bài giảng hệ thống viễn thông chương i một số khái niệm cơ bản về cao tần

Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 1
CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CAO TẦN
(15 tiết)

PHẦN 1: LÝ THUYẾT (12 tiết)
1.1 Hiệu ứng da
Trong khi dòng một chiều hoặc dòng có tần số thấp chảy qua toàn bộ mặt cắt của
dây dẫn thì dòng cao tần chỉ chảy ở lớp vỏ ngoài của dây dẫn. Tần số càng tăng thì
độ sâu lớp dẫn điện càng giảm, điện trở về mặt xoay chiều của dây dẫn càng tăng.
Độ sâu lớp dẫn điện được xác định theo công thức:
f
4.66


(mm)
trong đó:
f – là tần số của dòng chảy qua dây dẫn (Hz)
δ – là độ sâu của lớp dẫn điện (mm)
Điện trở xoay chiều (AC) của dây dẫn tại tần số nào đó được tính theo công thức:
AC
DC
DCAC
S
S
RR .
trong đó:
R
DC
– điện trở của dây dẫn đối với dòng một chiều

S
DC
– diện tích mặt cắt của dây dẫn đối với dòng DC
S
AC
– diện tích mặt cắt của dây dẫn đối với dòng AC
1.2 Truyền công suất lớn nhất
Xét mạch điện gồm nguồn E có trở kháng nội là Z
S
= R
S
+ jX
S
cung cấp cho tải Z
L

= R
L
+ jX
L
như sau:

Công suất trên tải:
X
S
X
L
R
S
R
L
I

E

Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 2
SL
S
R
S
LS
L
LSLS
L
LR

RRkhi
R
E
P
R
E
RR
RE
XXRR
RE
RIP
L
L






4
4
)()()(
2
max
2
2
2
22
2
2

Vậy mạch sẽ truyền đạt cơng suất lớn nhất khi R
S
+ jX
S
= R
L
- jX
L
( Z
S
= Z
L
*
). Ta
nói mạch có phối hợp trở kháng.
1.3 Mạch phối hợp trở kháng
Một trong những vấn đề quan trọng của máy phát, máy thu là phối hợp trở
kháng có chọn lọc tần số giữa các tầng, đặc biệt giữa tầng công suất ra cao tần
với anten phát, hay giữa anten thu với ngõ vào máy thu để truyền công suất tín
hiệu lớn nhất và loại nhiễu. Các mạch phối hợp trở kháng thường có dạng LC,
biến áp hay tổ hợp giữa chúng.

Ở cao tần (RF) ít khi Zi và Z
L
là thuần trở mà bao giờ cũng có phần kháng nào
đó (khi đó mạch có phối hợp trở kháng khi Z
L
= Z
*

i
). Ở trường hợp tổng quát Z
L

 Z
*
i
, cần có mạch phối hợp trở kháng để truyền công suất tín hiệu lớn nhất ra
tải.
Dạng phối hợp trở kháng đơn giản nhất hình  gồm có cuộn cảm L và tụ điện C
với các cấu hình khác nhau. Bốn kiểu mạch phối hợp trở kháng đơn giản hình
:


Z
i

a)
Z
L

Nguồn RF

C
L
Z
i

b)
Z

L

Nguồn RF

C
L

Z
i

a)
E

Z
L
= Z
i
*

Nguồn RF

Z
i

b)
E

Z
L


Z
i
*

Nguồn RF

Mạch phối
hợp trở
kháng
Z
L

Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 3

Ví dụ: Tính L, C của mạch phối hợp trở kháng sau ở MHzf 100
0

L
C R2 75R1 10


Giải: Trở kháng tương đương nhìn vào mạch phối hợp















22
2
2
0
2
20
0
22
2
2
0
2
20
2
02
11
1
//
CR
CR
Lj
CR

R
CRj
R
LjRZZZ
CLtd







Để có phối hợp trở kháng thì
*
1 td
ZR  , tức là:












0
1

1
22
2
2
0
2
20
0
1
22
2
2
0
2
CR
CR
L
R
CR
R



















nH
CR
CR
L
pF
R
RR
R
C
5.40
1
54
1
22
2
2
0
2
2
1
12
20




Một vài dạng mạch phối hợp trở kháng thường gặp và công thức tính toán.
Trong đó
B
f
Q
0
 là hệ số phẩm chất của mạch và B là băng thông của mạch:


Z
i

c)


Z
L

Nguo
àn RF

C
L
Z
i

d)

Z
L

Nguồn RF
C
L
Cout
R
1
C
1

R
L

C
2

L
1

R
1

C
1

R
L

L
Cout
C
2

Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 4





1.4 Mạch lọc
1.1.1 Mạch lọc thụ động
a. Mạch lọc thông thấp bậc 1

sRC
sC
R
sC
sV
sV
sH





1
1
1
1
)(
)(
)(
1
2

Để tìm đáp ứng tần số của mạch ta thay s = jω:
)(
)(
1
1
)(




j
eH
jRC
H 



Q choïn

)1(
1
)1(
;
2
11
2
1
1
1
2
1
QRB
R
QR
A
AQ
B
XARX
XQRX
L
CL
out









L
CC
1
Q choïn

)1(
)/(
)/()1(
)/(
/
2
11
1
2
1
1
2
2
1






Q
XRRQR
X
RRQ

RR
RX
QRX
CL
L
L
L
LC
C
R
1

C
2

R
L

L
2

Cout
L
1

C
1

R
1

C
2
R
L

L
Cout
C
1

)(
;
2
12
21
1
1
1
1
1
C
L
CL
L
LCC
CL
X
RR
XX
RR

R
RXQRX
XX
out




Q choïn

1
1
1
1
2
1
2
1
)(
RR
R
RX
QRX
X
X
RR
XX
L
LC
C

C
C
L
CL
out




Q choïn

V
1
(s) V
2
(s)
C
R
Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 5
Trong đó: )(

H là đáp ứng biên độ




là đáp ứng pha
2

2
1
1
)(1
1
)(












C
RC
H




với
RC
C
1




2
1lg20)(









C
dB
H













C

arctg



)(


b. Mạch lọc thông cao bậc 1:

sRC
sRC
sC
R
R
sV
sV
sH




1
1
)(
)(
)(
1
2

Để tìm đáp ứng tần số của mạch ta thay s = jω:

)(
)(
1
)(





j
eH
jRC
jRC
H 



Trong đó: )(

H là đáp ứng biên độ




là đáp ứng pha
C
R
V
1
(s) V

2
(s)
Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 6
2
2
1
)(1
)(












C
C
RC
RC
H









2
1lg20lg20)(


















CC
dB
H
















C
arctg



0
90)(




c. Mạch lọc thông thấp bậc 2:

2
0
2
2

0
2
2
1
2
2
1
1
1
1
1
1
)(
)(
)(










ss
LC
s
L
R

s
LC
sRCLCs
sC
RsL
sC
sV
sV
sH

Với:
LC
1
0


tần số cắt của mạch

L
R
2


hệ số tổn hao của mạch
L
C
R
V
1
(s) V

2
(s)
Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 7
Thay s = jω:
nn
j
j
j
H










2)1(
1
21
1
2)(
)(
2
00
2

0
2
22
0
2
0















Với:
0




n
và
0





Đáp ứng biên độ của mạch:
 
 
2
2
2
21
1
)(
nn
H






 
2
2
2
21lg20)(
nn
dB
H




d. Mạch lọc dải thông - Mạch lọc cộng hưởng:
Với mạch như trên nếu xét trường hợp tổn hao của mạch nhỏ
( 0
0


) ta sẽ nhận được một mạch lọc dải thông, cũng là mạch lọc
cộng hưởng với tần số cộng hưởng là ω
0
:
 
QH 





22
1
2
1
)(
0
2
0

Q là hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng
Đối với những hệ thống cộng hưởng, người ta thường quan tâm đến khu vực lân

cận tần số cộng hưởng
0

, ta có:
2
)()(
0201
Q
HH 


1



5.0



25.0



Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 8
21
,

là các tần số cắt 3dB của mạch cộng hưởng

e. Mạch lọc chắn dải - Mạch lọc nén:


2
0
2
2
0
2
2
2
2
2
1
2
2
1
1
1
1
1
1
)(
)(
)(















ss
s
LC
s
L
R
s
LC
s
sRCLCs
LCs
sC
RsL
sC
sL
sV
sV
sH

Với:

LC
1
2
0


,
L
R
2



Thay s = jω:
nn
n
j
j
j
H














2)1(
1
21
1
2)(
)(
2
2
00
2
0
2
2
0
2
22
0
22
0



















Với:
0




n
và
0




V
1
(s) V
2
(s)
L
R

C
01.0



Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 9
Đáp ứng biên độ của mạch:
 
 
2
2
2
2
21
1
)(
nn
n
H








 

2
2
22
21lg201lg20)(
nnn
dB
H





1.1.2 Mạch lọc tích cực
a. Mạch lọc thông thấp bậc 1:

Hàm truyền của bộ lọc:
0
C1
R1
-
+
R2
V
2
(s)
V
1
(s)
25.0



1


Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 10
12121
2
1
1
2
1
2
1
2
11
1
1
//
)(
)(
)(
)(
CsR
A
CsRR
R
R
sC

R
R
sZ
sV
sV
sH
Vo









Thay s = jω :
C
VoVo
j
A
CjR
A
H









1
1
)(
12

Trong đó:
1
2
R
R
A
Vo


12
1
CR
C



b. Mạch lọc thơng cao bậc 1:

Hàm truyền của bộ lọc:
11
11
11
11

1
2
1
1
2
1
2
1
2
11
1
)()(
)(
)(
CsR
CsR
A
CsR
CsR
R
R
sC
R
R
sZ
R
sV
sV
sH
Vo










Thay s = jω :
C
C
VoVo
j
j
A
CjR
CjR
AH












1
1
)(
11
11

Trong đó:
1
2
R
R
A
Vo
 ;
11
1
CR
C




1.5 Phân tích mạch khuếch đại công suất cao tần
1.5.1 Khuếch đại chế độ C:
Mạch KĐCSCT nằm ở ngõ ra máy phát thỏa các yêu cầu sau: hiệu suất cao, ít
sái dạng, chọn lọc tần số, tận dụng tới ngưỡng khả năng cung cấp công suất
của phần tử tích cực (dòng và áp). Công suất ra có thể từ mW tới MW tuỳ theo
mục đích sử dụng.
V
2

(s)
V
1
(s)
0
-
+
R2
C1R1
Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 11
Sử dụng đáp tuyến truyền dẫn I
C
(V
BE
) để phân tích nguyên lý hoạt động mạch
KĐCSCT. Giả sử V
B
= 0, ta có đồ thò biểu diễn tín hiệu vào tVv
ii 0
cos

 và
dòng I
C
(t) như sau:

Đònh nghóa: góc cắt  là một nửa khoảng thời gian dòng collector tồn tại trong
một chu kỳ tín hiệu.

Trong KĐCSCT chế độ C mạch được phân cực sao cho góc cắt  < 90
0
(chế độ
A có  = 180
0
; chế độ B có  = 90
0
)
I
C

t

0

0

I
C

.7



v
i

t

V

BE
(V)



I
Cm

+ V
cc

P
i

Z
i

Z
iQ

RFC

C
B

R
A

R
eq

RFC

R
B

V
Bo

Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 12


Công suất nguồn cung cấp
CCC
VIP .
00


Công suất ra của dòng hài cơ bản:
11
2
11
2
1
2
1
CCeqC
VIRIP 

Trong đó:
V
C1
= I
C1
.R
eq
là biên độ điện áp xoay chiều hài 1 ở collector.
R
eq
là trở kháng ra của BJT theo hài 1 ở chế độ đang xét.
Công suất tiêu tán trên collector: P
tt
= P
0
– P
1

Hiệu suất tầng khuếch đại:




0
11
0
1
0
1
1

.
2
1

2
1

CC
C
C
C
V
V
I
I
P
P

với
CC
C
V
V
1


là hệ số sử dụng điện áp nguồn cung cấp.










2
00
000
coscos)(
3cos2coscos)(
10
3210
n
cccc
ccccc
tnItIItI
tItItIItI
n




Phân tích I
c(t)
theo chuỗi Furier:

Thành phần dòng một chiều:








2
0
0
).(
2
1
)(0
Cmcc
ItdII
t
I
Cm
-
biên độ xung dò
ng Collector;

0(

)
hệ số phân tích hài:

)cos1(
cossin
)(
0









Biên độ thành phần dòng hài cơ bản : ( hài 1)

)cos1(
cossin
)(
).(cos
1
1
2
0
1)(
1













CmtCC
IttdII
Biên độ thành phần dòng hài n
:

, 3,2
)cos1)(1(
sincoscossin2
)(
).(cos
1
2
2
0
)(












n

nn
nnn
IttdnII
n
CmntCC
n








Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 13
Vậy
1

tỷ lệ với
)(
)(
0
1



Ví dụ: Một mạch khuếch đại công suất có
0

60

, biên độ xung dòng collector
là 1A. Tính công suất tiêu tán trên collector và hiệu suất của mạch khuếch đại,
cho biết trở kháng ra theo hài 1 là

25
và áp nguồn cung cấp là 12V.
Giải: tính các hệ số phân tích hài
218.0
)cos1(
cossin
)(
0









AAII
CmC
218.01.218.0).(
00



391.0
)cos1(
cossin
)(
1









AAII
CmC
391.01.391.0).(
11



Công suất nguồn cung cấp: WVIP
CCC
6.212.218.0.
00

Công suất ra của dòng hài cơ bản: WRIP
eqC
9.125.391.0.
2

1
.
2
1
22
11

Công suất tiêu tán trên collector: P
tt
= P
0
– P
1
= 0.7W
Hiệu suất 73.0
0
1
1

P
P


1.5.2 Phương pháp tính tốn tần khuếch đại:
Cho tần số làm việc, cơng suất trên tải anten
Chọn linh kiện và các thơng số
Chọn phân cực và mạch thích hợp
Tính tốn các thơng số năng lượng P
0
, P

1
, η
1
, P
tiêu tán
, P
i
…
Tính mạch phối hợp trở kháng vào và ra
Cơng suất kích P
i
và trở kháng vào Z
i
là thơng số tính ngược lại tần trước cuối

1.6 Nhân tần số:
Một dạng đặc biệt của khuyếch đại chế độ C là nhân tần số. Từ phân tích hài
ta thấy nếu tải cộng hưởng ở n lần tần số vào thì thành phần dòng hài I
Cn
tạo
nên sụt áp V
Cn
= I
Cn
cos
0
t.R
eq
(
0

t) có tần số gấp n lần tần số vào tức là có
nhân tần số.
Nhân tần số nhân cả độ di tần dùng trong máy phát FM. Ngoài ra nó có thể
khâu trung gian tạo tần số cao ổn đònh từ dao động chuẩn thạch anh.
Để đạt được chế độ tối ưu
maxmaxmax
.
CnCn
II

 ,góc cắt cần có
n
n
0
120


và
nn
n
54.0120
0
max











. Công suất ra )(.
2
1
0
2

nRIP
eqCnn
 . Hiệu suất
0
P
P
n
n



Với n tăng, I
Cn
và P
n
giảm nhanh nên thường người ta chỉ nhân 2, 3, 4, 5. Để
nhân nhiều, nên khuếch đại giữa các tầng nhân. Mạch thực tế nhân tần không
đòi hỏi ở chế độ tối ưu, mà chỉ cần lấy ra tần số mong muốn.
Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 14

Nhân tần số thường dùng trong máy phát FM, PM, để tăng độ di tần, độ di pha
cũng như chỉ số điều chế, thực hiện FM và PM dải rộng.
1.7 Đổi tần:
Đổi tần là quá trình dòch chuyển tín hiệu đã điều chế lên cao (Tx) hoặc xuống
thấp (Rx) mà vẫn giữ nguyên cấu trúc phổ của nó ( dạng tín hiệu ban đầu). Nó
cho một số ưu điểm quan trọng như dễ dàng dòch chuyển tín hiệu đến tần số
cần thiết, tăng độ chọn lọc, thuận tiện xử lý tín hiệu. Đổi tần còn gọi là trộn
tần, có ký hiệu dấu nhân.

Khi trộn hai tín hiệu ở ngõ vào bộ đổi tần, tại ngõ ra của nó có nhiều thành
phần tần số fs, fo,  mfo  n fs. Bộ lọc trung tần IF hoặc BPF chọn lọc thành
phần tần số cần thiết. Thông thường m = n =1 để mức tín hiệu ra là lớn nhất.
Tín hiệu ra có phổ giống như tín hiệu ngõ vào đổi tần, nhưng được dòch chuyển
đến vùng tần số cần thiết thuận tiện trên xử lý tín hiệu.
Nguyên lý đổi tần dựa trên đặc tính phi tuyến của phần tử tích cực. Giả sử đáp
tuyến i(v) của phần tử tích cực có dạng:
i = i
0
+av+bv
2
+cv
3
+dv
4
+ …
Trong đó v là điện áp đặt vào phần tử phi tuyến
Tín hiệu vào v
s
= V
s

cos
s
t.
Tín hiệu dao động nội v
o
= V
o
cos
o
t.
Điều kiện: V
o
>> V
s
và 
o
> 
s
.
Hai tín hiệu trên cộng lại thành v = v
o
+v
s
= V
o
cos
o
t + V
s
cos

s
t. Điện áp tổng
cộng đặt vào phần tử tích cực có đặc tính phi tuyến sau:
X
BPF


mf
0

nf
i

f
i

f
0

f
s
= f
0
+ f
i

X
IF

mf

0

nf
s

f
s

f
0

f
IF
= f
0
-
f
i

Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 15
i = i
0
+ av + bv
2
+ cv
3
+ dv
4

+ …
i = i
0
+ a(cos
o
t + V
s
cos
s
t) + b(cos
o
t + V
s
cos
s
t)
2
+ …
i
0
- thành phần một chiều
a, b, c, d - các hệ số.
Giả sử đáp tuyến có dạng hàm bậc hai để đơn giản phân tích:
bv
2
= b(V
o
2
cos
2


o
t + 2V
o
V
s
cos
o
t cos
s
t + V
s
2
cos
2

s
t )
=








t
V
tVVtVVt

VVV
b
o
o
soossooss
sso

2cos
2
)cos()cos(2cos
22
2222

Qua bộ lọc trung tần IF chỉ còn thành phần:
i
IF
=bV
o
V
s
cos(
o
- 
s
)t = bV
o
V
s
cos
IF

t .
Biên độ dòng trung tần  i
IF
= bV
o
V
s
= g
c
V
s

g
c
= bV
o
độ hỗ dẫn đổi tần.
Biên độ dao động nội V
o
cần lớn để độ hỗ dẫn đổi tần lớn. Tín hiệu ra của bộ
đổi tần có biên độ tỷ lệ với biên độ tín hiệu vào V
s
ở tần số trung tần 
IF
= 
o
-

s
, tức là phổ tín hiệu cao tần đã được dòch chuyển xuống vùng tần số trung

tần mà vẫn giữ nguyên dạng tín hiệu ban đầu trước khi đổi tần.
1.8 Trung tần (IF – Intermediate Frequency)
1.8.1 Khuếch đại trung tần
Bộ khuếch đại trung tần nằm ở sau bộ đổi tần có nhiệm vụ:
 Khuếch đại lớn tín hiệu nhỏ sau bộ dổi tần (Rx) đến mức cần thiết giải
điều chế
 Có độ chọn lọc cao (nhờ các bộ lọc IF) tín hiệu mong muốn và loại
nhiễu ngoài băng thông
 Có AGC (Automatic Gain Control) tránh quá tải do giải điều chế, giảm
méo giải điều chế trong hệ thống FM (Frequency Modulation). Mức tín
hiệu sau đổi tần khoảng <1mV, trong khi hầu hết các bộ giải điều chế
AM, FM, PM yêu cầu mức tín hiệu khoảng 1V.
1.8.2 Lựa chọn tần số trung tần
Sự chọn lựa f
IF
thấp làm cho thiết kế đơn giản, bộ khuếch đại lớn, ổn đònh cao,
dễ thực hiện.
Trong máy thu thanh AM có f
IF
= 455KHz, băng thông 20KHz
Trong thông tin thoại AM-SSB (3  30MHz), thực hiện đổi tần hai lần loại tần
số nhiễu ảnh.
f
IF1
= 2MHz, băng thông 10KHz,
f
IF2
trong khoảng (100500) KHz ví dụ 455KHz hay 200KHz, băng thông
3KHz.
Bài giảng hệ thống viễn thơng

Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 16
Đối với phát thanh FM mono-stereo (88  108)MHz, f
IF
là 10,7MHz, băng
thông 200KHz.
Máy thu truyền hình có f
IF
có khoảng (30  50MHz), băng thông (6  10MHz)
tùy chuẩn hệ (PAL, NTSC, SECAM).
Trong radar, viba mặt đất, thông tin vệ tinh, điện thọai di động tế bào, các tần
số trung tần thường gặp: 35; 45; 70; 140; 479MHz.
1.8.3 AGC ( AUTOMATIC GAIN CONTROL)
Mạch tự động điều chỉnh độ khuếch đại AGC được thiết lập ở tầng khuếch đại
RF hay IF cho phép tăng hoặc giảm độ khuếch đại khi tín hiệu thu yếu (đài xa)
hay mạnh (đài gần) bằng cách thay đổi điện áp phân cực. Như vậy AGC là hệ
thống hồi tiếp điều chỉnh độ lợi máy thu dựa vào biên độ tín hiệu thu đồng thời
mở rộng dải động (Dynamic Range - DR). Dải động là khoảng điện áp ngõ vào
máy thu (Rx) nhỏ nhất đến lớn nhất mà tín hiệu ra không bò méo. Nó biểu diễn
dưới dạng:
)(lg20
min
max
dB
V
V
D
R

Thông thường DR của máy thu có AGC từ 40100dB.

Tín hiệu AGC thường ở dạng điện áp một chiều sau tách sóng tỷ lệ với mức tín
hiệu thu được đưa về làm thay đổi điện áp phân cực tầng RF hay IF kiểm soát
độ khuếch đại của máy thu.
1.8.4 Bộ lọc trung tần IF dùng thạch anh
Bộ lọc thạch anh làm từ thạch anh SiO2. Thạch anh có hiệu ứng áp điện
Piezoelectric, tức là khi đặt một điện áp vào thạch anh, nó sẽ dao động ở tần số
cộng hưởng riêng ổn đònh và ngược lại. Tần số này phụ thuộc kích thước, độ
dày, hướng trục cắt thạch anh. Phiến cắt càng mỏng, tần số dao động riêng
càng tăng. Tần số dao động thạch anh ổn đònh khoảng 20KHz đến 50MHz.



r
T
, L
T
, C
T
- các thông số thạch anh
C
o
điện dung áp má phiến kim loại giữ thạch anh.
r
T

L
T

C
T

C
P

X
L

X
C

0


s


p

.

.

Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 17
Tần số cộng hưởng nối tiếp:
TT
s
CL
1




Tần số cộng hưởng song song:
Tos
oT
oT
T
p
CCvì
CC
CC
L




1

Tại cộng hưởng nối tiếp, thạch anh có thuần trở rất nhỏ r
T
. Hệ số phẩm chất
T
LT
TA
r
X
Q  rất lớn khoảng 10
4
đến 10

6
do đó có độ chọn lọc rất cao ở 
s
, băng
thông hẹp.
Tại cộng hưởng song song 
s
, trở kháng thạch anh rất lớn. Tần số 
s
gần bằng
tần số 
p
nên thạch anh là linh kiện lý tưởng cho bộ lọc IF có độ dốc rất cao
1.9 Nhiễu và khuếch đại nhiễu thấp
Nhiễu (Tạp âm) là tín hiệu không mong muốn, xuất hiện từ nhiều nguồn khác
nhau, ( dưới dạng điện áp hay dòng điện ) chèn vào tín hiệu hữu ích làm giảm
chất lượng tín hiệu thu dẫn đến sai lệch thông tin .
Nhiễu vấn đề rất quan trọng của điện tử thông tin và xử lý tín hiệu .
Chất lượng thu của hệ thống điện tử thông tin đánh giá theo tỷ số công suất tín
hiệu trên công suất nhiễu ngõ vào máy thu.







S/N Chỉ sự tương quan độ mạnh của tín hiệu so với nhiễu.
Nếu S/N nhỏ hơn giá trò ấn đònh ngưỡng, tín hiệu thu không đạt chất lượng,
thông tin bò sai lệch .

Nhiễu có thể được chia thành 2 loại:
- Nhiễu ngoài: gây ra bởi môi trường truyền.
- Nhiễu trong (nội): gây ra do thiết bò thu.
Bộ khuếch đại cao tần nhiễu thấp (RF Amp - LNA ) nằm ở ngõ vào máy thu có
nhiệm vụ:
 Phối hợp trrở kháng với anten
 Tiền chọn lọc tín hiệu cao tần
 Loại nhiễu tần số ảnh ( f
Image
= f
c
+ 2f
IF
)
 Khuếch đại nhiễu thấp tín hiệu nhỏ ngõ vào máy thu tới mức cần thiết
để đổi tần
N
S
N
S
P
P
dB
N
S
P
P
N
S
lg10)(

)nhiễucủabìnhtrungsuấtcông(
)hiệutíncủabìnhtrungsuấtcông(


Bài giảng hệ thống viễn thơng
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 18
 Tăng độ nhạy máy thu.
LNA thường có từ một đến ba tầng khuếch đại tuyến tính có điều hưởng chọn
lọc tần số - băng thông tín hiệu mong muốn và AGC. Mỗi tầng cung cấp độ lợi
từ 10 30 dB.
PHẦN 2: BÀI TẬP (3 tiết)
1. Cho mạch phối hợp trở kháng sau: f
0
= 30MHz, Q = 10
Tính C
1
, C
2
, L
a.








b.

2. Tính mạch phối hợp trở kháng ở f
0
= 100MHz

a.








b.







L
C
2

R
A
50Ω
C
1
R
i
30Ω
C
3
10p
L
C
1
R
A
50Ω
C
2
R
i
30Ω
C
3
15p
L
C

R
A

75Ω
R
i
20Ω
L
C

R
A
50Ω
R
i
10Ω
Bài giảng hệ thống viễn thông
Biên soạn Ths Nguyễn Huy Hùng
Trang 19
3. Tính mạch phối hợp trở kháng ở f
0
= 90MHz
a.








b.

4. Vẽ đáp ứng của các mạch lọc sau:
a.













b.

L
C

R
A
50Ω
R
i
60Ω
L
C

R
A
50Ω
R
i
10Ω
R
2
R
1
R

C

V
o
V

i
R
1
10K
R
2
10k
C
2

0.016µ
V
o
V
i
C
1

0.032µ