLS. Theo khuyến cáo của ICAO, trong tương lai hệ thống dẫn đường hàng không sẽ được bỗ sung thêm khái niệm dẫn đường theo yêu cầu RNP hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS, đo độ cao bằng GNSS. 1.5.3 Giám sát (Surveilance) Giám sát là phương thức cơ bản của kiểm soát viên không lưu dùng để xác định vị trí của một máy bay bay trên đường bay, đảm bảo duy trì khoảng cách an toàn. Đây là một trong những công cụ sơ cấp để quản lý đường bay hiệu quả và an toàn. đặc biệt trong những điều kiện mật độ bay lớn. Hệ thống giám sát trợ giúp các cơ quan kiểm soát không lưu nhằm nhìn thấy được máy bay trong suốt quá trình hoạt động. Đây là phương thức kiểm soát hiện đại, nhờ đó mà thưc hiện với 3 khả năng nghe, nhìn,nói. Ban đầu sử dụng giám sát bằng radar sơ cấp và thứ cấp. Ngày nay vệ tinh đã đóng góp một phần lớn để tăng độ chính xác và an toàn bằng cách hổ trợ hệ thống giám sát cho phép máy bay tự động cung cấp thông tin nhận đựơc từ đài hướng dẫn và hệ thống định vị. Phương thức này gọi là hệ thống giám sát phụ thu c tự động ADS, lợi ích điển hình của nó là tăng hiệu suất quản lý không lưu ở những khu vực không có radar như vùng biển hoặc các vùng lục địa xa xôi. 1.5.4 Quản lý không lưu (Air Traffic Management) Công tác không lưu bao g ồm: + Công tác kiểm soát không lưu (ATC) + Quản lý các luồng bay (ATFM) + Quản lý vùng trời (ASM) ( chức năng phối hợp của HKDD) Trong đó kiểm soát không lưu là thành phần chính của công tác quản lý không lưu. * * * CHƯƠNG II :TỔNG QUAN VỀ MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ KHUẾCH ĐẠI AGC 2.1 Giới thiệu chung Vào những năm đầu của sự phát triển mạch vô tuyến, sự giảm âm (được định nghĩa như những sự biến đổi chậm biên độ của những tín hiệu nhận được) yêu cầu tiếp tục những điều chỉnh của thiết bị thu để bảo trì một tín hiệu đầu ra tương đối liên tục. Hoàn cảnh như vậy dẫn tới thiết kế của những mạch ,chức năng duy trì một mức tín hiệu liên tục tại đầu ra, bất chấp của những sự biến đổi của tín hiệu ở lối vào của hệ thống . Trước đấy, những mạch đó được mô tả như những mạch tự điều chỉnh âm lượng, vài năm sau đó chúng được khái quát hóa dưới tên những mạch tự điều chỉnh khuếch đại (AGC) . Với sự phát triển to lớn của những hệ thống thông tin liên lạc trong thời gian nửa thế kỷ XX , nhu cầu tính chọn lọc và điều khiển tốt mức tín hiệu đầu ra trở nên một vấn đề cơ bản trong thiết kế của bất kỳ hệ thống thông tin liên lạc nào. Ngày nay, mạch AGC có thể được tìm thấy trong rất nhiều các hệ thống thông tin liên lạc, Mục tiêu chính của chương này sẽ cung cấp cho người đọc những kiến thức cơ bản từ lý thuyết đến thiết kế ,từ đơn giản đến phức tạp của một hệ thống AGC . Chúng ta sẽ bắt đầu học lý thuyết điều khiển đơn giản và sơ cấp của một hệ thống AGC . Sau đó, với lý thuyết như đã được biết, chúng ta sẽ học và mô tả những những đặc trưng và sự thực hiện của nhiều thành phần hệ thống AGC thông dụng nhất. Cuối cùng, mạch AGC mà ta thực hành sẽ được giới thiệu và phân tích. Tại mỗi mục, những chỗ cần thiết sẽ được nhấn mạnh để chúng ta hiểu sâu hơn về hệ thống AGC. 2.2.Lý thuyết về mạch tự động điều chỉnh khuyếch đại Nhiều nỗ lực đã được làm để mô tả hoàn toàn một hệ thống AGC dưới dạng lý thuyết điều khiển, từ những sự đơn giản đến những hệ đa biến phức tạp. Mỗi mô hình có những lợi thế và những khó khăn của nó, những mô hình cấp một hệ đơn giản thì dễ dàng phân tích và dễ hiểu nhưng đôi khi những kết quả cuối cùng cho thấy một sự không chính xác cao khi được so sánh với những kết quả thực nghiệm . Mặt khác những hệ đa biến phức tạp cho thấy một dạng tương quan mức độ chính xác nhưng lý thuyết và sự thực thi hệ thống lại rất khó khăn . Từ những thực nghiệm thì một hệ thống AGC được mô tả như trong hình 1 Hình 1. Sơ đồ khối AGC Tín hiệu vào được khuyếch đại bởi một máy khuếch đại lợi ích biến thiên VGA cái mà được kiểm soát bởi một tín hiệu ngoài VC Đầu ra từ VGA có thể thì xa hơn nữa được khuyếch đại bởi một giây.giai đoạn để sinh ra và mức thích hợp của V0 (hoi anh đ ông ) Những tham số của tín hiệu đầu ra đó, như biên độ tần số mang, độ biến điệu hay tần số được cho qua một bộ thu ,bất kỳ thành phần không thích hợp nào sẽ được lọc ra và tín hiệu còn lại được so sánh với một tín hiệu mẫu . Kết quả của sự so sánh được dùng để phát sinh điện áp điều khiển VC và điều chỉnh lợi ích của VGA Một hệ thông AGC thực chất không phải là một hệ thống phản hồi . Hệ thống có thể được mô tả dưới dạng hàm truyền của nó Hàm truyền được lý tưởng hóa cho một hệ thống AGC được minh họa trong hình 2 Hình 2. Hàm truyền lý tưởng của AGC Những tín hiệu vào thấp AGC và đầu ra là một hàm tuyến tính của đầu vào khi đầu ra đạt đến một giá trị ngưỡng (V1) AGC có hiệu lực và duy tr ì một mức đầu ra liên tục cho đến khi nó đạt đến một giá trị ngưỡng (V2) thứ hai Tại điểm này, AGC trở nên không có hiệu lực lần nữa Rất nhiều thong số của mạch AGC phụ thuộc vào loại điều chỉnh được sử dụng bên trong hệ thống .Nếu bất kỳ điều chỉnh về biên độ được thực hiện thì hệ AGC sẽ không phản hồi bất kỳ sự thay đổi nào về điều chỉnh biên độ , độ méo .Vì vậy băng tần của AGC sẽ hạn chế ở một giá trị thấp hơn so với sự điều chỉnh tần số thấp nhất . Đối với hệ thống này tần số hoặc biến điệu xung được sử dụng thì yêu cầu của hệ thong này là không quá nghiêm ngặt. Như đề cập trước đây một hệ thống AGC được coi là một hệ phi tuyến và rất khó tìm thấy những giải pháp cho phương trình phi tuyến mà xuất hiện trong thời gian sự phân tích .Tuy vậy, có hai mô hình mà mô tả hành vi của hệ thống với một mức độ chính xác tốt và một cách tương đối dễ dàng để thực hiện khi những phương trình chuyển đổi tín hiệu nhỏ của những khối chính được biết Hình 3. Hệ thống AGC trên nền đêxiben Dù không có tên cho mô hình đầu tiên, nó có thể được mô tả như mô hình tuyến tính trên nền đêxiben. Sơ đồ khối cho mô hình này được biểu diễn trong hình 3, trong mô hình này P Có hàm truyền sau đây Trong đó Vo là tín hiệu ra Vi là tín hiệu vào K1 là hằng số a là hằng số VGA Tiếpđó ta có : V2 =Ln V1 = Ln K2 Vo Trong đó : K2 đại diện cho bộ tách sóng Giả thiết rằng đầu của máy thu luôn luôn dương . Đầu ra của bộ khuếch đại lô ga là một số thực,điện áp điều khiển được trở thành : Trong đó : F(s) đại diện cho hàm truyền lọc Ta lại có : Từ đó suy ra: => Dựa vào trên ta có : Nếu coi K1 và K2 tương đương thì ta có: Ta sử dụng tính tương tự : Từ đó ta có : Cuối cùng ta có thể viết lại như sau: Từ biểu thức này dễ dàng để nhìn thấy đặc trưng của hệ thống được xác định bởi một nhân tố (hệ số) của VGA và bộ lọc F(s) . F(s) thông thường là một mạch lọc thông thấp, dải thông của vòng phản hồi phải hạn chế để tránh những vấn đề phức tạp,và đảm bảo AGC đó không ảnh hưởng gì đến điều biến biên độ mà có mặt trong tín hiệu vào. Một tham số quan trọng trong bất kỳ hệ điều khiển nào là sai số ổn định mà được định nghĩa như sau : Trong đó : E(s) là tín hiệu nhiễu của vòng phản hồi . Việc áp dụng định nghĩa đã cho ở trên với hệ thống AGC chúng ta tìm thấy sai số vị trí đó luôn được cho bởi : Trong đó : F(0) là dòng thuận lợi DC a là hằng số số mũ của AGC F(s) đơn giản nhất , khối mà có thể được sử dụng trong hệ thống là một mạch lọc thông thấp mà có hàm truyền được định nghĩa như sau : Ở đó : K là đại diện cho DC của bộ lọc B là băng thông Từ đó ta có : Như vậy tổng DC được gửi ra của hệ thống AGC được cho bởi : Đầu ra gần như bằng nhau 8.7Vr và sự thay đổi trạng thái ổn định trong đầu vào được giảm bớt đáng kể. hệ thống AGC bao gồm một điện áp chuẩn bên trong vòng điều khiển được viện đến như sự trì hoãn AGC. Mô hình thứ hai của một hệ thống AGC không chứa đựng một bộ khuếch đại lôga bên trong vòng nhưng vẫn còn chứa đựng một kiểu VGA đường số mũ . Khó khăn thực tế là tăng sự phức tạp của thống , Sơ đồ khối trong hình 4 a cho thấy rằng có thể đại diện cho hệ thống như vậy . Quan trọng chú ý VGA và bộ thu đó là những phần phi tuyến duy nhất của hệ thống . Giả sử đồng nhất máy dò tìm và bộ khuếch đại tín hiệu , hệ thống có thể giảm đối với sơ đồ khối được đưa vào (hình 4 b) Hình 4. Mô hình hệ thống AGC Ở đây Vo và Vi là tín hiệu vào và ra , F chuyển đổi bộ lọc và bộ khuếch đại . Điện áp đầu ra Vo băng với PVi,P là đặc trưng của VGA và nó có chức năng điều khiển điện áp Vc . Đi theo sau đường dẫn tín hiệu, chúng ta có thể nhìn thấy điện áp điều khiển đó được cho bởi : Một khi chúng tôi quan tâm đến sự thay đổi trong điện áp đầu ra vì một sự thay đổi trong điện áp vào chúng ta có thể thấy dẫn xuất của Vo đối với Vi, bởi vậy : Ta có : Bởi vậy biểu thức của : dVo / dVi được viết như sau: Cách khác : 2.3 .Những thành phần của một hệ thống AGC Mọi hệ thống AGC ở đây cung cấp một sự lấy mẫu liên tục của tín hiệu đầu ra và điều chỉnh liên tục VGA . Có vài ứng dụng nơi đầu ra báo hiệu lấy mẫu tại những khoảng đặc biệt , và chỉ được điều chỉnh tại những khoảng đó . Những hệ thống đó được biết như hệ thống AGC kiểu xung . và sự phân tích của nó thông thường được thực hiện sử dụng kỹ thuật lấy mẫu dữ liệu. Có nhiều thành phần và những dạng mạch điện mà có thể được sử dụng như một VGA. Những nhân tố chính phải được biết trong lúc lựa chọn một mạch thích hợp : Đáp ứng tần số, điện áp điều khiển , phạm vi điều khiển mong muốn của VGA, ổn định thời gian và cuối cùng là cấu hình hệ thống. Mạch tần số thấp những mạch tần số thấp cấu hình chung nhất gồm có một bộ khuếch đại thuật toán và một bộ suy giảm kiểm soát điện áp . Bộ suy giảm kiểm soát điện áp cơ bản gồm có một điện trở cố định nối kế tiếp nhau với một tranzito điều chỉnh trường ( thông thường là một JFET) làm việc trong chế độ 3. Cấu hình như vậy được đưa vào hình 5 Hình 5. Bộ kiểm soát suy giảm điện áp cơ bản Điện áp đầu ra đó được cho bởi : Trong khi Vgs dần tiến tới Vgs(off). gds dần tiến tới 0 và không có sự suy giảm của tín hiệu đầu vào .Nếu giá trị của Rl là rất lớn thì rds(on) và R cân bằng ,ta sẽ có : Độ hộ dẫn đầu ra được cho bởi : Ở đó : Kết hợp cả hai phương trình : Ở trên mạch có hai hạn chế cần chú ý : sự méo dạng và hạn chế cao khả năng xử lý tín hiệu . Cả hai vấn đề có thể được giải quyết bằng việc cung cấp phản hồi một nửa điện áp nguồn tới cổng , sự cải biến như vậy đơn giản hóa phương trình độ hộ dẫn đầu ra : là một hàm tuyến tính của Vc Để tránh tải đầu ra giá trị của những điện trở phản hồi phải cao hơn R1 ,và nếu cách ly từ điện áp điều khển đến đầu ra mong muốn đòi hỏi đường dẫn phải nối giữa đường phản hồi và đầu ra . ư Hình 6. a) Bộ điều khiển suy giảm điện áp với phản hồi b) Sự phản hồi và cô lập c) Sự ảnh hưởng tuyến tính do phản hồi Những mạch sau đây minh họa sự sử dụng một bộ suy giảm kiểm soát điện áp bên trong vòng phản hồi của một bộ khuếch đại thuật toán . (Hình 7) mạch đầu tiên, độ khuếch đại chung được cho bởi : Hình 7. Bộ khuếch đại thuật toán hệ số biến thiên Ta có : Hình 8 . Bộ khuếch đại thuật toán hệ số biến thiên Amax >1 Cuối cùng, để ngăn chặn bất kỳ thành phần một chiều nào mà đã có thể có mặt trong tín hiệu vào , và giữ FET làm việc trong chế độ 3, một tụ điện phải được đặt kế tiếp nhau với bộ suy giảm FET . Giá trị của tụ điện sẽ phụ thuộc vào tần số tới hạn , và trở kháng tương đương thấy được từ điểm kết nối .(hình 9) Hình 9. Bộ suy giảm bộ điều khiển điện áp với tụ chắn DC Khi sử dụng FET như một thành phần của một bộ suy giảm điện áp những điểm cần chú ý sau đây: FET trong chế độ 3 chỉ có tác dụng như một điện trở cho những giá trị điện áp nhỏ của Vds Độ hộ dẫn đầu ra (gds) xấp xỉ là một hàm tuyến tính của Vgs Tính tuyến tính của gds giảm bớt khi Vgs tiếp cận Vgs(off) Phản hồi sau một môt nửa Vds tới cổng của FET cải thiện tính tuyến tính và dải rộng Cuối cùng, nếu sẵn có một điện áp điều khiển vi phân bộ suy giảm FET có thể được thực hiện như sau : Hình 10. Bộ suy giảm FET với vi phân Vc Điện áp điều khiển của mạch này cần là một một nửa của bộ suy giảm truyền để đạt được cùng giá trị của gds trừ phi sự cải tiến trong tính tuyến tính một dải rộng được giữ gìn. 2.3.2.Mạch điện tần số cao Đa số các mạch điện có tần số khoảng hàng trăm megahec,nó phụ thuộc vào sự lựa chọn các thành phần như sự tiếp đất , sự chuyển dòng sự thích ứng trở kháng và cách trình bày vật lý của mạch. Ngày nay, với những yêu cầu thực hiện cao của những hệ thống và những thiết bị hiện đại thích hợp với nhiều kỹ thuật chung nhất mà điển hình được thực hiện trong mạch tổ hợp(IC) .Thiết bị đầu tiên mà có thể được tìm thấy trong mẫu tổng hợp và riêng biệt là Cổng MOSFET hay DG MOSFET . Thiết bị này có thể được mô hình hoá khi hai MOSFET trong cấu hình mạch với tín hiệu vào ứng dụng vào cổng đầu tiên (G1) và một tín hiệu điều khiển thứ hai ứng dụng vào cổng thứ hai (G2) . Tín hiệu thứ hai này kiểm soát lợi ích của toàn bộ quá trình và nó thông thường được biết đến khi AGC báo hiệu Hình 11. Cấu hình cổng kép Dải tần số hữu ích và những đặc trưng điện của DGMOSFET phụ thuộc cao trên công nghệ được dùng trong thời gian tạo dựng thiết bị . Cho đến ngày nay những thiết bị tốt nhất đã được tạo dựng sử dụng công nghệ HEMT (tranzito điện tử di động năng lượng cao) cho phạm vi gigahec và công nghệ MOS truyền thống cho những ứng dụng tần số thấp hơn Mặc dù DG-MOSFET cho thấy sự thực hiện tần số cao tốt nó không được sử dụng rộng rãi vì thiếu những mô hình và những đặc trưng của nó cũng không thật chính xác Tuy vậy, rất nhiều nghiên cứu đã được đã làm và giờ khả dĩ tìm thấy một số mô hình SPICE cho những thiết bị thương mại (Siliconix và Philips) hơn nữa một mẫu thí nghiệm cho những ứng dụng gigahec đã được phát triển và tối ưu hóa bởi C. Licqurish, M. J. Howes và C. M. Snowden tại Trường đại học Leeds Sử dụng S tham số Hình 12. Mô hình DGMOSFET tương đương Cấu trúc liên kết mà thông thường được tìm thấy trong mạch tần số cao là tế bào Ginbe hay bộ nhân tương tự Mặc dầu nó chủ yếu được thiết kế để được sử dụng như một máy trộn. Một sơ đồ đầy đủ Hình 13 . Bốn bộ hợp kênh Những dòng cực góp của T1 và T4 có thể được hiện ra: Đồng thời ta cũng có : Sử dụng mối quan hệ đường số mũ cho dòng Emiter T5 và T6 và thực hiện lấy tỉ số ta có: Ta cũng có: Kết hợp hai phương trình trước : Mặt khác ta có: Như vậy, Ie5 có thể được viết lại như sau: Tương tự cho iE7 : Dòng ip là tổng của ic5 v à ic7 .Cuối cùng ta có : Các dòng iC3 và iC4 phát sinh một điện áp ngang qua D1 và D2 , điện áp này bằng với điện áp Collector của T3 và T4 đồng thời tuân theo quy luật số mũ: Lấy tỉ số: Sử dụng biểu thức trên vào phương trình cho ip ta có: Cuối cùng: vO1 và vO2 được cho bởi : Như vậy, đầu ra (của) bộ khuếch đại vi sai được cho bởi : Rõ ràng rằng một trong những đầu vào có thể là sử dụng như điện áp AGC trong khi tín hiệu chính được xen vào trên một đầu vào khác. Bộ nhân IC hiện đại có thể thể hiện một dải thông rộng và một mức độ chính xác cao ,tuy nhiên những sự chính xác của những thành phần riêng biệt là 1% Hình 14 .Sự suy giảm diode cơ bản Cuối cùng, đương lượng của bộ suy giảm JFET tại những tần số cao thì thông thường được thực hiện với một điôt, điểm thiên lệch của nó được thay đổi theo một điện áp Vc điều khiển hay một Ic hiện thời điều khiển Hình 14 mô tả kỹ thuật này, mạch vận hành như sau : Dòng Iagc không thể chảy vào điện trở vì tụ chắn dòng DC nhưng nó có thể chảy vào điôt, thiên lệch nó vào trong vùng phía trước Giả thiết biên độ đó Của Vi nhỏ sao cho điôt bị giữ phía trước được thiên lệch . Ta có : rd được xác định bởi: Nếu chúng ta thế biểu thức này vào trong phương trình phía trên và giả thiết giá trị đó Của R cao hơn nhiều so với rd, biểu thức sau đây được tìm thấy : Nếu IAGC hiện thời thiên lệch cân đối đối với giá trị của Vin Iagc = KVenv (t) , rồi điện áp đầu ra Vo có thể trở nên liên tục mặc dù những sự biến đổi của điện áp Vin . Cho những điôt mục đích chung là ứng dụng tần số vô tuyến không hữu ích và chúng được thay thế bởi những điôt chốt . Một điôt chốt là một chất bán dẫn silic gồm có một lớp được chứa đựng giữa hai lớp của silic kiểu P và N . Khi điôt được thiên lệch, một số lượng hữu hạn của sự tích nạp được đưa vào trong lớp ở giữa . Số lượng hữu hạn này của sự tích nạp, gồm có điện tử và những lỗ trống , mật độ điện tích bên trong lớp ở giữa xác định độ dẫn điện của điôt. Những điôt chốt sử dụng như một điôt bình thường cho những giá trị tần số thấp , nhưng nếu tần số là mức tốt ở trên đang tăng, sẽ xác định bởi :fc = 1/2 π τ , điện trở trong của điôt có thể là mô tả bởi phương trình sau đây : ở đây K và x là những hằng số mà phụ thuộc nhiều trên quá trình tạo dựng và thường được tính toán dựa theo thực nghiệm . Thuộc tính thú vị này của điôt chốt cho phép thiết kế những sự chuyển đổi, những bộ suy giảm, những bộ biến điệu, bộ điều chế và những máy dò tìm . Hình 15 cho thấy rằng hai cấu hình cơ bản cho bộ suy giảm RF sử dụng những điôt chốt , Sự suy giảm cho mỗi cấu hình giả định, mà điôt thuần túy đề kháng được cho bởi : Hình 15 . Sự suy giảm diode chốt Một bộ suy giảm Chốt thực hành được phát triển bởi công nghệ Agilent (hình 16). Nó cho thấy một sự thực hiện tốt từ 300 KHz đến 3 GHz Hình 16 .Bộ suy giảm diode chốt R1 và R2 cung cấp đường dẫn trở lại DC, trong khi R4 và R3 cung cấp sự thích ứng trở kháng thích hợp cho những điôt chốt .Thành phần cuối cùng của một hệ thống AGC là bộ khuếch đại lôga Như chọn trước đây, một điôt lý tưởng cho thấy phương trình chuyển đổi sau đây : Trong đó: Is = dòng bão hoà đảo ngược n = hằng số giữa 1 và 2 cho những điôt silic Vt = kT/q = điện áp nhiệt k = hằng số Boltzman Nếu điôt là m ột phần của vòng phản hồi của một bộ khuếch đại thuật toán (hình 17), Id hiện thời có thể được viết như sau: Cuối cùng: Lấy lôga tự nhiên : Hình 17 . Bộ khuếch đại loga cơ bản Phương trình này cho thấy rằng điện áp đầu ra đó cân đối đối với lô-ga của điện áp vào . Hạn chế chính của mạch này là sự phụ thuộc nhiệt độ cao. Is có thể là được huỷ bỏ bằng việc đặt một điôt tương ứng (hay điôt nối tranzito) như trong hình 18 Hình 18. Bộ khuếch đại với sự loại bỏ Is Giả thiết rằng cả hai tranzito được thích ứng và vận hành trong vùng tích cực . Hạn chế Vin là một giá trị xác thực, sự phân tích mạch như sau : Từ mối quan hệ đường số mũ của một tranzito lưỡng hạt và áp dụng KVL xung quanh những tiếp giáp cực B-E của Q1 và Q2 , chúng ta thu được : và: Dòng Collector của Q1 được xác định bởi : Bỏ qua dòng cơ bản của Q2 và giả thiết dòng collecter i2 xấp xỉ được cho bởi : Rồi Vo1 có thể được biểu thị như sau : Cuối cùng ta có: Biểu thức này không bao gồm Is, như vậy nó cho thấy sự phụ thuộc nhiệt độ thấp hơn so với mạch cơ sở. Bước cuối cùng sẽ tối giản tác động của điện áp nhiệt trong phương trình chuyển đổi của bộ khuyếch đại: Hình 19. Bộ khuếch đại log bù Hình 19 cho thấy nhiệt độ bù vào bộ khuyếch đại ,sự phân tích của mạch như sau , I1 là dòng vào và I2 hoặc là một đầu vào thứ hai hoặc là một dòng liên quan . Điện thế Emitter của Q1 là : Tương tự điên thế Emitter của Q2 là : Từ khi hai Emitter cùng điện áp, chúng ta có thể viết : điện áp lối ra và V2 liên hệ qua điện áp chia bởi R2 và Rtc Cuối cùng : 2.4 Hệ thống AGC đầy đủ Cuối cùng, một hệ thống AGC thực hành hoàn thiện được đưa vào hình 20, Mạch này được bao gồm demo của OPA660 . OPA660 là một dải thông cao, tốc độ quay cao hệ thống biến đổi hỗ cảm, hỗ cảm có thể thay đổi bởi giá trị điện trở nối tới chân 1 .Trong mạch này, tín hiệu vào được làm yếu bởi số chia đề kháng ở lối vào của OPA660 và chuyển đổi vào trong một dòng Iout. Đầu ra hiện thời được chuyển đổi vào trong một điện áp bởi hai máy khuyếch đại OPA621 . Trị số của điện áp đầu ra được kiểm tra để chống lại điện áp chuẩn VREF bởi bộ khuếch đại vi sai riêng biệt Điện áp lệch được nhân lên bởi bộ khuếch đại vi sai riêng biệt , ứng dụng vào cổng của N5460 JFET 2 và lọc bởi mạng RC (R19 v à C1). Độ hộ dẫn đầu ra của JFET điều chỉnh dòng chế độ tĩnh tại chốt 1 . như vậy, sẽ thay đổi độ hộ dẫn của OPA660 và sửa đổi lợi ích tổng của mạch . Quá trình tiếp tục cho đến hệ thống ở trạng thái ổn định Hình 20. Mạch AGC hoàn chỉnh 2.5 Những kết luận Hệ thống AGC là phần của bất kỳ hệ thống thông tin liên lạc không dây nào , một tín hiệu đầu ra luôn luôn mong muốn là liên tục. Sự phức tạp của hệ thống AGC được xác định bởi những yêu cầu của hệ thống thông tin liên lạc, bởi vậy sự phân tích, thiết kế và sự thi hành được có thể trở nên khá khó. Tuy nhiên , hai mô hình cơ bản được cho thấy trong công việc này cung cấp đủ công cụ để tính toán , và những tham số đặc trưng cơ bản của hệ thống và chuyển chúng vào những mạch làm việc. Sự bao gồm của một số mạch bổ sung, như một bộ khuếch đại lôga, cung cấp phạm vi của hệ thống tuyến tính . Tại những tần số thấp và trung bình FET làm việc trong vùng tuyến tính thẳng và được kết hợp với một mạng phản hồi để cung cấp phương pháp tốt nhất thực hiện VGA trong khi giữ sự biến dạng tại một cực tiểu và cung cấp một dải rộng . Tại những tần số bậc cao.IC- MOSFET, DGMOSFET, những tế bào Ginbe , OTA và những điôt chốt cung cấp một sự thực hiện tốt hơn và lợi thế là chúng có thể được thực hiện trong công nghệ mạch tổ hợp. Cho cả hai một sự chọn lọc cẩn thận của những thành phần đi dây, in ấn bản vẽ mạch, sự thích ứng trở kháng ….. Hệ thống AGC và những mạch sẽ tiếp tục tiến triển miễn là công nghệ không dây trở nên nhanh hơn ,nhỏ hơn và phức