ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
ĐỀ
tài
NGHIÊN CỨU ÚNG DỤNG DAO ĐỘNG THÔNG s ố ,
HIỆU ỨNG PHI TUYẾN TRONG x ử LÝ TÍN HIỆU V
TUYẾN
ĐỀ TẢI CAP ĐẠỈ n ọc Quốc GIA
MÃ SỐ : QT-98-07
CHỦ TRÌ ĐẾ TẢI : PGS.TS v ũ ANII PHI
(KHOA VẬT l,Ý)
OẠI HOC QUỐC GIA HẢ NỘI
TRUNG TÂM THÒNG TIN THỰ VIỆN
y ĩ /
S i b
HẢ NỘI - 2005
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN
Ậ Ặ :Ịí^ Ỷ Ỷ ❖ Ặ
_
V
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CÚXJ ÚNG DỤNG DAO ĐỘNG THÔNG s ố ,
HIỆU ÚNG PHI TUYẾN TRONG x ử LÝ TÍN HIỆU VÔ
TUYẾN
ĐỂ TẢI CÁP ĐẠI HỌC QUỐC GIA
MẢ SỐ : QT-98-07
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: PGS.TS V c ANII PHI
CÁC CẢN Bộ THAM GIA: GVC LÊ XLẢN THÊ
THS.GV ĐẶNG TIỈANH THUỶ
THS.fi V D ỏ TRƯNG KIKN

I !ưónu (.kin 02 klióii lu;in (ỐI imlncp (!;u hoc tin (lirợc Ix'io \ò ihco
hưứnti níihiên cứu cùa dề tài
Hướng dan 01 luận án ihạe sỹ dã dược báo vê theo lurứn”
nshién cún của dể tài.
^ H ướns dan 01 đổ tài nshiên cứu khoa học sinh vicn.
r. T ình hình kinh phí của để tài:
Tổng kinh phí (7.000.000d cho nam 1998) đã chi theo dúne các
khoản m ục như dự toán.
ỉ là N ộ i iiịỊÒv 3 0 tlỉá m Ị 12 n ă m 2 0 0 5
XÁC NHẬN CỦA C ơ QUAN QUẢN LÝ CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
XÁC NHẬN < ’HA TRƯỠNc; n u IvlH N
PHÓ Hiệu TRƯỚNG
PBS.T8
A B S TR A C TS
1. Subject : Investigation of the param etric oscillations and non-linear effects
in radio Physical systems and analyses.
2. Leader : Associate Prof. Doc. Vu Anh Phi
3. Participants :
Lecture Le X uan The
MS. Do Trung Kicn
MS. Dang Thi Thanh Thuy
4. Contents
* Overview of literatures
* The constructions of modulus (with lines, cables, nonliears lines')
* Researching the characteristics of lines (K(co), cp(co))
* The exciting one-modes measurem ents
* The mulli-modes m easurem ents
* The method of exciting modes
5. Obtained results :
* I publication

tại lién quan đốn m áy phát với mạch phản hổi lie.
- Đổ tài m áy phát dù nu dường dãy trẻ hoặc liên quan đến đường dây ưẻ. có ý
niỉhìa 111 ực tiễn rãi lớn: như các mạch lie trong livi, trong các bộ tạo xung
vuỏnii kích 1 hích laser, xung nuán cữ nanô giâv, các hệ điều khicn da chiểu từ
xa, Khi di vào lĩnli vực siêu cao các dê lài khuếch đai anicn. mạch lọc
microchip, lọc dái. mạch chận, phân nhánh định hướng, dcu lien quan đốn
đường dày. Đỏ tài còn lý thú vồ mật khoa học do lính phức lạp của nó (lien
c|Lian tlẽìi hệ nhiều bậc lự do, tính da im hiận tronc hệ khao sál. các hiệu ứntr
phi myốn và các cơ chế hạn chẽ biên độ. anh hướng của tán sac, )
- Muc clícli CIKI đẽ lài là lìm hicu các khá năng kícli thích các lán số cơ hán
(m ode đơn) trone các hệ với nhiều bậc tự do. kè’ cá việc tìm kiếm các dạng
phức hợp (da m ode) và plnrơim thức điêu khiến Kill so,, Những nghiệm tìm
(lược sẽ ciiìp ích cho việc tìm hiôu YC hệ \'à giải hài loán lý tlìiiyêì. Qua nhữnc
mode {.lơn có thê’ v.n\ (lựiiíi đưiíc dác Inin” plìa cp (<■■)) lồi tù' ció đánh íĩiá dược
mức dộ lán sìic cua clưòìm (lây trên dai I.m li biínu SÓI1U vó Uiyẽn, qua dó co
thế có những cách giải thích vé sự hình Ihành các dạne da mode, các phương
pháp phân tích (Furier) và vai trò của tán sác trong các thiết bị vô tuyến trong
tương lai.
2. T Ó M T Ắ T N ỘI D UNG N G H IÊN c ứ u T RƯ Ớ C Đ ẢY
2.1. Máy phát có trỗ Irong tuyến phản hói. mạch trỗ có the dặt trong luyến
phản hồi (như m áy phiíi Thom son với mạch phản hồi lie). Trong trường hợp
này dải tần của m ạch cộng hưởng hẹp, chi lập iruim xung quanh lần số cộng
hưởng f0, 2Af «(1-7-2)%fn, do đó các thành phần khác fn~nf(l khó có cơ hội duy
11 1 được trong hệ này và đôi với dao đón ì} điều hòa thì m ạch trẻ có the coi là
mội bộ quay pha (0~cnAl, fiì~ron, Ai là lhòi uian Irỏ. 0 IÌ1 Ire pha). Giải hài loán
cho Inrun;; họp nãy (Ill'll ni (iuọv (lieu kiện him (lọ :
// = '——cos
tì
(1)
Sĩĩ

Các kếì quả cho thấy các mode (f|, f5) tương đối gioni! nhau và ít phụ
Ihuộc vào yếu tố tích cực (rút ra dược nhận xét : dạng phần nhiều do đường
dây quyết định) nên đã lựa chọn thí nghiệm như hình 2 [ 11-
Nghiên cứu mode đơn :
Sử dụng đường dây L, c dim s chuỗi mạch lọc n, fc=4,8MHz, f|=
259,7 K H / , 11=28. Đã Ihu được 8 tronc số 9 mode đơn có thể có, xem banc 1,
do híOig phươnu pháp Lilsa/.II so sánh với máy phỉil 3220.
lĩíìnu I
V.,
HKII/J
I
7VI.25
7(W.2<J
ỉ,
s
12'* 1.5
I ?J I ’S
7
I 776.45
I77';.7.s
L . l -
_ 1! _ _ _
1 l ị
______
11
_ n
______
l.s 17
2 7 I 7 .X
-

- Dùng ngoại kích cưỡng bức các m ode đơn sau đó ỉoại bỏ ngoại lực
bàng cách giảm biên độ về không (phải bảo đảm phối hợp trở kháng tốt với
máy phát cao tần).
- Trong thí nghiệm đã đề xuất phương pháp kích chập đất qua tụ C(, ở
một số vị trí mắt lọc. Phương pháp này đơn giủn có hiệu quả cao, cho ra được
hầu hết các mode đơn và các dạng đa mode (có tính xác suất).
Tạo xung đánh dấu :
Ngoài ra còn tìm mội vài biện pháp tạo xung đánh dấu trên mình xung
fi và tìm biện pháp giảm lắc trcn đường dây.
Dã xây dựng ikrực mội máy phái chức Iiíìng tiling, đường (lây varicab.
máy phát xung vuông dải lần lừ vài chục KHz đến 1MHz chia thành 3 băng.
4. KẾT LUẬN
* Đã tìm hiểu lý Ihuyêì, ihực nghiệm vé m áy phát có trỗ trong tuyẽn phản hồi.
* Đã xây dựng được nhiéu m ođun thí nghiệm có kết quá phù hợp với các kếl
quả đã cóng bố trước dây. Cho thấy vai trò chủ chỏi của dường dây đến việc,
hình thành dạng lín hiệu.
* Đã kích thích được 8 Irong số 9 mode đơn có thể có trong hệ (n =28)\và hầu
hết các dạng đa mode. Xây dựng được dặc trưng pha, thấy rõ vai Irò của tán
sắc qua các đặc trưng pha này.
Đe thu dược nhiều chill" da mode nôn dùng dường dây không phối hợp Irở
sóng, ncn lìm hicu phương pháp lổ hợp sóng từ phổ lần số khôn" cách đều.
* Đố lim dược nhiều dạng đưn hoặc da mode nên dùng biện plìáp kích chập
đál qua tụ C0 ỏ' một sổ vị trí mắt lọc.
* Đ ã có một vài phương hướng nghiên cứu ứns, cìụne như : tạo xung đánh dấu,
giám lắc trên mình xun”, máy phát xuns dùng đường dây varicab.
5. TÀI LIỆU TRÍCH DAN
[1 ] Tuyển tập các công Irình nehiên cứu khoa học, HN KH. ĐH KHTH 25-11-
2000, trang 25-31.
[2] Đỗ Trung, Kiên. Khóa luận tốt nehiệp, K hoa Vật lý, ĐH KHTN, 1999
[31 Đậim Thị Thanh Thủy. Khóa luận tốt nghiệp, Khoa Vật lý, ĐH KHTN,

hô khao sát (điểu kiên IU' kích vì) hài mán iư\vn lính).
Khi XÓI giai tí oan phi luyẽh có thế xuất hiện nhiều cỏ ch ố hch: bi ị Mhi'
ho;it phi luycn. kkiny phi UI yen, lô h.ip sónu.
'1'mii CMỊ1 nli.il : may ph;ii [lurinijj dim;? iliiím- liny UV, kiiikvli (I.II V.MÌL' r: V 1 ì
n hu iii: [»h.m lu (|ii;in IMMI-: liic ii iK iy . (1.1! IÚị ‘1 l.lu vli sau v;m h im vii\ \ | ' ! í .;l .
khucđi li ạ Ị ãn-ỉicn - hiện Iưọny 111- ihironi! yạp. Sử dun- iiuơn<: tlu> IK ; à
tivi. dao dộn«i ký. máy phai xun»Ị cục ngàn nanosỉiáy (đunn đẽ kích pha' riser
ban d-in. laser conn suất lớn). Có ý nghía mực tiễn : do kha nítnô kí,:: 'pn.il
được nhiều tíin sc> co tho úng dunịỉ ironL! lình vực diều khiến ch ch r u ù: '
nhiêu ca su (Ihco lãn sỏ), có l:hà nãn>_! bui uiũ. nhớ lần sò'
III. M ục dícl) Itr. nyhiẽm :
So đó rụuyẽn IV ịiỏm líìiiLĩ khuéVli dại và tu vón Ị>is;ir. \]J iiíiin 1
"rtJYEN TẬP CÁC CÕNG TRÌNH KHO A HỌC - HNKH - TRƯỜNG ĐHKHTN, NGÀNH VẬT LÝ (11-2000)
[ lình l
Khuếch dại : ilùnii đcn í)/7 9. ÍỈỊ, = + I50v). dùni! đòn bán dẫn /7 605. Chon K,. R r cú
ihó mờ rõne dược vùng làm việc LU vốn tính cùa dặc irưnu lối vào của Icing khuếch dại.
Dirìmii dãy trễ đùn í! dường dãy nhàn lạo “T \ “ n ", đườn” dáy siêu ám. cab dunu trục.
Qua các (hí nghiệm chím" lôi dã hìp lại nhữn<! ihí nehiém cùa nuức Iiỉioài (như dL1 nLI
Ill'll Cl! i '} . dìm í! tiên hún t lán n 6(15. dfiHjiritnsisto iruinis: K n 302. dùnu vi m;ich tó hop
Dùnu c;k' mildi loc "T (27 mắt loe. 54 mál lọc lấy ùr ilườnt! dãv irề cúng
m’.hii>p lừ dao ilộns ký nhớ ( T - 0,-1 r (ì ìus . í< = 20MII/ ),
DÌ!nu much 1 oL■ " í i " (lư liip n = 15 m;i! h'C. 1' = ?.SI 15 Mil/., r - 1,(> Ị!S :
Các ni.il loc " n " ilìinu XIIVỚI lcril (II = 5 m ill inc. r = 2.3 "as. I,- - 670 KI I/
Diin'j ilii.'im; (ỉ;iv v;irii-;ib (N IS n ì. I [ líK "ỉ!
ì1'1 ó;;nil íỊUi ki'L i:Ja:
XÓI \ c il.ìm; I
ill'll
úa mode tù lì!: cú c ;k
kc-l
uu;i ÍIMIU

Ị. Piĩiì i r c n c:i>' l:õi U'i. 1 n i ’i n c n c u II ÚU vi:: ■:
;iv:hiỌ;n lliO'' V' j; h':n:■ 1 . dù I1U K' •;
TUYỂN T #» c á c c ô n g t r ì n h k h o a h ọ c - H NKH-TRƯ ỞNG ĐHKHTN, NGÀNH VẬT LÝ (11-200.
( n = 2 8 , L = 1 1 pH , c = 3 8 2 p F , R s = 4 1 , 4 ũ , T = 2 //.S, RO 1 6 9 , 5 n
f 17 = 4 , ' 8 M H z , f, = 2 5 9 , 7 K H z .
£ 7 1 S
=r u \
“Ũ
A
E
L t L
r r ' T n
T ì l e J.
T !
_ L _ L _ L . I
Ị~c J c X .
____
i
Hinh 2 : So' đổ thí niihiộm
2. KỐ1 quà khảo sát đườni: dãy, xem hình 3a,b.
Hình 3a cho thây : khi LÓ phui htíp Irờ khane. khôiiỉỊ C('* ph;’m xạ lừ L-;k' il.ìu _ luii
cùa dường díiy. dụng dườn” cong 2 ú lác hon su với trường hop khóim m;ic I.LÍC-: 1 irứ
sóng. Dài tần lừ 0 đốn íc thi rộng có the trải từ r, -T- fl7 . Như vậy. qua luyến phúr. hổi
vào - ra có thổ có ] 7 lẩn sỏ iruycn qua.
1 tinh 3b cho iháy dạc irưiiíi piiu cua luv-j’n dưCniii (.lay khõiii! CO Lm site r v n
tính (dường 1). Khi
tần
í: khuếch ù;ii làm
lệch
pha ,7 thì chi có LLÍk.'

diều khicn cùa IC SN7400. Đã kích ill ích được nhiều dạng đa mode, ơ một số vị irí
xác xuất kích phát môl tần số nào đó có thể chiếm ưu thế. Tim hiểu kỹ nguyên
nhân cho thấy irong trườnC hợp dó hệ ván phát (ờ tẩn số mới gần vùng tần số thấp,
kli;íc sin , có lilt* d ;m i’ r<fl;ic, có iliổ d am : b ướu ph ụ Ill'll (lìn h x u n y ). N lú ĩm ; lín
hiệu dó sê thav cho (liều kiện han dầu kích dộníi VÌICI cứa ], 2 i r SN7400.
4. Các số liệu trình bày irén bang l.
n ]
3
5
7
9
1]
13 15 17 1
r„kHz
263 825 1316 182? 2222 2777
3240 357]
(3899)
ụs
3.x
1,28 0,76 0,556 0,45
0,36
0,308
0.28
(0.254)
ĩiấnỵ ỉ
Từ hàn2 ] dã xáy dựnsĩ dườne đặc trưna pha (đường 2 . hình 3b). Quan sái
dược phô không cách đều. Đặc irưng pha háu như luvến lính đến lán số f7. Sau
hai đườne ]. 2 mới lách ra : khoáng cách iươne dối xu ơ LTổn lc. Tuy nhiên,
irons: diều kiên lán siic ]ứn hofic irnnu linh VIV sit'll c i 11 > Clin có nhũni! đúnh í: kí
chính xác hơn. Khi Um sác nhó có Ihc ụi;ii phươim l ình lãn sn inco phưrrnn

da mode (8 trong sớ 9 tlưn mode cú Ihcj.
3. Đã xây dựng được đặc trưng pha theo các số liệu thực nnhiặn. Cìẩn miên lan >ó [t.
khoảng cách tần số không cách đều, luy nhiên độ lệch tan Lươn LI dối nhò.
4. Bảng việc lạo bất đổng nhất ( qua lụ) ử mội vài vị in' mắt b e có ihé xé die;: .: L:i
bướu hoặc giảm lấc trẽn mình xunii ( f,).
5. Một vài nhận xét dánh giá đã dề cặp đến theo nói dung.
Tài liệu thíini khảo:
1. AZIAN. JU. M.
Nghiên
cứu hệ tư dao dộnu với mạch phàn hồi trò. Liútn án Tu-h
y.ĩ.
M. 1955, N554, MGƯ.
2. Đỏ Trung Kiên. Luận án tốt nu hiệp, K39. Bộ môn Yu tu Veil. Khoii Vi.t 1Ý
ĐHKHTN I-Ià nội.
3. Đặng Thị Thanh Thuỷ. Luận an tut nnhiệp. K41. P.Ộ mnr, Vu luyến Khi'- \ 1Ý
ĐHIvIiTK Ilà nội.
4.' Mai Thị Hà Thanh. Báo cáo Ill'll n»hi Kho;, hoc Sinh vión 1/2000 V:; lv
ĐHKIITN Hà nội.
BÀI 4
M Á Y PH Á T V Ớ I M Ạ CH PH ẢN H Ô Ì TR E
1. PHƯƠNG PHÁP TỨ c ự c TRONG KHẢO SÁT MẠCH PHẢN Hổl TRỄ
Máy phát phản hồi trễ gồm 2 phẩn cơ bản là tầng khuếch đại và tuyến phản hổi trễ
IIìnli I
Điểm khác biệt đặc trưng của máy phát phản hồi trẻ so với các máy phát khác loại
là khả năng phát được nhiều tần số dạng nhảy tần, có the dẽ dàng diều khiển việc
máy đang phát ở tần số này nhanh chóng chuyển sang phát ở một tần số khác Yếu
lố có khả năng tạo ra đục trưng chính lù luyến phan hổi trẻ. Tùy tính chất của hệ,
cấu lạo mạch trỗ có thổ khác nhau ( hệ dườns dây đổi, đưòttíí dây cáp, đường dây
nhân tạo gồm nhiều mắt lọc LC loại T, n. Trong truyền sóng âm có the dùng mạch
trỗ thạch anh, thừi gian Irè của sóng ãm trong môi trường vứi d là khoáng cách

A ,2 có thứ nguyên điện trở, A21 có thứ nguyên độ dẫn.
Am„ là các ĩhông số của hệ, có dạng phức và không phụ thuộc vào dòng chạy.
A]|.A21 - A 12.At, = 1 (2)
+ Điện trử đặc trưng:
z" =
*-1
ơ,
Với
ơ 2 = 0
ắiL
A„
Z ỉ= ỵ .
Ị
ư 1=0
áỉi
Ả,,
z r = —
•Ã
A,
Jz = 0
Ji = 0
An
là các điện trở lối vào ở các điều kiện lương ứng, ta có thể định níỉhĩa là
các điện trở dặc trưng lối vào tương ứng ở các chốt 1 -2, 3-4 như sau:
X . ^ Ẹ . B í^ L ;
V 21 22 V 21' II
(3)
. Ị
Chúng chỉ phụ tlniộc vào các thông số tứ cực mà không phụ thuộc vào các mạch
bén ngoài, ý nghĩa của diện trử dặc trưng chính là diện trở mà khi mắc vào đáu này

đổi theo (2) sẽ được:
ỊỊ — ln(^/Ị|I ‘I !)
(ố)
(7)
+ Tứ cực cân xúnỵ:
46
Một tứ cực gọi là tứ cực cân xứng nếu A I ị = A22, z, - zj = 2 '
Hai thổng số z* và g đủ để xác định được tứ cực cân xứng:
/
\
1 2
-A
u,
z*
0
\/
V _T
1 2
Từ (5) suy ra:
Ilình 4
k = ^ - = e~*
Ũ,
Nếu mắc n tứ cực cân xứng nối liếp:
( 8)
z=z*
Ilình 5
Vì z = z* nên trở lối vào của lứ cực n cũng bằng z*. Tiếp tục lí luận như vậy dẫn
đến Zvil)U = z*
Hộ số truyền:
K(n):

} 2 <y„
íy
íy
.
Mà c/íg = 1 - 2sh2 — nên s/i2 — = (— )2 hay i7/— = ±_/(—
2 2 ÍW1( 2
Lấy giá trị dương và thay g=a + j.b vào sẽ có:
. ủ , a , b
sh—COS— + .ch—sin — =
2 2 2 2
(0
Cứ .
<-■>
7 n
b
_ n
,v/i— COS— - 0
2 2
, if . h (ú
c/;—sill— = — ■
2 2
(*)
Phương trình thứ nhất irons (*) dược thoả mãn trong hai trường hợp:
. .v/ỉ — - 0 —>
2
. C0S-7 = 0 ->
7
0 = 0
z» = ^ arcsin — -> íí = 0 + 7-2 arcsin — ( 0 < 0) < <ú„)
ft}

trưng cơ bản của đường dây nhân tạo, hệ gồm n mạch lọc nối tiếp có điện trở gánh
Thực tế, người ta dùng vùng 0 < co < 0)0 đẽ trì hoãn tín hiệu. Lúc này, nếu xem
Ị

.
( 0 _ ( ủ . -
rang arcsin — ~ — Ihi:
co0 ( ù u
là thời gian trì hoãn tín hiệu, coo gọi là lần sô’ cắt cùa dưÒTig dãy
Tóm lại, trong một vùng hạn chế của tần số, dưừng dây nhân lạo có dặc trưng bién
dộ IKI = 1 = const và đặc liưng pha phụ ihuộc tuvOn lính vào lán số. Khi C.IÓ, khi
đường dây nhân tạo truyền một tín hiệu điều hòa tán số co thì sẽ không làm biến
dạng tín hiệu Illume nó sẽ bị lệch pha một khoản” 0 = CO.T ( dối với một dao độn»
diổu hoà có lliể đổng Iiliàl ý nghĩa của dộ lệch plui lín hiệu 0 với lliời ”iaiì trì 1 ìoãn
ĩ). Còn nếu truycn I11ỘI lín hiệu kliiíc sin ihì I uy từng lí làn! 1 ph;Ì! 1 (lao (tộii'4 hiên (lộ
không đối và thời gian liì hoãn như nhau nhưng vứi các lần số khác nhau lùm cho
độ lệch pha của chúng Ok = (0t . X khác nhau dẫn dốn tín hiệu tổng họp dầu ra khác
dạng ban c1ầu.
bằng điện trở đặc trưng, ở đâyZ('r) = là điện trở dặc trưng hay còn gọi là điện
trở sóng có giá trị bằng điện trở lối vào.
Từ (13) ta có:
- -jf.iHiircsm —
K = e (0 < co í 0)„)
.
.
0>
(14)
X = L t
(15)
49

(2II + l).T
( 18)10, -
T
50
Quá trình luân lưu tăng dẩn biên độ được tiếp tục cho đến khi đầu ra của tuyến
piiản hổi hay là đầu vào tầng khuếch đại đạt mức cao. Khi đó đầu ra tẩng khuếch
đại sẽ ở mức thấp và như thế tín hiệu không tâng dược nữa,
Theo cảch lập luận này thì hệ có thể phát được rất nhiều tần số nhưng thực tế, tại
một thời điểm chỉ được duy nhất. Đó chính là kết quả của hiện tượng tán sắc. Tốc
độ tâng lên của tần số fl nhanh hơn so với các tần số cao. Vì vậy trong giai đoạn
quá độ, đao động fl sẽ tiến đến trạng thái dừng nhanh hơn, đổng thừi làm cho độ
dốc đặc trưng s giảm, tạo diều kiện không ihuận lợi cho việc lãng lẽn của các tán
số khác.
Ilình 8
+ Tim hiểu tần số fị: Giạ sử dùng một mạch NAND trong IC7400 lùm táng
khuếch đại, trạng thái tín hiệu vào - ra biểu hiện dạng logic Ũ(L) và 1(H).
Khi đó, nếu tín hiệu ban dầu rất nhỏ thì trạng thái tín hiệu đốn đẩu vào ỏ mức
thấp. Quá trình xảy ra như sau :
V,.
7400
Tín hiệu ban đầu = V,!
Tín hiệu tại đầu cuối B
của đường dây
Đưừng dãy
V,
-► v„
7400
ú ƯỜI lu d;ìv
v (l!