1 / 102

DAO ÑOÄNG -TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ

CHÖÔNG VII. DAO ÑOÄNG -TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ. 7.1. NGUYEÂN LYÙ DAO ÑOÄNG. 7.2. PHAÂN TÍCH MAÏCH DAO ÑOÄNG. 7.3. CAÙC KIEÅU MAÏCH DAO ÑOÄNG LC. 7.4. OÅN ÑÒNH BIEÂN ÑOÄ DAO ÑOÄNG. 7.5. ÑOÄ OÅN ÑÒNH TAÀN SOÁ BOÄ DAO ÑOÄNG. 7.6. DAO ÑOÄNG THAÏCH ANH (CRYSTAL OSC). 7.7. VCO VAØ VCXO.

sivan
Download Presentation

DAO ÑOÄNG -TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CHÖÔNG VII DAO ÑOÄNG -TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ

  2. 7.1. NGUYEÂN LYÙ DAO ÑOÄNG 7.2. PHAÂN TÍCH MAÏCH DAO ÑOÄNG 7.3. CAÙC KIEÅU MAÏCH DAO ÑOÄNG LC 7.4. OÅN ÑÒNH BIEÂN ÑOÄ DAO ÑOÄNG 7.5. ÑOÄ OÅN ÑÒNH TAÀN SOÁ BOÄ DAO ÑOÄNG 7.6. DAO ÑOÄNG THAÏCH ANH (CRYSTAL OSC) 7.7. VCO VAØ VCXO 7.8. VI MAÏCH VCO

  3. 7.9. DAO ÑOÄNG DUØNG FET 7.10. DAO ÑOÄNG DUØNG IC 7.11. VOØNG KHOÙA PHA (PHASE LOCKED LOOP – PLL) 7.12. ÖÙNG DUÏNG PLL 7.13. VOØNG KHOÙA PHA SOÁ (DIGITAL PHASE – LOCKED LOOPS – DPLL) 7.14. VI MAÏCH PLL 7.15. TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ (FREQUENCY SYNTHESIZERS)

  4. Amp Amp 0 i 0 i s Hoài tieáp Hoài tieáp f f b) a) Hình 7.1a. Sô ñoà nguyeân lyù dao ñoäng Dao ñoäng vaø toång hôïp taàn soá (THTS) - phaàn raát quan troïng cuûa ñieän töû thoâng tin.Trong taøi lieäu naøy chæ xeùt dao ñoäng sin cao taàn. Maïch dao ñoäng bieán ñoåi naêng löôïng ñieän nguoàn moät chieàu thaønh xoay chieàu. Thoâng soá quan troïng nhaát cuûa boä dao ñoäng: ñoä baát oån taàn soá töông ñoái . Trong ñoù fo -taàn soá dao ñoäng caàn coù; f-taàn soá dao ñoäng coù ñöôïc. Caùc maïch dao ñoäng LC cho  =10-3,-4. Dao ñoäng thaïch anh coù  =10-6,-7,-8,-9 ñöôïc duøng laøm dao ñoäng chuaån. goïi laø ñoä baát oån ñònh taàn soá tuyeät ñoái. Caùc thoâng soá khaùc cuûa boä dao ñoäng: coâng suaát ra,daûi taàn,trôû khaùng ra. 7.1 NGUYEÂN LYÙ DAO ÑOÄNG

  5. .Maïch dao ñoäng goàm maïch khuyeách ñaïi vaø maïch hoài tieáp döông ñoàng thôøi laøm taûi choïn loïc cao taàn cuûa khuyeách ñaïi. Ñoä lôïi khuyeách ñaïi ñieän aùp khoâng hoài tieáp Moät phaàn ñieän aùp ra ñöa vaøo hoài tieáp döông cho maïch khuyeách ñaïi : Heä soá truyeàn ñaït maïch hoài tieáp -ñieän aùp hoài tieàp gheùp noái tieáp vôùi nguoàn ñieän aùp kích khôûi ban ñaàu Hoài tieáp aâm neáu pha vaø ngöôïc nhau, khi ñoù giaûm, ñieän aùp ra giaûm .Hoài tieáp döông neáu vaø cuøng pha daãn ñeán taêng töùc laø coù dao ñoäng . Xeùt hoài tieáp döông : Ñeå coù töï dao ñoäng thì VS = 0 suy ra Ñieàu kieän coøn goïi laø tieâu chuaån Barkhausen. Thoâng thöôøng töùc laø maïch khuyeách ñaïi buø ñöôïc suy hao cuûa maïch hoài tieáp. Neáu , maïch khoâng dao ñoäng. Daïng khaùc,VS = 0 ta coù :

  6. heä soá khuyeách ñaïi ñieän aùp coù hoài tieáp döông. Neáu thì maïch töï dao ñoäng. Töø tieâu chuaån Barkhausen, coù ñieàu kieän dao ñoäng veà bieân ñoä vaø pha: A + B =2n ,n = 0,1,2… A, B pha cuûa maïch khuyeách ñaïi vaø maïch hoài tieáp. Xeùt maïch dao ñoäng daïng toång quaùt veà maët xoay chieàu (AC) goàm phaàn töû tích cöïc khuyeách ñaïi vaø maïch hoài tieáp goàm 3 phaàn töû khaùng X1,2,3 ñoàng thôøi laø taûi coäng höôûng. Boû qua ñieän dung kyù sinh baùn daãn vaø ñieän trôû toån hao cuûa caùc phaàn töû khaùng ta coù maïch töông ñöông xoay chieàu cuûa boä dao ñoäng. Coi BJT khoâng coù quaùn tính. Ñieàu kieän dao ñoäng: x3 x1 x2 Hình 7.2. Maïch dao ñoäng veà AC.

  7. L1 L2 L3 C1 L3 C3 C1 C1 C3 L1 L2 C2 C2 Colpitt Gheùp bieán aùp Clapp Hartley Hình 7.3. Caùc daïng maïch dao ñoäng LC. Hai daïng maïch dao ñoäng cô baûn thoaû ñieàu kieän dao ñoäng: Hartley (3 ñieåm ñieän caûm) vaø Colpitt.(3ñieåm ñieän dung). Dao ñoäng gheùp bieán aùp laø bieán theå Hartley vaø Clapp- bieán theå cuûa Colpitt. Löïa choïn thoâng soá toái öu cho khuyeách ñaïi cuûa boä dao ñoäng: Maïch dao ñoäng taàn soá cao thöôøng duøng nhaát - Clapp cho ñoä oån ñònh cao, thöù ñeán-Colpitt, roài Hartley. Maïch dao ñoäng Hartley thöôøng duøng trong coâng nghieäp hoaëc nhöõng nôi khoâng caàn oån ñònh taàn soá cao nhö loø toâi cao taàn, daùn cao taàn.

  8. Bf Bf Bf A = B = 1800 A = B = 00 A = B = 00 CB RB C1 L RL CB RE C2 CB +VCC Hình 7.5. Dao ñoäng Colpitt maéc CB. Hình 7.4. Caùc ñieàu kieän pha cuûa maïch dao ñoäng maéc CE, CB, CC 7.2 PHAÂN TÍCH VAØ TÍNH TOAÙN MAÏCH DAO ÑOÄNG

  9. C1 • C1 gmV gmV RL • RL • L • v0 ri v C2 v • ri • C2 RE • RE a) b) Hình 7.6. a/ Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû maéc CB cuûa boä dao ñoäng b/ Maïch töông ñöông sô ñoà a. nhöng hôû maïch hoài tieáp Giaû söû boû qua ñieän trôû ra BJT, RB ñuû lôùn, Tuï CB coi nhö noái taét veà AC Ta coù : |Av|.|Bf| = 1 vaø A= B= 0 laø ñieàu kieän dao ñoäng . Tuï (ñieän trôû vaøo taàng khuyeách ñaïi maéc CB) Heä soá phaåm chaát Q cuûa maïch dao ñoäng coù taûi lôùn. Ñieän aùp ngoõ ra maïch hoài tieáp: Trôû khaùng töông ñöông maïch coäng höôûng :

  10. Heä soá truyeàn ñaït Taïi coäng höôûng Trong ñoù Ñieàu kieän dao ñoäng veà bieân ñoä : thöôøng choïn baèng 3 (buø tröø sai soá gaàn ñuùng). ÔÛ traïng thaùi xaùc laäp : Choïn RL >> Req ñeå ít aûnh höôûng tôùi trôû khaùng töông ñöông maïch coäng höôûng.

  11. 530k Ví duï: Cho sô ñoà treân, cho IC =1ma; Vcc =12V ; fo =20 MHz, =100. Tính maïch dao ñoäng. Giaûi : RB .1 C1 500p L =100 RL 1,5k .19µH .1 RE 3k C2 1000p .1 RC 3k +12v +VCC Hình 7.7. Maïch dao ñoäng Colpitt. Choïn : R 1,5k R = >> L eq C 1 F = μ B

  12. V 3V E R 3k = = = E I 1ma C V V V 12 3 6 - - - - CC E CE R 3k = = = C I 1ma C V V V - - 12 3 3 7 - - - cc E R 7 - R .100 530K = c = = B I / 1 β C

  13. 1 7.3 CAÙC KIEÅU MAÏCH DAO ÑOÄNG LC 1.Maïch dao ñoäng Clapp: + Vcc RFC R1 CB C1 L3 C2 C3 R2 RE CE Hình 7.8. OSC - Clapp Heä soá gheùp ngoõ ra maïch khuyeách ñaïi vaøo maïch coäng höôûng : 1 1 1 1 trong ñoù = + + C C C Ceq 1 2 3 w = 0 noái tieáp noái tieáp L ( C C C ) 3 1 2 3

  14. Neáu C1,2 >> C3Ceq  C3  töùc laø gheùp loûng ngoõ ra maïch khuyeách ñaïi vaøo maïch coäng höôûng, giaûm aûnh höôûng ñieän dung kyù sinh BJT ñeán taàn soá dao ñoäng. Do ñoù maïch dao ñoäng Clapp oån ñònh hôn Colpitt + 12v + 12v .01 5n RFC 860 .01 L 500p 100H 10H 100k 220 1k 27H 9/180 360 330 500 10/100p 5n 100 f0 = 10MHz 2N696 f0 = 24MHz Hình 7.9. Maïch dao ñoäng Clapp

  15. 2 Maïch dao ñoäng Colpitt + Vcc RFC R1 C1 CB L3 R2 RE C2 CE Hình 7.10. OSC Colpitt Vcc RB .01 + 9v .65H 2,6k +Vcc .01 C3 CB 64 C1 200 1k 1k 180 270 C2 200 RE .01 10H L3 f0 = 25MHz f0 = 10MHz Hình 7.11 Caùc kieáu maïch dao ñoäng

  16. 3. Maïch dao ñoäng Hartley + 9v +VCC 1,5H CB .005 RFC R1 CB CB 2,6k .005 L1 C3 .005 RE L2 R2 CE 140 13/68 1k 180 .005 f0 = 10MHz Hình 7.12 OSC Hartley

  17. + Vcc RFC R1 C’b’c L2 out C4 C2 C3 L1 R2 CE C1 RE a) IA Cb’c Req (L2 // C2) L’1 b) Hình 7.13 a/ Maïch dao ñoäng ñieàu höôûng ngoõ vaøo - ra b/ Maïch ñieän töông ñöông AC 4. Maïch dao ñoäâng ñieàu höôûng ngoõ vaøo - ra (Tuned - input Tuned - output osc )

  18. Ñieän dung C’bc khoaûng vaøi PF chính laø thaønh phaàn maïch hoài tieáp döông töø ngoõ ra trôû laïi ngoõ vaøo. Ñieän aùp ôû cöïc C ñaûo pha so vôùi B 1800. Maïch hoài tieáp döông xoay pha theâm 1800. L2 C2 coäng höôûng ôû taàn soá dao ñoäng f0; L1C1 coäng höôûng ôû fo1 hôi lôùn hôn fo do ñoù taïi fo maïch L1C1 mang tính ñieän caûm L’1. Do neân nhaùnh L’1 Cb’c mang tính dung khaùng, doøng IA sôùm pha hôn ñieän aùp treân cöïc C laø 900. Ñieän aùp treân L’1 sôùm pha so vôùi doøng IA 900 töùc laø ñieän aùp VL’1 sôùm pha hôn so vôùi ñieän aùp treân cöïc C 1800, thoaû ñieàu kieän pha dao ñoäng A = B = 1800. Trong moät vaøi tröôøng hôïp caàn ñeäm theâm tuï nhoû giöõa cöïc C vaø B ñeå thoaû ñieàu kieän hoài tieáp döông dao ñoäng. RB CB RFC L Vcc C1 C2 CE RE 5. Dao ñoäng Pierce(Pierce osc) Xem xeùt 2 tröôøng hôïp rieâng cuûa Colpitt osc:

  19. RB CB L RFC Vcc L C1 CE C2 RE Hình 7.14. Dao ñoäng Pierce L C2 C1 v v0 rb’e gm V Tuï CB ,CE coi nhö noái taét veà AC taïi taàn soá dao ñoäng. Maïch dao ñoäng coù teân Pierce. Ñieän trôû RB khoâng maéc song song vaøo maïch ñieàu höôûng neân khoâng laøm nhuït heä soá phaåm chaát Q cuûa noù, töùc laø taêng ñoä oån ñònh taàn soá boä dao ñoäng. Maïch töông ñöông tín hieäu nhoû Pierce osc.

  20. Trong ñoù: Ñeå coù xoay pha 3600, phaàn aûo baèng khoâng suy ra taàn soá dao ñoäng Ñeå thoaû ñieàu kieän dao ñoäng xoay pha 3600 : 20 LC1 > 1, töùc laø : Töø ñieàu kieän bieân ñoä:

  21. Q1 7.4. OÅN ÑÒNH BIEÂN ÑOÄ DAO ÑOÄNG Q2 C1 L V0 C2 RE Caùc phaân tích tuyeán tính dao ñoäng thuaän tieän cho xaùc ñònh taàn soá dao ñoäng nhöng khoâng ñeà caäp tôùi bieân ñoä. Coù hai phöông phaùp thöôøng duøng kieåm soaùt bieân ñoä dao ñoäng: dao ñoäng töï giôùi haïn vaø maïch ñieàu chænh bieân ñoä. 1/ Dao ñoäng töï giôùi haïn : ñoä lôïi voøng (thöôøng baèng 2; 3). Khi bieân ñoä taêng, baùn daãn ñaït ñeán möùc ñoä baõo hoaø, ñoä lôïi voøng giaûm daàn ñeán traïng thaùi bieân ñoä oån ñònh cuûa dao ñoäng. 2/ Duøng maïch ñieàu chænh bieân ñoä: bieân ñoä ra giôùùi haïn nhôø giôùi haïn doøng Q2

  22. 7.5. ÑOÄ OÅN ÑÒNH TAÀN SOÁ BOÄ DAO ÑOÄNG: Ñoä baát oån ñònh taàn soá töông ñoái Coù hai loaïi baát oån ñònh taàn soá: - thôøi gian daøi (thay ñoåi taàn soá töø töø do baát oån nhieät ñoä, aùp suaát, ñoä aåm, rung cô hoïc, nguoàn v.v … ) vaø thôøi gian ngaén (thay ñoåi taàn soá trong gian ngaén -moät giaây hay vaøi chu kyø tín hieäu do nhieãu nhieät , nhieãu shot). Ñoä baát oån thôøi gian ngaén giaûm khi heä soá phaåm chaát Q maïch coäng höôûng taêng. Taàn soá dao ñoäng maïch coäng höôûng (mch): . Döôùi taùc ñoäng caùc yeáu toá gaây saùi daïng thoâng soá L,C moät löôïng L ,C . Taàn soá dao ñoäng bò troâi : . Khi ñoù ñoä baát oån ñònh taàn soá töông ñoái:

  23. D D D D f 1 L 1 C 1 C 1 2 e = = - - - . P . P ( 1 ) 1 2 f 2 L 2 C 2 C 0 1 2 C C C C trong ñoù : 1 2 = = = P ; P ; C 1 2 + C C C C 1 2 1 2 Ñeå  nhoû choïn: L vaø C coù heä soá nhieät nhoû bieán thieân ngöôïc nhau - coâng suaát ra boä dao ñoäng nhoû - choáng taùc ñoäng rung cô hoïc - oån ñònh nhieät ñoä maïch dao ñoäng - Nguoàn cung caáp oån ñònh, taùch bieät rieâng cho phaàn dao ñoäng - maïch coäng höôûng coù Q lôùn, duøng taàng ñeäm caùch ly maïch dao ñoäng vôùi taàng sau. - baùn daãn coù taàn soá caét cao, nhieãu thaáp - maïch vaø phaân cöïc hôïp lyù. Phaân tích ñoä baát oån ñònh taàn soá maïch dao ñoäng ba ñieåm ñieän caûm, ñieän dung maéc Emitter chung: maïch ba ñieåm ñieän dung:(3 ):

  24. Trôû khaùng maïch coäng höôûng nhìn töø ngoõ ra BJT ze trong sô ñoà(3 ): Töông töï ôû maïch (3 ): Maïch ba ñieåm ñieän caûm (3 )

  25. Theá (3) vaøo (1) cuûa maïch dao ñoäng (3 ) Theá (4) vaøo (2) maïch dao ñoäng (3 ): Nhaän xeùt: Heä soá truyeàn ñaït maïch hoài tieáp Bf caøng nhoû, ñoä oån ñònh taàn soá caøng taêng ,nhöng ñoä khuyeách ñaïi Av caøng lôùn, ñieän trôû ra baùn daãn caøng nhoû gaùnh vaøo maïch coäng höôûng laøm Q giaûm, ñoä oån ñònh giaûm. Do ñoù choïn Bf khoâng quaù nhoû. - ze caøng nhoû ñoä oån ñònh caøng taêng nhöng seõ khoù thoaû ñieàu kieän dao ñoäng do ño phaûi coù söï löïa choïn dung hoaø - Q lôùn, ñoä oån ñònh taàn soá dao ñoäng taêng. Ñaây chính laø lyù do caùc maïch coäng höôûng boä dao ñoäng luoân choïn coù heä soá phaåm chaát cao, ngoaøi ra coøn coù taùc duïng loaïi baøi baäc cao, loïc nhieãu. - Caùc phaân tích treân boû qua aûnh höôûng thoâng soá BJT. Thöïc chaát neáu phaân tích saâu, caùc thoâng soá phöùc baùn daãn y11, y12 , y22 gaùnh vaøo maïch coäng höôûng. Phaàn thöïc caùc

  26. thoâng soá ñoù gaây toån hao theâm ôû maïch coäng höôûng, Q giaûm, ñoä oån ñònh taàn soá giaûm. Phaàn phöùc laøm thay ñoåi taàn soá dao ñoäng. Vieäc löïa choïn linh kieän vaø maïch hôïp lyù giaûm thieåu aûnh höôûng naøy. Ñieän trôû RE goùp phaàn laøm taêng ñoä oån ñònh taàn soá. - Nguoàn cung caáp caàn oån ñònh rieâng bôûi leõ thoâng soá BJT phuï thuoäc vaøo noù . - Ñeå coù dao ñoäng oån ñònh cao, duøng thaïch anh coù Q raát cao . rT LT CT C0 7.6. DAO ÑOÄNG THAÏCH ANH (CRYSTAL OSC) Trong phaàn Crystal Filter ñaõ ñeà caäp toång quaùt thaïch anh duøng cho boä loïc trung taàn. Phaàn naøy phaân tích chi tieát hôn dao ñoäng thaïch anh. Maïch ñieän töông ñöông thaïch anh (TA): goàm nhieàu nhaùnh coù taàn soá coäng höôûng noái tieáp gaàn baèng soá leû taàn soá cô baûn (fs, fp). Caùc taàn soá naøy goïi laø overtones Frequency. Trong moät khoaûng taàn soá nhoû quanh taàn soá coäng höôûng, maïch ñieän töông ñöông coù sô ñoà ñôn giaûn sau:

  27. f2n+1 f1 f3 raát lôùn côõ 105106. Giaù trò LT, CT phuï thuoäc kích côõ, chieàu caét TA. Ñieän trôû rT ñaëc tröng toån hao cuûa maïch TA, chuû yeáu do ñieän cöïc, caáu truùc raùp, ñieän trôû daõy noái ra. LT khoaûng (16  6000) mH r2n+1 r1 r3 C0 L3 L2n+1 L1 C1 C2n+1 C3 Hình 7.15 Maïch ñieän töông ñöông Thaïch Anh

  28. Baûng thoâng soá TA cuûa JAN crystals

  29. Trôû khaùng töông ñöông TA: Do rT << LT, ta coù : (j) Taàn soá coäng höôûng noái tieáp suy ra töø S2LTCT -1=0 Taàn soá coäng höôûng song song: CT+ CO - p2LTCT CO =0 Vì CO >>CT

  30. +jX Ñaëc tính ñieän khaùng TA  0 p +jX s S p -jX Hình 7.16. Ñaëc tính ñieän khaùng TA Trong khoaûng S p ,TA coù tính caûm khaùng, duøng trong maïch dao ñoäng TA kieåu song song. Taïi S, TA coi nhö thuaàn trôû raát nhoû rT,duøng trong maïch dao ñoäng TA kieåu noái tieáp. Ta coù tyû soá: haøi 3 haøi 5 haøi cô baûn -jX Giaù trò k naèm giöõa 250 vaø 400.

  31. Ví duï: fp =1MHz , tìm fS ? Giaûi: töø baûng thoâng soá TA coù 1. Dao ñoäng TA kieåu song song (Parallel Mode Crystal osc ) Thaïch anh ñoùng vai troø nhö moät cuoän caûm trong khoaûng (S  p) ôû maïch dao ñoäng Colpitt, clapp Pierce. Phöông phaùp tính toaùn gioáng nhö maïch dao ñoäng ñaõ xeùt, ngoaïi tröø moät löu yù laø TA coù theå caùch ly ñieän aùp DC. Caùc ñieän dung maïch dao ñoäng choïn ñuû lôùn ñeå coù theå boû qua ñieän dung kyù sinh. Ví duï: Tính maïch dao ñoäng TA 20MHz. Sau: R1 R2 +Vcc CB Hình 7.17 20MHz C2 C1 RE

  32. Choïn C1 = C2 =64 PF Ñieàu kieän dao ñoäng : Vaäy C1 RFC C2 TA CB R1 R2 RE R3 +Vcc Ñieàu khoù khaên cuûa dao ñoäng kieåu naøy ôû choã löïa choïn phaân cöïc sao cho khoâng laøm nhuït Q. Baát kyø ñieän trôû naøo maéc song song TA cuõng laøm giaûm Q. a)

  33. R1 R3 +Vcc C2 R2 RE C1 C1 RFC C1 C2 R2 R1 RE CE R3 +Vcc Hình 7.18 Caùc daïng maïch dao ñoäng TA kieåu song song

  34. 2/ Tinh chænh taàn soá coäng höôûng TA TA coù Q cao, deã dao ñoäng, ñoä oån ñònh cao nhöng chæ cho moät taàn soá. Dao ñoäng LC coù theå chænh nhuyeãn nhöng keùm oån ñònh. Ñeå thay ñoåi taàn soá coäng höôûng TA trong phaïm vi heïp coù theå maéc noái tieáp vôùi noù moät ñieän dung hay ñieän caûm. Taàm hieäu chænh khoaûng 0,2% taàn soá dao ñoäng. Giaû söû TA noái tieáp ñieän dung CS CS Taàn soá coäng höôûng noái tieáp Ñoä dòch taàn soá do coù theâm CS: Trong maïch dao ñoäng Clapp, tuï Cs noái tieáp TA thoûa ñieàu kieän

  35. LeqTA - ñieän caûm töông ñöông TA vaø CS <<C1, C2 Ñeå giaûm aûnh höôûng ñieän dung kyù sinh CO cuûa TA, maéc song song CL TA CL Khi CL taêng, fp giaûm tôùi gaàn baèng fS vaø Tuy nhieân QTA giaûm Caùc daïng maïch dao ñoäng TA kieåu song song Vcc Vcc 220k 330 220k .01 +.1F C2812 2N2222 47 56 82 . CS 16MHz . 1K .001 .001 100 1K 120 a) osc 1 – 20 MHz b) osc 16 MHz

  36. 220 Vcc 48MHz 470 5 .022 60 C L 2N5179 5n 10k 5n 5,6 270 2,2p C2839 56 +12V 5,6k Vcc .01 2,2k c) osc 432 MHz d) 100 .01 220K 100k .01 100 .5 22 56 8 2K 8 C 2786 e) Hình 7.19 Caùc daïng maïch dao ñoäng Thaïch anh.

  37. C1 L RL CB R2 C2 R1 RE -Vcc gmV V0 ZTA=rT C1 L RL C2 V ri 3/ Dao ñoäng TA kieåu noái tieáp (Serial -Mode Crystal oscillator) Taïi s, TA coi nhö thuaàn trôû rT raát nhoû. Do ñoù neáu maéc TA ôû maïch hoài tieáp boä dao ñoäng coù 0 = s thì hoài tieáp veà lôùn nhaát thoaû ñieàu kieän dao ñoäng, neáu 0  s, trôû khaùng TA raát lôùn, maïch khoâng coøn dao ñoäng. Kieåu dao ñoäng TA ôû taàn soá coäng höôûng noái tieáp s thöïc hieän ôû taàn soá cao (>20 MHz) trong khi kieåu dao ñoäng TA kieåu song song bò giôùi haïn ôû taàn soá thaáp. Haàu heát caùc dao ñoäng haøi leû TA ñeàu ôû caùc taàn soá coäng höôûng noái tieáp (haøi 3 töø 2060M Hz; haøi 5 töø 60125MHz vaø cao hôn) Hình 7.20 Dao ñoäng TA kieåu noái tieáp vaø maïch töông ñöông

  38. zAT -trôû khaùng TA; ri ñieän trôû vaøo tieáp giaùp B-E maéc CB ri << RE . Ñieän aùp hoài tieáp V C r = o 1 i V . + + C C r z 1 2 i TA 1 + >> Ñieàu kieän z r TA i w C 2 = Ñieän aùp ra V g V . z o m L 2 zL taùi töông ñöông nhìn vaøo Collector æ ö + C C ç ÷ = + 1 2 z R //( r r ) ç ÷ w L ( j ) L T i C 0 è ø 1 z C - » + 1 L 1 A ( z r ) Heä soá khuyeách ñaïi voøng hôû V TA i + C C 1 2 Moät daïng khaùc ôû dao ñoäng TA kieåu noái tieáp: Inpedance-Inverting piece osc coù theå dao ñoäng ñöôïc ôû mode parallel.

  39. +Vcc L RFC Rb C1 RE C2 CE Hình 7.21

  40. +Vcc CB L2 C1 L3 R1 C3 C4 C2 R2 +Vcc C1 CB d) +Vcc +Vcc 570 R1 R3 12k C3 L1 C2 C2 CB R1 5.8 10n L3 C1 R4 L2 18 8,2k C4 L1 CB R2 18 1k CB R2 47 RE L2 b) a) osc 116 MHz c) Batler osc Hình 7.22 Caùc sô ñoà dao ñoäng TA ôû maïch hoài tieáp

  41. 7.7 VCO VAØ VCXO VCO (voltage -controlled oscillator) - dao ñoäng kieåm soaùt baèng ñieän aùp VCXO (voltage - controlled crystal oscillator) - dao ñoäng TA kieåm soaùt baèng ñieän aùp. Caû hai loaïi naøy ñeàu söû duïng varicaùp, öùng duïng raát phoå bieán trong ñieàu cheá taàn soá, ño xa (Telemetry) Dopler radar. Phaân tích phoå, ñieàu höôûng tivi, PLL (phase -locked loops), toång hôïp taàn soá (Frequency synthesizers). +Vcc R1 Cv R2 L3 C3 CB C1 VT L3 C2 C4 Cv C2 CC C1 C1,C2,C3>>Cv RE Hình 7.23 Dao ñoäng VCO daïng Clapp

  42. -12v Ñieän aùp VT thay ñoåi, ñieän dung vari caùp thay ñoåi, taàn soá dao ñoäng thay ñoåi. Ñieàu khoù khaên khi thieát keá VCO: taïo ñöôïc ñaùp tuyeán truyeàn ñaït f(VT) tuyeán tính .01 560 5,6k 10 2N3904 10 .01 .01 5,6k L3 VT 150k VCO 2050MHz Hình 7.24 Dao ñoäng VCO

  43. +Vcc Maïch VCXO RFC R1 Ls CB C2 R2 VT RE C1 Cv + +Vcc 330 2SK212 220k 47 RFC .001 180 27k .5 .001 390 470 Hình 7.25 VCXO

  44. D df f Ñoä nhaïy VCO: = = 0 k 0 D dV v var icap - C D f f f f Vvaricap - ñieän aùp treân varicap. V e = = = - = - 0 1 1 0 f f f C 0 0 0 V Xeùt VCO (hình 7.23): Neáu C1,2 >> CV ,ta coù - ñieän dung varicaùp taïi phaân cöïc V0 Khi ñieän aùp V treân varicaùp thay ñoåi, Ñoä baát oån ñònh taàn soá :

  45. Vcc CB 14 11 CB .1F 10 L R2 3 CC 1k 12 output MC 1648 Vin R1 CV R4 51 CB 10k 8 7 5 .1 CB .1 +VBias R2 5k 7.8 VI MAÏCH VCO VCO tuyeán tính coù ñöôïc töø toå hôïp vi maïch dao ñoäng MC1648 vôùi varicaùp MV 1401. Vi maïch naøy do Motorola cheá taïo laøm VCO cho PLL cuøng nhieàu öùng duïng khaùc.

  46. Ñaùp tuyeán truyeàn ñaït VCO (V To F) f(MHz) V Hình 7.26 IC – VCO vaø ñaùp tuyeán V To F 56 48 40 32 24 16 8 2 3 6 1 4 5 7 9 8 10

  47. 7.9 DAO ÑOÄNG DUØNG FET FET öùng duïng roäng raõi trong boä dao ñoäng. Noù coù moät soá öu ñieåm so vôùi BJT. Trôû khaùng vaøo lôùn, coâng suaát tieâu taùn nhoû, nhieàu thaáp, ñoä khuyeách ñaïi lôùn, hoaït ñoäng toát ôû taàn soá cao. Caáu hình maïch dao ñoäng töông töï BJT. L3 L3 C3 C3 C1 C1 L1 rd C2 C2 L3 RS C a) Colpitt b) Clapp c) Hartley d) Gheùp bieán aùp Hình 7.27 OSC duøng FET. Xeùt maïch dao ñoäng Colpitt duøng FET maéc G chung, boû qua ñieän trôû ra rd cuûa FET raát lôùn, ta coù ñieàu kieän dao ñoäng: Trong tính toaùn choïn XC1 << rd

  48. Giaûi Choïn Vaäy Tuy nhieân C1 quaù nhoû, ñieän dung ra FET coù theå aûnh höôûng neân choïn C1 lôùn hôn: = 100, khi ñoù Ví duï: Cho rd =50K; gm =5.10-3 ms; fdao ñoäng 16MHz; RS =15, tính C1,2, L3 ?

  49. 7.10 DAO ÑOÄNG DUØNG IC: Chaát löôïng keùm hôn duøng linh kieän rôøi veà nhieãu, veà khaû naêng hoaït ñoäng taàn soá cao, ñoä oån ñònh taàn soá. Nhieàu IC hoaït ñoäng ôû cheá ñoä ña haøi maø khoâng caàn gaén theâm linh kieän beân ngoaøi. Tuy nhieân duøng IC coù kích thöôùc nhoû, deã raùp, giaù reû. C3 Vcc C4 8 3 9 1 7 2 C5 5 C2 C1 6 Hình 7.28 IC-OSC 4 Phöông phaùp tính toaùn maïch dao ñoäng - Choïn sô ñoà maïch - Choïn baùn daãn. - Tính cheá ñoä phaân cöïc baùn daãn - Tính maïch dao ñoäng veà AC

  50. fi Vd(t)  Phase Low Pass DC Detector Filter i Amp f0 Vout VCO Hình 7.29 f0 7.11 VOØNG KHOÙA PHA (PHASE LOCKED LOOP -PLL) . Nguyeân lyù PLL PLL- Heä thoáng hoài tieáp voøng kín, trong ñoù tín hieäu hoài tieáp duøng ñeå khoùa taàn soá vaø pha cuûa tín hieäu ra theo taàn soá vaø pha tín hieäu vaøo. Tín hieäu vaøo coù theå ôû daïng sin hoaëc soá. Öùng duïng ñaàu tieân PLL naêm 1932 cho taùch soùng ñoàng boä. Töø 1960, cô quan khoâng gian NASA Hoa Kyø duøng PLL xaùc ñònh taàn soá phaùt veä tinh ôû 108 MHz, caûi thieän chaát löôïng thu (do hieäu öùng Doppler -dòch taàn soá phaùt) trong baêng thoâng nhoû (ñeå giaûm nhieãu). Ngaøy nay coâng ngheä tích hôïp cao laøm cho PLL nhoû, tin caäy, giaù reû, deã söû duïng, ña naêng, öùng duïng phoå thoâng: loïc, toång hôïp taàn soá, giaûi ñieàu cheá, ñieàu cheá, ñieàu khieån töï ñoäng ,v.v… Coù haøng chuïc kieåu vi maïch PLL khaùc nhau, moät soá cheá taïo phoå thoâng ña daïng, moät soá öùng duïng ñaëc bieät nhö taùch Tone, giaûi maõ Stereo, toång hôïp taàn soá. Tröôùc ñaây ña phaàn PLL bao goàm caû maïch soá laãn töông töï. Hieän nay PLL soá trôû neân phoå bieán. Sô ñoà khoái cô baûn PLL:

More Related