NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY THU PHÁT ĐƠN BIÊN SÓNG NGẮN (phần tổ hợp tần số và thi công)

Lời nói đầu
Ngày nay thông tin liên lạc đã trở thành một phần không thể thiếu
trong cuộc sống của con ngời. Thực tế hiện nay các trang bị thông tin của
chỳng ta đều đã cũ, kinh phí để mua sắm các trang bị đó là tơng đối lớn.
Đáp ứng yêu cu thc t t ra thì hớng tiếp cận khoa học kỹ thuật từng bớc
ứng dụng những thành tựu của khoa học và công nghệ vào thiết kế chế tạo
các sản phẩm thông tin phù hợp với điều kiện và khả năng thực tế của nớc
ta là một hớng nghiên cứu hợp lý. Trên tinh thần đó em nhận bản đồ án
Nghiờn cu, thit k mỏy thu phỏt n biờn súng ngn (phn t hp tn
s v thi cụng . Để nghiên cứu thiết kế toàn bộ một máy thu phát đơn
biên sóng ngắn là một khối lợng công việc khá lớn nên trong khuôn khổ
thời gian làm đồ án em chỉ tập trung vào nghiên cứu thiết kế một khối tổng
hợp tần số của máy thu phát đơn biên sóng ngắn.
Toàn bộ nội dung đồ án gồm 3 chơng:
- Chơng 1: Xây dựng sơ đồ khối máy thu phát đơn biên sóng ngắn
- Chơng 2: Thiết kế sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số của máy thu phát
đơn biên sóng ngắn
- Chơng 3: Thiết kế và thi công khối tổ hợp tần số của máy thu phát
đơn biên sóng ngắn
Qua quá trình nghiên cứu và thiết kế cho phép em đợc tỏ lòng biết ơn
tới thầy giáo hng dn, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn thời gian qua
đã tận tình hớng dẫn em hoàn thiện bản đồ án này. Do khả năng của bản
thân và thời gian còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi còn có thiếu
sót. Vì vậy em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp và chỉ đạo của
các thầy cô cùng các bn để đồ án ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1
XÂY dựng sơ đồ khối
máy thu phát đơn biên sóng ngắn
1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật chung
1.1.1 Chọn dải tần công tác:

1
Đặc trng cơ bản nhất của dải sóng ngắn là khả năng phản xạ từ tầng
điện ly, sử dụng sóng ngắn để đảm bảo thông tin liên lạc thì cự ly càng xa
tần số sử dụng càng lớn. Dải sóng ngắn từ 3 30 Mhz nhng do ta đảm bảo
thông tin cho cấp chiến thuật ở cự ngắn khoảng vài trăm Km nên chỉ sử
dụng đoạn đầu của dải sóng ngắn chứ không sử dụng hết cả dải sóng ngắn.
Trong thông tin sóng ngắn chỉ có thể thực hiện đợc nếu công suất máy phát
và các hệ số khuếch đại anten đảm bảo đợc cờng độ trờng điện từ cần thiết
tại điểm thu. Thực tế truyền sóng cho thấy tần số giới hạn truyền sóng tốt là
15MHz do đó thờng chọn dải sóng ngắn dùng là 3 15 Mhz.
Tuy nhiên có một nhợc điểm của phơng thức truyền sóng không gian là
độ ổn định không cao do chịu sự tác động nhiều của hiện tợng pha đinh, để
tăng độ ổn định thờng phải sử dụng liên lạc với anten định hớng. Khi liên
lạc ở cự ly gần với điều kiện không cần triển khai anten định hớng ta có thể
tận dụng u điểm của phơng thức truyền lan sóng đất. Liên lạc bằng phơng
thức này phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: công suất phát và tần số.
Về mặt công suất, ta biết rằng cờng độ trờng tại điểm thu E đợc tính
theo công thức:
/
t
E A P D=
(V/m).
Trong đó: A= const; P
t
= công suất phát, D= khoảng cách từ máy phát
đến máy thu. Nh vậy với giá trị E là cố định thì D tăng khi P
t
tăng. song
không thể tăng P
t

lên mãi đợc vì điều đó sẽ kéo theo nhiều vấn đề khác nh
kích thớc, trọng lợng của điện đài, khả năng thực hiện về mặt kỹ thuật v.v
Về mặt tần số: Hàm suy hao tỉ lệ nghịch với bớc sóng

. Nh vậy khi
tần số tăng thì hàm suy hao tăng, tần số giảm thì hàm suy hao càng bé. sử
dụng đoạn cuối của dải sóng trung (thờng chọn 2 3 Mhz)
Nh vậy dải tần công tác đợc chọn là 2 15 Mhz bao gồm đoạn cuối
dải sóng trung và đoạn đầu dải sóng ngắn để tận dụng đợc u điểm của cả
hai phơng thức truyền sóng đất và truyền sóng không gian trong điều kiện
có thể triển khai anten định hớng hoặc sử dụng các loại anten đơn giản tính
định hớng không cao
1.1.2 Công suất máy phát
Do yêu cầu kích thớc thiết bị gọn nhẹ nên công suất sẽ bị hạn chế.
Đặc điểm truyền sóng không gian độ suy hao đờng truyền ít hơn truyền
sóng đất và cự ly liên lạc không lớn nên công suất phát thờng chọn từ 10W
đến 15W.
2
1.1.3 Chế độ công tác
Chế độ báo đợc chọn là dạng công tác chính trong các máy thông tin
sóng ngắn. Chế độ báo sử dụng là báo đẳng biên vì có u điểm là đơn giản
dễ thực hiện và quan trọng là dải phổ hẹp. Báo đẳng biên yêu cầu chống
nhiễu không quá cao do khả năng nghe trên nền nhiễu tốt (tai con ngời
nghe mặc dù có nhiễu nhng vẫn phân biệt đợc). Chế độ báo điều tần không
có nhiều u điểm hơn báo điều biên nhng độ rộng phổ lớn nên thờng ít đợc
sử dụng.
Trong chế độ thoại ta có 3 dạng tín hiệu điều chế: điều biên, đơn biên
và thoại điều tần:
+ Điều biên: thực hiện nhanh, đơn giản, dải phổ tín hiệu rộng
max

22 ff =
, nhiễu nhiều, chất lợng thông tin giảm. Chế độ này chỉ đợc
dùng trong những trờng hợp cần thiết.
+ Đơn biên: dải phổ hẹp bằng 1/2 tín hiệu điều biên
max
2 ff =
, khả
năng chống nhiễu cao.
+ Điều tần: dải phổ rộng
)1(22
max

+= ff
(với

là chỉ số điều chế),
khả năng chống nhiễu kém, do dải phổ rộng nên số kênh thông tin trong
băng tần ít.
Nh vậy xét về độ rộng phổ tín hiệu, khả năng chống nhiễu và hiệu quả
sử dụng năng lợng thì tín hiệu điều chế đơn biên có u điểm nhất. Độ rộng
phổ tín hiệu nhỏ cho phép có đợc nhiều kênh thông tin hơn. Tuy tín hiệu
điều biên có khả năng chống nhiễu tốt và hiệu quả sử dụng năng lợng cao
nhng đòi hỏi công nghệ chế tạo phức tạp. Khi phát phải loại bỏ sóng mang
khá phức tạp vì tần số sóng mang cách dải biên chỉ 0,3 Hz (rất hẹp) và công
suất sóng mang lớn. Mặt khác, việc tái tạo lại sóng mang ở phần thu cũng
rất phức tạp, vì độ sai số tần số cho phép không đợc quá 50Hz. Vấn đề này
có thể giải quyết bằng việc sử dụng các các bộ lọc thạch anh có đặc tuyến
dốc và các bộ tổ hợp tần số có độ ổn định cao. Với khả năng công nghệ
hiện có chúng ta hoàn toàn có thể đáp ứng đợc các yêu cầu này, do đó dạng
tín hiệu thoại đợc chọn là tín hiệu đơn biên.

1.1.4 Độ nhạy máy thu
Về mặt định tính, độ nhạy là khả năng của máy thu đảm bảo cho thiết
bị cuối cùng làm việc bình thờng khi tín hiệu đầu vào rất yếu.
Về mặt định lợng, độ nhạy của máy thu xác định bằng sức điện động
3
E
Amin
hay công suất nhỏ nhất P
Amin
của tín hiệu ở anten, cần thiết để đảm bảo
cho thiết bị cuối cùng làm việc bình thờng.
Ngời ta biểu thị độ nhạy ở dạng sức điện động
à
V, hoặc ở dạng công
suất
à
W. Độ nhạy của máy thu sóng ngắn và sóng cực ngắn thờng đợc đặc
trng bởi hệ số tạp âm với điện trở của anten tơng đơng là 75

Đảm bảo yêu cầu gọn nhẹ nên thiết bị thu cần đơn giản, do đó độ nhạy
không cần quá cao vì độ nhạy quá cao thì nhiễu sẽ càng nhiều vấn đề chống
nhiễu sẽ trở nên phức tạp. Thông thờng chọn
A
E
3 V
à

(trong chế độ báo)
với S/N=3/1 và
10

A
E V
à

(trong chế độ thoại) với S/N=3/1.
1.1.5 Chọn anten
Để thuận tiện cho việc triển khai và thu hồi thì anten cần là loại thích
hợp nhất và đợc dùng phổ biến nhất cho các thiết bị thông tin. Tuy nhiên
nếu điều kiện cho phép thì ta có thể sử dụng cả anten 2 cực và anten dây
1.1.6 Nguồn nuôi
Vì là thiết bị thông tin mang xách nên nguồn nuôi thờng dùng là
nguồn pin hoặc acquy có điện áp 13,8V. Trong điều kiện cho phép có thể sử
dụng nguồn điện từ các tổng trạm thông tin cũng với điện áp 13,8V
1.1.7 Điều khiển
Vì trang bị bảo đảm thông tin nhanh và cơ động nên phơng thức điều
khiển chủ yếu là tại chỗ ít sử dụng phơng thức điều khiển xa. Phơng thức
điều khiển xa vẫn đợc sử dụng trong trờng hợp cần đảm bảo bí mật .
Xây dựng sơ đồ khối máy thu phát đơn biên sóng ngắn
1.1.1 Các phơng pháp tạo tín hiệu đơn biên
Nh ta đã biết phổ của tín hiệu điều biên gồm tải tần và hai dải biên tần,
trong đó chỉ có các biên tần là mang tin tức. Vì hai dải biên tần mang tin
tức nh nhau (về biên độ và tần số), nên chỉ cần truyền đi một biên tần là đủ
thông tin về tin tức. Tải tần chỉ cần dùng để tách sóng nên có thể nén toàn
bộ hoặc một phần tải tần trớc khi truyền đi, quá trình điều chế nhằm tạo ra
một dải biên tần gọi là điều chế đơn biên. Hiện nay có 3 phơng pháp điều
chế đơn biên: - phơng pháp quay pha
- phơng pháp lọc
- phơng pháp lọc và quay pha kết hợp
Phơng pháp quay pha
Trong phơng pháp này dải biên không mong muốn đợc triệt đi ở lối ra

4
bộ điều chế. Thực chất là sử dụng 2 bộ điều chế 2 biên riêng biệt, một bộ
điều chế sẽ nhận tín hiệu điều chế và sóng mang trực tiếp cha quay pha còn
bộ điều chế còn lại sữ nhận tín hiệu điều chế và sóng mang đã quay pha
90
0
, sau đó tín hiệu đầu ra 2 bộ điều chế sẽ đợc cộng với nhau trong bộ
cộng tuyến tính để lấy ra dải biên mong muốn.
Hình 1.1: Sơ đồ tạo tín hiệu đơn biên bằng quay pha
Tín hiệu điều chế và sóng mang sau khi đợc quay pha 90
0
rồi đa đến 2
bộ điều chế cân bằng, do đó các biên tần trên của hai bộ điều chế cân bằng
lệch pha nhau 180
0
, còn các biên tần dới đồng pha nhau. Nếu lấy hiệu của
các điện áp ra trên 2 bộ điều chế ta nhận đợc biên tần trên, ngợc lại lấy
tổng các điện áp ra ta sẽ nhận đợc biên tần dới:
ttUU
CSCBCB

cos.cos
1
=

])cos()[cos(
2
1
ttU
SCSCCB

++=
ttUU
CSCBCB

sin.sin
2
=

])cos()cos([
2
1
ttU
SCSCCB

++=
tUUUU
SCCBCBCBUSB
)cos(
21

+==
tUUUU
SCCBCBCBLSB
)cos(
21

=+=
- Ưu điểm: cho phép làm việc với tần số cao hơn (vì không dùng bộ
lọc) và dễ chuyển biên (khi thay đổi biên trên hay biên dới chỉ cần thay đổi

bộ cộng tuyến tính). Bộ lọc sau bộ cộng tuyến tính không yêu cầu chất lợng
cao lắm.
5
- Nhợc điểm: cần có mạch quay pha 90
0
trên cả dải tần số âm tần, đòi
hỏi độ chính xác quay pha rất cao (chỉ cho phép sai số từ 0,5
0
1
0
) đây là
một khó khăn rất lớn. Ngoài ra các bộ điều chế cân bằng phải giống hệt
nhau điện áp ra phải có biên độ giống nhau.
Phơng pháp này thực hiện khá phức tạp đòi hỏi kỹ thuật cao nên không
đợc sử dụng nhiều trong thông tin sóng ngắn.
Phơng pháp lọc
Phơng pháp này sử dụng nguyên lý tách bỏ biên tần không cần thiết
bằng cách sử dụng bộ lọc. Tuy nhiên một khó khăn đặt ra là bộ lọc cần có
hệ số phẩm chất rất lớn vì khoảng cách nhỏ nhất giữa biên tần và sóng
mang là
f
= 300Hz, nếu sóng mang cỡ hàng chục MHz thì ta có hệ số của
bộ lọc là
Q=
5
6
10.5,1
10.10
300

==

C
f
f

Với hệ số lọc này việc chế tạo bộ lọc là rất phức tạp và khó khăn. Do
đó để giảm yêu cầu đối với bộ lọc thờng sử dụng biến tần nhiều lần liên
tiếp. Thờng sử dụng biến tần từ 2
ữ
4 lần liên tiếp vừa bảo đảm yêu cầu bộ
lọc vừa có tác dụng chống nhiễu
Mặt khác sóng mang chiếm phần lớn năng lợng của tín hiệu việc triệt
tiêu hoàn toàn sóng mang với khoảng cách giữa biên tần và sóng mang nhỏ
là rất khó
Hình 1.2: Phổ tín hiệu sau khi biến tần 1 lần và 2 lần
Sau mỗi lần biến tần lại tách ra dải biên mong muốn bằng bộ lọc thông
dải. Khoảng cách giữa biên tần và sóng mang sau mỗi lần biến tần sẽ lớn
hơn cho phép triệt tiêu sóng mang dễ dàng hơn
6
Trộn cân
bằng 1
Trộn cân
bằng 1BPF1
Sóng
mang 1
Sóng
mang 2
BPF2
tín hiệu

điều chế
tín hiệu
điều biên

Hình 1.3: Sơ đồ tạo tín hiệu đơn biên bằng phơng pháp trộn lọc 2 lần
liên tiếp
Các bộ lọc LC thờng có Q thấp, do đó bộ lọc hay đợc dùng là lọc
thạch anh, lọc gốm, lọc cơ khí hoặc lọc sóng âm bề mặt (SAW). Bộ lọc
thạch anh phổ biến nhất, có kích thớc nhỏ gọn, Q cao cỡ 100.000, tổn
hao qua từ 1,5
ữ
3 dB. Bộ lọc gốm Q không cao lắm, cỡ 2000, tổn hao
qua từ 2
ữ
4 dB, kích thớc nhỏ, bền với những điều kiện môi trờng. Bộ
lọc cơ khí bền vững hơn 2 loại bộ lọc trên, song có kích thớc và trọng l-
ợng lớn và nặng. Bộ lọc SAW rất bền vững và tin cậy. Không cần điều
chỉnh phức tạp, kích thớc trọng lợng nhỏ, song có tổn hao cho qua rất lớn
cỡ 25
ữ
35 dB và thời gian trễ dài. Nh vậy ta có thể lựa chọn bộ lọc thạch
anh vì có kích thớc nhỏ gọn và đáp ứng đợc các yêu cầu đặt ra
- Ưu điểm: đơn giản, dễ chế tạo và sửa chữa
- Nhợc điểm: tần số công tác bị hạn chế do khả năng chế tạo bộ lọc
Phơng pháp lọc và quay pha kết hợp
Sử dụng phơng pháp quay pha thì khi thực hiện quay pha tín hiệu điều
chế là tín hiệu có dải phổ nằm trong cả dải tín hiệu âm tần nh vậy bộ quay
pha sẽ đòi hỏi yêu cầu quay pha chính xác trong cả dải tần số. Trong phơng
pháp lọc và quay pha kết hợp cũng giống nh phơng pháp dịch pha ở chỗ là
cũng dùng dịch pha và cộng để triệt dải biên không cần thiết. Song u điểm

của nó là tín hiệu lúc đầu tiên đợc điều chế sóng mang âm tần phụ, thực
hiện quay pha với sóng mang điều chế âm tần phụ chứ không phải với tín
hiệu âm tần đa vào điều chế, vì vậy không cần bộ dịch pha dải rộng mà chỉ
cần bộ quay pha ở tần số cố định sẽ dễ chế tạo hơn. Bộ lọc sử dụng trong
phơng pháp này cũng không yêu cầu chất lợng cao nh trong phơng pháp lọc
vì việc triệt tiêu sóng mang và biên tần không cần thiết thực hiện bằng quay
pha chứ không phải là dùng bộ lọc, nhiệm vụ các bộ lọc ở đây chủ yếu là
lọc bỏ các thành phần hài bậc cao của quá trình điều chế. Nh vậy phơng
pháp này đã kết hợp đợc u điểm của cả 2 phơng pháp quay pha và lọc.
- u điểm:
7
+ Không cần dùng bộ quay pha dải rộng
+ Bộ lọc không cần chất lợng quá cao
+ Có thể công tác ở tần số cao do bộ lọc chỉ là các bộ lọc thông thấp
nên chế tạo dễ dàng hơn
- Nhợc điểm:
Kích thớc sẽ lớn do sử dụng nhiều bộ quay pha và điều chế cân bằng
Hình 1.4: Tạo tín hiệu đơn biên bằng phơng pháp lọc và quay pha kết hợp
Tần số ra cao tần cuối cùng là dải biên dới. Nếu cần dải biên trên, chỉ
việc tráo đổi các lối vào sóng mang của các bộ điếu chế cân bằng 3 và 4.
Kết luận:
Từ u nhợc điểm của các phơng pháp tạo tín hiệu đơn biên đã phân
tích ở trên kết hợp với yêu cầu thiết kế đơn giản gọn nhẹ ta chọn phơng pháp
tạo tín hiệu đơn biên là trộn lọc nhiều lần, số lần trộn lọc đợc lựa chọn là 3
lần vừa đảm bảo các yêu cầu về hệ số chọn lọc của bộ lọc vừa thuận tiện
trong việc chống nhiễu cho máy thu.
1.1.2 Các sơ đồ khối tuyến thu thông dụng
Tuyến thu có ba nhiệm vụ cơ bản đó là: Chọn lọc, khuếch đại và tách sóng.
Các tầng trớc và sau tách sóng đều phải thực hiện hai nhiệm vụ chọn lọc và
khuếch đại. Hiện nay trên thực tế có rất nhiều loại máy thu khác nhau. Các

sơ đồ khối của các máy thu thờng khác nhau ở tuyến tần số vô tuyến, còn
bộ tách sóng và tuyến tín hiệu cơ cấp có thể coi là không không thay đổi.
Thông dụng nhất có hai loại sơ đồ: Máy thu khuếch đại thẳng và máy thu
đổi tần.
8
Sơ đồ khối máy thu khuyếch đại thẳng
Hình 1.5: Sơ đồ khối máy thu khuếch đại thẳng
Đặc điểm của sơ đồ khối này là toàn bộ các tầng trớc tách sóng đều
làm việc ở một tần số f
th
, hay nói cách khác là tín hiệu nhận đợc từ anten có
tần số f
th
đợc khuếch đại lên nhờ các tầng ở tuyến tần số vô tuyến.
Phần tử đầu tiên của máy thu là thiết bị vào, bao gồm hệ thống mạch
dao động đơn hoặc ghép, đợc điều chỉnh ở tần số tín hiệu. Nó có nhiệm vụ
chọn lọc tín hiệu và truyền tín hiệu nhận đến bộ khuếch đại cao tần.
Bộ khuếch đại cao tần dùng để khuếch đại tín hiệu vô tuyến. Nó có
thể bao gồm 1 hay vài tầng. Phụ tải của mỗi tầng là các mạch dao động đợc
điều chỉnh cộng hởng ở tín hiệu cần nhận. Nh vậy thiết bị vào và khuếch đại
cao tần thực tế chỉ khuếch đại tín hiệu có ích.
Bộ tách sóng (giải điều chế đơn biên) có nhiệm vụ lấy ra hàm điều
chế (tin tức), tín hiệu này đợc khuếch đại tần thấp khuếch đại lên, sau đó đa
đến thiết bị cuối cùng.
+ Ưu điểm của máy thu khuếch đại thẳng:
- Sơ đồ và cấu trúc đơn giản.
- Thực hiện điều chỉnh tần số cộng hởng của máy thu bằng một núm
vặn tơng đối dễ dàng.
- Tần số cộng hởng ổn định và không có đờng thu phụ do không
dùng dao động phụ để biến đổi tần số.

+ Nhợc điểm: độ nhạy và độ chọn lọc không cao.
Để thu đợc tín hiệu với tần số khác nhau cần phải điều chỉnh cộng h-
ởng lại tất cả các mạch dao động dùng trong máy thu (ở bộ khuếch đại cao
tần) điều này gây khó khăn về mặt cấu trúc và không cho phép sử dụng một
số lợng lớn các mạch dao động. Vì vậy độ chọn lọc của máy thu không cao.
Ngoài ra só mạch dao động ít kéo theo số tầng của khuếch đại cao tần ít,
kết quả là không đợc hệ số khuếch đại lớn ở trớc tầng tách sóng.
Cũng thấy rằng trở kháng cộng hởng của mạch dao động thay đổi khi
điều chỉnh các mạch dao động cộng hởng ở các tần số khác nhau, vậy hệ số
9
khuếch đại của tuyến tần số vô tuyến của máy thu thay đổi rất nhiều trong
dải tần. Mặt khác ở tần số cao hệ số khuếch đại lớn rất dễ xảy ra tự kích.
Với sơ đồ tuyến thu nh vậy có thể xuất hiện méo phi tuyến do hệ số
khuếch đại trớc tách sóng nhỏ, bộ tách sóng làm việc trong chế độ tín hiệu
yếu.
Nhợc điểm của tuyến thu nh trên có thể đợc khắc phục bằng máy thu
có sơ đồ kiểu đổi tần.
Sơ đồ khối máy thu đổi tần
Để khắc phục những nhợc điểm của máy thu khuếch đại thẳng, nâng
cao độ nhạy và độ chọn lọc ngời ta dùng sơ đồ khối máy thu đổi tần. sơ đồ
khối máy thu đổi tần đợc trình bày ở hình sau.
Hình 1.6: Sơ đồ khối máy thu đổi tần.
Trong sơ đồ khối máy thu đổi tần, tín hiệu có tần số f
th
từ anten đa tới
thiết bị vào, sau đó tới khuếch đại cao tần sau khi qua bộ khuếch đại cao tần
tín hiệu có ích đợc đa tới đầu vào bộ biến tần. Bộ biến tần bao gồm bộ trộn
tần và bộ ngoại sai. Bộ ngoại sai chính là bộ tự dao động công suất nhỏ tạo
ra dao động có tần số f
ns

khác với f
th
. Nh vậy ở đầu vào bộ trộn tần có hai
dao động có tần số khác nhau.
Trong bộ trộn tần chứa phần tử phi tuyến hay phần tử có tham số biến
đổi theo thời gian, nên dòng điện đầu ra có chứa các thành phần tần số tổ
hợp:
f
mn
= | mf
th



nf
ns
|
ở đây m,n là số nguyên.
Nếu ở đầu ra bộ trộn tần mắc hệ thống mạch dao động cộng hởng ở
tần số trung gian, là hiệu của hai tần số tín hiệu và ngoại sai.
f
tg
= | f
ns
f
th
|= hằng số.
Thì trên mạch dao động ta sẽ thu đợc tần số trung gian có quy luật
điều chế hoàn toàn giống quy luật điều chế của tín hiệu đầu vào. Nh vậy bộ
10

biến tần thực hiện di chuyển phổ tín hiệu nhận đợc về miền tần số thấp hơn
(tần số này gọi là tần số trung gian) nhng không thay đổi cấu trúc của phổ
(quy luật điều chế). Tần số trung gian thờng là cố định. Nếu máy thu làm
việc trong một dải tần thì tần số ngoại sai cũng phải đợc điều chỉnh trong
một dải tần phù hợp để đảm bảo tần số trung gian cố định.
Điện áp tần số trung gian đợc khuếch đại lên bằng bộ khuếch đại tần
số trung gian, rồi đa tới đầu vào bộ tách sóng. Bộ tách sóng và bộ khuếch
đại tần thấp của máy thu đổi tần và khuếch đại thẳng giống nhau về cơ bản.
Do tần số trung gian đợc chọn thấp và không đổi nên độ nhạy và độ
chọn lọc của máy thu đổi tần rất cao. Thật vậy, lúc đó tầng khuếch đại tần
số trung gian có hệ số khuếch đại rất cao và ổn định. Với tần số trung gian
cố định không cần dùng cơ cấu điều chỉnh cộng hởng, nên bộ khuếch đại
trung gian có thể gồm rất nhiều tầng mà kết cấu vẫn đơn giản. Vì dải thông
tần của mỗi mạch cộng hởng (

F = f
0
.d) tỉ lệ với tần số cộng hởng, nên hạ
thấp tần số đó xuống sẽ thu hẹp dải thông tần của máy thu lại, nâng cao độ
chọn lọc của máy thu. Mặt khác do tần số trung gian cố định, nên ta có thể
sử dụng các hệ thống chọn lọc phức tạp có hệ số chữ nhật tốt hơn.
Trong máy thu đổi tần hệ số khuếch đại của tuyến khuếch đại trung
gian lớn hơn nhiều hệ số khuếch đại của tuyến khuếch đại cao tần, hệ số
khuếch đại trớc tách sóng do bộ khuếch đại trung gian đảm nhiệm. Đồng
thời, giải thông của tuyến trung gian hẹp hơn dải thông của tuyến khuếch
đại cao tần nên độ chon lọc chủ yếu do tuyến trung gian quyết định. Các
chỉ tiêu này không đổi trong dải tần. Do đó độ nhạy và độ chọn lọc của máy
thu đổi tần đồng đều trong dải tần hơn ở máy thu khuếch đại thẳng.
Đó là những u điểm của máy thu đổi tần, trong máy thu đổi tần cũng
có những khuyết điểm cơ bản sau:

- Xuất hiện nhiễu tần số ảnh và nhiễu trực thông (gọi là nhiễu đờng
thu phụ), nếu ở đầu vào bộ biến tần có tác dụng của nhiễu có tần số
f
a
= f
ns
+ f
tg
do biến tần cũng nhận đợc tần số trung gian, vì:
| f
ns
f
a
| = | f
ns
(f
ns
+ f
tg
) | = f
tg
Ngoài ra nếu ở đầu vào bộ biến tần có tác dụng trực tiếp nhiễu có tần
số bằng tần số trung gian của máy thu thì nhiễu này sẽ cùng truyền tới
tuyến tần số trung gian, mà hệ thống chọn lọc cộng hởng ở tần số này.
11
Hình 1.7: Nhiễu ảnh và nhiễu trung gian trong sơ đồ máy thu đổi tần
Nh vậy, đối với nhiễu tần số trung gian và nhiễu tần số ảnh, bộ
khuếch đại tần số trung gian không có tác dụng chọn lọc. Để giảm tác dụng
của các nhiễu (đờng thu phụ) này cần phải làm suy giảm nó ở phía trớc bộ
biến tần, nghĩa là các thiết bị vào và khuếch đại cao tần. Do đó bộ khuếch

đại cao tần và mạch vào còn có tên gọi là bộ lọc sơ bộ.
- Việc đồng chỉnh các mạch dao động rất khó khăn, sơ đồ cấu trúc
phức tạp. Tuy nhiên so những u điểm của nó, nên máy thu đổi tần đợc sử
dụng rộng rãi trong các máy thông tin hiện nay, các nhợc điểm của nó cũng
đợc khắc phục bằng những biện pháp kỹ thuật hữu hiệu.
Để tăng độ chọn lọc và độ nhạy, ngời ta sử dụng máy thu siêu ngoại
sai. Máy thu siêu ngoại sai là dạng máy thu đổi tần trong đó số lần trộn tần
thờng chọn là 2 hoặc 3 lần. Lần trộn tần thứ nhất chọn f
tg
có giá trị cao để
chống nhiễu ảnh và nhiễu trung gian. Các lần trộn tần tiếp thờng chọn f
tg
có
giá trị thấp để đảm bảo độ chọn lọc nhiễu lân cận và có các bộ khuếch đại
trung tần có hệ số khuếch đại cao và ổn định.
Hình 1.8: Sơ đồ khối máy thu siêu ngoại sai.
Hiện nay sơ đồ máy thu siêu ngoại sai đợc sử dụng rất rộng rãi trong
12
các thiết bị thông tin vô tuyến
1.1.3 Xây dựng sơ đồ khối máy thu phát đơn biên sóng ngắn
Do máy thu phát đơn biên thiết kế sử dụng trong quân sự trang bị cho
cấp chiến thuật yêu cầu cơ bản là phải gọn nhẹ và thuận tiện trong sử dụng.
Máy công tác ở chế độ đơn công nên ta khi thiết kế ta có sử dụng chung
một số thành phần cho cả thu và phát nh các bộ trộn, bộ lọc, dao động
ngoại sai.
Nh đã phân tích và lựa chọn ở các phần trên thì tuyến phát ta sẽ sử
dụng phơng pháp tạo tín hiệu đơn biên là trộn lọc nhiều lần (số lần trộn lọc
là 3 lần), tuyến thu sử dụng sơ đồ máy thu siêu ngoại sai đổi tần 3 lần.
Khối tạo tín hiệu đơn biên
Tạo tín hiệu đơn biên theo phơng pháp trộn lọc nhiều lần thì tần số

trộn lần đầu thờng hình thành ở tần số không đổi và thấp, sau đó tín hiệu đ-
ợc chuyển lên dải tần công tác nhờ biến tần liên tiếp.
Trộn tần đầu tiên bao giờ cũng sử dụng trộn tần cân bằng để triệt tiêu
sóng mang. Tín hiệu âm tần f = 0,3
ữ
3,4 kHz từ micrô qua bộ khuyếch đại
micrô đa vào trộn tần với dao động sóng mang f
NS1
tạo thành tần số f
TG1

f
TG1
= f
NS1


f
Tín hiệu sau trộn tần đợc lọc qua bộ lọc biên lấy ra biên tần cần thiết.
Để loại bỏ sóng mang phẩm chất bộ lọc biên đòi hỏi rất cao vì khoảng cách
từ biên tần tín hiệu và sóng mang nhỏ

f
min
= 300Hz. Do đó ta chọn f
NS1
thấp để việc chế tạo bộ lọc đợc dễ dàng hơn đảm bảo yêu cầu lọc, chọn f
NS1
= 200kHz
Tần số ngoại sai thứ 2 ta sẽ chọn lớn nằm ngoài dải tần nhằm mục

đích chống nhiễu (trộn tần lên), do đó ta chọn f
NS2
=27 MHz. Sau khi loại bỏ
biên tần không cần thiết ta có f
TG2
= f
NS2
+ f
TG1
= 27,2 MHz
Tín hiệu đợc đa vào bộ trộn tần thứ 3 để đa lên dải tần công tác của
máy. Vì dải tần công tác ta chọn là từ 2
ữ
15 MHz nên tần số ngoại sai thứ 3
sẽ là: f
NS3
= (29,2
ữ
42,2) MHz
Việc tạo tín hiệu báo đẳng biên hoàn toàn giống với tạo tín hiệu đơn
biên, chỉ khác tần số báo là đơn âm, khi sử dụng chế độ báo ta thay tín hiệu
âm tần từ Micrô bằng bộ dao động âm 1kHz và dùng maníp để khống chế
bộ dao động âm 1kHz thay cho tín hiệu âm tần tiếng nói trong tạo tín hiệu
đơn biên
13
Khối khuyếch đại công suất
Các yêu cầu đối với tầng khuyếch đại công suất:
- Phải đủ công suất theo yêu cầu
- Có hiệu suất cao (do nguồn nhỏ nên phải sử dụng tiết kiệm)
- Có khả năng tự động điều chỉnh công suất đầu ra máy phát

- Phải có mạch bảo vệ tầng khuyếch đại công suất
Tín hiệu công tác là tín hiệu đơn biên nên yêu cầu khối khyếch đại
công suất phải có độ tuyến tính cao. Do đó khối khuyếch đại công suất mắc
theo sơ đồ đẩy kéo, công tác tại chế độ AB tải tầng khuyếch đại là biến áp
dải rộng. Để ổn định hệ số khuyếch đại ta sử dụng phản hồi âm qua biến áp
vì công suất ra bây giờ tơng đối lớn sử dụng biến áp để trích một phần nhỏ
năng lợng làm phản hồi âm. Tín hiệu sau khi khuyếch đại công suất sẽ đợc
qua mạch lọc thông thấp để triệt tiêu các thành phần hài không cần thiết rồi
đợc đa vào mạch phối hợp anten đa tới anten bức xạ ra không gian
Hình 1.9: Sơ đồ khối khuyếch đại công suất
Mạch bảo vệ tầng khuyếch đại khi mất phối hợp trở kháng hoặc khối
tổ hợp tần số bị hỏng, mạch sử dụng đo hệ số sóng đứng SWR để ngắt bộ
khuyếch đại công suất.
Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuyếch đại sẽ đo mức tín hiệu ra
trên anten từ đó khống chế thay đổi hệ số khuyếch đại công của các tầng
tiền khuyếch đại công suất.
Mạch phối hợp ra anten
Khi tần số làm việc thay đổi trong cả dải tần công tác khá rộng cuat
máy thì các tham số của anten cũng thay đổi nhiều nên phải có hệ thống tự
động điều chỉnh anten. Có thể sử dụng phơng án điều chỉnh liên tục hoặc
14
điều chỉnh cố định trên phần tử rời rạc theo từng tần số. Nếu sử dụng điều
chỉnh liên tục sẽ có độ chính xác cao hơn nhng các tham số luôn luôn thay
đổi là cho công suất phát cũng biến đổi liên tục. Sử dụng điều chỉnh cố định
trên phần tử rời rạc có độ chính xác thấp hơn nhng bù lại các tham số đợc
ổn định nên công suất phát ra cũng ổn định. Do đó ta chọn mạch tự động
điều chỉnh và phối hợp trở kháng với anten sử dụng trên các linh kiện rời
rạc có ứng dụng công nghệ vi xử lý để điều khiển có khả năng nhớ và đặt
kênh công tác trớc.
Mạch vào tuyến thu

Mạch vào tuyến thu sử dụng chung phần phối hợp anten với phần
phát, vì mạch điều chỉnh cộng hởng cho phần phát nên không tối u cho máy
thu do đó khả năng chọn lọc không cao. Để tăng khả năng chọn lọc ta mắc
thêm các mạch lọc dải, các bộ lọc dải này đợc chia thành nhiều băng tần
bao hết dải tần số công tác của máy. Việc chia các băng tần nhỏ thờng chọn
sao cho tần số cuối băng tần không lớn hơn hài bậc 2 của tần số đầu băng
tần, các giá trị chia băng tần cũng thờng chọn chẵn để thuận tiện trong tự
động điều chỉnh lựa chọn băng tần (khi ta dùng công nghệ vi xử lý tự động
lựa chọn băng tần thì việc chia băng tần chẵn sẽ giúp việc duyệt các số tần
số ít hơn nên lựa chọn nhanh phục vụ thiết lập đờng truyền nhanh). Ta chia
dải tần công thành các băng tần nh sau:
Băng 1: từ 2
ữ
3,9999 MHz
Băng 2: từ 4
ữ
7,9999 MHz
Băng 3: từ 8
ữ
15 MHz
Vì máy thu ta sử dụng kỹ thuật đổi tần lên do đó không cần thiết sử
dụng các mạch khuyếch đại cao tần. Tín hiệu sau khi qua mạch lọc dải có
thể đa thẳng tới bộ trộn hoặc đợc đa qua mạch suy hao nếu mức tín hiệu vào
lớn quã ngỡng đặt trớc. Mạch suy hao này đảm bảo cho những tín hiệu qua
lớn không làm bộ trộn lệch khỏi chế độ công tác đã thiết kế.
Tuyến tín hiệu trung tần
Trong tuyến tín hiệu trung tần ta sử dụng chung các các mạch lọc
biên và tần số ngoại sai trong khối tạo tín hiệu đơn biên. Tín hiệu từ mạch
lọc dải đa vào bộ trộn với tần số ngoại sai 3 (f
NS3

) để tạo ra tần số trung gian
f
TG2
=27,2 MHz, ở đây ta đã thực hiện đổi tần lên tần số trung gian nằm
15
ngoài dải tần công tác nhằm tăng khả năng chống nhiễu. Tín hiệu sau lọc
biên sẽ đợc khuyếch đại đủ lớn đa vào bộ trộn 2 thực hiện trộn tần xuống
trộn với f
NS2
tạo ra tần số trung gian f
TG1
=200kHz, sau đó tín hiệu đợc
khuyếch đại rồi đa tới bộ tách sóng đơn biên
Tuyến tín hiệu âm tần
Tuyến khuyếch đại âm tần sử dụng sơ đồ bazơ chung để đảm bảo
méo là nhỏ nhất, mặt khác trong sơ đồ này sự thay đổi nhiệt độ của môi
truờng và độ tản mát các tham số của tranzito cũng ít ảnh hởng nhất đến
công suất ra của tầng khuyếch đại. Tuy nhiên sơ đồ này có hệ số khuyếch
đại không lớn.
Trong tuyến thu ta thiết kế mạch triệt ồn nhằm ngắt tiếng ồn khi
không có tín hiệu thu. Mạch triệt ồn sử dụng nguyên tắc tách sóng tạp âm
để khống chế bộ khuyếch đại âm tần, khi không có tín hiệu thu tạp âm
trong máy thu sẽ lơn hơn tín hiệu ta tách sóng tap âm này khống chế bộ
khuyếch đại âm tần, khi có tín hiệu thu thì tín hiệu sẽ chèn ép tạp âm và mở
bộ khuyếch đại âm tần ra.
Hình 1.10: Sơ đồ khối tuyến tín hiệu âm tần
Mạch tự động điều chỉnh mức tín hiệu âm tần ra loa, mạch sẽ căn cứ
vào mức tín hiệu ngỡng đặt trớc so sánh với mức tín hiệu âm tần trên loa để
điều chỉnh hệ số khuyếch đại của các tầng khuyếch đại cao tần và tầng
khuyếch đại trung gian vì mức tín hiệu khi đó còn nhỏ dễ điều chỉnh.

Khối tổ hợp tần số
Khối tổ hợp tần số có nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu ngoại sai cung cấp
cho khối tạo tín hiệu đơn biên và đa vào các mạch trộn tần thu, ngoài ra
khối tổ hợp tần số còn tạo ra dao động 1kHz dùng trong chế độ báo. Hai tần
số ngoại sai thứ nhất và ngoại sai thứ hai là 2 tần số cố định f
NS1
= 200kHz
và f
NS2
= 27 MHz, còn ngoại sai thứ 3 là một dải tần số f
NS3
=29,2
ữ
42,3 MHz
16
Tín hiệu âm tần KĐÂT
So sánh
Tách sóng
tạp âm
Loa
Điện áp ng ỡng
khống chế ra loa
Tới tầng KĐTG
để tạo thành dải tần công tác của máy.
Các yêu cầu đối với khối tổ hợp tần số
- Tạo ra các tần số ngoại sai có độ ổn định cao ( 10
-6
)
- Bớc tần nhỏ ( 100Hz )
- Có độ sạch phổ cao, không có các thành phần hài phụ

- Đảm bảo không gây nhiễu cho các khối khác của máy
- Có khả năng tự động thiết lập tần số công tác theo các kênh
liên lạc đợc lựa chọn từ bàn phím
- Có khả năng nhớ tần số các kênh liên lạc đặt trớc
Khối vi xử lý điều khiển
Mạch điều khiển ứng dụng công nghệ vi xử lý sử dụng IC 89C51.
Mạch có nhiệm vụ căn cứ vào tần số công tác đã đặt đa ra tín hiệu chọn bộ
lọc dải tơng ứng đồng thời đa dữ liệu điều khiển để đặt tần số cho bộ tổng
hợp tần số tạo dao động chuẩn. Mạch sử dụng 3 IC 89C51, một IC có nhiệm
vụ quản lý bàn phím và hiển thị số liệu lên màn hiển thị, một IC có nhiệm
vụ tạo các tín hiệu lựa chọn bộ lọc dải đồng thời đa dữ liệu vào bộ tổ hợp
tần số, một IC có nhiệm vụ điều khiển tự động phối hợp trở kháng anten và
nhớ các kênh đặt sẵn.
Hình 1.11: Sơ đồ khối vi xử lý và điều khiển
Nh vậy sơ đồ khối tổng quát của máy thu phát đơn biên sóng ngắn đã
đợc xây dựng nh trên hình 1.12
17
IC 89C51
(quản lý
bàn phím
và hiển
thị số
liệu)
IC 89C51
(tạo tín hiệu
chọn bộ lọc
đầu vao và
đ a dữ liệu
vào bộDDS)
Bàn phím

Hiển thị
số liệu
IC 89C51
(tự động
điều chỉnh
phối hợp
anten và
nhớ tần số)
Phối hợp
anten
DDS
Mạch
vào
Hình 1.12: Sơ đồ khối máy thu phát đơn biên sóng ngắn
Trên cơ sở những lý thuyết và nguyên lý chung về thiết bị thu phát vô
18
tuyến điện ta đã xây dựng xong sơ đồ khối cho một máy thu phát đơn biên
sóng ngắn. Máy đợc thiết kế sử dụng trong quân sự trang bị cho cấp chiến
thuật bảo đảm thông tin nhanh chóng và cơ động. Việc thiết kế sơ đồ
nguyên lý của máy thu phát đơn biên sóng ngắn này là một khối lợng công
việc khá lớn và phức tạp đòi hỏi có nhiều thời gian nghiên cứu. Vì vậy căn
cứ theo khuôn khổ thời gian cho phép, bản đồ án sẽ chỉ đi sâu tìm hiểu và
thiết kế khối tổ hợp tần số của máy thu phát đơn biên. Nội dung này sẽ đợc
trình bày tiếp ở các chơng sau
Chơng 2
Thiết kế sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số
Của máy thu phát đơn biên sóng ngắn
Bộ tổng hợp tần số là là một thành phần cơ bản rất quan trọng của các
thiết bị thu phát vô tuyến. Nó có nhiệm vụ tạo ra các tần số dùng làm dao
động chủ sóng cho tuyến phát và dao động ngoại sai cho tuyến thu. Trong

19
kỹ thuật thông tin hiện đại, để thiết bị thu phát vô tuyến có thể làm việc tin
cậy, khi bắt đầu liên lạc không cần tìm kiếm và trong quá trình liên lạc
không phải vi chỉnh tần số thì bộ tổng hợp tần số phải đạt đợc các yêu cầu
sau
- Làm việc trong dải tần rộng thoả mãn đợc các yêu cầu đề ra với số l-
ợng thạch anh là ít nhất
- Bớc tần (độ phân giải về tần số) nhỏ đáp ứng đợc các yêu cầu đối với
từng loại thiết bị trong các dải tần khác nhau
- Đảm bảo độ ổn định và chính xác tần số cao
- Đảm bảo độ sạch dao động (độ tinh khiết phổ), loại bỏ đến mức thấp
nhất các dao động phụ sinh ra trong quá trình biến đổi tần số Thời gian thiết
lập tần số nhanh và chính xác
- Có khả năng nhớ và điều chỉnh chuyển tần số tự động
- Kích thớc, trọng lợng nhỏ, có khả năng module hoà cao
- Giá thành hạ bảo đảm tính kinh tế
2.1 Các phơng pháp tổng hợp tần số
Hiện nay có rất nhiều phơng pháp tổng hợp tần số, nhng thông dụng
hơn cả ta có thể phân các bộ tổng hợp tần số thành 3 loại nh sau:
- Tổng hợp tần số thụ động
- Tổng hợp tần số tích cực
- Tổng hợp tần số trực tiếp
2.1.1 Tổng hợp tần số thụ động.
Tổ hợp tần số thụ động là sử dụng các biện pháp nhân chia tần số của
các bộ dao động thạch anh
Tổng hợp tần số thụ động dùng linh kiện tơng tự.
Hình 2.1: sơ đồ THTS thụ động dùng linh kiện tơng tự
Bộ dao động thạch anh sẽ tạo ra tần số dao động chuẩn f
0
. Bộ tạo hài

sẽ tạo ra các hài của f
0
(bộ tạo hài thực chất là tạo ra xung hẹp để đa vào
20
khuếch đại là mạch nhân). Khung cộng hởng đợc điều chỉnh theo theo hài
f
0
, thay đổi mạch cộng hởng ta sẽ lấy đợc ở đầu ra tần số f
ra
= nf
0
.
Nếu dùng phơng pháp chia tần số thì ta thay bộ nhân trong sơ đồ trên
bằng bộ chia, khi đó tần số ra f
ra
= f
0
/n. Tần số ra sẽ nhỏ vì khả năng tạo ra
thạch anh có tần số cao là khá phức tạo. Phơng pháp chia này thờng chỉ
dùng làm tần số chuẩn trong các bộ tổng hợp tần số tích cực hoặc dùng
trong các thiết bị đo lờng chuẩn
- Ưu điểm:
+ Sơ đồ cấu trúc đơn giản.
+ Độ ổn định tần số cao.
+ Thiết lập và chuyển đổi tần số nhanh
+ Tạp âm pha thấp
+ Tần số tạo ra cao nhất trong các phơng pháp THTS
- Khuyết diểm:
+ Đòi hỏi nhiều phần cứng, kích thợc trọng lợng lớn (nhiều các bộ
dao động, bộ lọc)

+ Độ chính xác tần số kém, độ sai số

=n.

f
0

Với

f
0
là sai số của bộ dao động thạch anh chuẩn
+ Biên độ tín hiệu ra không đồng đều (khi hệ số hài n càng cao biên
độ càng nhỏ)
+ Đầu ra có nhiều hài, nếu bộ lọc không tốt sẽ gây ảnh hởng tới các
khối khác
+ Thiết lập bộ lọc phức tạp.
+ Số lợng tần số sông tác cha cao. Khoảng cách giữa các tần số tạo ra
là f
0
(tần số dao động thạch anh chuẩn), khoảng cách này lớn nên số kênh
trên dải tần công tác sẽ ít (đặc biệt là dải sóng ngắn).
Để tạo đợc dải tần số với khoảng cách tần số nhỏ ta có thể sử dụng
nhiều bộ dao động thạch anh chuẩn nhân với nhau f
ra

= f
n

f
m

21
Hình 2.2: sơ đồ THTS thụ động dùng nhiều bộ dao động thạch anh
Các bộ dao động thạch anh chuẩn sẽ có tần số tạo thành một dải tần số
liên tiếp với bớc tần nhất định. Tuỳ theo tần số lựa chọn mà các chuyển
mạch SW1 và SW2 sẽ đợc đặt ở vị trí tơng ứng từ đó sẽ cho ra tần số f
ra
theo
yêu cầu. Ví dụ các bộ dao động thuộc chuyển mạch SW1 có bớc tần 1kHz
còn các bộ dao động thuộc chuyển mạch SW2 có bớc tần 10kHz, bằng việc
đặt vị trí các chuyển mạch sẽ tạo ra dải tần số đầu ra là 11
ữ
99kHz. Tuy
nhiên sơ đồ này có nhợc điểm là có quá nhiều bộ dao động thạch anh.
Ngoài ra còn một nhợc điểm lớn nữa là đầu ra bộ trộn có cả thành phần
tổng và hiệu của 2 tần số thạch anh, bộ lọc dải sẽ chọn lấy thành phần cần
thiết nhng khi 2 tần số này quá gần nhau thì việc chọn lọc sẽ khó khăn. Ví
dụ 2 dao động thạch anh là 1kHz và 90kHz thì thành phần tổng và hiệu sẽ
là 89kHz và 91kHz việc tách riêng 2 tần số này đòi hỏi bộ lọc có phẩm chất
cao.
Có một phơng pháp để tạo ra dải tần số nữa đó là dùng nhiều lần trộn,
sơ đồ cụ thể nh sau
Hình 2.3: sơ đồ THTS thụ động dùng nhiều lần trộn
22
Bằng việc sử dụng nhiều vòng trộn ta sẽ tạo ra đợc một dải tần số công
tác với bớc tần nhỏ. Các mạch nhân thực chất là các bộ tạo hài và các bộ lọc
dải. Phơng pháp này có thể tạo ra mạng tần số chuẩn với bớc tần nhỏ đáp
ứng đợc yêu cầu của các thiết bị thông tin. Nhng nhợc điểm là sử dụng

nhiều mạch nhân kích thớc lớn và có nhiều thành phần hại phụ không mong
muốn.
Tổ hợp tần số thụ dộng dùng linh kiện số.
Hình 2.4: sơ đồ THTS thụ động dùng linh kiện số
Tổ hợp tần số thụ động trên linh kiện số vẫn là nhân chia trực tiếp các
tần số dao động chuẩn thạch anh để tạo ra dải tần mong muốn. Trong phơng
pháp này các dao động thạch anh chuẩn đợc biến đổi thành dạng xung số
sau đó thực hiện nhân chia trên các IC số tạo thành các xung dao động
chuẩn khác nhau. Tần số đầu ra sẽ là tổng của các tần số chuẩn sau khi đã
đợc chia.

0 01
ra
f f
f
N M
= +
+
Với f
0
, f
01
, là các tần số thạch anh chuẩn đợc sử dụng
- Ưu điểm:
+ Thời gian thiết lập tần số nhanh.
+ Độ ổn định tần số tơng đối cao
+ Tránh không phải dùng hệ số chia biến đổi có hệ số chia lớn trong
vòng giữ pha.
- Khuyết điểm:
+ Dải tần công tác không liên tục.

+ Nhiều hài và phức tạp.
+ Tần số đầu ra nhỏ, không phù hợp với dải tần thông tin vô tuyến.
+ Do sử dụng các linh kiện số nên sẽ có độ trễ nhất định
2.1.2 Tổ hợp tần số tích cực.
23
Tổng hợp tần số tích cực là sử dụng các mạch vòng tự động điều chỉnh
tần số (vòng so pha, vòng so tần).
Sơ đồ tổ hợp tần số tích cực dùng linh kiện tơng tự.
Phơng pháp này dùng cách mạch tự động điều chỉnh để ổn định tần số
cho một bộ dao động liên tục LC. Mục đích tạo ra mạng tần số chuẩn
(không hài) bằng cách so sánh bộ dao động liên tục và 1 mạng tần số tổ hợp
theo phơng pháp thụ động tạo ra tần số trung gian
f
TG
= f
TG0
+

f
với

f: lợng sai lệch dao động LC so với mạng tần số chuẩn
Lợng sai lệch này sẽ đợc tách sóng tạo ra tín hiệu điều chỉnh kéo bộ
dao động liên tục LC bằng với tần số mạng tần số chuẩn (dao động thạch
anh). Sơ đồ cụ thể nh sau:
Hình 2.5: Sơ đồ tổng hợp tần số tích cực dùng linh kiện tơng tự
Dao động đầu ra là dao động đơn từ bộ dao động liên tục LC nên
không tạo ra các thành phần hài không cần thiết, dao động tạo ra có độ sạch
phổ cao.
Có một nhợc điểm khá lớn của phơng pháp này là vì ta sử dụng tách

sóng tần số nên tồn tại độ di tần lớn do độ d điện áp tách sóng tần số (đặc
tuyến của bộ tách sóng tần số thực tế không đi qua gốc tọa độ nên mặc dù
không có sai lệch nhng vẫn có một điện áp d của bộ tách sóng, điện áp này
tạo ra độ sai số của dao động đầu ra). Để khặc phục nhợc điểm này ta sử
dụng thêm một bộ so pha song song với tách sóng tần số
24
Hình 2.6: Sơ đồ tổ hợp tần số tích cực kết hợp vòng so tần và so pha
Vòng so pha thực hiện nguyên tắc bám theo hoàn toàn chính xác pha
dao động chuẩn không tồn tại độ lệch tần số còn d nh trong vòng so tần số
và ngời ta còn gọi bộ này là bộ tinh chỉnh. Tuy nhiên dải kéo của vòng so
pha hẹp nên khi sai lệch về pha giữa hai dao động cần so pha lớn thì vòng
so pha có thể mất tác dụng điều chỉnh
- Ưu điểm:
+ ít hài đầu ra
+ Tạo ra đợc dải tần có khoảng cách tần số nhỏ (phụ thuộc vào số bộ
trộn giữa các mạng tổng hợp tần số thụ động)
+ Không nhất thiết tần số so sánh phải đúng ở tần số f
0
cần tạo ra nên
với tần số chuẩn thấp vẫn có thể tạo ra dải tần công tác cao với độ ổn định
theo đúng tần số chuẩn.
- Khuyết điểm:
+ Các bộ tổ hợp tần số tích cực dùng linh kiện tơng tự là phải sử dụng
mạch tạo mạng tần số chuẩn các bộ trộn và các linh kiện tơng tự có độ
chính xác không cao nên độ tin cậy của hệ thống thấp. Kích thớc và trọng l-
ợng của bộ tổ hợp tần số lớn.
+ Khi so sánh ở tần số quá thấp thì đầu ra tách sóng đi qua bộ lọc tần
thấp sẽ có độ trễ lớn làm giảm tốc độ tự động điều chỉnh tần số.
Các sơ đồ tổ hợp tần số tích cực dùng linh kiện số.
Bộ dao động LC tạo tần số f

ra
= f
min

ữ
f
max
đợc đa qua bộ tạo xung và
chia với hệ số chia biến đổi N, sau đó đa tới bộ so pha số
25