›
›

Giáo trình Điện từ trường - Chương 5: Trộn tần

Download
70  
CHÆÅNG 5  
TRÄN TÁN  
5.1 Âënh nghéa  
5.1.1 Âënh nghéa  
Trän tán la qua trçnh tac âäng lãn hai tên hiãu sao cho trãn âáu ra cua bä trän nhán  
âæåc tên hiãu täng hoàc hiãu cua hai tên hiãu âo.  
Goi : fns : la tán sä cua tên hiãu ngoai sai  
fth : la tán sä cua tên hiãu cán trän våi fns  
ftg : la tán sä trung gian láy å âáu ra cua bä trän tán.  
5.1.2 Nguyãn tàc  
Khi tên hiãu ngoai sai va tên hiãu hæu êch âæa vao phán tæ phi tuyãn thç dong âiãn  
täng håp âæåc khai triãn theo chuäi Taylo.  
i = ao + a1v + a2v2 + ... anvn + ...  
Trong âo : v = vns + vth  
Gia sæ :  
vns = Vns cos ωnst  
vns = Vth cos ωtht  
a2  
2
⇒ i = ao + a1 (Vns cos ωnst + Vth cos ωtht) +  
(Vn2s + Vt2h ) +  
a2  
2
+
(Vn2s cos 2ωnst + (Vt2h cos2ωtht) + a2VnsVth[cos(ωns + ωth)t+cos (ωns - ωth)t  
Tên hiãu ra gäm co thanh phán mät chiãu, thanh phán cå ban : (ωns, ωth, ωns ± ωth,  
2ωns, 2ωth. Ngoai ra con co cac thanh phán bác cao.  
ω = | ± rωns ± mωth |  
Khi m, n = 1 ⇒ ω = ωns ± ωth : bä trän tán âån gian  
m, n > 1 ⇒ bä trän tán tä håp.  
Thäng thæång ta chon bä trän tán âån gian.  
71  
5.2 Mach trän tán  
5.2.1. Mach trän tán dung Diode  
Æu âiãm : âæåc æng dung räng rai å moi tán sä, âàc biãt å pham vi tán sä cao (trãn  
16Hz). Nhæåc âiãm : lam suy giam tên hiãu.  
vth  
vtg  
a)  
vtg  
vth  
b)  
vns  
vns  
vtg  
vth  
c)  
vns  
Hçnh 5.1. Mach trän tán dung diode  
a. Mach trän tán âån. b. Mach trän tán cán bàng  
c. Mach trän tán vong.  
72  
5.2.1.1. Så âä trän tán âån :  
i
S
S
v
ωnst  
π/2  
ωns  
Hçnh 5.2. Âàc tuyãn cua diode va dang song tên hiãu  
Theo âàc tuyãn ly tæång hoa cua diode ta viãt âæåc quan hã :  
s.v khi v ≥ 0  
⎧
⎨
0 khi v < 0  
⎩
i =  
di  
1
Trong âo :  
s =  
=
= Gi  
du Ri  
Vç âiãn ap ngoai sai la ham tuán hoan theo thåi gian, nãn hä dán la mät day  
xung vuäng goc våi âä räng phu thuäc vao goc càt θ. Våi âiãm âènh chon tai gäc toa  
π
2
âä θ =  
.
Theo chuäi Fourier ta tênh âæåc biãn âä hai bác n cua S :  
θ
2
π
2sin nθ  
nπ  
Sn =  
S cosnω td(ω t) =  
.S  
∫
ns  
ns  
o
π
2
Thay θ = va gia thiãt n = 1 ta tênh âæåc hä dán trän tán :  
1
2
S
π
Stt = Sn =  
Tæång tæ âiãn dán trän tán âæåc xac âënh :  
θ
1
π
Sθ  
π
π
2
S
2
Gitt = Gio =  
G d(ω t) =  
Våi θ = thç Gitt =  
∫
i
ns  
o
Chu y : âã chäng tap ám ngoai sai, thæång dung så âä trän tán cán bàng.  
73  
5.2.1.2. Så âä trän tán cán bàng :  
Âiãn ap tên hiãu âàt lãn hai diode ngæåc pha.  
Âiãn ap ngoai sai âàt lãn hai diode âäng pha.  
VthD1 = Vth cos ωtht  
VthD2 = Vth (cos ωtht + π)  
VnsD1 = Vns D2 = vns  
Dong âiãn trung tán tao ra âi qua cac diode :  
itg1 = Itg2 cos (ωns - ωth) t  
itg2 = + Itg2 cos (ωns - ωth) t - π = Itg2 cos [(ωns - ωth) t - π]  
= Itg2 cos [π - (ωns - ωth)] = - Itg2 cos [ωns - ωth] t  
= Itg2 cos [ωns - ωth] t  
Trãn mach cäng hæång ra ta âæåc :  
itg = itg1 - itg2 = 2 Itg.cos ωtgt  
5.2.1.3. Mach trän tán vong  
Gäm 2 mach trän tán cán bàng màc näi tiãp. Trãn âáu ra så âä nay chè co cac  
thanh phán tán sä ωns ± ωth con cac thanh phán khac âãu bë khæ do âo dã tach âæåc  
thanh phán tán sä trung gian mong muän.  
5.2.2. Mach trän tán dung phán tæ khuãch âai  
5.2.2.1. Mach trän tán dung BJT  
vth  
~
vth  
vns  
~ ~  
vns  
~
Hçnh 5.4. Mach trän tán dung BJT  
Màc BC våi Vns âàt vao bazå  
Hçnh 5.3. Mach trän tán dung BJT  
Màc BC våi Vns âàt vao emitå  
74  
vth  
vns  
~
~
vth  
v
~ ~  
ns  
Hçnh 5.6. Mach trän tán dung BJT  
Màc EC våi Vns âàt vao emitå  
Hçnh 5.5. Mach trän tán dung BJT  
Màc EC våi Vns âàt vao bazå  
• Âàc âiãm cua så âä BC :  
- Pham vi tán sä cao va siãu cao vç tán sä giåi han cua no cao.  
- Hã sä truyãn âat cua bä phán trän tán tháp hån so våi så âä EC.  
• Cac så âä khac nhau å cach âàt âiãn ap ngoai sai vao BJT:  
Trãn cå så så âä nguyãn ly, ngæåi ta âa thiãt kã nhiãu loaiå âä thæc tã khac  
nhau nhæ dæåi âáy :  
A. Trän tán dung BJT màc theo BC  
-VCC  
R1  
R2  
C1  
C2  
vth L1  
L2  
R4  
C5  
C3  
L5  
L4  
vtg  
C4 R3  
vns  
Hçnh 5.7. Mach trän tán dung BJT âån  
màc BC våi Vns âàt vao bazå  
A) Mach trän tán dung BJT âån màc theo BC våi âiãn ap ngoai sai vns âàt vao  
bazå  
C1 , C3 : tu liãn lac; C2L2 : cäng hæång Vth;  
Âiãn ap uns ghep long våi bazå âã tranh anh hæång tæång hä giæa mach tên hiãu  
va mach ngoai sai.  
C4 : näi masse Vth.  
75  
B. Trän tán dung BJT âån màc theo EC  
C2  
R3  
vtg  
C3  
R2  
C7  
C6  
L5  
L4  
vth L1  
L2  
C1  
R4  
C5  
R1  
C4  
vns  
- VCC  
Hçnh 5.8. Mach trän tán dung BJT âånmàc EC våi Vns âàt vao bazå  
B) Mach âiãn trän tán dung BJT âån màc EC våi vns å bazå.  
Âiãn ap vns âæåc âàt vao bazå qua âiãn trå nho R3:10 - 50Ω, âiãn trå nay co tac  
dung náng cao âiãn trå màt ghep rbb’ cua BJT, do âo náng cao âæåc âä tuyãn tênh cua  
âàc tuyãn BJT.  
C. Táng trän tán tæ âäng  
‘
C4  
L2  
vtg  
‘
vth  
C3  
L1  
L1  
R3  
C3  
L2  
L3  
L4  
C5  
C6  
C1  
R2 R1  
VCC  
Hçnh 5.9. Mach trän tán tæ âäng  
BJT væa lam nhiãm vu trän tán væa tao dao âäng ngoai sai.  
Vns âæåc tao nhå qua trçnh häi tiãpdæång vã E qua L2 va L3  
Vth âæåc âàt vao bazå cua BJT qua biãn ap vao  
C1, L1 tao thanh khung cäng hæång näi tiãp âäi våi tán sä trung gian. Nhå âo vtg  
bë ngàn mach å âáu vao, tranh âæåc hiãn tæång trän tán ngæåc.  
76  
Âã tranh anh hæång tæång hä giæa vth va vns,  
ngæåi ta kãt cáu mach dæåi dang så âä cáu,  
trong âo :  
Ce  
L2  
L3  
E
Re  
B
.
Re,Ce la phán tæ ky sinh cua mach vao BJT.  
Khi cáu cán bàng thç khäng con tän tai sæ  
liãn hã giæa vth va vns trãn L3 cam æng sang  
L2 gáy anh hæång âãn vns  
A
D. Trän tán âáy keo  
T1  
C
vth  
Vtg  
T2  
a)  
vns  
VCC  
C2  
vtg  
R2  
C3  
R1  
b)  
T1 T2  
C1  
vth  
vns  
R3  
R4  
R5  
Hçnh 5.10. Mach trän tán âáy keo  
a.Så âä nguyãn ly b. Mach trän tán âáy keo EC  
Æu âiãm cua mach trän tán âáy keo so våi så âä âån :  
- Meo phi tuyãn nho (hai bác chàn bë triãt tiãu) - Phä tên hiãu ra hep.  
- Liãn hã giæa tên hiãu va mach ngoai sai êt. - Kha nàng âiãu chã giao thoa tháp.  
Vç nhæng æu âiãm âo, nãn loai mach nay hay âæåc dung trong bä trän tán may  
phat. Trong så âä âáy keo (A), do cach màc mach nãn âiãn ap vao T1, T2 lán læåt la :  
77  
v = v + v  
⎧
⎨
⎩
1
ns  
th  
Dong âiãn ra : ic = ic1 - ic2  
v2 = vns − vth  
Våi :  
ic1 = ao + a1 (vns + vth) + a2 (vns + vth)2 + ...  
ic2 = ao + a1 (vns - vth) + a2 (vns - vth)2 + ...  
⇒ ic = 2a2vth + 4a2vth.vns + 2a3 v3th + 6a3vth.vns + ...  
Thay vns = Vns.cosωnst , Vth = Vth.cosωtht va biãn âäi ta tháy trong dong âiãn ra co cac  
thanh phán tán sä : ωth, 3ωth, ωns ±ωth va 2ωns ±ωth  
5.2.2.2 Mach trän tán dung Transistor træång FET  
Æu âiãm cua trän tán dung FET so våi BJT:  
- Quan hã giæa dong ra ID (dong mang) va âiãn ap vao (VGS) la quan hã bác hai,  
nãn tên hiãu ra cua mach trän tán giam âæåc cac thanh phán phä va han chã âæåc hiãn  
tæång âiãu chã giao thoa, giam âæåc tap ám va tàng âæåc dai räng cua tên hiãu vao.  
A. Trän tán dung FET: Nguyãn ly cua viãc trän tán dung FET cung giäng nhæ BJT  
C2  
C4  
vth  
C1  
R1  
R2 C3  
R3  
C5  
Hçnh 5.11. Mach trän tán dung FET  
B. Trän tán dung FET màc âáy keo  
Vcc  
vtg  
C2  
C1  
vth  
vns  
R1  
R2  
R3  
Hçnh 5.12. Mach trän tán dung FET âáy keo  
pdf 8 trang myanh 16481 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Điện từ trường - Chương 5: Trộn tần", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_dien_tu_truong_chuong_5_tron_tan.pdf