Đề tài phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 và tách sóng biên độ của máy thu AM đổi tần (sơ đồ 1)

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ - ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Đề tài: Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 tách sóng biên độ máy thu AM đổi tần (sơ đồ 1) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Anh Lớp: ĐTVT-17 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thùy Linh Hà Nội 2022 Mục Lục I Nhiệm vụ tiêu kỹ thuật máy thu vô tuyến 1.Các nhiệm vụ máy thu vô tuyến 2.Các tiêu kỹ thuật a.Độ nhạy .3 b.Dải tần công tác fmin - fmax c.Độ chọn lọc d.Các tiêu chất lượng tin tức thu e.Công suất Pra II Sơ đồ khối nguyên lý làm việc máy thu AM 1.Sơ đồ khối máy thu AM 2.Chức nhiệm vụ khối III Phân tích sơ đồ máy thu AM đổi tần .6 1.Sơ đồ nguyên lý .6 2.Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 tách sóng biên độ .6 a.Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 b.Phân tích chi tiết tầng tách sóng biên độ IV Kết luận 1.Ưu, nhược điểm sơ đồ phân tích .9 a.Ưu điểm b.Nhược điểm 2.Ứng dụng sơ đồ vừa phân tích 3.Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng V.Lời kết 10 I Nhiệm vụ tiêu kỹ thuật máy thu vô tuyến Các nhiệm vụ máy thu vô tuyến - Từ tập hợp dao động điện anten thu trường điện từ bên ngồi khơng gian cảm ứng vào, thực tách lấy tín hiệu cao tần cần thu nhận từ máy phát truyền tới - Khuếch đại tín hiệu cao tần thu nhận - Thực giải điều chế (tách sóng) để tách lấy tín hiệu tin tức từ tín hiệu cao tần thu nhận - Khuếch đại tín hiệu tin tức sau tách sóng - Tái tạo lại tin tức Các tiêu kỹ thuật a Độ nhạy Độ nhạy máy thu xác định giá trị nhỏ sức điện động EA hay cơng suất PA tín hiệu cần thu anten để thiết bị cuối làm việc bình thường (với độ tin cậy sai số cho phép) EAmin hay PAmin có giá trị nhỏ máy thu có độ nhạy cao Độ nhạy máy thu phụ thuộc vào hệ số khuếch đại máy thu, hệ số khuếch đại máy thu lớn độ nhạy cao Ngồi ra, độ nhạy máy thu cịn phụ thuộc vào nhiễu tác động Khi mức nhiễu nhỏ mức tín hiệu việc thu tín hiệu dễ dàng, mức nhiễu so sánh với mức tín hiệu khơng thu nhận tín hiệu Do điều kiện tác động nhiễu bên ngồi máy thu có mức độ khác (phụ thuộc vào thời gian dải tần công tác) nên xác định độ nhạy máy thu người ta xác định ảnh hưởng tạp âm nội gây (thơng qua tỉ số tín/tạp) Máy thu có tạp âm nhỏ độ nhạy cao b Dải tần công tác fmin - fmax Dải tần công tác máy thu giống máy phát Nó dải tần số làm việc máy thu mà tiêu chất lượng thay đổi giới hạn cho phép Đôi số điện đài dải tần công tác máy thu khác với dải tần công tác máy phát Trong máy thu chuyên dụng, hệ số bao tần kf = fmax / fmin lớn, dải tần cơng tác phân chia thành băng tần để đảm bảo tiêu kỹ thuật đồng tồn dải tần cơng tác c Độ chọn lọc Độ chọn lọc đánh giá khả máy thu làm suy giảm tín hiệu tần số khác với tần số công tác (tần số tín hiệu cần thu), khó khăn làm suy giảm nhiễu có tần số gần với tần số tín hiệu cần nhận (nhiễu lân cận) Vì vậy, để đánh giá độ chọn lọc máy thu đưa độ chọn lọc nhiễu lân cận Để thực chọn lọc theo nhiễu lân cận, người ta sử dụng hệ thống chọn lọc phức tạp đánh giá đặc tuyến cộng hưởng máy thu Đối với máy thu đổi tần ngồi độ chọn lọc nhiễu lân cận cịn có độ chọn lọc nhiễu ảnh độ chọn lọc nhiễu trung gian d Các tiêu chất lượng tin tức thu Các tiêu chất lượng tin tức thu thu gồm có dải âm tần (với tín hiệu âm thanh), tốc độ truyền tin (truyền tin tức điện báo), độ méo ảnh với sai màu (với tính hiệu hình) Tùy thuộc vào thiết bị cuối, yêu cầu tiêu đầu khác (điện áp, cơng suất) Độ méo tín hiệu đầu máy thiu thường đánh giá theo hệ số méo phi tuyến e Công suất Pra Là cơng suất tín hiệu đưa tới thiết bị cuối II Sơ đồ khối nguyên lý làm việc máy thu AM Sơ đồ khối máy thu AM Chức nhiệm vụ khối - Anten: Thực biến đổi sóng điện từ tác động thành dao động điện cảm ứng - Mạch vào: Thực ghép anten với máy thu sơ chọn lọc lấy tín hiệu có tần số cần thu nhận Mạch vào gồm hệ thống mạch lọc cộng hưởng điều chỉnh tần số cần thu nhận lọc dải tần xác định - Tầng khuếch đại cao tần: dùng để khuếch đại tín hiệu dải tần công tác máy thu Các khuếch đại cao tần đa số khuếch đại cộng hưởng khuếch đại dải Nhờ hệ thống cộng hưởng sử dụng khuếch đại cao tần mạch vào đảm bảo cho máy thu thực nhiệm vụ suy giảm loại nhiễu dải tần số tín hiệu Mạch vào tầng khuếch đại cao tần gọi tuyến tần số tín hiệu (hay tuyến cao tần) máy thu - Bộ tách sóng biên độ: có nhiệm vụ tách lấy tín hiệu điều chế biên độ (tin tức) từ tín hiệu cao tần thu nhận Tùy theo dạng điều chế tín hiệu cao tần, ta phải dùng tách sóng tương ứng để thực tách sóng - Bộ khuếch đại tín hiệu điều chế: thực khuếch đại tin tức sau tách sóng (tín hiệu điều chế) đến mức đủ lớn để đưa tới thiết bị cuối máy thu - Thiết bị cuối: làm nhiệm vụ tái tạo lại tin tức Tùy thuộc vào dạng tín hiệu cần tái tạo, thiết bị cuối có dạng khác nhau: loa, máy fax, hình… - Nguồn ni: có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho máy làm việc III Phân tích sơ đồ máy thu AM đổi tần Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối máy thu AM đổi tần lần Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 tách sóng biên độ a Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 - Khối khuếch đại trung tần gồm tầng khuếch đại trung gian khuếch đại trung gian 2, ghép tầng với có cấu trúc giống - Sơ đồ mạch điện: - Tác dụng linh kiện: + C4, L2: khung cộng hưởng tần số trung tần + R1, R2: phân cực cho mạch khuếch đại trung tần + R3: điện trở ổn định nhiệt đóng vai trị mạch hồi tiếp dịng điện nối tiếp + C2: tụ cao tần + C3: hồi tiếp điện áp song song để ổn định tín hiệu - Ưu điểm: hệ số khuếch đại lớn, độ chọn lọc cao - Nhược điểm: + Dải thông hẹp, độ trung thực + Muốn tăng độ nhạy máy thu, người ta thường chọn phương pháp tăng độ khuếch đại mạch khuếch đại trung tần Tuy nhiên, mạch khuếch đại trung tần cộng hưởng đơn, tăng hệ số khuếch đại xảy tượng tự kích Vì vậy, người ta thường mắc thêm tụ C3 để tạo mạch hồi tiếp âm song song cho mạch - Đặc điểm: + Đây sơ đồ khuếch đại trung tần cộng hưởng đơn + Tranzistor lưỡng cực sử dụng làm khuếch đạu dao động LC với mạch bể LC điều chỉnh đóng vai trị tải thu Cuộn dây L1 kết nối sở cực E tranzistor mà trường điện từ “đôi bên có” với cuộn dây L2 + Điện cảm lẫn hai dòng điện tồn hai mạch dịng điện khơng đổi chạy mạch cuộn cảm cảm ứng điện từ, điện áp tiềm khác (hiệu ứng biến áp) để dao động xảy mạch điều chỉnh, lượng điện từ truyền từ cuộn dây L1 đến cuộn dây L2 điện áp có tần số mạch điều chỉnh đặt đế phát tranzistor Theo cách này, điện áp phản hồi tự động cần thiết áp dụng cho bóng bán dẫn khuếch đại Lượng phản hồi tăng giảm cách thay đổi khớp nối hai cuộn L1 L2 Để trì dao động, điện áp đặt vào mạch điều chỉnh phải loại dao động pha với dao động xảy mạch điều chỉnh b Phân tích chi tiết tầng tách sóng biên độ - Sơ đồ mạch điện: - Tác dụng linh kiện: + L3: ghép tín hiệu đầu mạch KĐTG làm đầu vào mạch tách sóng biên độ + D1: phần tử tách sóng + C6: phần tử phóng nạp điện + D1, C6: đóng vai trị mạch chỉnh lưu cao tần, có tác dụng chỉnh lưu lọc thành phần tín hiệu trung tần, giữ lại thành phần tín hiệu âm tần + R4: Biến trở làm thay đổi tín hiệu đưa đến tầng phần làm thay đổi âm lượng máy thu - Ưu điểm: Rất đơn giản thơng dụng - Nhược điểm: Vì mạch sử dụng diode mà diode lại khơng khuếch đại tín hiệu nên tín hiệu tách sóng nhỏ - Đặc điểm mạch điện: + Đây mạch tách sóng biên độ sử dụng Diode Do mạch hoạt động tần số trung tần nên việc chọn loại Diode giá trị tụ C phải phù hợp + Do tác dụng chỉnh lưu Diode nên có nửa chu kỳ dương tín hiệu điều biên Diode Khi điện áp tăng tụ C nạp, điện áp giảm tụ C phóng điện qua điện trở R Do nạp phóng điện tụ C nên điện áp đầu tách sóng điện áp tụ điện C biến đổi theo đường bao điện áp cao tần đầu vào Đây tín hiệu tin tức cần tách lấy IV Kết luận Ưu, nhược điểm sơ đồ phân tích a Ưu điểm - Do lọc trung gian cộng hưởng tần số cố định nên sử dụng lọc trung gian lọc chất lượng cao Vì vậy, máy thu đổi tần có khả chống nhiễu cao - Do ftg < fth nên khuếch đại trung gian khuếch đại tần số thấp, thực với hệ số khuếch đại cao mà làm việc ổn định Vì vậy, hệ số khuếch đại máy thu đổi tần lần cao nên độ nhạy máy thu cao b Nhược điểm - Do sử dụng trộn tần nên máy thu ảnh hưởng nhiễu trung gian (ftg), nhiễu ảnh nhiễu hài bậc - Nhiễu trung gian có tần số thấp nhiễu hài bậc có tần số cao loại bỏ dễ dàng lọc mạch vào khuếch đại cao tần - Nhiễu ảnh khó loại bỏ khoảng cách đến tần số tín hiệu 2ftg Để loại bỏ nhiễu ảnh cần chọn ftg lớn, nhiên tầng KĐ làm việc tần số cao khó đạt hệ số KĐ lớn Ứng dụng sơ đồ vừa phân tích - Ứng dụng: máy thu Radio Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng - Để khắc phục nhược điểm sơ đồ vừa phân tích, ta sử dụng sơ đồ máy thu đổi tần lần - Ta có sơ đồ khối máy thu đổi tần lần sau: - Ở lần trộn tần thứ chọn: ftg1 = fns1 + fth > fth Bộ tạo dao động ngoại sai tạo dao động tần số cố định Vì ftg1 lớn nên ta dễ dàng loại bỏ nhiễu ảnh lọc mạch vào KĐCT - Ở lần trộn tần thứ chọn: ftg2 = fns2 - ftg1 = fns2 - fns1 – fth = const Bộ tạo dao động ngoại sai tạo dao động có tần số điều chỉnh theo tần số fth để đảm bảo ftg2 khơng đổi Vì ftg2 khơng đổi nên lọc trung gian lọc cố định tần số, thực lọc chất lượng cao nên có tính chống nhiễu tốt Vì ftg2 nhỏ cố định nên KĐTG2 làm việc tần số thấp Do đó, có hệ số khuếch đại cao tương đương hệ số khuếch đại máy thu cao Vì vậy, độ nhạy máy thu cao - Máy thu đổi tần lần có tất ưu điểm máy thu đổi tần lần V Lời kết - Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thùy Linh hướng dẫn em hoàn thành đồ án trình thực  ... 1.Sơ đồ nguyên lý .6 2 .Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 tách sóng biên độ .6 a .Phân tích chi tiết tầng KĐTG1, KĐTG2 b .Phân tích chi tiết tầng tách sóng biên độ ... loa, máy fax, hình… - Nguồn ni: có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho máy làm việc III Phân tích sơ đồ máy thu AM đổi tần Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ khối máy thu AM đổi tần lần Phân tích chi tiết tầng KĐTG1,... giá trị nhỏ máy thu có độ nhạy cao Độ nhạy máy thu phụ thu? ??c vào hệ số khuếch đại máy thu, hệ số khuếch đại máy thu lớn độ nhạy cao Ngồi ra, độ nhạy máy thu cịn phụ thu? ??c vào nhiễu tác động Khi