Đồ án ii thiết kế máy thu fm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN II THIẾT KẾ MÁY THU FM GVHD : PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH : MSSV : Lớp : 08DD2N Thiết kế máy thu FM Lời cám ơn Trước hết em xin cảm ơn Phạm Hồng Liên tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Giúp em củng cố lại kiến thức học nâng cao kiến thức Qua đồ án em hiểu rõ máy thu nguyên lý hoạt động khối mach máy thu FM mà em học môn điện tử thông tin Em cảm ơn cô tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hồn thành tốt đề tài ,có đươc kiến thức quan trọng thực tiễn giúp chúng chúng em cảm thầy vững vàng cho mục tiêu theo đuổi GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM LÝ THUYẾT I Định nghĩa máy thu: Máy thu thiết bị đầu cuối hệ thống thơng tin vơ tuyến điện Máy thu có nhiệm vụ tiếp nhận lặp lại tin tức có chứa tín hiệu chuyển từ máy phát dạng song điện từ Máy thu phải loại bỏ nhiễu khơng mong muốn, khuếch đại tín hiệu mong muốn sau giải điều chế để nhận thơng tin ban đầu Máy thu có nhiều tham số, chúng ta chủ yếu xét tiêu kỹ thuật máy thu sau: Độ nhạy: biểu thị khả thu tín hiệu yếu máy thu Độ nhạy đươc xác  định sức điện động cảm ứng tối thiểu tín hiệu anten để đảm bảm cho máy thu làm việc bình thường đo microvolt (μv) Điều kiện làm việc bìnhμv) Điều kiện làm việc bìnhv) Điều kiện làm việc bình thườgn máy thu là: · · Đảm bảo cơng suất (μv) Điều kiện làm việc bìnhđiện áp ra) danh định Đảm bảo tỉ số tín hiệu nhiễu (μv) Điều kiện làm việc bìnhS/N) Muốn nâng cao độ nhạy máy thu hệ số khuếch đại (μv) Điều kiện làm việc bìnhA V, AI) máy phải lớn mức tạp âm nội máy phải thấp (μv) Điều kiện làm việc bìnhgiảm tạp âm tầng đầu) Ở siêu cao tần (μv) Điều kiện làm việc bìnhf>30 MHz) độ nhạy máy thu thường xác định công suất sức điện động cảm ứng anten Độ chọn lọc: khả chèn ép dạng nhiễu khơng phải tín hiệu cần  thu Nói cách khác, độ chọn lọc khả lựa chọn tín hiệu khỏi loại nhiễu tồn đầu vào máy thu Về mặt số lượng, độ chọn lọc kí hiệu: Ao: hệ số khuếch đại tần số fo hệ số khuếch đại tần số f Độ chọn lọc thường tính đơn vị dexibel: SdB=20logSe GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM Đôi người ta dùng độ chọn lọc theo hệ số: Vì nhỏ tốt Máy thu lý tưởng có đặc tuyến hình chữ nhật Trong dãi thơng D A=conts Ngồi dãi thơng D A=0 Chất lượng lặp lại tin tức: đánh giá độ méo tín hiệu (μv) Điều kiện làm việc bìnhméo phi  tuyến, méo tần số, méo pha), chủ yếu xét độ méo tần khuếch đại công suất âm tần để cho tín hiệu loa bị méo dạng so với tín hiệu đưa tới điều chế máy phát II.Sơ đồ khối tổng quát mày thu: Sơ đồ khối may thu khuếch đại trực tiếp: GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM Việc nâng cao độ nhạy độ chọn lọc máy thu bị hạn chế lý do:  - Số tầng khuếch đại tăng lên tùy ý vì: Số tầng tăng tính ổn định khuếch đại cao tần RF giảm (μv) Điều kiện làm việc bìnhtụ kí sinh Ccb gây tự kích) Số tầng tăng số mạch cộng hưởng tăng, hệ thống điều chỉnh cộng hưởng phức tạp, cồng kềnh  Tần số cao khó đạt hệ số khuếch đại lớn  Tần số cao dải thơng rộng, làm giảm độ chọn lọc máy thu (μv) Điều kiện làm việc bìnhD= ) Muốn có dải thơng hẹp phải dùng mạch cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao, có vượt qua khả chế tạo Sơ đồ khối tổng quát máy thu đổi tân (FM): Tín hiệu cao tần điều chế (μv) Điều kiện làm việc bìnhAM, FM, PM) nhận từ anten qua mạch vào qua khuếch đại cao tần RF đưa vào đổi tần để biến thaanhf tầng số tín hiệu khác gọi tần số trung gian, quy luật điều chế không thay đổi NHIỆM VỤ CÁC KHỐI:  Mạch vào: mạch nối liền anten với đầu vào tầng máy thu, có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần nhận từ anten thu đến tầng đảm nhiệ phần độ chọn lọc máy thu Mạch vào bao gồm thành phần: Hệ thống cộng hưởng (μv) Điều kiện làm việc bìnhđơn kép) điều chỉnh tần số cần thu Mạch ghép với nguồn tín hiệu mạch vào (μv) Điều kiện làm việc bìnhanten) Mạch nối với tải mạch vào GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM  Bộ trộn tần: q trình tác động lên tín hiệu cho đầu trộn tần nhận thành phần tần số tổng hiệu tín hiệu III Phân tích máy thu FM: Mạch vào máy thu: Mạch vào mạch điện nối liền anten với đầu vào tầng máy thu Nó có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần nhận từ anten thu đến tầng đảm nhiệm phần độ chọn lọc máy thu Mạch vào bao gồm thành phần: Hệ thống cộng hưởng (μv) Điều kiện làm việc bìnhđơn kép) điều chỉnh đến tần số cần thu Mạch ghép với nguồn tín hiệu mạch vào (μv) Điều kiện làm việc bìnhanten) Mạch ghép với tải mạch vào (μv) Điều kiện làm việc bìnhtần khuếch đại cao tần đầu tiên) Để điều chỉnh cộng hưởng mạch vào, người ta thường sử dụng tụ điện có điện dung C biến đổi chúng dễ chế tạo xác cuộn dây có điện cảm biến đổi Do phạm vi biến đổi tụ điện lớn Cmax/Cmin, bền chắc, ổn định (μv) Điều kiện làm việc bìnhdo C biến đổi theo điều kiện bên ngồi) Các mạch ghép anten với mạch cộng hưởng vào: a) Mạch cộng hưởng ghép điện dung với anten: E1 AN TE C2 C L 1 L Loại mạch đơn giản sử dụng mang số khuyết điểm Ap Av thấp phụ thuộc nhiều vào tần số Để khắc phục ta thường chọn cách ghép với tụ C có giá trị ÷ 10 pF b) Mạch cộng hưởng ghép điện dung với anten: GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM E1 ANTENNA C3 2 1 C2 Mạch có hệ số truyền đạt Av=const, Av Ap thấp, hệ số mắc mạch phụ thuộc vào tần số, dó thường C gh >> C để C định tần số mạch cộng hưởng Dạng mạch thường dùng khuếch đại tần số trung gian Mạch cộng hưởng ghép biến áp tự ngẫu với anten: Q1A 2 C1 L1 c) Dạng mạch có độ ghép cố định (μv) Điều kiện làm việc bìnhA p ≈ 1), siêu cao tần hệ số tạp âm nhỏ Vì cách ghép thường dùng tần số siêu cao, dùng với khuếch đại dùng Transistor để tổn hao cơng suất mạch vào d) Mạch cộng hưởng ghép biến áp với anten: Q1A Dạng mạch dùng nhiều máy thu Độ ghép anten mạch cộng hưởng định hổ cảm M Lgh Ghép hổ cảm hệ số truyền đạt phụ thuộc vào tần số, cịn độ ghép khơng phụ thuộc vào tần số, nên thường dùng GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM mạch khuếch đại cao tần Các mạch ghép với tải mạch vào gồm ghép biến áp Mạch khuếch đại cao tần: Bộ có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều chế cao tần đến giá trị định đưa xuống khối phía sau Các dạng mạch: Khối khuếch đại cao tần máy thu có cấu tạo mạch trên, tải khuếch đại cao tần biến trở, cuộn cảm mạch cộng hưởng Vcc Nếu tải điện trở hệ số khuếch đại tầng tương đối đồng tần số Tần số cao hệ số khuếch đại giảm không nhiều Nếu tiến tới tần số cắt hệ số khuếch đại giảm nhanh Vcc a) Khi tải cuộn cảm tần số cao, hệ số khuếch đại tầng tăng Tất nhiên tần số khơng thể vượt q tần số cắt, bên cạnh cịn bị hạn chế điện dung cuộn cảm GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page Thiết kế máy thu FM Vcc L p1 L p2 Ls Khi tải mạch cộng hưởng hệ số khuếch đại lớn tần số cộng hưởng mạch (μv) Điều kiện làm việc bìnhf0), cịn tần số khác khơng khuếch đại Tần số cộng hưởng điều chỉnh máy thu khuếch đại trực tiếp điều chỉnh cố định tần số khuếch đại trung tần máy thu đổi tần So với mạch cộng hưởng có hệ số khuếch đại lớn nhiều lần so với tải điện trở hay cuộn cảm b) Ghép tầng: Trong phần khuếch đại cao tần khuếch đại trung tần kiểu ghép tần biến áp phổ biến Đối với mạch mắc BC trở kháng tầng nhỏ so với trở kháng mạch cộng hưởng Có thể ghép sang tầng sau theo kiểu biến áp, tự biến áp hay ghép điện dung Ngồi cịn dùng kiểu ghép điện trở, điện dung hay ghép trực tiếp tầng Bộ khuếch đại cao tần làm việc tần số cao, đầu vào khung cộng hưởng nên dễ gây tự kích Nguyên nhân ghép kí sinh đầu vào đầu Để tần làm việc ổn định thường dùng biện pháp sau: - Giảm hệ số khuếch đại tầng Dùng mạch hồi tiếp âm, ví dụ mắc vào emitter điện trở RE Mắc thêm điện trở nối tiếp với collector hay điện trở song song với mạch cộng hưởng Bộ trộn tần: Bộ trộn tần: q trình tác động lên hai tín hiệu cho đầu trộn tần nhận thành phần tần số tổng hiệu hai tín hiệu Mạch trộn tần dùng Transistor mắc theo sơ đồ EC BC Sơ đồ BC thường dùng phạm vi tần số cao siêu cao, tần số giới hạn cao GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page