Kỹ thuật truyền thanh Trang
75
CHƯƠNG VI
MẠCH DAO ĐỘNG, PHÁT TÍN HIỆU VÀ TỔNG HP TẦN
SỐ
Các hệ thống truyền thanh và truyền tin hiện đại yêu cầu có
dạng sóng sin hay không sin có tần số ổn đònh, có khi còn yêu
cầu cả một mạng rất nhiều sóng có tần số vừa ổn đònh, vừa có
quan hệ liên kết nhau. Quan hệ hệ tần số liên kết nhau có thể
được minh họa bởi một hệ thống nhiều bánh răng có tốc độ quay
quan hệ liên kết nhau tỷ lệ nghòch với số răng của mỗi bánh. Do
vậy mạch dao động, mạch đồng bộ tần số, mạch tổng hợp tần số
là các thành phần quan trọng của kỹ thuật truyền thanh và truyền
tin.
I. Mạch dao động:
1.Nhắc lại nguyên lý mạch dao động:
Nguyên lý mạch dao động có đường hồi tiếp âm đã được nói
đến ở môn Điện tử cơ bản. Do vậy, phần này chỉ nhắc lại vấn đề
một cách ngắn gọn.
Nếu đưa đến ngõ vào của
mạch khuếch đại có hệ số
khuếch đại điện áp A
v
một tín
hiệu điện áp V
i
thì lại ngõ ra ta
có V
o
= A
v

V
i
(H.VI-1)
Trang
76
Nguyễn Xuân Khai
phải thỏa mãn điều kiện (H.VI-
1)
V
o
= V
i
.
Nếu thay V
o
= A
v
V
i
thì:
V
o
= A
v
V
i
= V
i
.
Vậy điều kiện là: A

Điều kiện cân bằng pha không có điều gì cần giải thích thêm
nhưng điều kiện cân bằng biên độ cần phải được nói thêm cho
phù hợp với thực tế.
Khi cấp điện cho mạch dao động có đường hồi tiếp, nếu điều
kiện cân bằng biên độ được thỏa thì mạch không bao giờ khởi
động, vì như vậy về lý thuyết biên độ dao động của mạch ổn đònh
ở mức khởi động là bằng không. Như vậy để cho mạch có thể
khởi động thì |

A| phải lớn hơn một để biên độ có thể tăng từ
không cho đến khi biên độ đạt mức cần thiết thì hệ số khuếch đại
vòng hở |A| giảm xuống bằng 1 để có biên độ dao động ổn đònh.
Để hiểu rõ điều kiện cân bằng pha và biên độ ta nghiên cứu
mạch dao động cầu Wien và mạch dao động dòch pha.
2.Mạch dao động cầu Wien (H.VI-2):
(điều kiện cân bằng pha)
(điều kiện cân bằng biên độ)
Mạch dao động gồm mạch khuếch đại có
hệ số khuếch đại bằng:
i
if
v
R
RR
A


Khối hồi tiếp có hàm truyền hồi tiếp
bằng:
2

11
1

;
jCR
R
Z

22
2
2
1

;
jC
R
jC
R
Z


2
2
2
2
2
1
1



1.
1
3
2










i
if
v
R
RR
j
C
CRR
R
A



Điều kiện cân bằng pha là:
Arg(



C
CR
3
1
3

R
R

|

A
v
| = 1 hay
3

v
i
if
A
R
RR
Để |

A
v
| > 1 tức A
v
> 3, lúc khởi động R

H.VI-2
Trang
78
Nguyễn Xuân Khai
3. Mạch dao động lệch pha:
H.VI-3
Nút có điện áp V
2
:
0
.
2
.
.
2
.
2
.
1













ra
VjCVV
(3)
Sau khi loại V
1
và V
2
ta có hàm truyền của khối  bằng:
j
CR
R
CR
C
C
V
V
vao
ra








2232
.
.

i
f
v
R
R
j
CRRCR
C
C
A




.
Điều kiện cân bằng pha cho biết tần số dao động:
0
16
223


CRR
hay
62
1
RC
f


.

.
2
.
1
.
1
.















jCVV
R
V
jCVV
vao


Ra

ZR
Z
VKV


..
.
; R
o
đặc trưng cho tổng trở ra của
mạch khuếch đại.
 
 
231
231
231
231
.
)(
ZZZ
ZZZ
R
ZZZ
ZZZ
K
ZR
ZK
jA
o
to

ZZZ
ZZZ
R
ZZZ
ZZZ
K
ZZ
Z
jA
oo
v













Theo điều kiện Barhausen:
   
1
.
)(
231231

1
Z
2
V
i
V
o
R
o
ngõ vào
mạch
khuếch đại
ngõ ra khối
hồi tiếp
ngõ vào
khối hồi tiếp
ngõ ra
mạch
khuếch đại
K
Z
3
Z
1
Z
2
R
o
V
o

+X
2
+X
3
= 0.
Điều kiện cân bằng biên độ:
 
1
.
2
1
231
21


X
X
K
XXX
XXK
Vậy:
1
2
X
X
K

a. Nếu dùng mạch khuếch đại đảo, K < 0 thì:
0
1

= L
3

thì

1
1
1
C
X

;

2
2
1
C
X

;









C

L
CC
CC
f



Điều kiện cân bằng biên độ cho :
Vi
Vo
b)
L3
C2
Vcc
CE
Co
Ci
C1
Q
RFC
RB1
RB2
RE
a)
Vo
Vi
C1
L3
C2
Ro


3
3
1
C
X

;











3
3
C
j
Z
thì X
1
= L
1
; X
2

 
321
2
1
CLL
f



Điều kiện cân bằng biên độ cho:
1
2
1
2
1
2
L
L
L
L
X
X
K



Cũng như mạch Colpitts, khối K có thể là bất cứ linh kiện
nào lắp thành mạch khuếch đại đảo như transistor trường, mạch
khuếch đại thuật toán v.v...
b. Nếu dùng mạch khuếch đại không đảo: K > 0 thì

X
K

; X
2
và X
1
phải khác dấu tức là khác loại điện
kháng, kết hợp vơí X
1
+ X
2
+ X
3
= 0, ta có các mạch sau đây được
gọi chung là mạch dao động điều hợp ngõ ra điều hợp ngõ vào:
(H.VI-7a, b, c, d)
H.VI-7
Bốn sơ đồ trên không phải tất cả đều thực hiện được vì khi
thực hiện còn phải nghiên cứu đến vấn đề dung hợp tổng trở với
ngõ vào ngõ ra của khối khuếch đại liên quan đến các linh kiện
và sơ đồ khuếch đại.
Sơ đồ H.VI-7c đã được thực hiện
với dạng H.VI-8, được gọi là sơ đồ
mạch dao động Colpitts ở một số tài
liệu.
Một số tài liệu phân loại tất cả các
mạch dao động trên thành hai loại, là
loại ba điểm dung và loại ba điểm điện
cảm.

Ro
+K -K
Vi
Vo
Vcc
C3
C1
Q
L2
RB1
RB2
RE
+
Kỹ thuật truyền thanh Trang
83
0
11
2
31



L
CC
;
231
31
2
LCC
CC

L
X
X
K







Mạch H.VI-8 làm việc tốt ở tần số VHF, thường được thấy ở
Micro không dây.
5.Các mạch dao động ghép hỗ cảm:
Các máy thu yêu cầu mạch dao động ghép hỗ cảm có một
khung dao động LC có thể đổi tần số bằng cách dùng một tụ điện
biến đổi có một điện cực nối đất. Sau đây là các mạch dao động
dùng trong máy thu thanh.
a. Mạch dao động điều hợp cực phát (H.VI-9):
Khối khuếch đại dùng transistor nối đất cực khiển, khung dao
động LC ở cực phát transistor. Tần số dao động của mạch bằng :
00
2
1
CL
f


.
C

H.VI-9
V
i
Trang
84
Nguyễn Xuân Khai
C
Vo
, tụ điện tinh chỉnh T
o
và lõi
Ferit F
o
dùng để chỉnh phạm vi thay
đổi tần số dao động.
(lưu ý cực tính điện áp tại ngõ vào và ra mạch khuếch đại).
b. Mạch dao động điều hợp cực phát (H.VI-10):
Khung dao động LC xác đònh tần số dao động bằng:
00
2
1
CL
f


; C
o
: điện dung tương đương với C
Vo
và T

H.VI-10
Vo
m
Fo
Vi
To
Cvo
Vcc
CE
Q
RB1RB2
RE
Lo
m
Fo
Vo
Cvo
To
Vcc
CE
CB
Q
RB1RB2
RE
H.VI-11a H.VI-11b