bedautaythichanhhatde
New Member
Luận văn:Nghiên cứu, thiết kế chế tạo bộ tổ hợp tần số sử dụng vòng khóa pha (PLL) băng tần C cho máy thu thông tin vệ tinh (Research, design and fabrication of frequency synthesizer to be used for C-band communication satellite receiver) : Luận văn ThS. Kỹ thuật điện tử - Viễn thông: 60 52 02 03
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VÒNG KHÓA PHA VÀ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ (PHASE
LOCKED LOOP - PLL) ............................................................................................................................. 2
1.1. Tổng quan về hệ thống thu, phát thông tin vệ tinh ...................................................................... 2
1.1.1. Đặc trưng cơ bản của thông tin liên lạc qua vệ tinh .............................................................. 2
1.1.2. Hệ thống thông tin vệ tinh Vinasat ........................................................................................2
1.1.3. Cấu trúc các bộ thu tín hiệu thông tin vệ tinh ........................................................................ 3
1.1.3.1 Sơ đồ khối của hệ thống thu tín hiệu................................................................. 3
1.1.3.2 Chức năng các module trong hệ thống ............................................................... 3
1.2. Tổng quan về mạch dao động ......................................................................................................... 4
1.2.1. Khái niệm: ................................................................................................................................ 4
1.2.2. Mạch tạo dao động kiểu ba điểm ............................................................................................. 6
1.2.3. Mạch tạo dao động ba điểm điện dung ................................................................................... 7
1.3. Tổng quan về mạch vòng khóa pha (PLL) .................................................................................... 8
1.3.1. PLL ........................................................................................................................................... 8
1.3.2. Sơ đồ khối ................................................................................................................................. 8
1.3.3 Nguyên lý hoạt động ................................................................................................................. 8
1.4. Các thành phần của PLL .............................................................................................................. 10
1.4.1. Bộ tách sóng pha (Phase Detector): ...................................................................................... 10
1.4.1.1. Loại tương tự ở dạng mạch nhân có tín hiệu ra tỷ lệ với biên độ tín hiệu vào.10
1.4.1.2 Loại số thực hiện bởi mạch số EX-OR, RS Flip Flop : .................................... 11
1.4.1.3. Loại tách sóng pha lấy mẫu. ............................................................................. 11
1.4.2. Lọc thông thấp LPF .............................................................................................................. 11
1.4.3. Khuếch đại một chiều ............................................................................................................ 12
1.4.4. VCO (Voltage controlled oscillator) ...................................................................................... 12
1.5. Bộ tổ hợp tần số dùng vòng khóa pha PLL ................................................................................. 13
1.6. Một số ứng dụng ............................................................................................................................ 13
1.6.1 Bộ tổ hợp tần số đơn ............................................................................................................... 13
1.6.2 Bộ giải điều chế FM, AM, SK .v.v… ...................................................................................... 14 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH DAO ĐỘNG VCO ....................................................... 15
2.1. Nguyên lý mạch VCO: .................................................................................................................. 15
2.3. Thiết kế, chế tạo VCO dùng spf-3043: ........................................................................................ 16
2.3.1. Nguyên lý: .............................................................................................................................. 16
2.3.2. Sơ đồ nguyên lý mạch: ........................................................................................................... 17
2.3.3. Thiết kế: .................................................................................................................................. 19
2.4. Kết quả, nhận xét: ......................................................................................................................... 19
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ BẰNG VI MẠCH ADF 411X ........ 27
3.1. Giới thiệu họ vi mạch ADF411x ................................................................................................... 27
3.2. Mô tả chức năng các chân ............................................................................................................ 28
3.3. Mô tả chức năng mạch điện ......................................................................................................... 29
3.3.1.Tầng lối vào chuẩn ................................................................................................................. 29
3.3.2. Tầng lối vào RF ...................................................................................................................... 29
3.3.3. Bộ chia trước (P/P+l) ............................................................................................................. 30
3.3.4. Bộ chia A và B ........................................................................................................................ 30
3.3.5. Bộ chia R ................................................................................................................................ 31
3.3.6. Bộ tách sóng pha/tần số và bơm nạp ..................................................................................... 31
3.3.7. Thanh ghi dịch 24 bít ............................................................................................................. 31
3.3.8. Bộ ghép bội lối ra và bộ tách xung đồng bộ.......................................................................... 32
3.4. Ứng dụng của họ IC ADF411X .................................................................................................... 32
3.4.1. Tạo bộ dao động tần số cục bộ dùng cho trạm cơ sở BTS ................................................... 32
3.4.2. Sử dụng chuyển đổi D/A điều khiển chân RSET.................................................................... 33
3.4.3. Mạch ngắt dòng ..................................................................................................................... 33
3.4.4. Khóa pha dải tần (wideband PLL) ........................................................................................ 34
3.5. Thiết kế chế tạo bộ Tổ hợp tần số................................................................................................ 34
3.5.1. Đặt vấn đề............................................................................................................................... 34
3.5.2. Sơ đồ nguyên lý ...................................................................................................................... 35
3.5.3. Thiết kế mạch Loop Filter ..................................................................................................... 37
3.5.4. Quá trình nạp Code cho PLL ................................................................................................ 37
3.5.5. Bộ Tổ hợp tần số hoàn chỉnh: ............................................................................................... 40
3.6. Kết quả: .......................................................................................................................................... 41
3.7. Nhận xét: ........................................................................................................................................ 46
KẾT LUẬN ................................................................................................................................................ 47 Trong thời gian tìm hiểu và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Bạch
Gia Dương và các cán bộ của Trung tâm nghiên cứu Điện tử Viễn thông cùng với sự nỗ lực,
cố gắng của bản thân, đến nay, toàn bộ nội dung đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ Tổ
hợp tần số sử dung cho máy thu vệ tinh băng tần C với dải tần 4,1÷4,2GHz đã hoàn thành
và đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Qua quá trình thực hiện luận văn, em hiểu sâu hơn về
thiết kế siêu cao tần, nhìn ra được những khó khăn khi triển khai ứng dụng siêu cao tần từ lý
thuyết cho tới thực tế, học hỏi và đúc rút thêm nhiều kinh nghiệm, kĩ năng làm việc quý báu.
Bằng lý thuyết thực nghiệm, luận văn đã xây dựng một bộ Tổ hợp tần số đảm bảo tín
hiệu đầu ra có tần số ổn định, kích thước nhỏ gọn chi phí lắm ráp rẻ, sản phẩm được chế tạo
chỉ mang tính thực nghiệm do vậy kết quả chỉ mang tính tương đối do một số nguyên nhân
sau: Mạch in được chế tạo thủ công, phương pháp hàn mạch thủ công và các linh kiện cấu
thành nên thiết bị chưa đảm bảo về chất lượng cũng như độ bền, tính ổn định của linh kiện
không còn cao (do được sử dung thí nghiệm lắp ráp nhiều lần). Tuy vậy kết quả đạt được
cho thấy việc thiết kế chế tạo bộ tổ hợp tấn số có thể cho được sản phẩm dùng chạy thử
nghiệm. Qua trình thực hiện đề tài đạt được kết quả chính như sau:
- Tìm hiểu các phần mềm, công cụ hiện đại phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo mạch
siêu cao tần như phần mềm mô phỏng ADS, phần mềm Altium designer, máy phân tích
phổ,..
- Tìm hiểu các linh kiện siêu cao tần FET GaAs, họ IC ADF 411x, họ PIC 16F.
- Thiết kế chế tạo thành công VCO băng tần C với dải tần 3,9÷4,4GHz và Bộ tổ hợp
tần số với tín hiệu sóng ở lối ra nằm trong băng tần C với dải tần 4,1÷4,2GHz có trị số ổn
định cao tương đương với thạch anh.
Do kinh nghiệm còn thiếu cũng như kiến thức có hạn nên các kết quả đạt được còn
nhiều thiếu sót. Các trị số lối ra đạt được với chất lượng mang tính tương đối, chưa đánh giá
hết các yếu tố ảnh hưởng và đưa ra các giải pháp khắc phục chưa thực sự tối ưu nhất để đạt
được những giá trị theo yêu cầu. Em mong muốn trong thời gian tới sẽ có điều kiện giải
quyết vẫn đề này cũng như tìm hiểu thêm về Kỹ thuật Siêu cao tần để chế tạo các thành
phần khác tạo nên một bộ thu-phát thông tin vệ tinh hoàn chỉnh.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VÒNG KHÓA PHA VÀ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ (PHASE
LOCKED LOOP - PLL) ............................................................................................................................. 2
1.1. Tổng quan về hệ thống thu, phát thông tin vệ tinh ...................................................................... 2
1.1.1. Đặc trưng cơ bản của thông tin liên lạc qua vệ tinh .............................................................. 2
1.1.2. Hệ thống thông tin vệ tinh Vinasat ........................................................................................2
1.1.3. Cấu trúc các bộ thu tín hiệu thông tin vệ tinh ........................................................................ 3
1.1.3.1 Sơ đồ khối của hệ thống thu tín hiệu................................................................. 3
1.1.3.2 Chức năng các module trong hệ thống ............................................................... 3
1.2. Tổng quan về mạch dao động ......................................................................................................... 4
1.2.1. Khái niệm: ................................................................................................................................ 4
1.2.2. Mạch tạo dao động kiểu ba điểm ............................................................................................. 6
1.2.3. Mạch tạo dao động ba điểm điện dung ................................................................................... 7
1.3. Tổng quan về mạch vòng khóa pha (PLL) .................................................................................... 8
1.3.1. PLL ........................................................................................................................................... 8
1.3.2. Sơ đồ khối ................................................................................................................................. 8
1.3.3 Nguyên lý hoạt động ................................................................................................................. 8
1.4. Các thành phần của PLL .............................................................................................................. 10
1.4.1. Bộ tách sóng pha (Phase Detector): ...................................................................................... 10
1.4.1.1. Loại tương tự ở dạng mạch nhân có tín hiệu ra tỷ lệ với biên độ tín hiệu vào.10
1.4.1.2 Loại số thực hiện bởi mạch số EX-OR, RS Flip Flop : .................................... 11
1.4.1.3. Loại tách sóng pha lấy mẫu. ............................................................................. 11
1.4.2. Lọc thông thấp LPF .............................................................................................................. 11
1.4.3. Khuếch đại một chiều ............................................................................................................ 12
1.4.4. VCO (Voltage controlled oscillator) ...................................................................................... 12
1.5. Bộ tổ hợp tần số dùng vòng khóa pha PLL ................................................................................. 13
1.6. Một số ứng dụng ............................................................................................................................ 13
1.6.1 Bộ tổ hợp tần số đơn ............................................................................................................... 13
1.6.2 Bộ giải điều chế FM, AM, SK .v.v… ...................................................................................... 14 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH DAO ĐỘNG VCO ....................................................... 15
2.1. Nguyên lý mạch VCO: .................................................................................................................. 15
2.3. Thiết kế, chế tạo VCO dùng spf-3043: ........................................................................................ 16
2.3.1. Nguyên lý: .............................................................................................................................. 16
2.3.2. Sơ đồ nguyên lý mạch: ........................................................................................................... 17
2.3.3. Thiết kế: .................................................................................................................................. 19
2.4. Kết quả, nhận xét: ......................................................................................................................... 19
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ BẰNG VI MẠCH ADF 411X ........ 27
3.1. Giới thiệu họ vi mạch ADF411x ................................................................................................... 27
3.2. Mô tả chức năng các chân ............................................................................................................ 28
3.3. Mô tả chức năng mạch điện ......................................................................................................... 29
3.3.1.Tầng lối vào chuẩn ................................................................................................................. 29
3.3.2. Tầng lối vào RF ...................................................................................................................... 29
3.3.3. Bộ chia trước (P/P+l) ............................................................................................................. 30
3.3.4. Bộ chia A và B ........................................................................................................................ 30
3.3.5. Bộ chia R ................................................................................................................................ 31
3.3.6. Bộ tách sóng pha/tần số và bơm nạp ..................................................................................... 31
3.3.7. Thanh ghi dịch 24 bít ............................................................................................................. 31
3.3.8. Bộ ghép bội lối ra và bộ tách xung đồng bộ.......................................................................... 32
3.4. Ứng dụng của họ IC ADF411X .................................................................................................... 32
3.4.1. Tạo bộ dao động tần số cục bộ dùng cho trạm cơ sở BTS ................................................... 32
3.4.2. Sử dụng chuyển đổi D/A điều khiển chân RSET.................................................................... 33
3.4.3. Mạch ngắt dòng ..................................................................................................................... 33
3.4.4. Khóa pha dải tần (wideband PLL) ........................................................................................ 34
3.5. Thiết kế chế tạo bộ Tổ hợp tần số................................................................................................ 34
3.5.1. Đặt vấn đề............................................................................................................................... 34
3.5.2. Sơ đồ nguyên lý ...................................................................................................................... 35
3.5.3. Thiết kế mạch Loop Filter ..................................................................................................... 37
3.5.4. Quá trình nạp Code cho PLL ................................................................................................ 37
3.5.5. Bộ Tổ hợp tần số hoàn chỉnh: ............................................................................................... 40
3.6. Kết quả: .......................................................................................................................................... 41
3.7. Nhận xét: ........................................................................................................................................ 46
KẾT LUẬN ................................................................................................................................................ 47 Trong thời gian tìm hiểu và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Bạch
Gia Dương và các cán bộ của Trung tâm nghiên cứu Điện tử Viễn thông cùng với sự nỗ lực,
cố gắng của bản thân, đến nay, toàn bộ nội dung đề tài nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ Tổ
hợp tần số sử dung cho máy thu vệ tinh băng tần C với dải tần 4,1÷4,2GHz đã hoàn thành
và đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Qua quá trình thực hiện luận văn, em hiểu sâu hơn về
thiết kế siêu cao tần, nhìn ra được những khó khăn khi triển khai ứng dụng siêu cao tần từ lý
thuyết cho tới thực tế, học hỏi và đúc rút thêm nhiều kinh nghiệm, kĩ năng làm việc quý báu.
Bằng lý thuyết thực nghiệm, luận văn đã xây dựng một bộ Tổ hợp tần số đảm bảo tín
hiệu đầu ra có tần số ổn định, kích thước nhỏ gọn chi phí lắm ráp rẻ, sản phẩm được chế tạo
chỉ mang tính thực nghiệm do vậy kết quả chỉ mang tính tương đối do một số nguyên nhân
sau: Mạch in được chế tạo thủ công, phương pháp hàn mạch thủ công và các linh kiện cấu
thành nên thiết bị chưa đảm bảo về chất lượng cũng như độ bền, tính ổn định của linh kiện
không còn cao (do được sử dung thí nghiệm lắp ráp nhiều lần). Tuy vậy kết quả đạt được
cho thấy việc thiết kế chế tạo bộ tổ hợp tấn số có thể cho được sản phẩm dùng chạy thử
nghiệm. Qua trình thực hiện đề tài đạt được kết quả chính như sau:
- Tìm hiểu các phần mềm, công cụ hiện đại phục vụ cho việc thiết kế, chế tạo mạch
siêu cao tần như phần mềm mô phỏng ADS, phần mềm Altium designer, máy phân tích
phổ,..
- Tìm hiểu các linh kiện siêu cao tần FET GaAs, họ IC ADF 411x, họ PIC 16F.
- Thiết kế chế tạo thành công VCO băng tần C với dải tần 3,9÷4,4GHz và Bộ tổ hợp
tần số với tín hiệu sóng ở lối ra nằm trong băng tần C với dải tần 4,1÷4,2GHz có trị số ổn
định cao tương đương với thạch anh.
Do kinh nghiệm còn thiếu cũng như kiến thức có hạn nên các kết quả đạt được còn
nhiều thiếu sót. Các trị số lối ra đạt được với chất lượng mang tính tương đối, chưa đánh giá
hết các yếu tố ảnh hưởng và đưa ra các giải pháp khắc phục chưa thực sự tối ưu nhất để đạt
được những giá trị theo yêu cầu. Em mong muốn trong thời gian tới sẽ có điều kiện giải
quyết vẫn đề này cũng như tìm hiểu thêm về Kỹ thuật Siêu cao tần để chế tạo các thành
phần khác tạo nên một bộ thu-phát thông tin vệ tinh hoàn chỉnh.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links