Đề tài Thiết kế mạch thu FM stereo

ợc gắn với tải tin bằng hình thức điều chế thích hợp . Máy phát phải phát đi công suất đủ lớn để cung cấp tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) đủ lớn cho máy thu .Máy phát phải sử dụng sự điều chế chính xác để bảo vệ các thông tin được phát đi ,không bị biến dạng quá mức .Ngoài ra các tần số hoạt động của máy phát được chọn căn cứ vào các kênh và vùng phủ sóng theo qui định hiệp hội thông tin quốc tế . Các tần số trung tâm của máy phát (sóng mang) có độ ổn định tần số cao .Do đó một số chỉ tiêu của máy phát là : Công suất ra của máy phát . Độ ổn định tần số . Chỉ số điều chế AM điều tần FM. Dải tần số điều chế v..v . 2-Phân loại máy phát Có nhiều cách phân loại máy phát : A- Theo công dụng: MÁY PHÁT Phát thông tin Phát chương trình Phát ứng dụng cố định Di động Phát thanh Phát hình Đo khoảng cách rada Hình 4-2 phân loại máy phát theo công dụng B theo tầng số Phát thanh 3-30khz : đài phát sóng cực dài VLW 30-300khz : đài phát sóng dài LW 300-3000khz: đài phát sóng trung MW 3-30MHz : đài phát sóng ngắn SW Phát hình : 30-300MHZ : đài phát sóng m 300-3000MHZ : đài phát sóng dm thông tin viba và rada 3-30GHZ: đài phát sóng cm 30-3000GHZ : đài phát sóng mm C Theo phương pháp điều chế : Máy phát điều biên AM Máy phát đơn biên SSB Máy phát điều tần FM và máy phát điều tần âm thanh nổi (FM stereo) Máy phát PM Ngày nay máy phát số đang được nghiên cứu để ứng dụng vào tất cả các loại máy phát thông tin số ,phát thanh số ,phát thanh hình số . D Theo công suất: Máy phát công suất nhỏ Pra<100W. Máy phát công suất trung bình 100W<Pra<10Kw. Máy phát công suất lớn 10kw<Pra<1000kw. Máy phát công suất cực lớn Pra >1000kw. Ngày nay các máy phát có Pra nhỏ và trung bình .Người ta có thể sử dụng hoàn toàn bằng transistor,còn máy phát có Pra lớn và cực lớn vẩn phải sử dụng các đèn điện tử đặc biệt . Có rất nhiều cách phân loại máy phát nhưng trong chương này chúng ta đặc biệt quan tâm đến cách phân loại theo phương pháp điều chế.Vì nó liên quan đến thiết kế mạch và cả dạng phát đi II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT MÁY PHÁT FM STEREO 1-Sơ đồ khối Hình 3.3 sơ đồ khối tổng quát máy phát L KĐ + KĐ KĐ - R Điều chế cân bằng Dao động 76khz MIX Dao động Điều chế FM KĐCS Cao tần Audio Audio L L+R R L-R 76KHZ 38KHZ F0 T FRF 19KHZ L+R L-R L-R 19KHZ 38KHZ 38KHZ L Vstereo f R hình 4-4 Phổ và dạng sóng tín hiệu điều chế 2-Nguyên lý hoạt động Tín hiệu từ ngỏ ra hai micro trái và phải sẻ được khuếch đại đồng thời giới hạng băng thông từ 30HZ đến 15KHZ .Hai tín hiệu này sẻ được đưa đến một ma trận chuyển mạch để thực hiện phép toán cộng để tạo tín hiệu (L+R) .Tín hiệu này gọi là FM mono bởi vì khi đài phát FM stereo phát đi chương trình này máy thu mono sẻ thu tín hiệu (L+R) .Vậy (L+R) cũng có phổ từ 30HZ -15KHZ. Trong khi đó hai tín hiệu L và R sẻ đuợc đưa đến khối trừ để tạo tín hiệu (L-R).Vậy (L-R) củng phải có phổ từ 30hz đến 15khz sau đó tín hiệu L-R sẻ được đưa đến điều chế cân bằng để điều chế sóng mang phụ 38khz từ mạch dao động 76khz qua bộ chia đôi tần số. Ở ngỏ ra bộ điều chế cân bằng, sẻ xuất hiện tín hiệu (L-R) DSB và tín hiệu này có phổ tần từ 23khz đến 53khz ngoài ra tín hiệu 38khz sẻ được đưa ra bộ chia đôi tần số nhằm tạo nên sóng báo 19khz tín hiệu này có nhiệm vụ như sau : Thông báo cho máy thu biết được tín hiệu thu là FM stereo . Đồng bộ sóng mang phụ giửa máy phát và máy thu để sóng mang phụ 38KHZ luôn được ổn định lúc đó âm thanh thu sẻ trung thực hơn . Ba tín hiệu (L+R) ,(L-R) và tín hiệu sóng báo 19khz sẻ được trộn lại để tạo nên tín hiệu tổng hợp T còn gọi là tín hiệu FMMPX.Tín hiệu này sau đó sẻ được điều chế FM để tạo nên dao động sóng mang chính ,chọn trong dải tần FM 88MHZ đến 108MHZ .Nhằm tạo nên tín hiệu cao tần ở ngỏ ra và tín hiệu này sau đó sẻ được khuếch đại công suất cao tần bởi khối KĐCSCT rồi được ghép qua anten để bức xạ ra không gian tự do đến máy thu. 3 Yêu cầu chỉ tiêu mạch ghép : Mạch ghép để ghép giửa các tầng và ghép giữa tầng ra của máy phát với anten .yêu cầu chung giửa các mạch ghép : Phối hợp trở kháng : Làm sao cho trở kháng vào của tầng kế tiếp ,phản ảnh về cùng trở kháng ra của bộ cộng hưởng tầng trước tạo thành trở kháng phát sóng tối ưu , đảm bảo công suất ra và hiệu suất của tầng trước là lớn nhất .Phối hợp trở kháng giửa anten và tầng ra của bộ khuếch đại công suất cao tần cuối để đạc công suất ra là lớn nhất Đảm bảo dải thông (D): Mạch lọc đầu ra phải đảm bảo sau cho ngoài biên độ không giảm quá 3db mặt khác dải thông lại tỉ lệ nghịch với hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng.(D+F0/Q) vì vậy để đảm bảo cả dãi thông và hệ số phẩm chất ta phải dùng nhiều bộ lọc ghép với nhau . Đảm bảo hệ số lọc hài cao: Đối với những máy phát công suất lớn, yêu cầu các thành phần hài nhỏ .Mạch ghép phải đảm bảo độ suy giảm yêu cầu ở tần số mong muốn . Điều chỉnh mạch ghép : Trong một dải tần số rộng và thay đổi độ ghép với tải để có tải tối ưu Nói chung không thể đồng thời thoả mảng các yêu cầu trên mà tuỳ trường hợp cụ thể để xét yêu cầu nào là quan trọng ,yêu cầu nào là tất yếu . Ví dụ : Đối với mạch tầng tiền khuếch đại ,yêu cầu phối hợp trở kháng là chính ,không yêu cầu độ chọn lọc cao ,không cần hiệu suất cao nên chỉ dùng mạch cộng hưởng đơn Đối với tầng ra yêu cầu hiệu suất cao , độ lọc hài cao nên dùng mạch cộng hưởng khuất tạp 4 Một số mạch ghép chính trong máy phát Ghép biến áp (ghép hổ cảm ) Ghép biến áp từ ngẩu Mạch ghép có hai mạch cộng hưởng 5-các bước thiết kế mạch ghép biến áp Khi thiết kế ta thường được biết trước PL ,và chọn Q1 tuỳ theo tần số ,tiến hành các bước như sau : 1 PL chọn nBA =0.8-đến 0.98 tuỳ theo công suất yêu cầu theo bản dưới đây Công suất ra hiệu suất PL<1W<1W 0.7 1W<PL<10W 0.75 10w<PL<100w 0.85 100w<PL<1kw 0.92 1kw<PL<10kw 0.95 PL>10kw 0.97 2-Xác định 3- Chọn Vcm = (0.8-0.9v)vcc 4- Điện trở cộng hưởng khi có tải :RTĐ=V2CM/2P1 5-Chọn hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng sơ cấp khi đả có tải :Q1(10-20) 6- Tín trở kháng đặc tín của mạch sơ cấp :P1=Rtđ/Q1 7- Xác định L1 ,C :VÀ 8-Hệ số cộng hưởng riêng của khung cộng hưởng sơ cấp trong đó 9-Tín điện trở tổn hao của cuộn sơ cấp khi không và có tải VÀ 10- Tính hổ cảm M: 11-Tính giá trị cuộn cảm thứ cấp : 6 Một số mạch lọc cơ bản trong máy phát: Để tăng chọn lọc và phối hợp trở kháng người ta sử dụng các mạch lọc hai phần tử R,C như T,trong các máy phát và máy thu . V ĐO LƯỜNG MÁY PHÁT Trong thời kì thiết kế một máy phát mới hay bảo quản một máy phát đang vận hành ,việc đo lừơng các tham số của máy là rất quan trọng .Các tham số này đựơc so sánh với các chỉ tiêu kỉ thuật của nhà sản xuất và các chuẩn quốc gia ,quốc tế để xác định máy phát có hoạt động hợp pháp và hiệu quả không .Các chỉ tiêu kỉ thuật thường xuyên bao gồm : Tần số vận hành. Kiểm tra tín hiệu không mong muốn (hài). Hệ số điều chế ,dạng tín hiệu điều chế . Công suất cung cấp một chiều (pcc). Trong khi kiểm tra và điều chỉnh các máy phát phải có tải giả để không gây nhiễu cho người sử dụng máy thu . Đừng bao giờ vận hành một máy phát khi không có tải giả hoặc anten. Nếu không transistor công suất cao tần sẻ bị phá huỷ trong vài mmgiây Để đo tần số vận hành người ta thường sử dụng máy đếm tần số có độ chính xác cao nối ngay sau tải giả (Pra) bé hoặc không nói trực tiếp với tải giả mà qua bộ suy giảm 20db(Pra)lớn để đảm bảo an toàn cho máy đếm tần số . Để đo độ lớn các thành phần hài người ta thường sử dụng máy phân tích phổ nói trực tiếp với tải giả hay bộ suy giảm . Để kiểm tra dạng tín hiệu điều chế và hệ số điều chế có thể sử dụng máy hiện sóng tần số cao kết hợp với máy phân tích phổ . Để đo công suất một chiều người ta sử dụng volampe kế để đo điện áp coleter trung bình và dòng coleter trung bình tần khếch đại công suất ra . Để đo công suất cao tần có hai phương pháp : Đo công suất nung nóng thực tế bởi năng lượng cao tần bằng sự cảm ứng sự thay đổi trong điện trở của một thermiter hoặc sự tăng nhiệt độ của nước lạnh .Thermiter là một dụng cụ đo lường rất nhạy cảm có thể phát hiện mức công suất đo lường dưới 1mw .Nói chung nó cũng được sử dụng ở tần số siêu cao Kiểm tra điện áp cao tần trên tải giả và tính toán công suất cao tần ở đầu ra theo biểu thức : Chương V SƠ ĐỒ KHỐI MÁY THU I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY THU 1-Định nghĩa: Máy thu là thiết bị đầu cuối trong hệ thống thông tin vô tuyến điện .Máy thu có nhiệm vụ tiếp nhận và lặp lại tin tức có chứa trong tín hiệu chuyển đi từ máy phát dưới dạng sóng điện từ . Máy thu phải loại bỏ các loại nhiểu không mong muốn ,khuếch đại tín hiệu mong muốn và sau đó giải điều chế nó để nhận được thông tin ban đầu. Máy thu có rất nhiều tham số ,nhưng chúng ta chủ yếu xét các chỉ tiêu kỷ thuật cơ bản của máy thu như sau: Độ nhạy : biểu thị khả năng thu tín hiệu yếu của máy thu . Độ nhạy được xác định bằng suất điện động cảm ứng tín hiệu tối thiểu cảm ứng trên anten để đảm bảo cho máy thu làm việc bình thường ,nó thường đo bằng microvolt . Điều kiện làm việc của máy thu là : Đảm bảo công suất ra . Đảm bảo tỷ số tín hiệu trên nhiểu (S/N). Muốn nâng cao độ nhạy máy thu thì hệ số khuếch đại (Ai,Av)phải lớn và mức tạp âm nội của nó phải thấp . Ở siêu cao tầng (f>30MHZ) độ nhạy của máy thu được xác định bằng công suất chứ không bằng cảm ứng suất điện động ra anten. Độ chọn lọc : là khả năng chèn ép các dạng nhiểu không phải là tín hiệu cần thu .Nói cách khác , độ chọn lọc là khả năng chọn tín hiệu ra khỏi các loại nhiểu tồn tại ở đầu vào máy thu. F0 AF A0 AF A0 f f D DY Hình 5-1 đặc tuyến chọn lọc của máy thu Về mặt số lượng độ chọn lọc được kí hiệu : A0 hệ số khuếch đại tần số f0 Af hệ số khuếch địa tần số f độ chọn lọc thường được tín bằng đơn vị dixeben SdB=20lgSe Đôi khi người ta dùng độ chọn lọc theo hệ số Đôi khi người ta dùng hệ số chử nhật Trong đó D là dải thông của máy thu ở mức y=0.7(y=-3db)hoặc ở mức y=0.5(y=-0.6db) D y0 là dải thông của máy thu ở mức y0=0.1;0.001 Đặc tuyến chọn lộc lý tưởng của máy thu có dạng chử nhật nghĩa là trong dải thông D thì A=const ;ngoài dải thông thì A=0 nghĩa là trong dải thông y=1 ,ngoài dải thông y=0 hay Acny=1 thực tế thì Acny>1 như vậy Acn càng nhỏ thì độ chọn lọc càng cao. Chất lượng lặp lại tin tức : Được đánh giá là độ méo của tín hiệu (méo phi tuyến ,méo tần số méo pha)chủ yếu là xét độ méo ở tần khuếch đại công suất âm tần để sao cho tín hiệu ra loa ít bị biến dạng so với tín hiệu đưa tới bộ điều chế của máy phát . Ngoài ra ta còn xét các chỉ tiêu kỉ thuật khác của máy thu như Pra dải tần số công tác ,tính ổn định biên độ và tần số . Các máy thu được phân loại tương tự như máy phát . II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA MÁY THU I-Sơ đồ khối tổng quát máy thu khuếch đại trực tiếp Bộ lọc băng thông KĐ cao tần RF Giải điều chế KĐ âm tần AF Loa Hình 5-2 sơ đồ khối tổng quát máy thu KĐ trực tiếp Giải thích các khối : Anten thu : phần tử biến năng lượng sóng điện từ thành tín hiệu ngỏ vào máy thu Bộ khuếch đại cao tần tín hiệu nhỏ :(RFAmp) thường là bộ khuếch đại nhiểu thấp LNA (low noise Ampe) nó khuếch đại tiền chọn lọc tín hiệu thu từ anten đến mức cần biến đổi tần xuống trung tần IF. Giải điều chế : quá trình khôi phục lại tín hiệu ban đầu (tín hiệu điều chế tần thấp ) từ tín hiệu cao tần bị điều chế . Khuếch đại công suất âm tần : tín hiệu sau khi thu được qua bộ giải điều chế có biên độ nhỏ vì vậy cần phải được khuếch đại nâng mức tín hiệu nhằm cung cấp đủ công suất cho tải . Loa : bộ phận phát âm thanh ,tín hiệu âm tần sau khi được khuếch đại đủ mức công suất được đưa vào kích thít loa nhằm phát tín hiệu âm thanh tới tai người nghe . hình 5-2 : là sơ đồ khối của máy thu khuếch đại trực tiếp việc nâng cao độ nhạy và độ chọn lọc của máy thu này bị hạn chế bởi những lí do sau : Số tầng khuếch đại không thể tăng lên một cách tuỳ ý vì : Số tầng càng tăng thì độ ổn định của bộ khuếch đại cao tần RF càng giảm (tụ kí sinh Cbe có thể gây tự kích ). Số tầng càng tăng thì mạch cộng hưởng củng tăng ,hệ thống điều chỉnh cộng hưởng phức tạp ,cồng kềnh , đắc tiền . Tần số cao khó đạt được hệ số khuếch đại lớn . Tần số càng cao thì dải thông càng rộng càng làm giảm độ chọn lọc của máy thu (D=f0/Q) .Muốn dải thông hẹp cần có mạch cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao ,có khi vượt quá khả năng chế tạo .Mặt khác nếu Q cao ,D hẹp có khả năng gây méo tín hiệu . Do không dùng được các hệ thống cộng hưởng phức tạp ,nên không có khả năng đạt đặc tuyến tần số có dạng chử nhật lí tưởng . Để khắc phục các nhược điểm trên ngày nay người ta chủ yếu chế tạo máy thu đổi tần 2 Sơ đồ tổng quát máy thu đổi tần Mạch vào KĐ cao tần RF Trộn tần KĐTrung tần IF Tách sóng KĐCS Âm tần Loa Dao động nội Hình 5 -3 sơ đồ tổng quát máy thu đổi tần Tương tự như máy thu khuếch đại trực tiếp chỉ khác là ở tầng đổi tần .Tín hiệu cao tần đã điều chế (AM,FM,PM) nhận được từ anten ,qua mạch vào (bộ lọc băng thông ,qua bộ khuếch đại cao tần RF được đưa vào bộ đổi tần , để biến thành một tần số tín hiệu khác gọi là tần số trung tần ,nhưng qui luật điều chế vẩn không thay đổi .Tần số trung gian được giử cố định khi tần số tín hiệu thay đổi (thu các đài khác nhau ) và thường được chọn thấp hơn tần số tín hiệu để tăng sự ổn định tần số Thực chất của bộ đổi tần là phép nhân tần số .Nó bao gồm một bộ dao động nội tạo ra tần số :f0 và bộ trộn tần .bộ trộn tần là một phần tử phi tuyến hay phần tử tuyến tín có tham số biến thiên tuần hoàn .Nên nếu ta đưa tín hiệu từ bộ khuếch đại cao tần RF :fRF và tín hiệu từ bộ dao động nội f0 vào bộ trộn ,thì ở đầu ra của nó tồn tại các dao động có tần số khác nhau ,có giá trị bằng mfRFnf0 (m,n là những số nguyên dương ).Khi m ,n tăng càng lớn thì biên độ tín hiệu càng nhỏ nên ta chỉ sử dụng m,n nhỏ và có thể chọn một trong các tần số đó làm tần số trung gian .Ngừơi ta thường chọn hiệu tần số ứng với m,n=1 làm tần số trung gian :fIF =và tách ra bằng mạch lọc cộng hưởng . Điều quan trọng là ta phải giử cho fIF=conts .Muốn vậy khi fRF thay đổi thì f0 củng phải thay đổi theo . Đối với máy thu AM thì tần số trung tần fIF=455KHZ , đối với máy thu FM thì fIF=10.7MHZ So với máy thu khuếch đại trực tiếp máy thu đổi tần có những ưu điểm nổi bật : Tần số tín hiệu được hạ thấp thành tần số trung gian fIF nên có thể dùng nhiều tầng khếch đại trung gian để đạc được hệ số khuếch đại A toàn máy cao mà vẩn ổn định tín ổn định của máy thu .Số tầng khuếch đại trung gian không bị hạn chế do fIF =const nên mạch cộng hưởng có kết cấu đơn giản ,gọn nhẹ không bị hạn chế trong máy thu . Do fIF =const nên ta có thể sử dụng các hệ thống cộng hưởng phức tạp như (bộ lọc tập trung ) để đặc tuyến tần số lí tưởng . Tóm lại máy thu đổi tần có những ưu điểm nổi bật : Có thể đạc được hệ số khuếch đại lớn tuỳ ý . Bộ khuếch đại trước tách sóng được thực hiện bởi hai tần số khác nhau (fIF và fRF) .Như vậy nâng cao độ ổn định của bộ khuếch đại giảm bớt khả năng tự kích Có thể đạc được độ chọn lọc cao Acn-1 Giải quyết đồng thời về độ chọn lọc và giải thông do D=1.4f0/Q Mặt khác máy thu đổi tần cũng có một số nhược điểm : Kết cấu phức tạp . Mức tạp âm nội bộ tăng do có tần số đổi tần . Có thêm một số loại nhiễu . Hiện nay ở một số đài phát sử dụng kỷ thuật FM stereo (âm thanh nổi) .Vì vậy ở phía máy thu cần phải thu được tín hiệu này.Do đó hiện nay ở một số máy thu cần phải có hệ thống giải mả để thu được tín hiệu FM stereo ,do đó âm thanh nghe được sẻ trung thực hơn . 2 Nguyên lí hoạt động của máy thu FM stereo : Nếu ở máy phát phát FM stereo phát đi một tín hiệu chuẩn 19KHZ thì máy thu sẻ lọc lấy tín hiệu chuẩn 19KHZ ,rồi nhân đôi đưa vào bộ tách sóng đồng bộ cùng tín hiệu (L-R)DSB điều biên 38KHZ .Nếu máy phát FM không phát tín hiệu 19KHZ thì máy thu phải có bộ khôi phục tần số sóng mang 38KHZ để giải mã không bị méo . Tín hiệu cao tần từ đài phát FM stereo nào đó sẻ được anten thu nhận đưa đến để khuếch đại và lựa chọn tần số thu .Tín hiệu cao tần đưa đến khối trộn sóng để được trộn với tín hiệu f0 để tạo tín hiệu trung tần fIF 10.7mhz .Tín hiệu trung tần sẽ được khuếch đại bởi khối khuếch đại trung tần sau đó tín hiệu này sẻ được đưa đến khối tách sóng FM nhằm tách tín hiệu FMMPX ra khỏi tín hiệu trung tần 10.7MHZ . Ở đây tín hiệu sẻ được đưa qua ba mạch lọc như sau : Mạch lọc thông thấp :có tần số cắt 15KHZ để lấy tín hiệu (L+R) .Sau đó tín hiệu này sẻ được khuyếch đại và đưa đến mạch cộng và trừ . Bộ lọc thông dải : có băng thông 23KHZ- 53KHZ .Nhằm lọc lấy tín hiệu (L-R) DSB tín hiệu này sẻ được đưa đến khối giải mả kết hợp MPX kết hợp với sóng mang phụ 38KHZ nhằm tạo nên tín hiệu (L-R) xuất hiên ở ngỏ ra . Bộ lọc cộng hưởng : Có tần số 19KHZ nhằm lấy tín hiệu sóng báo 19KHZ .Sau đó tín hiệu này sẻ được đưa qua mạch nhân đôi tần số đồng thời tiếp tục đưa tới khối điều khiển .khối náy điều khiển một đèn báo FM stereo sáng lên đồng thời điều khiển khối FMMPX hoạt động lúc đó mới có tín hiệu (L-R) ở ngỏ ra . Hai tín hiệu (L-R) và (L+R ) sẻ được đưa đến khối cộng và trừ để tạo nên tín hiệu 2L và 2R sau đó sẻ được khuếch đại áp KĐCS âm tần rồi đưa ra loa . Trong trường hợp tín hiệu là FM mono sẻ khoá bộ giải mả FMMPX lúc đó ở ngỏ ra không có tín hiệu (L-R) và như vậy ở ngỏ ra hai khối cộng và trừ có hai tín hiệu giống hệt nhau và âm thanh nghe 2 loa hoàn toàn giống hệt nhau đó là âm thanh mono (âm thanh một chiều). Chương VI CÁC MẠCH GHÉP TRONG MÁY THU I MẠCH VÀO CỦA MÁY THU Mạch vào là một mạch nói liền anten với đầu vào của tầng đầu tiên của máy thu .Nó có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần nhận được từ anten thu đến tầng đầu tiên và đảm nhiệm một phần độ chọn lọc của máy thu . Mạch vào gồm 3 thành phần : Hệ số cộng hưởng đơn hoặc kép có thể điều chỉnh tần số thu. Mạch ghép với nguồn tín hiệu của mạch vào anten. Để điều chỉnh cộng hưởng ngỏ vào người ta thường sử dụng các tụ điện có điện dung C biến đổi vì chúng dể chế tạo có độ chính xác hơn các cuộn dây có điện cảm thay đổi được (đặc biệt trong trường hợp cần đồng chỉnh nhiều mạch cộng hưởng ).Mặt khác phạm vi biến đổi của tụ điện lớn (Cmax/Cmim), bền chặc ổn định .Một số mạch vào điều chỉnh liên tục bằng điện dung : Hình 6-1 :mạch vào của máy thu Mạch trên dùng tụ ghép Cch=5-10pF ghép giữa anten và mạch vào Mạch cộng hưởng gồm cuộn cảm L song song với tụ xoay VC1 ,VC2 tụ tinh chỉnh chúng cộng hưởng trong suốt dải băng tần đã chọn . Tần số cộng hưởng được tín như sau : Trong đó Ltd tổng giá trị thực về cuộn cảm của khung công hưởng . Ctd tổng giá trị thực về điện dung khung cộng hưởng . Khi VC1=Cmax tacó fch=fmin=fm Khi VC1=Cmin tacó fch=fmax=fM Băng tần cộng hưởng Như vậy ứng với một giá trị VC1 có một tần số của băng sóng cộng hưởng Tín hiệu băng sóng được ghép qua L2 tỉ lệ Loại mạch này có hệ số truyền đạc kin không điều trong băng sóng ở phía fcao có kin giá trị lớn hơn fthấp . Thông thường người ta thường chọn ghép hổn hợp vừa ghép điện cảm vừa ghép điện dung với anten loại mạch này dùng chung cho cả băng AM ,FM,SW C FM fm A B Đặc tuyến truyền đạc mạch vào Các chỉ tiêu kỉ thuật mạch vào : Hệ số truyền đạc : Là tỉ số điện áp ra của mạch vào điều chỉnh cộng hưởng ở một tần số nào đó và sức điện động cảm ứng trên anten (Ea) Kin=V0/Ea độ chọn lọc Se=A0/Af Tần đoạn làm việc : Phạm vi điều khiển mạch vào từ fmin tới fmax (Amax-Amin) ta định nghĩa tần đoạn như sau : Phạm vi tần số nói trên có thể chia làm nhiều băng .Cách chia băng phụ thụộc vào chỉ tiêu kỷ thuật của máy thu .Tỉ số giửa fbmaxvà fbmin ứng với mỏi băng gọi là hệ số trùm băng. II MẠCH KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN Điện áp tín hiệu do mạch vào chọn lọc (mà ta muốn thu) có trị số rất bé ,tần số rất cao cần phải khuếch đại tín hiệu tới mức cần thiết để sử dụng ở tần sau . Tần khuếch đại cao tần không những nâng độ nhạy của máy thu ,mà còn nâng độ chọn lọc (nếu tải đầu tầng là mạch cộng hưởng ) .Ngoài ra tầng khuếch đại cao tần còn làm giảm ảnh hưởng giửa mạch vào và mạch ngoại sai ,tạo thuận lợi hơn cho việc đổi tần củng như giảm độ nhạy ghép tín hiệu ngoại sai ra anten. Yêu cầu của mạch khuếch đại cao tần : Hệ thống khuếch đại lớn và đồng điều trên toàn băng sóng . Không gây méo tín hiệu . Cùng với mạch vào đảm bảo tín hiệu được độ chọn lọc tần số ảnh. Độ ổn định làm việc phải cao . Không bị dao động tự kích tạp âm rất nhỏ . Chế tạo lắp ráp điều chỉnh phải dể dàng . III MẠCH ĐỔI TẦN 1-Nguyên lí làm việc: Để đảm bảo các chế độ khuếch đại , độ chọn lọc ,dải thông cho toàn băng sóng ngừơi ta bỏ kiểu thiết kế máy thu thanh khuếch đại trực tiếp ,chỉ dùng nguyên lí đổi tầng nghĩa là đổi tất cả tín hiệu muốn thu thành một tần số sóng mang cố định trung gian ,mà không làm cho âm tần biến điệu bị thay đổi ,gọi tắt là trung tần fIF ta có f0-fRF=conts Như vậy khi dò đài có fRF thay đổi ,thì f0 củng thay đổi chính bằng một lượng giá trị trung tần fIF. Trong đó : fRF tần số cộng hưởng mạch đầu vào . f0 tần số giao động nôi LOfRF t frf t Fosc t converter Hình 6-2 nguyên lí đổi tần Đặc tín mạch đổi tần : Mạch vào bộ đổi tần phải đủ lớn . Mạch LO phải ổn định tại mọi tần số được chọn . Âm tần điều chế ở trung tần phải giống như ở RF ,tức là không bị biến đổi . Trung tần luôn là một tần số ổn định cho mọi băng sóng . Với băng AM fAM =455KHZ. Với băng FM fFM =10.7MHZ. 2 Mạch đổi tần có AFC (automatic frequency control) hình 6-3: FM converter AFT (automatic fine tuning) Mạch hình 6-3 là mạch tuner FM có AFT dùng hai transisitor p-n-p T1 làm RF amp mắc cực B chung ,C3 thoát xoay chiều tại B định thiên bằng AGC (automatic gain control) và nguồn 5 vol tín hiệu vào từ anten ghép qua L1 , mạch cộng hưởng vào là một khung và là tải của T1 ghép qua C6 đến L3 và C7 đưa vào đổi tần . Với tín hiệu RF thì T2 mắc theo mạch CB có C9 thoát xoay chiều ,RF đưa vào cực E ,với OSC thì T2 mắc theo mạch cực phát chung ,tín hiệu OSC đưa vào cực B Giửa hai khung OSC và mạch vào có hai tụ xoai VC2 và VC1 chỉnh đồng trục ,mạch AFT là một varicap diode (diode biến dung) nó được phân cực ngược (R8,R7 vào anot còn điện áp DC từ FM det đưa vào R9 vào cực katót )như vậy ,trị số điện dung của diode là Cx sẻ biến đổi mức thay đổi DC của FMDET.Khi lệch cộng hưởng ,phía tách sóng xuất hiện mức DC, đưa về chỉnh già trị Cx để tìm lại tuning. IV MẠCH DAO ĐỘNG NÔI 1-Đặc điểm chung của các mạch tạo dao động : Mạch tạo doa dộng có thể tạo ra các xung dao động khác nhau như dao động hình sin,chử nhật, tam giác … trong phần này chỉ giới thiệu mạch giao động tần số cao dùng RC Các mạch dao động có thể làm việc ở tần số vài HZ đến vài trăm ngàn MHZ Bộ tạo dao dộng dùng transisor và Fet sử dụng khá rộng rải ở tần số không cao lắm .Nhưng do các tham số tỉnh của transistor phụ thuộc vào các yếu tố bất ổn định như sự thay đổi nhiệt độ T của điện áp nguồn cung cấp vcc ..dẩn tới sự thay đổi biên độ ,tần số của bộ tạo dao động . Để giảm ảnh hưởng các yếu tố ổn định đến các tham số của transistor ,ta áp dụng các biện pháp sau : Ổn định điện áp nguồn cung cấp , đặc biệt là điện áp cung cấp cho cực B transistor . Bù ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ bằng cách mắc các mạch dao động dùng transistor các phần tử phụ thuộc nhiệt độ như điện trở nhiệt âm , điện trở nhiệt dương ,diode hoặc bộ bù nhiệt . Chọn transistor sao cho tần số dao động f0<<0.5fT để không xuất hiện các điện dung kí sinh Cb’c,Cb’e Mắc điện trở Emeter Re để bù nhiệt và nâng cao trở kháng vào . 2- Điều kiện dao động Các bô tạo dao động gồm hai khối : A V1 V2 Khối khuếch đại có hệ số khuếch đại: A module hệ số khuếch đại : góc di pha của bộ khuếch đại Khối hồi tiếp có hệ số truyền đạc : :module hệ số hồi tiếp : góc di pha của hệ số hồi tiếp Hệ số khuềch đại của bô khuếch đại có hồi tiếp dương sẻ là : Từ biểu thức trên ta thấy rằng =1,hệ thống sẻ có hệ số khuếch đại vô cùng lớn .Tuy nhiên điện áp ra không thể đạc giá trị vô cùng lớn mà bị giới hạng bởi đoạn công phía trên của đặc tuỵến biên độ của hệ thống .Aht=chỉ có nghĩa khi điện áp vào có giá trị vô cùng bé (),điện áp ra vẩn có giá trị hửu hạn .() vì trong mạch bao giờ củng có tạp âm nhiệt với tần phổ liên tục .Nên nếu độ khuếch đại vòng của hệ thống thoả .Ở một tần số nào đó thì ngay khi không có tín hiệu vào ,trong mạch vẩn xuất hiện dao động với tần số nói trên ,hiện tượng này gọi là sự tự kích của hệ thống có hồi tiếp .Nếu thì độ khuếch đại có hồi tiếp dương củng sẻ tự kích .Khi có biên độ dao động thì ở đầu ra sẻ tăng dần cho đến khi đoạn công phía trên của đặc tuyến biên độ càng giảm hệ số khuếch đại tới giá trị tương ứng với khi đó biên độ dao động không tăng nửa và dao động chuyển sang trạng thái xác lập ,do đó điều kiện để hệ thống hồi tiếp dương có thể phát sinh dao động tự kích là : . Điều kiện cân bằng pha để có dao động tự kích là : Mạch dao động thường được sử dụng trong máy thu là mạch dao động Hartley và mạch dao động Colpitt 3 -Mạch dao động sử dụng trong máy thu Thường dùng transistor , định thiên sao cho ic =1.5-2 mà mắc theo các mạch: Ba điểm điện cảm –Hartley(hình 6-4a) Ba điểm điện dung Colpitt (hình 6-4b) Ghép biến áp (hình 6-4c) hình 6-4