Thi công một máy phát hình RF có công suất nhỏ

Chia sẻ: Nguyễn Thị Giỏi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

0
465
lượt xem
160
download

Thi công một máy phát hình RF có công suất nhỏ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khối này có nhiệm vụ là sau khi tín hiệu hình (video) đưa vào, nó sẽ khuếch đại tín hiệu hình lên mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang được tạo ra ở khối dao động cao tần nhằm điều chế tín hiệu hình. 2. Khối dao động cao tần: Khối này có nhiệm vụ tạo ra tần số sóng mang cao tần để điều chế tín hiệu hình.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thi công một máy phát hình RF có công suất nhỏ

  1. Luaän vaên toát nghieäp Trang 1 CHƯƠNG IX: THI CÔNG MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF CÓ CÔNG SUẤT NHỎ I. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ: ANTEN PHAÙT TIEÀN KHOÁI KHUEÁCH KHUEÁCH KHOÁI DAO ÑAÏI COÂNG ÑAÏI COÂNG ÑOÄNG CAO SUAÁT CAO SUAÁT CAO TAÀN TAÀN TAÀN TÍN KHOÁI MAÏCH MAÏCH HIEÄU ÑAÀU KHOÁI VAØO LOÏC LOÏC TROÄN VIDEO TIEÀN THAÁP CAO VAØO KHUEÁCH QUA QUA ÑAÏI TÍN Ä KHOÁI TÍN HIEÄU ÑIEÀU AÂM THANH CHEÁ TÍN AUDIO VAØO HIEÄU AÂM II. CHỨC NĂNG CÁC KHỐI TRÊN: 1. Khối đầu vào tiền khuếch đại tín hiệu hình: Khối này có nhiệm vụ là sau khi tín hiệu hình (video) đưa vào, nó sẽ khuếch đại tín hiệu hình lên mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang được tạo ra ở khối dao động cao tần nhằm điều chế tín hiệu hình. 2. Khối dao động cao tần: Khối này có nhiệm vụ tạo ra tần số sóng mang cao tần để điều chế tín hiệu hình. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  2. Luaän vaên toát nghieäp Trang 2 3. Khối đều chế tín hiệu âm tần: Ở sơ đồ trên, khối này ngòai nhiệm vụ là điều chế FM tín hiệu âm thanh là chính, nó còn củng cố được tín hiệu âm thanh từ đầu máy đưa vào đủ lớn để điều chế. 4. Khối trộn: Khối này có nhiệm vụ phối hợp tín hiệu cao tần hình và tiếng sau khi điều chế để đưa vào các bộ lọc. 5. Mạch lọc thông thấp: Tín hiệu hình và tiếng sau khi được trộn ở khối trộn thì được cho qua mạch lọc thông thấp. Mạch này chỉ cho tần số thấp tín hiệu đã điều chế qua. 6. Mạch lọc thông cao: Mạch này chỉ cho phép tần số cao của tín hiệu hình và tiếng qua ứng với một ngưỡng nhất định. 7. Mạch tiền khuếch đại công suất cao tần: Khối này có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu hình và tiếng sau khi sau khi điều chế được qua mạch lọc thông thấp, cao nhằm ổn định tín hiệu hay đủ mức kích thích cho tầng khuếch đại công suất cuối cùng. 8. Khối khuếch đại công suất cao tần cuối cùng: Khối này có nhiệm vụ khuếch đại cả tín hiệu hình và tiếng lên tần số rất cao để gởi đến thống anten phát phát tín hiệu đi. III. TÍNH TÓAN CÁC KHỐI CHÍNH TRONG MẠCH CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF: 1. Mạch khuếch đại tín hiệu hình vào: (Video in) Hai điện trở R1, R2 là cầu chia điện thế tạo điện áp phân cực VB R2 VB = VCC R1 + R 2 Điện áp rơi trên Emiter: R2 VE= VB – VBE = VCC − V BE . R1 + R2 Điện trở RE phải ổn định dòng IE chống lại sự thay đổi điện áp VCCxR1 và R2 phải đủ lớn để không lãng phí công suất hoặc tiêu hao công suất từ tín hiệu vào. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  3. Luaän vaên toát nghieäp Trang 3 VE VCC .R2 V IE = = − BE R E R E ( R1 + R2 ) R E IE ≈ IC ≈ 1(mA); VBB = VE+VBE = 1+0.6 =1.6 (V). VCC 5 VCEQ = = = 2.5(V ) 2 2 VCC − VCE − V E 5− 2.5−1 ⇒ R3 = = 1 = 1.5( KΩ) IC Thực chất lấy R3= 1,5k( Do thường chọn VE =1v đối với Transistor Gemani tính được điện trở R4: VE 1 R4 = = = 1KΩ IE 1 Để mạch khuếch đại có thể phân cực thì lấy R2 lớn hơn R4 khỏang (10(20) lần. R2=10R4 = 10.1 =10 kΩ IC 1 Ic = βIB ⇒ I B = = ≈ 0.028mA β 35 (: hệ số khuếch đại transistor lấy khỏang 35. VCC R2 5.10 R1 = − R2 = − 10 = 21.25( KΩ) V BB 1. 6 thực tế chọn R1=2.2K *.Tính tóan tổng trở nhập: Z IN = R1 // R2 // βre (βre = hie) 26mA 26 re = = = 26Ω IE 1 hie= βre =35x0.026 = 0.91kΩ Vậy Zin = 22 // 10 // 0.91 =0.8 k(. 2. Mạch dao động cao tần: Do yêu cầu của mạch tần số sóng mang phải chọn là 300 Mhz theo như yêu cầu như trên thì mạch dao động cần phải tính toán các giá trị L và C. Ta có: điều kiện dao động: arg (Av() = 0 thì C13+C14 -(2L C13C14. 1 ⇒ ω0 = C C L 13 14 C13 + C14 SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  4. Luaän vaên toát nghieäp Trang 4 Để chọn được giá trị các linh kiện, ta phải chọn tụ C13 là 33pF. 1 C13C14 1 f0 = ⇒ = C C C13 + C14 2Π f 0 2Π L 13 14 C13 + C14 1 ⇒L= =0.585μF 2 C C (2Πf 0 ) . 13 14 C13 + C14 Chọn C4 =33pF ta có : L=0.585 (F. Thực tế tính số vòng dây là khó chính xác, để cho mạch có cộng hưởng tốt đồng thời tăng được hệ số phẩm chất Q của mạch cộng hưởng thì rL phải nhỏ. Cho nên chiều dài dây tương đối ngắn. Lấy l=1.5 (cm) và quấn làm 8 vòng với đường kính là 0.5(cm). Số vòng dây bên thứ cấp chọn là bằng ½ số vòng sơ cấp ( N2 =1/2N1=8/2=4 vòng. 3. Tính tóan cho mạch điều chế âm tần: Chọn IE ( Ic ( 2.5 (mA) Lấy VE =1v Ta có: VE 1 RE = = = 0.4( KΩ) I E 2. 5 Thực tế lấy RE= R14 = 470(. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  5. Luaän vaên toát nghieäp Trang 5 Mặc khác: IC 2.5 IB = = = 0.07 mA β 35 Chọn VB = VE+ VBE =1 + 0.6 =1.6v Từ VB= VCC – IBRB VCC − V B 5 − 1.6 ⇒ R B = R11 = = = 42.25kΩ IB 0.08 Thực tế chọn R11=47k(. Để duy trì dao động ở tần số cao chọn C7 = 100pF. Chọn C10, C11 có giá trị bằng 33pF. Để có cộng hưởng tốt, ta chọn chiều dài dây l= 1.5 (cm) đường kính dây quấn là 0,5cm (d=0.5 cm). Gọi ( là độ từ thẩm. Do cuộn dây cộng hưởng được quấn trên lõi không khí nên độ từ thẩm của môi trường là (=1. Từ:Ġ Màĺ Hl Hay I = 4Π n Vậyĺ n 2 2 −7 2 ⇒L=Π d 10 ( H ) l 62 ⇒ L = (3.4) . 2 (0,005) 2 .10 −7 0.015 L=0.428 μH Số vòng dây được quấn là 6 vòng. 4. Tính toán cho mạch khuếch đại cao tần và anten phát: SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  6. Luaän vaên toát nghieäp Trang 6 Ta có:Ġ IC = β.IB VCE = VCC – IC. RC Để công suất truyền cực đại ta chọn Ic trong phần khuếch đại khỏang 8,5 (mA). IC 8,5 IB = = ≈ 0,2(mA) β 2,5 VCC 9 Suy ra: Rc = = = 1,058(KΩ ) IC 8,5 Thực tế chọn: Rc= R35 = 1 (K(). Mặt khác: VCC = IBRB+ VBE VCC − V BE 9 − 0.6 ⇒ RB = = = 42(KΩ ) IB 0. 2 Thực tế chọn RB=R33 = 47k( Nếu ICQ đặt giữa điểm 0 và Vcc/Rc thì ta có dòng điện cực đại xoay chiều. Nếu VCEQ đặt giữa 0 và Vcc thì ta có điện áp cực C lớn nhất. Công suất vào từ nguồn cung cấp: Pi(dc) = VCC . ICQ. Công suất ra trên Rc: VCE (rms ) 2 P0(ac) = 2 IC (rms ).RC = RC I 2 (Peak ) V 2 CE ( peak ) P0 ( ac ) = .RC = 2 2 RC I 2C ( p _ p) V 2 ( p _ p) P0 (ac ) = RC = CE 8 8RC Hoặc: I C ( peak ) VCE ( peak ) P0 (ac ) = I C (rms )VCE (rms ) = . 2 2 Hiệu suất : P0 (ac ) η= .100% PI (ac ) Công suất transistor PQ: PQ =PTransistor = Pi (dc) –P0 (ac). SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  7. Luaän vaên toát nghieäp Trang 7 Nếu đặt Q ở giữa thì công suất đạt được tối được: Max VCE(p_p) = Vcc. Max Icc (P_P) =Vcc/Rc. VCC I C ( p _ p ).VCE ( p _ p) RC 2 VCC Max P0 (ac ) = = = 8 8 8RC Ta có: VCC − 0.6 9 − 0.6 IB = = = 0.178mA RB 47 I C ( peak} = βI B ( peak ) = 35.0,1 = 3,5mA P (ac) = (3,5)2 .R C = (3.5.10 −3 )2 .1 = 6.125.10 −3W ( 2 )2 0 2 PI (dc ) = VCC .I C = 9 x8.5 = 78.3 x10 −3 W Hiệu suất: 6.125.10 −3 x100% = 27,82% 78.3.10 −3 5. Chọn chiều dài anten phát và tính công suất bức xạ: Như ở trên đã chọn tần số f=300Mhz nên ta có: c 3.108 λ= = = 1(m) f 300.10 6 Ta chọn anten có độ dài bằng (/4: λ 1 l= = = 0.25(m ) 4 4 Tổng trở bức xạ : 2 2⎛ l⎞ R BX = 80Π ⎜ ⎟ = 197Ω ⎝λ ⎠ Công suất bức xạ : Pbx= Rbx.I2 =197.(5.10-3)2 = 0.005w =5mw. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  8. Luaän vaên toát nghieäp Trang 8 IV. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ: SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  9. Luaän vaên toát nghieäp Trang 9 V. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF: Tín hiệu hình (Video) sau khi vào ngõ vào của máy phát được khuếch đại đến mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang cao tần được tạo ra từ bộ dao động cao tần để điều chế (AM) tín hiệu hình. Tín hiệu âm thanh cũng từ đầu máy vào ngõ vào máy phát được qua khối điều chế tín hiệu âm tần. Trong mạch thực tế này, khối điều chế tín hiệu âm tần còn có nhiệm vụ củng cố tín hiệu âm thanh đến mức đủ lớn, sao cho điều chế FM được. Tín hiệu âm thanh điều chế được đưa lên, kết hợp với tín hiệu hình nhằm phách chung với nhau thông qua mối nối BJT. Tín hiệu hình và âm thanh sau khi được phách chung với nhau thì đi qua bộ lọc qua thấp. Các sóng hài cũng được lọc bỏ khi qua mạch lọc qua thấp. Sau đó tín hiệu hình, tiếng chung được khuếch đại bởi linh kiện chuyên dùng 2N5719 để lên tần số cao và qua bộ lọc qua cao. Tín hiệu có tần số thấp không qua được và bộ lọc qua cao bỏ hết các thành phần hài bậc cao. Thành phần hài rất có hại, nó làm méo tín hiệu trong quá trình truyền và máy thu thu không rõ hoặc thu không được tín hiệu. Tín hiệu hình và tiếng sau khi qua bộ lọc cao qua thì được đưa đến bộ tiền khuếch đại công suất cao tần, tín hiệu cao tần sẽ được sửa dạng và củng cố đúng chuẩn để đưa đến khối khuếch đại công suất cao tần cuối cùng. Sau khi được củng cố, khuếch đại công suất cao tần lần cuối thì tín hiệu điều chế được truyền đi dưới dạng bức xạ sóng điện từ bởi anten phát. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  10. Luaän vaên toát nghieäp Trang 10 PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  11. Luaän vaên toát nghieäp Trang 11 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN A. KẾT LUẬN: Qua thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, người thực hiện đã hoàn thành đúng thời gian được giao.Qua đề tài, người nghiên cứu đã nắm vững những điều đã học ở trường, ở sách vở và tiếp cận được với thực tế để có kinh nghiệm hơn. Người thực hiện đề tài đã trình bày khá đầy đủ về máy phát hình cũng như các vấn đề lý thuyết có liên quan. Với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của hai ân sư: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, và sự nỗ lực bản thân, sự giúp đỡ từ các bạn đồng nghiệp, đề tài luận văn tốt nghiệp: “MÁY PHÁT HÌNH RF” đã hoàn thành. Lĩnh vực máy phát hình nói chung là khó và khá mới mẻ đối với sinh viên, tài liệu viết về máy phát hình không nhiều và hầu như là tài liệu tiếng nước ngoài, các cách tính hay các thông số khó tính chính xác và ít gặp trong tài liệu. Do vậy mà đề tài này còn mặt hạn chế là tính toán các thông số chưa nhiều và lý thuyết chuyên môn chưa sâu. Nếu có điều kiện, người thực hiện cố gắng sẽ tìm hiểu thêm, tìm tòi tài liệu, nắm vững tri để hy vọng có được những kiến về máy phát hình chính xác hơn, viết về đề tài này hay hơn. B. HƯỚNG PHÁT TRIỂN: Lĩnh vực phát hình mang tính chất quốc gia, có nhiều vấn đề như quân sự, xã hội ràng buộc, không phải được sử dụng phát tùy tiện.Đề tài này chỉ tìm hiểu về kỹ thuật phát hình và thi công một máy phát hình RF có công suất phát cực nhỏ nhằm phục vụ trong xưởng trường. Hướng phát triển đề tài này là dựa vào các kiến thức đã có được, người thực hiện cần có nhiều đóng góp, nghiên cứu sâu hơn nếu như được làm ở các đài phát sóng hay đài truyền hình. Sự tìm tòi, ham học hỏi, tích lũy kinh nghiệm sẽ đóng góp đáng kể cho kỹ thuật phát hình của nước ta ngang tầm với các nước trong khu vực và trên thế giới. SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
  12. Luaän vaên toát nghieäp Trang 12 MỤC LỤC MỤC LỤC SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản