Giáo trình điện tử thông tin - Chương 5

KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP SANG TẦN SỐ VÀ TẦN SỐ SANG ĐIỆN ÁP5.1 BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP SANG TẦN SỐ 5.1.1 SƠ ĐỒ KHỐIKỹ thuật FM tần số thấp là một phương thức biến đổi điện áp sang tần số gọi tắt là chuyển đổi V TO F. Kỹ thuật này được sử dụng khá phổ biến trong các mạch xử lý tín hiệu truyền tải hay lưu trữ thông tin. Ưu điểm của kỹ thuật này là nhờ công nghệ Hình 5.1 chế tạo vi mạch để có độ tuyến tính cao trong chuyển đổi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình điện tử thông tin - Chương 5 52 CHƯƠNG 5 KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP SANG TẦN SỐ VÀ TẦN SỐ SANG ĐIỆN ÁP5.1 BỘ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP SANG TẦN SỐ5.1.1 SƠ ĐỒ KHỐI ICC IC =I2 – I1 = I2 + Vin/Rin I2 C IC nạp t1 RC Rin I1 xã So sánh MonoStable điện áp t1 t2 t1: I2 mở fout t2: I2 tắt VC 0V Kỹ thuật FM tần số thấp là một phương thức biến đổi điện áp sang tần số gọi tắtlà chuyển đổi V TO F. Kỹ thuật này được sử dụng khá phổ biến trong các mạch xử lý Vin1 > Vin2 > Vin3tín hiệu truyền tải hay lưu trữ thông tin. Ưu điểm của kỹ thuật này là nhờ công nghệ Hình 5.1chế tạo vi mạch để có độ tuyến tính cao trong chuyển đổi V sang F. Độ di tần có thểđạt đến giá trị cực đại. Các ứng dụng phổ biến là trong các mạch thu phát hồng ngoại,thông tin quang, thu phát tín hiệu điều khiển từ xa, các loại tín hiệu số, hoặc lưu trữ dữkiện, thông tin trên băng cassette. Thông thường bộ chuyển đổi có thể kết hợp với mộtPLL để có độ chính xác cao và luôn luôn có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể chuyểnđổi từ điện áp sang tần số và ngược lại từ F sang V.5.1.2 HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH Bộ chuyển đổi V sang F thường có 3 khối: 53- Mạch tích phân kết hợp với nguồn dòng I2.- Mạch so sánh điện áp để phát hiện mức điện áp đầu ra của bộ tích phân.- Mạch monostable nhằm tạo xung ở đầu ra mà mức cao có thời gian t1 không đổi(quyết định bởi mạch RC của Monostable). Trong thời gian t1, xung ở đầu ra có mức 1 (mức cao). Nó được đưa trở về mởnguồn dòng để tạo ra dòng không đổi I2. Dòng I2 chia làm 2 phần: I2 = IC+I1, trong đóIC là dòng nạp cho tụ C của mạch tích phân l àm cho điện áp trên tụ (tức là điện áp ởđầu ra của bộ tích phân) có độ dốc âm như hình vẽ. Còn dòng I1 thì chạy qua Rin. Bộso sánh điện áp sẽ so sánh mức điện áp trên đầu ra bộ tích phân và giá trị 0 (masse) đểtạo 1 xung kích mở mạch Monostable. Trong thời gian t2, điện áp trên đầu ra của mạch Monostable bằng 0 làm đóng(khóa) nguồn I2. Tụ C sẽ phóng điện qua Rin bằng dòng I1. Năng lượng nạp cho tụ Ctrong thời gian t1 sẽ được phóng hết trong thời gian t2. Ở cuối thời điểm của t2, mạch sosánh tạo ra 1 xung kích mở mạch Monostable để tạo xung đầu ra mạch Monostable cóđộ rộng t1 Gọi T =t1 + t2 là chu kỳ hoạt động của mạch. T phụ thuộc vào vin, I2, Rin và C.5.1.3 THIẾT LẬP QUAN HỆ GIỮA vin VÀ foutTrong thời gian t1: tụ nạp điện bằng dòng IC vin v với I 1   in I C  I 2  I1  I 2  Rin RinĐiện tích nạp cho tụ: vin (1) qC  I C .t1  ( I 2  I1 )t1  ( I 2  )t1 RinTrong thời gian t2: dòng I2 = 0, tụ C sẽ xả điện bằng dòng cố định I1= (-vin/Rin).Điện tích do tụ xả: vin (2) qC  I1 .t 2   t2 RinĐiện tích nạp và xả trên tụ bằng nhau nên từ (1) và (2) ta suy ra: 54 vin v )t1   in t 2 ( I2  Rin Rin I 2 Rin  T  t1  t 2   .t1 v in v ...