Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dao động sóng mang băng tần L điều chế mã nhận biết chủ quyền quốc gia sử dụng cho thiết bị hàng không và hàng hải

LỜI CẢM ƠN


Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Bạch Gia Dương, người trực
tiếp hướng dẫn em làm khoá luận tốt nghiệp và tạo những điều kiện tốt nhất cho em trong
thời gian học tập và nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu Điện tử - Viễn thông, trường Đại
học Công Nghệ. Em xin cám ơn các thầy, cô giáo giảng dạy tại trường Đại học Công
Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã trang bị cho em những kiến thức quý báu.
Xin cảm ơn gia đình và bạn bè, những người luôn bên em, động viên và tạo những
điều kiện tốt nhất để em có được điều kiện học tập và nghiên cứu.



Vũ Tuấn Anh







LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu
và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công

trình nào.

Hà Nội, ngày 23/11/2008
Tác giả


Vũ Tuấn Anh


1

MỤC LỤC

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ 3
MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU 6
BẢNG CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 7
MỞ ĐẦU 8
Chương 1 - MẠCH VÒNG BÁM PHA VÀ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ 9
1.1. Mạch vòng bám pha 9
1.1.1. Giới thiệu chung 9
1.1.2. Tổng quan về vòng bám pha (PLL) 9
1.2. Bộ tổ hợp tần số dùng vòng bám pha 13
1.2.1. Bộ so pha 13
1.2.2. Các bộ chia tần 15
1.2.3. Bộ lọc tần số thấp 15
1.2.4. Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO) 16
1.3. Giới thiệu về học IC ADF411x 16
1.3.1. Họ IC ADF411x 16
1.3.2. Mô tả chức năng các chân 18
1.3.3. Mô tả chức năng mạch điện 19

Chương 2 - TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SIÊU 23
2.1. Giới thiệu chung 23
2.2. Lý thuyết đường truyền và giản đồ Smith 23
2.2.1. Mô hình tương đương tham số tập trung của đường truyền 24
2.2.2. Biểu đồ Smith 28
2.3. Mạch dải siêu cao tần 36
2.3.1 Giới thiệu 36
2.3.2. Tham số S 42
2.3.3. Các kỹ thuật phối hợp trở kháng 45
2.3.4. Khuếch đại 47
Chương 3 - MÃ NHẬN BIẾT CHỦ QUYỀN QUỐC GIA ICAO 50
3.1. Hệ thống thông tin, dẫn đường, giám sát và quản lý không vận 50
3.1.1. Giới thiệu 50
3.1.2. Hệ thống mạng viễn thông hàng không 52
3.1.3. Hệ thống dịch vụ không vận 53
3.2. Hệ thống radar giám sát không vận 68

2
3.2.1. Tổng quan về hệ thống radar 68
3.2.2. Hệ thống radar giám sát sơ cấp (Primary Surveillance Radar – PSR) 68
3.2.3. Hệ thống radar giám sát thứ cấp (Secondary Surveillance Radar – SSR) 69
3.2.3. Hệ thống giám sát phụ thuộc tự động (ADS-B) 76
Chương 4 – CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 79
4.1. Chế tạo bộ tổ hợp tần số băng L 79
4.2.1. Chế tạo VCO 79
4.2.2. Chế tạo bộ tổ hợp tần số 81
4.2. Chế tạo bộ khuếch đại siêu cao tần 88
4.3. Chế tạo bộ phát mã ICAO 96
4.3.1. Phát mã ICAO sử dụng DSP56307EVM 96
4.3.2. Phát mã ICAO sử dụng vi điểu khiển PSOC 98

KẾT LUẬN 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO 103
PHỤ LỤC



















3

MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Sơ đồ chức năng của mạch vòng bám pha 10
Hình 1.2. Đặc trưng chuyển tần số - điện áp của PLL 12
Hình 1.3. Sự phụ thuộc của tần số VCO vào điện áp 12
Hình 1.4. Sơ đồ chức năng bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha. 13

Hình 1.5. Cấu trúc của 1 bộ so pha số 14
Hình 1.6. Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi chưa bắt chập. 15
Hình 1.7. Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi tần số 2 lối vào bằng nhau. 15
Hình 1.8. IC ADF411x. 16
Hình 1.9. Sơ đồ chức năng của họ IC ADF 411x. 17
Hình 1.10. Các thông số về khoảng cách của 2 loại IC 20 chân gầm
và 16 chân rết 18
Hình 1.11. Tầng lối vào chuẩn. 19
Hình 1.12. Tầng lối vào RF. 20
Hình 1.13. Bộ chia A và B. 20
Hình 1.14. Sơ đồ nguyên lý đã được đơn giản hoá và giản đồ xung của
bộ tách sóng pha/tần số 21
Hình 1.15. Giản đồ thời gian của việc chốt dữ liệu. 22
Hình 1.16. Mạch MUXOUT 22
Hình 2.1. Phổ tần số của sóng điện từ. 23
Hình 2.2. Dây dẫn song song và sơ đồ tương đương. 24
Hình 2.3. Họ vòng tròn đẳng điện trở. 29
Hình 2.4. Họ vòng tròn đẳng điện kháng. 30
Hình 2.5. Vòng tròn đẳng điện kháng phía trên trục hoành. 30
Hình 2.6. Vòng tròn đẳng điện kháng phía dưới trục hoành 31
Hình 2.7. Vòng tròn đẳng điện trở và điện kháng trên cùng một đồ thị. 31
Hình 2.8. Họ vòng tròn đẳng | |. 32
Hình 2.9. Giản đồ Smith chuẩn . 34
Hình 2.10. Biểu diễn điểm bụng và điểm nút của sóng đứng trên giản đồ Smith 36
Hình 2.11. Các loại mạch vi dải. 37
Hình 2.12: Các dạng đường truyền sóng 38
Hình 2.13. Sơ đồ mạch tương đương. 39
Hình 2.14. Đường truyền vi dải. 42
Hình 2.15. Sơ đồ đo. 43
Hình 2.16. Sơ đồ xác định

ij
S
44
Hình 2.17. Sơ đồ xác định
ii
S
44
Hình 3.1. Mô hình hệ thống CNS/ATM 51

4
Hình 3.2. Mạng ATN 52
Hình 3.3. Cấu trúc trường của gói thông tin ATS. 55
Hình 3.4. Gói thông tin lỗi truyền thông 66
Hình 3.5. Gói thông tin kế hoạch bay 67
Hình 3.6. Sơ đồ hệ thống giám sát thứ cấp. 70
Hình 3.7. Anten có độ mở lớn (LVA) 70
Hình 3.8. Tín hiệu SSR 71
Hình 3.9. Định dạng tín hiệu trả lời trong chế độ A/C 72
Hình 3.10. Định dạng tín hiệu thăm dò chế độ 3/A, C, S. 75
Hình 3.11. Tín hiệu thăm dò chế độ S. 75
Hình 3.12. Định dạng trả lời chế độ S 76
Hình 3.13. Hệ thống định vị GPS 77
Hình 4.1. Sự phụ thuộc của VCO 500-1100 MHz vào điện áp. 80
Hình 4.2. VCO dải tần 500MHz-1.1GHz. 80
Hình 4.3. Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số băng L 81
Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý bộ tổ hợp tần số băng L 82
Hình 4.5. Sơ đồ chức năng hệ thống AFC 83
Hình 4.6. Bộ tổ hợp tần số dải tần 1020MHz-1100MHz 83
Hình 4.7. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1020MHz 84
Hình 4.8. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1030MHz 84

Hình 4.9. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1040MHz 85
Hình 4.10. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1050MHz 85
Hình 4.11. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1060MHz 86
Hình 4.12. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1070MHz 86
Hình 4.13. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1080MHz 87
Hình 4.14. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1090MHz 87
Hình 4.15. Kết quả trên máy phân tích phổ - tần số 1100MHz 88
Hình 4.16. Sơ đồ khối bộ khuếch đại siêu cao tần công suất 45W 89
Hình 4.17. Sơ đồ nguyên lý nhánh 1 của bộ khuếch đại công suất 45W 89
Hình 4.18. Kết quả mô phỏng tham số S
11
, S
21
của nhánh 1 90
Hình 4.19. Kết quả mô phỏng tỉ số sóng đứng vswr(s
11
) của nhánh 1 90
Hình 4.20. Kết quả mô phỏng tham số S
22
của nhánh 1 91
Hình 4.21. Kết quả mô phỏng tỉ số sóng đứng vswr(s
22
) của nhánh 1 91
Hình 4.22. Sơ đồ nguyên lý nhánh 2 92
Hình 4.23. Kết quả mô phỏng tham số S
22
, S
21
của nhánh 2 93
Hình 4.24. Kết quả mô phỏng tỉ số sóng đứng vswr(s

22
) của nhánh 2 93
Hình 4.25. Kết quả mô phỏng tham số S
11
của nhánh 2 94
Hình 4.26. Kết quả mô phỏng tỉ số sóng đứng vswr(s
11
) của nhánh 2 94
Hình 4.27. Hình ảnh thực tế của bộ khuếch đại công suất 45W 95
Hình 4.28. Kết quả đo tham số S

trên máy phân tích mạng 95

5
Hình 4.29. DSP56307EVM. 96
Hình 4.30. Giao diện phần mềm Debug-56k 97
Hình 4.31. Một đoạn mã ICAO chế độ S được tạo bởi kít DSP56307EVM 98
Hình 4.32. Các mô trong trên vi điều khiển PSOC 98
Hình 4.33. Sơ đồ khối của vi điều khiển PSOC. 99
Hình 4.34. Bộ phát mã ICAO sử dụng vi điều khiển PSOC CY8C27443 99
Hình 4.35. Kết nối các mô đun trong vi điều khiển PSOC CY8C27443 100
Hình 4.36. Bảng các thông số cấu hình cho vi điều khiển PSOC CY8C27443. 100
Hình 4.37. Nạp chương trình cho vi điều khiển PSOC bằng phần mềm
CYP qua cổng LPT. 101
Hình 4.38. Một đoạn mã ICAO chế độ S được tạo bởi vi điều khiển PSOC
CY8C27443. 101

6

MỤC LỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Bít điều khiển lựa chọn chốt dữ liệu 21
Bảng 3.1. Các dịch vụ cảnh báo và thông tin chuyến bay chuẩn 54
Bảng 3.2. Các trường chuẩn trong gói thông tin dịch vụ cảnh báo không vận 55
Bảng 3.3. Chức năng các chế độ sử dụng trong tín hiệu thăm dò chế độ A/C 71
Bảng 3.4. Vị trí các xung trong tín hiệu trả lời chế độ A/C 72
Bảng 3.5. Thứ tự các nhóm xung 73
Bảng 4.1. Sự phụ thuộc tần số vào điện áp của VCO. 79


7

BẢNG CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt
ADS-B
Automatic Dependent Surveillance
Broadcast
Hệ thống giám sát phụ thuộc tự
động-Quảng bá
ATC
Air Traffic Controller
Hệ thống điều khiển không vận
ATM
Air Traffic Management

Quản lý không vận
ATN
Aeronautical Telecommunication
Network
Mạng truyền thông hàng không
ATS
Air Traffic Service
Dịch vụ hàng không
CNS
Communication, Navigation,
Surveillance
Thông tin, dẫn đường, giám sát
DAC
Digital to Analog Converter
Bộ biến đổi số sang tương tự
DDS
Direct Digital Synthesis
Tổng hợp số trực tiếp
DPSK
Differential Phase Shift Keying
Khóa dịch pha vi sai
ELM
Extend Length Message
Bản tin có độ dài mở rộng
FSK
Frequency Shift Keying
Khoá dịch tần
ICAO
International Civil Aviation
Organization

IFF
Identification Friend or Foe
Nhận biết địch-ta
LPF
Low Pass Filter
Bộ lọc tần số thấp
PLL
Phase Locked Loop
Vòng bám pha
PPM
Pulse Position Modulation
Điều chế vị trí xung
PSR
Primary Surveillance Radar
Hệ thống giám sát sơ cấp
SLM
Standard Length Message
Bản tin có độ dài chuẩn
SLS
Side-Lode Suppression
Xung triệt tiêu thùy bên
SSR
Secondary Surveillance Radar
Hệ thống giám sát thứ cấp
VCO
Voltage Controlled Ossillator
Bộ dao động điều khiển bằng
điện áp

8

MỞ ĐẦU

Hệ thống hỏi đáp và dẫn đường cho các phương tiện đường không, đường thuỷ
và trên mặt đất ngày càng đóng vai trò quan trọng trong điều kiện toàn cầu hoá, khi
hoạt động giao thương giữa các nước trở nên nhộn nhịp, sôi động. Hệ thống này được
phát triển dựa trên cơ sở hệ thống nhận biết địch-ta (IFF–Identification Friend or Foe)
ban đầu dùng trong quân sự và trước tiên cho hàng không dân dụng-lĩnh vực đòi hỏi sự
giám sát, quản lý và điều phái chặt chẽ nhằm đảm bảo an toàn, hiệu quả cho các
chuyến bay.
Trong hệ thống này, để trao đổi thông tin giữa các trạm radar đặt dưới mặt đất
với máy bay cũng như trao đổi thông tin giữa các máy bay hiện nay các nước trên thế
giới đều hướng tới thiết lập riêng cho mình bộ mã nhận biết riêng theo quy định của
ICAO. Ở Việt Nam, việc thiết kế, chế tạo bộ mã riêng thống nhất chung cho cả nước
và tuân theo chuẩn quốc tế được đặt ra với yêu cầu rất cấp bách, nhằm đảm bảo an
ninh Quốc gia cũng như tạo mã bí mật cho các phương tiện quân sự của ta.
Mã hỏi đáp theo định dạng của ICAO sẽ được biến đổi thành mã nhị phân và
được điều chế tại tần trung tần theo phương pháp điều chế D8PSK do ICAO kiến nghị.
Sau đó tín hiệu này được cộng với một tần số sóng mang của bộ tổ hợp tần số để đưa
tần số tín hiệu mã ICAO lên băng L. Vì thế để điều chế mã nhận biết chủ quyền Quốc
Gia, yêu cầu đặt ra là phải thiết kế một dao động sóng mang băng L có độ ổn định
ngang cấp thạch anh, công suất tín hiệu ra lớn. Hơn nữa, dao động sóng mang này còn
phải có cơ chế nhảy tần linh hoạt, mềm dẻo để có khả năng chống nhiễu tích cực.
Đề tài luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dao động sóng mang băng
tần L điều chế mã nhận biết chủ quyền Quốc Gia dùng cho thiết bị hàng không và

hàng hải” thuộc chuyên đề 1-3 của đề tài trọng điểm cấp nhà nước (mã số:
KC.01.12/06-10). Cơ quan chủ trì là trường Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà
Nội, TS. Bạch Gia Dương là chủ nhiệm đề tài.








9

Chương 1 - MẠCH VÒNG BÁM PHA VÀ BỘ TỔ HỢP
TẦN SỐ

1.1. Mạch vòng bám pha
[1],[6]

1.1.1. Giới thiệu chung
Bộ tạo dao động siêu cao tần chiếm một vai trò rất căn bản trong các hệ thống
thông tin vì có khả năng tạo ra các sóng tham chiếu sử dụng trong việc điều chế và giải
điều chế…Trong các hệ thống như vậy, tính chính xác và ổn định của các bộ tạo dao
động luôn phải được quan tâm nhằm đảm bảo chất lượng của hệ thống.
Cho đến nay đã có nhiều phương pháp để tăng tính ổn định của bộ tạo dao
động, trong đó đáng chú ý là kỹ thuật vòng bám pha PLL (Phase Locked Loop) và kỹ
thuật tổng hợp số trực tiếp DDS (Direct Digital Synthesis). Mỗi kỹ thuật đều có những
điểm mạnh và yếu riêng. Kỹ thuật DDS là một hệ thống hở, sử dụng máy tính số và
các bộ DAC (Digital to Analog Converter) để tạo ra các tín hiệu mong muốn. Đây là
kỹ thuật tổng hợp tần số trực tiếp. Kỹ thuật này có ưu điểm nổi bật là thời gian thiết

lập tần số rất nhanh, độ phân giải tần số rất nhỏ. Tuy nhiên, nhược điểm là tiêu thụ
nhiều năng lượng và chỉ thích hợp với dải tần cỡ vài trăm MHz. Trong khi đó, kỹ thuật
PLL lại sử dụng hệ thống hồi tiếp kín, trong đó độ ổn định của hồi tiếp là quan trọng
nhất. Đây là kỹ thuật tổng hợp tần số gián tiếp. Kỹ thuật này yếu hơn DDS ở thời gian
thiết lập tần số. Tuy nhiên, kỹ thuật này lại có ưu điểm là tiêu thụ rất ít năng lượng và
rất thích hợp với dải tần siêu cao là dải tần số từ 300MHz đến 3GHz.

1.1.2. Tổng quan về vòng bám pha (PLL)
Hệ thống tự động điều chỉnh tần số theo pha hay còn gọi là vòng bám pha PLL
được sử dụng rộng rãi trong việc sử lý tín hiệu tương tự và các hệ thống số. Một số
ứng dụng quan trọng của vòng bám pha là điều chế và giải điều chế FM, giải điều chế
FSK (FSK demodulation), giải mã âm thanh, nhân tần, đồng bộ hoá xung đồng bộ, tổ
hợp tần số, máy phát điều tần…
Vòng bám pha được mô tả lần đầu tiên vào những năm 1930 khi được ứng dụng
trong việc đồng bộ quét dọc và quét ngang trong vô tuyến truyền hình. Cùng với sự
phát triển của các vi mạch tích hợp, vòng bám pha được sử dụng trong rất nhiều ứng
dụng khác nhau. Vào khoảng năm 1965, người ta đã tạo ra những vi mạch tích hợp
PLL đầu tiên, chỉ sử dụng các thiết bị tương tự. Những tiến bộ ngày nay trong sản xuất
vi mạch tích hợp đã gia tăng việc sử dung các thiết bị PLL vì giá thành ngày càng rẻ
và có độ tin cậy cao. Hiện nay PLL đã có thể được tích hợp toàn bộ trên một đơn chip.
Mạch vòng bám pha PLL cơ bản được trình bày trong sơ đồ chức năng hình
1.1, bao gồm những phần chính là bộ so sánh pha, bộ lọc thông thấp, máy phát tần số

10
được điều khiển bằng điện áp VCO (Voltage Controlled Ossillator). Ba khối này hợp
thành một hệ thống phản hồi về tần số khép kín.


Hình 1.1. Sơ đồ chức năng của mạch vòng bám pha.

Khi không có tín hiệu vào PLL, sự chênh lệch điện áp V
e
(t) ở lối ra của bộ so
sánh pha bằng không. Điện áp V
d
(t) ở lối ra của bộ lọc tần thấp cũng bằng không. Bộ
dao động điều khiển bằng điện áp VCO hoạt động ở tần số định f
0
gọi là tần số dao
động trung tâm. Khi có tín hiệu đưa vào hệ thống PLL, bộ so pha sẽ so pha và tần số
của tín hiệu lối vào với pha và tần số của VCO và tạo ra một điện áp sai số V
e
(t) tỉ lệ
với sự lệch pha và chênh lệch tần số của tín hiệu lối vào và VCO, tức là phản ánh sự
khác nhau về pha và tần số của 2 tín hiệu. Điện áp sai số này được lọc rồi đưa vào lối
vào điều khiển của VCO. Điện thế điều khiển V
d
(t) thúc đẩy tần số của VCO thay đổi
theo hướng giảm bớt sự khác nhau về tần số giữa tín hiệu f
0
và tín hiệu lối vào. Khi tần
số lối vào f
s
tiến dần đến tần số f
0
, do tính chất hồi tiếp của PLL sẽ thúc đẩy VCO
đồng bộ hoặc bắt chập với tín hiệu lối vào. Sau khi chập, tần số VCO sẽ bằng tần số
của tín hiệu lối vào, tuy nhiên vẫn có độ chênh lệch về pha nào đó. Sự chênh lệch về
pha này là cần thiết để tạo ra điện áp sai V
e

(t) để chuyển tần số dao động tự do của
VCO thành tần số của tín hiệu vào f
s
, như vậy sẽ giữ cho PLL ở trạng thái giữ chập tần
số. Kết quả là tần số của dao động VCO có độ ổn định tần số ngang cấp với độ ổn định
tần số của tín hiệu so sánh pha với tần số VCO. Như vậy nếu sử dụng f
s
là dao động
chuẩn thạch anh có độ ổn định tần số cao thì kết quả mạch vòng bám pha sẽ cho độ ổn
định tần số của VCO ngang cấp thạch anh. Không phải tín hiệu nào VCO cũng bắt
chập được. Dải tần số trên đó hệ duy trì tình trạng chập với tín hiệu lối vào được gọi là
dải giữ chập hay giải bám (lock range) của hệ thống PLL. Dải tần số trên đó hệ thống
Lối vào so sánh
Lối vào tín hiệu
f
s

f
0

V
d
(t)
V
e
(t)
V
0
(t)
V

s
(t)
Điện áp điều khiển VCO

Lọc tần số thấp


VCO

So sánh pha



11
PLL có thể bẳt chập một tín hiệu vào gọi là dải bắt chập (capture range). Dải bắt chập
bao giờ cũng nhỏ hơn giải giữ chập.
Ta có thể dùng một cách khác để miêu tả hoạt động của PLL là bộ so sánh pha
thực chất là mạch nhân và trộn tín hiệu vào với tín hiệu VCO. Sự trộn này tạo tần số
tổng và tần số hiệu f
s
± f
0
. Khi mạch ở trạng thái chập thì hiệu tần số f
s
– f
0
= 0, do đó
tạo ra thành phần một chiều. Bộ lọc tần số thấp loại bỏ thành phần tần số tổng f
s
+ f

0
,
nhưng tiếp nhận thành phần điện áp một chiều, tức là chỉ cho thành phần một chiều đi
qua. Thành phần một chiều này điều khiển VCO hoạt động ở trạng thái giữ chập với
tín hiệu vào. Một điểm đáng chú ý là giải chập độc lập với dải tần số của bộ lọc tần số
thấp vì khi mạch ở trạng thái giữ chập thành phần hiệu tần số bao giờ cũng là dòng
một chiều.
1.1.2.1. Bắt chập và giữ chập
Khi mạch chưa ở trạng thái bắt chập, bộ so pha trộn tín hiệu vào với tín hiệu
VCO để tạo ra thành phần tổng và hiệu hai tần số. Nếu thành phần hiệu nằm bên ngoài
biên dải tần số của bộ lọc tần thấp thì thành phần này sẽ bị loại bỏ cùng thành phần
tổng tần số. Do đó trong mạch sẽ không có thông tin nào được truyền qua mạch lọc và
VCO tiếp tục hoạt động ở tần số trung tâm ban đầu. Khi tần số tín hiệu vào tiến dần
đến tần số phát của VCO thì thành phần hiệu giảm xuống và tiến dần đến biên dải tần
số của bộ lọc tần thấp. Lúc đó, một phần của thành phần tín hiệu đi qua được bộ lọc
tần thấp và thúc đẩy VCO chuyển đến tần số của tín hiệu vào theo hướng sao cho
thành phần hiệu tần số giảm và cho phép nhiều thông tin nữa đi qua bộ lọc tần thấp
đến VCO. Đây là cơ chế hồi tiếp dương thúc đẩy VCO chập với tín hiệu vào.
1.1.2.2. Đặc trưng chuyển tần số sang điện áp
Hình 1.2 cho thấy đặc trưng chuyển tần số sang điện áp điển hình của PLL. Khi
đưa tín hiệu vào PLL, tần số sẽ được quét từ từ trên một dải rộng. Trục thẳng đứng là
điện thế tương ứng V
d
của mạch. Trên hình 1.2a là trường hợp tần số tín hiệu tăng dần,
mạch không phản ứng gì với tín hiệu cho đến khi tần số tín hiệu đạt tới tần số ω
1
tương
ứng với biên dưới của vùng bắt chập. Lúc đó hệ bắt chập với tín hiệu vào và tạo ra
bước nhảy của điện thế V
d

với dấu âm. Sau đó, VCO thay đổi tần số với hệ số góc
bằng nghịch đảo của hệ số khuếch đại lối vào VCO (1/K
0
) và đi qua giá trị V
0
khi ω-
1
=ω
0
mạch bám sát tín hiệu vào cho đến khi tần số tín hiệu vào đạt đến ω
2
tương ứng
với biên trên của khoảng giữ chập. Khi đó hệ mất bám, điện thế V
d
tụt xuống V
0
và tạo
ra tần số dao động tự do của VCO (hình 1.2a).
Nếu ta lại cho tần số tín hiệu vào quét theo chiều hướng giảm dần thì quá trình
lặp lại nhưng đảo ngược so với trước (hình 1.2b) mạch bắt chập lại với tín hiệu ở ω
3

tương ứng với biên trên của dải bắt chập và bám sát theo tín hiệu vào cho đến khi tần
số của tín hiệu vào bằng ω
4
tương ứng với biên độ của dải giữ chập.
Như vậy là dải bắt chập của hệ là (ω
1
,ω
3

) và dải giữ chập là của hệ (ω
2
,ω
4
).
Do đặc trưng chuyển tần số - điện áp như trên nên PLL có tính chọn lọc với tần
số trung tâm VCO và chỉ có phản ứng đối với những tần số tín hiệu vào sai lệch so với

12
ω
0
là ω
C
hoặc ω
L
(ω
C
=(ω
3
-ω
1
)/2 và ω
L
=(ω
2
-ω
4
)/2), tuỳ theo mạch bắt đầu có hay không
có điều kiện giữ pha ban đầu.
Sự tuyến tính của đặc trưng chuyển đổi tần số sang điện áp của PLL chi do hệ

số chuyển đổi của VCO quyết định, do đó ta thường đòi hỏi VCO có đặc tính chuyển
điện áp sang tần số ở mức độ tuyến tính cao.


Hình 1.2. Đặc trưng chuyển tần số - điện áp của PLL.

Hình 1.3. Sự phụ thuộc của tần số VCO vào điện áp.

Hình 1.3 biểu diễn đường đặc trưng sự phụ thuộc tần số phát của VCO vào điện
áp điều khiển V
d
ở đây f
max
và f
min
là tần số của máy phát VCO tương ứng với tần số
góc ω
2
và ω
4
. Khi đó dải giữ chập của hệ là: Δf
L
= f
max
- f
min
V
d
(V)
V

max

V
V
min

f
0 min

f
0
(V)
f
0
max

f
VCO (kHz)
+

V
d

a/

b/

+

ω

S
ω
S
2ω
L
2ω
C
ω
C
ω
2
ω
0
ω
4
ω
3
ω
0
ω
1
Dải bắt chập
Dải giữ chập
V
0

V
0

V

d

Hướng quét tần số
Hướng quét tần số

13
Nếu gọi f
S
là tần số của tín hiệu lối vào thì dải bắt chập của hệ PLL là:
ΔfC = f
Smax
- f
Smin

trong đó f
Smax
và f
Smin
là tần số của tín hiệu tương ứng với tần số góc ω
3
và ω
1
.

1.2. Bộ tổ hợp tần số dùng vòng bám pha
[7],[12]

Bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha được sử dụng dựa trên nguyên tắc
trên đã được sử dụng rất rộng rãi bởi vì có thể tạo ra tần số bất kỳ có độ ổn định cao
ngang với thạch anh và có thể thay đổi tần số rất mềm dẻo được điều khiển một cách

dễ dàng bằng các bộ vi xử lý.
Sơ đồ chức năng bộ tổ hợp tần số được trình bày trên hình 1.4.


Hình 1.4. Sơ đồ chức năng bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha.

Tần số lối ra của bộ chia N - đếm/định thời lập trình hoá – bám pha với tần số
chuẩn được lấy từ lối ra của một dao động thạch anh. Hệ số chia N có thể thay đổi
được nhờ mã điều khiển tần số (fequency control code). Bộ so sánh pha sẽ so sánh pha
giữa tần số lối ra của VCO qua bộ chia N với tần số chuẩn tạo ra từ dao động thanh
anh f
ref
qua bộ chia R, điện áp sai số ở lối ra tách sóng pha, qua bộ lọc tần thấp (LPF –
low pass filter) chuyển thành điện áp một chiều biến đổi chậm V
d
được đưa vào điều
khiển VCO làm cho tần số lối ra của bộ chia N bám pha với tần số chuẩn. Như vậy ta
sẽ có tần số lối ra của VCO là: f
VCO
=N/R.f
ref
.
Do đó chỉ cần thay đổi hệ số chia N, R thì ta sẽ tạo được các tần số khác nhau ở lối ra
của VCO.
Sau đây là những thành phần cơ bản của một bộ tổ hợp tần số kiểu PLL. Do
bộ tổ hợp tần số kiểu PLL dựa trên nguyên lý PLL là cơ bản, nên những thành phần
vòng bám pha PLL cũng được giới thiệu.

1.2.1. Bộ so pha
Bộ chia N

Bộ dao
động VCO
Bộ chia R
Bộ so sánh
pha
Bộ dao động
chuẩn
Bộ lọc
thông thấp
Khuếch đại
một chiều
fref
fVCO

14
Có thể nói, trái tim của một hệ thống PLL chính là bộ so pha. Đây là nơi tín
hiệu mang tần số tham chiếu được so sánh với tín hiệu phản hồi từ lối ra của VCO, và
tín hiệu sai khác tìm được sẽ được sử dụng để đưa vào bộ lọc thông thấp và VCO.
Trong các hệ thống PLL số (DPLL – Digital PLL), bộ so pha là một phần tử logic. Có
thể phân loại bộ so pha theo thành phần cấu tạo như sau:
Mạch XOR
Trigơ J-K
Bộ so pha số
Với bộ so pha số, lối ra không những thể hiện sai khác về pha mà còn thể hiện
cả sai khác về tần số giữa 2 tín hiệu lối vào. Nguyên lý hoạt động của bộ so pha số
được minh hoạ trong hình 1.5. Thành phần cơ bản là 2 Trigơ D. Giả sử lối vào +IN là
lối vào tần số chuẩn và -IN là lối vào phản hồi từ VCO. Ta có giản đồ xung lối vào, lối
ra như hình 1.6. Căn cứ vào giản đồ xung ta thấy:
- Nếu tần số lối vào +IN cao hơn nhiều so với tần số lối vào -IN thì tín hiệu lối ra hầu
như luôn ở mức cao. Sườn xung lên đầu tiên ở +IN làm lối ra chuyển lên mức cao và

được giữ ở mức này cho tới khi có sườn xung lên đầu tiên ở -IN.
- Nếu tần số lối vào +IN thấp hơn nhiều so với tần số lơi vào -IN thì ta sẽ có điều
ngược lại.

Hình 1.5. Cấu trúc của 1 bộ so pha số.

Trong đó: Delay: Bộ trễ
U1, U2: Các trigơ D
U3: bộ AND
U4: Bộ đảo

Khi hệ thống PLL đang ở trạng thái giữ chập về tần số nhưng vẫn có một chút
sai khác về pha thì ta có giản đồ xung như hình 1.7.


15

Hình 1.6. Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi chưa bắt chập.

Hình 1.7. Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi tần số 2 lối vào bằng nhau.

Khi 2 lối vào +IN và -IN có pha gần như nhau thì tần số lối ra và +IN sớm pha
hơn -IN thì ở lối ra ta sẽ nhận được một chuỗi các xung dương. Các xung này sẽ điều
khiển VCO khiến cho 2 tín hiệu +IN và -IN đạt đến trạng thái đồng pha với nhau.

1.2.2. Các bộ chia tần
Trong một bộ tổng hợp tần số hợp tần số kiểu số nguyên (Integer N), độ phân
giải tần số của lối ra được xác định bằng tần số tham chiếu đưa vào bộ so pha. Chẳng
hạn, nếu ta cần độ rộng giải là 200KHz (như trong hệ thống GSM) thì khi đó tần số
tham chiếu đưa vào bộ so pha phải là 200KHz. Tuy nhiên, để có được một nguồn phát

tần số chuẩn 200 KHz là không hề đơn giản. Ta có thể khắc phục điều này bằng một
phương pháp đơn giản là sử dụng một bộ tạo dao động chất lượng tốt (thường là kiểu
tinh thể) hoạt động với tần số cao rồi chia nhỏ tần số của bộ tạo dao động đó. Trong ví
dụ như vừa nêu ở trên, ta có thể có được tần số chuẩn 200KHz bằng cách chia tần số
10MHz (của bộ tạo dao động thạch anh) cho 50. Trong sơ đồ khối của bộ tổ hợp tần
số (hình 1.4), đây là bộ chia N. Trong sơ đồ hình 1.4 cũng cho ta thấy trong hệ thống
không chỉ có bộ chia N mà còn có bộ chia M. Bộ chia M là một phần tử có thể lập
trình được để thiết lập mối quan hệ giữa tần số lối vào và tần số lối ra trong hệ thống
PLL. Bộ chia N có cấu trúc ngày càng phức tạp là do xuất phát từ nhu cầu phải chia
các tần số rất cao phản hồi từ các VCO.

1.2.3. Bộ lọc tần số thấp
Sự khác nhau về tần số giữa VCO và tín hiệu lối vào qua bộ tách sóng pha và
bộ lọc tần số thấp tạo thành điện áp sai V
e
(t). Điện áp này đóng vai trò điện áp điều
khiển V
d
(t) cho tần số phát VCO.

16
Nếu tần số tín hiệu lối vào f
S
và tần số phát của VCO f
0
bằng nhau một cách
chính xác thì tín hiệu lối ra của bộ lọc tần số thấp sẽ là một dòng không đổi (một
chiều) mà biên độ phụ thuộc vào hiệu pha của hai tín hiệu f
S
và f

0
.

1.2.4. Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO)
Từ nguyên lý của vòng bám pha có thể thấy rằng sự khác nhau về tần số giữa
máy phát VCO và tín hiệu lối vào của mạch tách sóng pha tạo thành một hiệu điện áp.
Điện áp này qua mạch lọc tần số thấp tạo thành điện áp điều khiển tác động vào máy
phát VCO và thực hiện điều chỉnh dịch tần số của máy phát sao cho trùng khớp với tần
số của tín hiệu vào. Với lập luận trên thì điện áp này đóng vai trò điện áp điều khiển
tác động vào máy phát VCO làm thay đổi tần số phát f
0
. Một yêu cầu rất quan trọng
đặt ra đối với VCO là sự phụ thuộc của tần số vào điện áp điều khiển phải rất tuyến
tính.

1.3. Giới thiệu về họ IC ADF411x
[16]

Để tổ hợp tần số ở băng L một bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha PLL
dựa trên vi mạch ADF411x của hãng Analog Devices đã được nghiên cứu, thiết kế và
chế tạo thành công.

1.3.1. Họ IC ADF411x
Trung tâm của bộ tổ hợp tần số là một vi mạch ADF4113 thuộc họ ADF411x.
Vi mạch này có chức năng tạo ra dao động sóng mang của các thiết bị thu và phát vô
tuyến. Thành phần gồm có một bộ tách pha/tần số PFD (phase frequency detector)
được số hoá với độ ồn thấp, một bộ tạo dòng chính xác, một bộ chia chuẩn khả trình
R(14 bít), hai bộ chia khả trình A(6 bít) và B(13 bít), một bộ chia trước mô-đun kép
(P/P+1). Các thiết bị hoạt động với nguồn cung cấp 2.7V-5.5V và có thể ở trạng thái
tiêu tốn ít năng lượng khi không sử dụng. Để tạo thành một vòng bám pha PLL hoàn

chỉnh chỉ cần thiết kế thêm VCO bên ngoài. Điều khiển tất cả các thanh ghi là một
giao diện ba đường đơn giản. Sơ đồ chức năng của họ IC ADF 411x được mô tả trong
sơ đồ hình 1.9.

Hình 1.8. IC ADF411x.

17


Hình 1.9. Sơ đồ chức năng của họ IC ADF 411x.
Họ IC ADF. 411x có nhiều kiểu dáng và hình dạng khác nhau. Có thể là loại 2
hàng chân, hoặc cũng có thể là loại 4 hàng chân. Cũng có thể là loại chân rết (hay còn
gọi là chân chìa), hoặc cũng có thể là chân gầm. Hình 1.8 cho ta thấy 2 loại cơ bản và
sự phân bố chức năng các chân trên IC. Các thông số kĩ thuật về cự ly của 2 loại IC
trên được chỉ rõ trong sơ đồ hình 1.10. Trong đó, hình 1.10a là IC 20 chân chia thành 4
hàng chân gầm, hình 1.10b là IC 16 chân chia làm 2 hàng chân rết.


18

Hình 1.10. Các thông số về khoảng cách của 2 loại IC 20 chân gầm và 16 chân rết.
1.3.2. Mô tả chức năng các chân
1. R
SET
: Kết nối 1 điện trở giữa chân này với CPGND thiết lập dòng ra bơm nạp lớn
nhất. Trên danh nghĩa điện áp thế năng chân R
SET
là 0.56v. Mối quan hệ của I
CP
và

R
SET
là: I
CPmax
= 23,5/Rset. Vì vậy, do R
SET
=4.7KΏ , I
CPmax
= 5 mA .
2. CP : Charge Pump Output. Khi cho phép chân này cung cấp

± I
CP
tới bộ lọc vòng,
bộ lọc sẽ điều khiển VCO ngoại vi.
3. CPGND : Charge Pump Ground. Nối đất cho bơm nạp.
4. AGND : Analog Ground. Nối đất cho bộ chọn trước thang tỷ lệ.
5. RF
IN
B : Complementary Input to the RF Prescaler. Lối vào bổ sung RF của bộ
chọn trước thang tỷ lệ. Điểm này có tách riêng ra để nối đất với một tụ vòng có giá trị
nhỏ 100 pF.
6. RF
IN
A : Input to the RF Prescaler. Lối vào RF bộ chọ trước thang tỷ lệ. Tín hiệu
đầu vào nhỏ này được liên kết từ VCO.
7. AV
DD
: Analog Power Supply. Nguồn nuôi tương tự. Ở dải từ 2.7V†5.5V. Những tụ
tách tín hiệu tương tự nối đất coi như chân này đóng. AV

DD
phải có giá trị giống như
DV
DD
.
8. REF
IN
: Reference Input. Lối vào chuẩn. Đây là một CMOS lối vào, có một
ngưỡng cửa V
dd
/ 2 và một trở kháng đầu vào cân bằng 100kΏ lối vào. Lối vào này có
thể được điều khiển bởi một TTL hoặc máy phát dao động tinh thể CMOS hoặc có thể
liên kết.
9. DGND : Digital Ground. Chân đất số.

19
10. CE : Chip Enable. Một mức logic thấp từ chân này ngắt điện thiết cho bị và đặt lối
ra bơm nạp vào chế độ trạng thái thứ ba. Chân có mức logic cao sẽ cung cấp điện cho
thiết bị phụ thuộc vào trạng thái hiện tại của bít F
2
khi tắt điện.
11. CLK : Serial Clock Input. Lối vào xung đồng bộ nối tiếp. Xung đồng bộ nối tiếp
này được sử dụng để đồng bộ hoá dữ liệu nối tiếp vào thanh ghi. Dữ liệu được khoá
trong 24 bít của thanh ghi dịch trên khoảng cách CLK. Đầu vào này là một lối vào
CMOS trở kháng cao.
12. DATA: Serial Data Input. Lối vào dữ liệu nối tiếp. Dữ liệu nối tiếp được tải MSB
đầu tiên với 2 LSB có các bít điều khiển, nối vào này là một đầu vào CMOS trở kháng
cao.
13 . LE : Load Enable, CMOS Input. Khi LE ở mức cao, dữ liệu được lưu ở thanh ghi
dịch được tải vào một trong bốn khoá. Khoá được chọn sẽ được sử dụng làm bít điều

khiển.
14 . MUXOUT: Bộ ghép bội lối ra này sẽ cho phép tách xung đồng bộ (Lock Detect),
scaled RF, hoặc scaled Reference Frequency truy cập với thiết bị ngoại vi.
15 . DV
DD
: Digital Power Supply. Nguồn nuôi số. Dải điện áp từ 2.7V đến 5.5V.
Những tụ tách tín hiệu số nối đất coi như chân này đóng. DV
DD
phải có giá trị giống
như AV
DD
.
16 . V
P
:

Charge Pump Power Supply. Nguồn bơm nạp này có thể lớn hơn hoặc bằng
V
DD
. Trong hệ thống V
DD
= 3V, V
p
có thể là 6V và được dùng để điều khiển một
VCO với một dải chọn lên đến 6V.

1.3.3. Mô tả chức năng mạch điện
1.3.3.1. Tầng lối vào chuẩn
Trên hình 1.11 là tầng lối vào chuẩn của IC ADF411x. Ở trạng thái bình thường
thì khoá 1 và khoá 2 ở trạng thái đóng, khoá 3 ở trạng thái mở. Khi thiết lập chế độ

tiêu thụ ít năng lượng, khoá 1 và khoá 2 ở trạng thái mở, khoá 3 ở trạng thái đóng đảm
bảo không có tần số mới được nạp.

Hình 1.11. Tầng lối vào chuẩn.

1.3.3.2. Tầng lối vào RF
Tầng lối vào RF như được chỉ ra trên hình 1.12 gồm 2 tầng khuếch đại giới hạn
để phát dòng chế độ logic (CML) ở mức xung đồng bộ cần thiết cho bộ chia trước.

20

Hình 1.12. Tầng lối vào RF.

1.3.3.3. Bộ chia trước (P/P+1)
Bộ chia trước mô-đun kép cùng với hai bộ chia A và B cho phép tỉ lệ chia N lớn
(N=BP+A). Bộ chia trước hoạt động tại mức CML, lấy xung nhịp từ tầng lối vào RF
và thực hiện chia tới tần số mà các bộ chia CMOS A và B có thể quản lý được. Bộ
chia trước mô-đun kép là bộ chia với các hệ số chia khả trình: 8/9, 16/17, 32/33, 64/65.
Hệ số chia của bộ chia trước được đặt khi chọn chế độ hoạt động của IC ADF411x.
1.3.3.4. Bộ chia A và B
Các bộ chia A và B là các bộ chia CMOS hoạt động ở tần số dưới 200MHz.
Các bộ chia A và B được kết hợp với bộ chia trước thực hiện chia tần số phản hồi từ
VCO tới tần số bằng với tần số chuẩn sau khi được chia bởi bộ chia R. Do đó ta được
phương trình sau: f
VCO
=[(P×B)+A]f
REFIN
/R
f
VCO

: Tần số ở lối ra của bộ dao động được điều khiển bằng điện áp.
P: Hệ số chia của bộ chia trước.
B: Hệ số chia của bộ chia B 13 bít (3†8191).
A: Hệ số chia của bộ chia A 6 bít (0†63).
f
REFIN
: Tần số chuẩn.
R: Hệ số chia của bộ chia R 14 bít (1÷16383).

Hình 1.13. Bộ chia A và B.

1.3.3.5. Bộ chia R
Bộ chia R thực hiện chia tần số chuẩn để làm xung nhịp cho lối vào của bộ tách
sóng pha/tần số. Hệ số chia cho phép từ 1 tới 16383.
1.3.3.6. Bộ tách sóng pha/tần số
Bộ tách sóng pha/tần số lấy 2 tín hiệu vào là tần số ở lối ra của bộ chia R và lối
ra của bộ chia N (N=BP+A), thực hiện so sánh pha và tần số của hai tín hiệu đó để tạo
ra tín hiệu tỉ lệ với kết quả so sánh. Sơ đồ nguyên lý đã được đơn giản hoá của bộ tách

21
sóng pha/tần số như được chỉ ra trên hình 1.14. Bên trong bộ tách sóng pha/tần số có
một phần tử trễ khả trình dùng để điều khiển độ rộng của xung. Xung này đảm bảo
rằng không có miền chết trong hàm truyền PFD và giảm thiểu nhiễu pha.


Hình 1.14. Sơ đồ nguyên lý đã được đơn giản hoá và giản đồ xung của
bộ tách sóng pha/tần số.

1.3.3.7. Thanh ghi dịch 24 bít
Các IC họ ADF411x cung cấp một thanh ghi dịch 24 bít sử dụng cho việc đặt

chế độ làm việc, đặt hệ số chia của các bộ chia. Các bít dữ liệu được dịch nối tiếp vào
thanh ghi tại mỗi sườn lên của xung clock (CLK) với bít có trọng số lớn nhất được
dịch trước tiên. Dữ liệu từ thanh ghi dịch sẽ được truyền vào một trong bốn bộ chốt tại
sườn lên của xung LE. Hai bít có trọng số nhỏ nhất (C
2
, C
1
) là các bít điều khiển trọn
bộ chốt.
Bảng 1.1. Bít điều khiển lựa chọn chốt dữ liệu
Bít điều khiển

Chốt dữ liệu
C
2

C
1

0
0
Bộ đếm R
0
1
Bộ đếm N
1
0
Chốt chức năng
1
1

Chốt khởi tạo

22

Hình 1.15. Giản đồ thời gian của việc chốt dữ liệu.

1.3.3.8. Bộ ghép kênh lối ra và bộ tách xung đồng bộ
Bộ ghép kênh lối ra của họ ADF4110 cho phép sử dụng truy cập nhiều điểm
trên vi mạch. Trạng thái của MUXOUT được điều khiển bởi M
3
, M
2
và M
1
trong chức
năng khoá. Hình 1.16 biểu diễn tầng MUXOUT dưới dạng sơ đồ khối.

Hình 1.16. Mạch MUXOUT

MUXOUT có thể lập trình theo hai kiểu tách xung đồng bộ: tách xung đồng bộ
số và tách xung đồng bộ tương tự. Loại tách xung đồng bộ số thì có tính năng động
cao. Khi LDP trong khoá bộ đếm R được đặt bằng 0, bộ tách xung đồng bộ số được
đặt ở mức cao khi lỗi pha trên ba chu kì tách pha (Phase Detect) liên tục là nhỏ hơn 15
ns. Với LDP được thiết lập bằng 1, năm chu kì liên tục nhỏ hơn 15 ns được yêu cầu
tách xung đồng bộ và sẽ vẫn ở mức cao cho tới khi lỗi pha lớn hơn 25 ns được tách
trên bất kì chu kì PD kế tiếp. Kênh N bộ tách xung đồng bộ tương tự được mở hết cỡ,
có thể được điều khiển bởi một điện trở kéo lên tới 10 kΩ. Khi xung đồng bộ được
tách lối ra này sẽ ở mức cao trong một dải xung hẹp.

23

Chương 2 - TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SIÊU
CAO TẦN
2.1. Giới thiệu chung
Thuật ngữ “viba” hay sóng siêu cao tần (microwaves) là để chỉ những sóng điện
từ có bước sóng rất nhỏ, ứng với phạm vi tần số rất cao của phổ tần số vô tuyến điện.
Phạm vi của dải tần số này cũng không có sự quy định chặt chẽ và thống nhất
toàn thế giới. Giới hạn trên của dải thường được coi là tới 300 GHz (f = 3.10
11
Hz),
ứng với bước sóng = 1 mm (sóng milimet), còn giới hạn dưới có thể khác nhau tuỳ
thuộc vào các quy ước theo tập quán sử dụng. Một số nước coi "sóng cực ngắn" là
những sóng có tần số cao hơn 30 MHz ( bước sóng ≤ 10m ), còn một số nước khác
coi "viba" là những sóng có tần số cao hơn 300 MHz ( bước sóng ≤ 1 m ).
Với sự phát triển nhanh của kỹ thuật và những thành tựu đạt được trong việc chinh
phục các băng tần cao của phổ tần số vô tuyến, khái niệm về phạm vi dải tần của
"viba" cũng có thể còn thay đổi.
Hình 2.1 minh hoạ phổ tần số của sóng điện từ & phạm vi dải tần của kỹ thuật viba

Hình 2.1. Phổ tần số của sóng điện từ.

Trong ứng dụng thực tế, dải tần của vi ba còn được chia thành các băng tần nhỏ
hơn như
- UHF (Ultra High Frequency): f = 300 MHz ÷ 3 GHz
- SHF (Super High Frequency): f = 3 GHz ÷ 30 GHz
- EHF (Extremely High Frequency): f = 30 GHz ÷ 300 GHz

2.2. Lý thuyết đường truyền và giản đồ Smith
[2],[4],[5]
giản đồ
Smith
Khi nghiên cứu đường truyền đối với các tín hiệu tần thấp, ta thường coi các
đường dây nối (hay đường truyền) là ngắn mạch. Điều này chỉ đúng khi kích thước
10
-1

10
-2

10
-6

10
-3

10
2

10

1
10
3

ánh
sáng
nhìn
thấy
sóng
mét
(VHF)
sóng
ngắn
sóng
trung
sóng
dài
Vi ba
Hồng ngoại
Tần số (Hz)
Bước sóng (m)
3.10
5

3.10
6

3.10
7

3.10
8

3.10
11

3.10
9

3.10
10

3.10
14