Bài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
1
Chương I
MÁY THU THANH
Máy thu thanh là m t thi t b ế đi n t hoàn ch nh dùng đ thu nh n sóng radio
mang thông tin, ph c h i l i tín hi u thông tin ban đ u va khu ếch đi đ n giá tr yêu ế
cu và đưa ra loa.
Khi nghiên c u v máy thu thanh, ng ư i ta th ường đ ý đ n các thông s k ế
thu t sau:
- Đ nh y : là s c đin đ ng nh nh t trên Anten EA đ máy thu làm vi c bình
thưng. Nh ng máy thu có ch t l ư ng cao th ường có đ nh y EA n m trong
kho ng 0,5 µ V→10 µ V. Ngoài ra máy thu còn ph i có kh năng ch n l c và
nén t p âm, t c là đ m b o t s S/N m c cho phép. Thông th ư ng thì đ thu
t t thì biên đ tín hi u ph i l n h ơn t p âm ít nh t 10 l n ( t c 20 dB).
- Đ ch n l c: là kh năng ch n l c các tín hi u c n thu và tín hi u c n lo i b
cũng như các tp âm tác đng vào Anten. Đ ch n l c th ường đưc th c hi n
b ng nh ng m ch c ng h ư ng, ph thu c vào s l ư ng, ch t l ư ng cũng nh ư
đ chính xác khi hi u ch nh.
- D i t n c a máy thu: là kho ng t n s mà máy thu có th đi u ch nh đ thu
đưc các sóng phát thanh v i các ch tiêu k thu t yêu c u. Máy thu thanh
thưng có các d i sóng sau:
+ Sóng dài: LW 150KHz→408KHz
+ Sóng trung: MW: 525KHZ→1605KH
+ Sóng ng n: SW: 4MHz → 24MHz
Băng sóng ng n th ường đưc chia làm 3 lo i sóng
• SW1: 3,95MHz → 7,95MHz
• SW2: 8MHz →16MHz
• SW3: 16MHz →24MHz
+ Sóng c c ng n: FM: 65,8 → 73MHz
và 087,5 → 104 Mhz
- Méo t n s : là kh năng khuếch đ i nh ng t n s khác nhau s khác nhau do
trong sơ đ máy thu có các ph n t L, C. Méo t n s có th đánh giá bng đ c
tuy n t n s . ế các máy thu đi u biên AM thì d i t n âm thanh ch vào kho ng Bài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
2
40Hz → 6KHz; còn vi máy thu đi u t n FM thì d i t n âm thanh có th t
30Hz →15KHz.
Ngoài ra ngưi ta còn quan tâm đ n các thông s khác nhế ư méo phi tuy n và ế
công su t ra c a máy thu thanh.
I. PHÂN LO I MÁY THU THANH VÀ S Ơ Đ KH I C A MÁY THU
THANH
Căn c vào c u trúc s ơ đ mà ng ư i ta chia máy thu thanh thành 2 lo i:
- Máy thu thanh khuếch đ i th ng : tín hi u cao t n t Anten đưc khu ếch đ i
thng và đưa đ n m ch tách sóng, m ch khuế ếch đ i âm t n mà không qua m ch
đ i t n. Đ i v i d ng này, c u trúc s ơ đ c a máy đơn gi n nh ưng ch t l ư ng
thu sóng không cao, đ ch n l c kém, không n đ nh và kh năng thu không
đng đ u trên c băng sóng. Vì v y, hi n nay lo i máy thu này g n nh ư không
còn đưc s d ng.
- Máy thu đ i t n : tín hi u cao t n được đi u ch ế do Anten thu được đưc
khuếch đ i lên và bi ến đ i v m t t n s trung gian không đ i g i là trung t n.
Trung t n th ường đưc ch n th p h ơn cao t n. Tín hi u trung t n sau khi đi qua
vài b khu ếch đ i trung t n s được đưa đ n m ch tách sóng, m ch khuế ếch đ i
âm tn và đưa ra loa. Sơ đ kh i c a m t máy thu đ i t n có d ng nh ư sau:
Máy thu đ i t n có nh ng ưu đi m sau:
- Đ khu ếch đi đng đ u h ơn trên c băng sóng vì t n s trung t n t ương đ i
th p và n đ nh khi tín hi u vào thay đ i.
M ch
vào
M ch
KĐCT
trung
t n
âm t n
Mixer
Dao
đ ng
n i
Hình 1.1 Sơ đ kh i máy thu đ i t n Bài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
3
- M ch vào làm nhi m v ch n l c các tín hi u c n thu và lo i tr các tín hi u
không c n thu cũng nh ư các nhi u khác nh có m ch c ng h ư ng, t n s c ng
hưởng được đi u ch nh đúng b ng tín hi u c n thu f0.
- Khuếch đ i cao t n : nh m m c đích khuếch đ i b ước đ u cho tín hi u cao t n
thu đưc t Anten.
- B đ i t n: g m m ch dao đ ng n i và m ch tr n t n. Khi tr n 2 t n s dao
đ ng n i fn và tín hi u c n thu f0 ta đưc t n s trung gian hay còn g i là trung
t n, gi a t n s dao đ ng n i và t n s tín hi u c n thu
0
f ffconst
n tt
=−=
Khi t n s tín hi u t đài phát thay đ i t f0min →f0max thì t n s dao đ ng n i
cũng phi thay đ i t fnmin →fnmax đ đ m b o hi u s gi a chúng luôn là h ng s .
Đ i v i máy thu đi u biên ( AM ): tt
f = 465KHZ hay 455KHz
Đ i v i máy thu đi u t n ( FM ): tt
f = 10,7MHz
- B khu ếch đ i trung t n: có nhi m v khu ếch đ i tín hi u trung t n đ n m t giá ế
tr đ l n đ đưa vào mch tách sóng. Đây là m t t n khu ếch đ i ch n l c, t i là
m ch c ng h ư ng có t n s c ng h ưởng đúng b ng trung t n.
- T n tách sóng: có nhi m v tách tín hi u âm t n ra kh i tín hi u sóng mang cao
tn, sau đó đưa tín hi u vào m ch khu ếch đ i âm t n.
• SƠ Đ KH I C A MÁY THU AM VÀ FM STEREO
H u h t các máy thu thanh hi ế n nay đ u có 2 ch c năng: thu sóng đi u biên
AM và thu sóng c c ng n FM Stereo. S ơ đ kh i c a máy thu có d ng nh ư sau:
M ch
vào
M ch
KĐCT
Gi i
Stereo
FM KĐ
âm t n
M ch
đ i t n
trung
t n
Hình 1.2 Sơ đ kh i máy thu AM, FM Stereo
Tách
sóng
FM
Tách
sóng
AM
M ch
đ i t n
M ch
KĐCT
M ch
vào
Kênh AM
Kênh FM Bài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
4
Trong máy thu thanh hai băng sóng AM & FM có 2 đ i t n riêng bi t, 2 kh i
khuếch đ i trung t n và âm t n đưc dùng chung. D i t n c a b khu ếch đ i trung t n
FM r ng h ơn vì t n s trung t n FM là 10,7M.
Đ i v i m ch tách sóng t n s : th ư ng s d ng s ơ đ tách sóng t l vì có đ
nh y cao và gi m được đ y biên ký sinh.
Kh i gi i mã stereo: có nhi m v gi i mã tín hi u t ng R+L và hi u R-L t ngõ
ra c a m ch tách sóng đ ph c h i l i tín hi u hai kênh riêng bi t R & L.
II.M CH VÀO:
Là m ch m c gi a Anten và t n đ u tiên c a máy thu, có nhi m v ch y u là ế
nh n tín hi u t Anten, ch n l c các tín hi u c n thu, do v y m ch vào th ư ng là m ch
c ng h ư ng. Nh ng yêu c u c ơ bn đ i v i m ch vào:
- H s truy n đ t l n và n đnh trên toàn băng sóng :
V K =
V
A
U
E
UV: đin áp đưa đ n máy thu. ế
EA: sut đin đ ng c m ng trên Anten.
- Đ m b o đin đ ch n l c: ch n l c t n s lân c n, t n s nh 0 2 att
f ff =+ , và
ch n l c t n s l c th ng.
- Đ m b o đ o t n s cho phép trong d i t n s làm vi c t fomin →fomax.
II.1) Mch vào ghép đi n dung:
Sơ đ m ch và và đáp ng t n s
Hình 1.3 Sơ đ m ch ghép n i đin dung & đáp ng t n s
K0
to f0 min f0 max
CE
Cgh(5p-20pF)
Q1
CX
VCC
R1
R2
CT
L2 L1Bài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
5
Anten đưc n i v i m ch c ng h ưởng thông qua đi n dung ghép Cgh. M ch
c ng hu ng là m t khung c ng h ư ng LC, g m m t t xoay Cx, m t t tinh ch nh CT
và m t cu n dây L1. T n s c ng h ưởng được đi u ch nh b ng đúng b ng t n s tín
hi u c n thu fo. Qua cu n ghép cao t n L1: L2, tín hi u thu được được đưa đ n c c ế
Base c a m ch khu ếch đ i cao t n.
Tr s c a đi n dung ghép Cgh= 5 →30pF
Nhược đi m : H s truy n đt không đng đ u trên c băng sóng.
II.2) Mch vào ghép đi n c m v i Anten.
Sơ đ m ch và đáp ng t n s :
Tín hi u t Anten qua cu n ghép Lgh c m ng qua m ch c ng h ư ng g m t
Cx, CT và cu n dây L1. M ch c ng h ưởng được đi u ch nh đ ch n l c l y tín hi u c n
thu và c m ng sang cu n L2 đ đưa đ n c c Base c a m ch khuế ếch đ i cao t n.
H s truy n đ t c a m ch vào d ng này t l v i h s ph m ch t c a khung
c ng h ư ng LC. Mu n tăng đ nh y c a m ch ph i tăng L1 và gi m Lgh, nh ưng
L1cũng không th tăng quá l n mà ph i ch n dung hòa hai giá tr này đ tránh nh
hưởng đ n t n s c ng hế ư ng c a m ch.
Nhược đi m c a m ch ghép đi n c m là h s truy n d n cũng không đng đ u
trên toàn băng sóng. Tuy nhiên so v i m ch ghép đi n dung thì m ch này có đ ch n
Hình 1.4 Sơ đ m ch ghép n i đi n c m & đáp ng t n s
to
K0
f0min f0max
VCC
Q1
R2
L2
Lgh
L1
R1
CT CXBài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
6
l c cao h ơn và h s truy n d n cũng đng đ u hn nên đơ ư c s d ng r ng rãi trong
th c t . ế
II.3) M ch ghép h n h p đi n c m – đi n dung:
Sơ đ m ch và đáp ng t n s :
Đây là d ng m ch vào s d ng đ ng th i c t Cgh, và đi n c m Lgh d o đó t n
dng đưc các ưu đi m và bù tr đưc h s truy n đt trên toàn băng sóng cho nên
h s truy n đ t c a toàn m ch s ph ng h ơn đ i v i các máy thu có nhi u băng sóng,
khi chuyn băng sóng phi thay đ i c cu n c ng h ư ng L1C và cu n c m ng L2
tương ng. M t s máy thu ch t l ư ng cao m ch vào còn có thêm b l c kh nhi u
l t th ng, t c là nhi u có t n s đúng b ng trung t n.
III.M CH KHU CH Đ I CAO T N
B khu ếch đ i cao t n có nhi m v khu ếch đ i tín hi u đi u ch cao t ế n đ n ế
m t giá tr nh t đnh đ đưa cho b đ i t n, các m ch khu ếch đ i cao t n th ường đưc
m c ki u CE ho c CB. Đ i v i băng sóng AM thì ki u m c CE là thích h p vì t n
dng đưc h s khu ếch đ i cao c a d ng ghép này, còn đ i v i băng sóng FM thì
ki u ghép CB là thích h p h ơn vì có băng thông làm vi c r t r ng. T ng khu ếch đ i
cao t n cũng có th là t ng khu ếch đ i không c ng h ư ng v i t i là đi n tr , đi n c m
ho c R-L hay bi n áp nh ế ưng ph bi n h ế ơn c v n là t i c ng h ư ng t i m t t n s nào
đó.
Hình 1.5 Sơ đ m ch ghép n i h n h p đi n c m-đi n dung
to
K0
f0min f0max
L-C
C
L
Q1
L2
R1
CX
Cgh
R2
VCC
CT
L1
LghBài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
7
• Sơ đ m ch khu ếch đ i cao t n v i t i là đi n tr :
Đây là b khu ếch đ i d i r ng, có h s khu ếch đ i t ương đi đng đ u trong
m t d i r ng t vài ch c đ n vài MHz, tuy nhiên m ch không có khế năng ch n l c
t n s . Đi n tr t i R1 th ư ng đưc s d ng trong kho ng vài kΩ.
• Sơ đ m ch khu ếch đ i cao t n v i t i là cu n c m m c n i ti p v ế i đi n tr R
Đ i v i d ng m ch này thì khi t n s tín hi u
thu tăng thì XL s tăng theo Z= R+XL tăng
đi u này s làm tăng h s khu ếch đ i c a
toàn m ch.
Trong th c t m ch khu ế ếch đ i cao t n v i t i c ng h ư ng là d ng m ch đưc
s d ng r ng rãi h ơn c , m ch này đ m nh n c nhi m v khu ếch đ i tín hi u và ch n
l c t n s .
T i c a m ch khu ếch đ i cao t n có th là m ch c ng h ưởng đơn ho c m ch
c ng h ư ng kép v i t n s c ng h ư ng c đ nh ho c có th đi u ch nh đưc.
Hình 1.6 M ch khu ếch đ i cao t n t i đi n tr
VCC
R2
Q1
R1
Vin
Vout
Hình 1.7 m ch khu ếch đ i cao t n v i t i là
cu n c m m c n i ti p v ế i đi n tr R
R
L
Q1
VCCBài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
8
-E
K3
CT2
K2
CT1
1
2 Kiem tra lai K1
Xem sơ đ m ch khu ếch đ i cao t n v i t i là m ch c ng h ưởng đơn:
T i c a m ch là khung c ng h ư ng L1C, c c C c a transistor đưc m c vào
m t ph n c a cu n L1. T i t n s c ng h ư ng fo, h s khu ếch đ i c a m ch là l n
nh t, khi l ch ra kh i t n s c ng h ư ng h s khu ếch đ i c a m ch gi m nhanh
chóng, vì v y m ch có tính ch n l c v i t n s tín hi u c n thu và lo i b các tín hi u
t n s khác và nhi u.
B khu ếch đ i cao t n làm vi c m t d i t n r ng nên khó đ m b o đưc h s
khuếch đi đng đ u, cho nên trong các máy thu ch t l ư ng cao th ư ng dùng m ch
khuếch đ i cao t n có m ch c ng h ư ng đi u ch nh liên t c, t n s c ng h ưởng đưc
đi u ch nh đ ng b v i t n s tín hi u c n thu m ch vào nh t xoay đ ng tr c.
băng sóng 1, các chuy n m ch K1, K2, K3 đ u v trí 1, băng sóng 2 các
chuy n m ch này s đưc n i v trí 2.
IV.MCH Đ I T N
f0
Hình 1.8 m ch khu ếch đ i cao t n v i t i là m ch c ng h ưởng đơn
C3
VCC
CX1
Q1
L2
L1
C2
UoutBài gi ng thi t b ế đ u cu i vi n thông
Th.S Tr n Vi t Th ng, ch biên; Ths. Võ ế Đình Tùng
9
Mch đ i t n là m ch bi ến đ i tín hi u cao t n đi u ch thành các tín hi u có ế
t n s th p h n và không đơi g i là trung t n.
D ng c a tín hi u đi u ch ế sau khi đ i t n không thay đ i mà ch thay đ i t n
s sóng mang.
Mch đ i t n g m 2 ph n: M ch t o dao đ ng n i và m ch đ i t n ( tr n t n ).
Xem sơ đ sau:
Người ta đã ch ng minh r ng n u tr n 2 tín hi u có t n s khác nhau là f1 và f2 ế
trên m t ph n t phi tuy n thì s nh ế n đưc đ u ra ngoài thành ph n f1, f2 còn xu t
hi n các thành ph n t ng f1+f2 và hi u f1-f2. N u dùng m ch l c c ng h ế ư ng ta d
dàng nhn đưc tín hi u có t n s hi u f1-f2, và t n s hi u này cũng chính là trung
t n.
Đ tín hi u trung t n có t n s c đ nh khi tín hi u thu t Anten có t n s fo
biến đ i thì t n s dao đ ng n i cũng ph i thay đ i t ương ng, trong máy thu thanh
ngưi ta gi i quy t v ế n đ này b ng cách s d ng các t xoay đ ng tr c m ch vào
và mch dao đ ng n i.
máy thu AM, tt
f = 465KHz ho c 455KHz và ng ư i ta th ư ng ch n fn > f0
đúng b ng 1 trung t n. Ng ư c l i máy thu FM do t n s sóng mang cao nên ng ư i ta
thưng ch n fn < f0 đúng b ng 10,7 MHz = ftt FM
Có 2 d ng m ch đ i t n thông d ng: d ng dùng 1 transistor v a làm nhi m v
to dao đ ng n i v a làm nhi m v tr n t n, d ng th 2 là dùng 2 transistor riêng bi t
đ làm 2 nhi m v trên.
Trong h u h t các s ế ơ đ m ch, m ch dao đ ng n i th ư ng dùng là khung c ng
hưng LC. T n s dao đ ng n i được xác đ nh theo công th c:
n f =
1
2
Hz
LC π
và đ thay đ i t n s này ng ư i ta th ường thay đ i t C
Mixer
fn