Đo tần số của tín hiệu điều chế

[An Hiep]

Bác Quế Dương và các bác trong diễn đàn có cách nào đo được tần số tín hiệu điều chế giúp em với. Em muốn đo tần số của tín hiệu điều chế trong khoảng từ 30 - 40 MHz, xung đường bao có độ rộng cỡ 1us, tần số lặp lại trong khoảng vài KHz.
Em xin cảm ơn trước!

[chuyendt]

Sử dụng Digital Oscilloscope có tần số lấy mẫu lớn hơn 1G Sample/s chuyển thiết bị về chế độ single shot (quét đợi) sau đó sử dụng cursor để đo tần số

[httung]

Bạn muốn đo tần số sóng mang thì phải tắc tín hiệu điều chế, nếu có tín hiệu điều chế ngoài sóng mang còn có hai biên tần (ở đây chỉ cách nhau vài kHz) nên phải xem dạng tín hiệu trên máy phân tích phổ Spectrum Analyzer.

[queduong]

Hiện nay ngoài những thiết bị đo chuyên nghiệp đắt tiền ( có tần số lấy mẫu lớn )

thì còn có khả năng đo tần số khi đã điều chế ( ở mức độ điều chế hạn hẹp )

--- Máy đo tần số thường chỉ đo được tần số chuẩn Base ( tần số chưa điều chế - hoặc có điều chế nhưng đại lượng này quá nhỏ ( như là không có )

--- Đo tần số thì rút điều chế ra .

hoặc không thì dùng Spectrum analyser

[An Hiep]

--- Ở các máy thu tần số cao, người ta thường phải có bộ trộn tần xuống, sau đó khuếch đại trung tần để lấy thông tin đem xử lý. Tuy nhiên, vì tần số máy phát thường không ổn định mà dải thông của phần khuếch đại trung tần thường làm hẹp (delta f = vài hoặc hơn chục MHz). Chính vì thế mình muốn ổn định tần số trung tần để đảm bảo việc khuếch đại ổn định ở tần số 30 hoặc 35MHz. Bài toán của Hiệp là muốn đo được tần số này (chỉ tồn tại trong thời gian 1us) để sau đó đưa ra điều chỉnh điện áp hoặc dạng số làm thay đổi tần số dao dộng tại chỗ (LO). Như thế tần số trung tần sau trộn luôn ổn định "động" tại một tần số xác định trước (ví dụ 35MHz hoặc 30MHz). Các thầy và mọi người gọi việc làm này là ổn định tần số trung tần (hay soát tần gì đó). Việc đo tần số cỡ 30 - 40MHz liên tục thì mình đã thử được rồi (Cho vào chân đếm ngoài của PIC6F876A, định thời trong 1s và đưa số lần sườn lên ra LCD hoặc LED). Vì thời gian tồn tại (bằng độ rộng xung đường bao) nhỏ quá nên mình chưa có cách nào tính được.
--- Bài tập này là để tự động điều chỉnh tần số của mạch dao động tại chỗ, phân tích phổ hoặc dùng hiện sóng chỉ để quan sát và kiểm tra. Mong các bạn đóng góp ý kiến giúp Hiệp. Hiệp cảm ơn anh Quế Dương và mọi người!

Thân
An Hiệp

[queduong]

--- Ở các máy thu tần số cao, người ta thường phải có bộ trộn tần xuống, sau đó khuếch đại trung tần để lấy thông tin đem xử lý. Tuy nhiên, vì tần số máy phát thường không ổn định mà dải thông của phần khuếch đại trung tần thường làm hẹp (delta f = vài hoặc hơn chục MHz). Chính vì thế mình muốn ổn định tần số trung tần để đảm bảo việc khuếch đại ổn định ở tần số 30 hoặc 35MHz. Bài toán của Hiệp là muốn đo được tần số này (chỉ tồn tại trong thời gian 1us) để sau đó đưa ra điều chỉnh điện áp hoặc dạng số làm thay đổi tần số dao dộng tại chỗ (LO). Như thế tần số trung tần sau trộn luôn ổn định "động" tại một tần số xác định trước (ví dụ 35MHz hoặc 30MHz). Các thầy và mọi người gọi việc làm này là ổn định tần số trung tần (hay soát tần gì đó). Việc đo tần số cỡ 30 - 40MHz liên tục thì mình đã thử được rồi (Cho vào chân đếm ngoài của PIC6F876A, định thời trong 1s và đưa số lần sườn lên ra LCD hoặc LED). Vì thời gian tồn tại (bằng độ rộng xung đường bao) nhỏ quá nên mình chưa có cách nào tính được.
--- Bài tập này là để tự động điều chỉnh tần số của mạch dao động tại chỗ, phân tích phổ hoặc dùng hiện sóng chỉ để quan sát và kiểm tra. Mong các bạn đóng góp ý kiến giúp Hiệp. Hiệp cảm ơn anh Quế Dương và mọi người!

Thân
An Hiệp

Hiện tại thì mình đang vướng một số việc khá bận ở vùng xa , thời gian gần đây ít lên diễn đàn nhưng cũng tranh thủ trả lời những cái có thể gọi là hiểu nông cạn của mình để bạn tham khảo.

Ở trên mình đã nói đo tần số máy phát có điều chế ,ngoài sử dụng máy đo chuyên dụng ra , đối với một máy đo đơn giản ( ở thể loại Direct counter ) để đo tần số . Và cái đó để đo tần số máy phát chuẩn ( không có điều chế ).
Tôi đoán chắc 100% là mạch đo tần số của bạn cũng thuộc loại này .
Máy đo tần số thì có 2 loại chuẩn : là Direct Counter và Reciprocal

Việc làm một máy đo Direct couter thì dễ dàng rất nhiều bởi đơn giản chỉ cần đưa tín hiệu vào thời điểm bắt đầu và đếm nó trong 1 giây hoặc trong các khoảng bội số .

Việc làm một máy đo tần số Recip... là khó khăn hơn rất nhiều lần .

( Các yếu tố phụ trợ như điều chỉnh nhiệt độ , tốc độ lấy mẫu ..v.v ) thì chưa nói tơi .

--- Có lẽ vấn đề về thiết bị đo tôi xin không nhắc nhiều hơn nữa ở đây . Quay lại vấn đề chính của bạn tôi có thể đánh giá như sau :

1) Tín hiệu của bạn thuộc dòng trung tần ( tín hiệu trung tần qua bộ trộn ) và đây là tín hiệu rất bé ( Nếu không nói là khó khăn cho bạn ) vì để làm một đầu khuếch đại đạt chỉ tiêu, có độ thất thoát tổn hao ít không phải là một chuyện dễ dàng . Hơn nữa Trong tín hiệu sau khi trộn này dây lại là tín hiệu trung tần 1 ( Hay người ta gọi là if 1 ) ; trong này thì bao gồm cả thành phần hỗ hợp giữa tín hiệu có ích + tín hiệu cao tần còn lại . Hoặc cũng có thể tín hiệu vài chục MHz của bạn đã là tín hiệu có ích ( tôi không biết bài toán của bạn chế tạo ở cỡ quy mô nào ???).

2) Cách giải quyết của bạn có vẻ lằng ngoằng và rất phức tạp, độ khả thi của nó thì rất thấp , ngoài ra nếu không nói phân tích kỹ lưỡng sẽ bộc lộ nhiều nhược điểm và chưa thấy ai lại làm phức tạp hóa vấn đề lên như vậy.

--- Còn cách người ta ( mà thế giới làm ) nó đơn giản hơn rất nhiều . Ban đầu người ta dùng bộ lọc ( gọi là bộ lọc SAW ) hoặc filter trong khoảng delta tần số .
Sau khi lọc xong thì tùy vào tính chất của mạch lọc mà đưa ra được 1 tần số trung tần ổn định .
Tần số này được đưa vào một mạch giám sát cường dộ trường , được biến đổi thành đại lượng điện áp và điều chỉnh mạch VCO của dao động nội .
( Hay được gọi là AFC : tự điều chỉnh tần số ).


( --- Còn có thể bốc phét được tí nữa nhưng ... hết giờ mất rồi, phải đi ăn ,đi làm rồi )

[An Hiep]

--- Bác Quế Dương phân tích như vậy tôi thấy rất hợp lý với thực tế. Tuy nhiên, nếu sau khi trộn (mà thực tế ở tần số cao người ta thường trộn tần hai lần - tôi đọc được trong tài liệu thiết kế máy thu của tác giả Kiều Vĩnh Khánh, lần thứ nhất xuống 130MHz, lần thứ hai xuống 30MHz đối với các máy thu của ra đa) đi qua các bộ lọc thông dải nhưng vì một số yếu tố mà tần số phát thay đổi (không ổn định) nên tần số trung tần 30MHz sẽ không ổn định. Theo tài liệu thiết kế máy thu của tác giả KVKhánh, thì người thiết kế phải nhận biết được tần số trung tần này để điều chỉnh trở lại mạch dao động nội. Đó chính là AFC và người ta thường nhờ các mạch biến đổi từ các độ lệch tần này (IF - 30MHz) ra dạng điện áp để phản hồi trở lại chỉnh VCO. Ở đây, nếu bác Quế Dương có cách nào (mạch thì càng tốt) để chuyển đổi nó (vì tôi chưa tìm được cách nào làm được việc này) thì trả lời giúp Hiệp với. Vả lại nếu đo được IF thì tính toán để đưa ra lượng hiệu chỉnh trở lại với LO thì rất tuyệt (Hiệp định sử dụng AD9858 - 56 Hoàng Hoa Thám có bán, để làm PLL) sẽ rất thuận lợi.
--- Bác nào có phương án khác cùng trao đổi giúp Hiệp. Hiệp cảm ơn trước!

Thân!
An Hiệp

[httung]

Trước bạn hỏi cách đo tần số có điều chế.
Vấn đề ổn định tần số dùng mạch AFC bạn cần phải có băng thông trung tần rộng hơn độ trôi tần số của LO, mạch dáp ứng đủ nhạy, ngưỡng vào vào máy thu phải lớn dể tránh nhiểu, mạch mới ổn định được, bạn tham khảo phần trung tần của máy thu TV.
Con AD9858 phần ổn định tần số dùng kiểu PLL ổn định tần số chính xác hơn do dùng một tần số chuẩn để so sánh (thường dùng thạch anh).
Xuống 2 lần trung tần dùng mạch AFC một Lo phải xài crystal.

[An Hiep]

--- Mình cũng tham khảo vi mạch M51496 trong ti vi, tuy nhiên đáp ứng điện áp so với sự sai lệch tần số (IF và tần số cộng hưởng xác lập trước) rất dốc, nên việc bám và hiệu chỉnh tần số ngoại sai trở lên rất khó khăn. Vì trong một số thiết bị thu phát tần số cao, theo Hiệp được biết thì ngoài việc hiệu chỉnh trở lại VCO người ta còn hiệu chỉnh thẳng cụm cộng hưởng của bộ phận phát. Ở đây, độ trôi tần số của LO coi như chưa bàn tới (vì bài toán thực tế đặt ra là do nguồn điện nuôi cho hệ thống - mà phần nào trực tiếp ảnh hưởng đến tần số phát), cái chính là do quá trình làm việc hệ thống an ten quay với tốc độ khác nhau làm nguồn tiêu thụ thay đổi dẫn đến phần nguồn của cụm phát => f phát không ổn định. Nhiệm vụ của hệ thống là ổn định tần số này thì f(IF) sẽ ổn định => tín hiệu thu về không bị mất mát thông tin. Hiệp muốn đo được tần số IF để điều chỉnh trở lại sẽ đưa bài toán về đơn giản hơn. Mình cũng nghĩ đến phương án từ IF một đầu đi tách sóng để đo độ rộng xung đường bao (tx), một đầu đi đếm như với cách đo tần trực tiếp (xung liên tục), đếm số sườn lên và sườn xuống sau đó tính toán sơ bộ để được số chu kỳ xung trong một vài đường bao. Từ đó suy ra f(IF). Các bạn tham khảo ý kiến giúp Hiệp nhé!

Cảm ơn anh chị em!

Thân
An Hiệp