phân tích khối khuếch đại công suất hình và tiếng trong máy phát hình thomson - csf

Đề tài tốt nghiệp Mục lục Trang Lời cảm ơn 4 Chơng 1: Kỹ thuật truyền sóng trong truyền hình 5 Đ1. Đặc điểm của sóng truyền hình 5 1.1 Phân bố kênh truyền hình 5 1.2. Các hệ truyền hình và thông số kỹ thuật 6 Đ2. An ten phát hình 7 2.1. Khái niệm và các thông số kỹ thuật cơ bản 7 2.1.1.Định nghĩa 7 2.1.2. Anten lỡng cực (Dipol) và các thông số kỹ thuật cơ bản 7 2.1.3. Độ dài của dipol nửa sóng /2 8 2.1.4. Dải thông của anten 10 2.1.5. Trở kháng vào của anten 10 2.1.6. Hớng tính của anten 10 2.1.7. Hệ số hữu ích (hiệu suất) của anten 11 2.1.8. Độ tăng ích hay hệ số khuyếch đại của anten 11 2.2. Các loại anten phát hình 12 2.2.1. Đặc điểm 12 2.2.2: Các loại anten 12 2.2.2.1. Anten chữ thập và cánh bớm 12 2.2.2.2. Anten ngẫu cực có dàn phản xạ 13 2.2.2.3. Hệ thống anten phát hình 14 Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 1 Đề tài tốt nghiệp Chơng 2: Tổng quan về máy phát hình 15 Đ1. Các chủng loại máy phát hình 15 1.1. Máy phát hình điều chế ở mức công suất lớn 15 1.2. Máy phát hình điều chế ở mức công suất nhỏ 18 1.3. Phối hợp cao tần kênh và tiếng 21 Đ2.bộ exciter 24 2.1. Hoạt động của bộ EXCITER 24 2.2. Các loại exciter 25 Đ3. Các bộ lọc trong máy phát hình 27 3.1.Các loại bộ lọc và đặc điểm 27 3.1.1.Bộ lọc hài 28 3.1.2. Các mạch lọc hài ở từng tần số riêng biệt 29 3.1.3. Bộ lọc hài theo dải tần 29 Đ4. Bộ Filter - Diplexer - Combiner 30 4.1.Nhiệm vụ của bộ filter-diplexer 30 4.2: Cấu tạo của mạch Filter - Diplexer 32 Chơng 3: Phân tích khối khuyếch đại công suất hình và tiếng trong máy phát hình THOMSON - CSF 39 1.1. Giới thiệu chung 39 1.2. Các mạch khuyếch đại công suất hình và tiếng 40 1.2.1. Những yêu cầu kỹ thuật đối với các mạch khuyếch đại công suất cuối của đờng hình và đờng tiếng 40 1.2.1.1. Phần hình 40 1.2.1.2. Phần tiếng 40 1.2.2. Tầng khuyếch đại công suất cuối cùng dùng đèn bán dẫn - Transistor 41 Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 2 Đề tài tốt nghiệp 1.3.Cấu trúc và sơ đồ khối khối khuyếch đại công suất 41 1.4: Đặc tính khuyếch đại của mạch khuyếch đại công suất VHF 43 1.5. Phân tích mạch Ampli VHF 25w 45 kết luận: 50 phụ lục 51 Tài liệu tham khảo: 58 Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 3 Đề tài tốt nghiệp Lời cảm ơn ! Em xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới thầy giáo hớng dẫn kỹ s : Nguyễn Huy Dũng đã tận tình hớng dẫn giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đề tài này .Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn Thông Trờng Đại Học Dân Lập Hải Phòng đã giúp đỡ,tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đề tài của mình.Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn của mình tới gia đình và bạn bè, những ngời đã động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đề tài tốt nghiệp. Mặc dù cố gắng hết sức cùng với sự tận tâm của thầy giáo hớng dẫn xong trình độ còn hạn chế, nội dung đề tài quá mới mẻ đối với em nên em khó tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình làm đề tài. Em rất mong đợc sự chỉ dẫn của thầy cô và sự đóng góp của các bạn để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn. Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 4 Đề tài tốt nghiệp Chơng 1: Kỹ thuật truyền sóng trong truyền hình Đ1. Đặc điểm của sóng truyền hình: 1.1. Phân bố kênh truyền hình: f Biên dới của đặc tuyến phổ kênh hình và tiếng bắt đầu từ -1,25 MHz với mức nhỏ hơn - 20dB, tăng tuyến tính đến -0,75MHz với mức 0 dB. Mức năng lợng 0 dB không đổi cho đến 6 MHz, rồi giảm dần tuyến tính và có mức -20 dB ở 6,375 MHz. Đặc tuyến phổ của phần tiếng đối xứng qua tải tần tiếng và có độ rộng là 250 kHz. Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 5 -1,25 10 20 Tải tần tiếngTải tần hình -1-0,75 0 1 2 3 4 5 6 7 MHz 6,5MHz 8MHz Hình 1.1: Đặc tính phổ kênh hình và tiếng. Đề tài tốt nghiệp 1.2. Các hệ truyền hình và thông số kỹ thuật. *Quy định dải tần, kênh, băng vhf, uhf của ccir. Kỹ thuật truyền hình sử dụng sóng cực ngắn ở băng VHF (dải sóng mét) và băng UHF (sóng decimet). Các băng tần này lại chia thành các dải tần nh sau: Băng VHF: Dải tần Tần số (MHz) Số thứ tự kênh I 48,5 ữ 66 1 & 2 II 76 ữ 100 3, 4, 5 III 174 ữ 230 6 ữ 12 Băng UHF: IV 470 ữ 582 21 ữ 34 V 582 ữ 960 35 ữ 81 Trên thế giới, tùy theo từng khu vực, tùy theo từng nớc khác nhau có các hệ khác nhau về truyền hình đen trắng và truyền hình mầu. Mỗi một hệ truyền hình có các thông số kỹ thuật riêng của nó. * Bảng 1-3 nêu lên các thông số kỹ thuật của các hệ: - Hệ FCC của Mỹ và các nớc phụ thuộc Mỹ. - Hệ OIRT của Liên Xô và các nớc xã hội chủ nghĩa. - Hệ CCIR của các nớc Tây Âu. * Qua bảng 1-3 ta thấy các hệ truyền hình trên thế giới khác nhau về thông số kỹ thuật cơ bản nh: 1. Độ rộng của một kênh truyền hình. 2. Độ rộng của dải tần số hình (video) 3. Khoảng cách giữa tải tần hình và tải tần tiếng. 4. Kiểu điều chế hình và tiếng. 5. Số dòng trong một mặt. 6. Tần số dòng và tần số mặt * Trên hình-1.3 giới thiệu độ rộng một kênh truyền hình và tần phổ của tín hiệu theo các tiêu chuẩn khác nhau Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 6 Đề tài tốt nghiệp Đ2. ANTEN phát hình: 2.1. Khái niệm và các thông số kỹ thuật cơ bản: 2.1.1.Định nghĩa: * Anten là tải của máy phát, có tác dụng biến đổi năng lợng của dòng điện cao tần của máy phát thành năng lợng của sóng điện từ để truyền lan tới anten của máy thu. Anten bức xạ sóng cao tần đã đợc điều chế bởi tín hiệu hình (video) và tiếng. * Anten có tính thuận nghịch tơng hỗ, có nghĩa là anten phát có thể dùng làm anten thu và ngợc lại. Song về mặt công suất và kinh tế thì anten phát bao giờ cũng có kích cỡ lớn hơn anten thu rất nhiều. * Đối với anten phát hình yêu cầu nghiêm ngặt về các chỉ tiêu và thông số kỹ thuật, phải chính xác về độ dài cơ khí, độ dài điện. Tháp hoặc cột anten càng cao càng tốt, nhng phải đảm bảo vững chãi, phòng và chống sét tốt, thuận tiện cho việc sửa chữa và bảo dỡng anten. * Do tính chất truyền lan của sóng điện từ có bớc sóng khác nhau, nên có những loại anten tơng ứng với từng dải tần riêng biệt. * Trong kỹ thuật truyền hình, mỗi kênh có anten riêng của nó, hoặc là loại anten dải rộng (đa kênh) dùng cho cả băng. * Anten phát hình thờng đợc cấu tạo ở dạng hệ thống các dàn (Panel). Mỗi dàn thông thờng gồm 2 hoặc 4 chấn tử và 1 dàn phản xạ. 2.1.2. Anten lỡng cực (Dipol) và các thông số kỹ thuật cơ bản: Anten lỡng cực (còn gọi là ngẫu cực hoặc Dipol) là phần tử cơ bản nhất của 1 dàn anten. Trong kỹ thuật truyền hình thờng dùng 2 loại dipol nửa sóng (/2) và cả sóng (). Anten phát hình thờng sử dụng loại dipol cả sóng (), còn anten thu hình thờng dùng loại dipol /2. Đối với anten đơn kênh, cần tính toán chiều dài của dipol theo bớc sóng trung bình giữa sóng mang hình và sóng mang tiếng. Đối với anten đa kênh, cần tính toán theo ttb ở giữa băng (hình 1.4) biểu thị 2 loại dipol này. ở đây: Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 7 Đề tài tốt nghiệp L: Là chiều dài cơ khí (hình học) của dipol: L = k . /2 hoặc L = K. : Là bớc sóng về điện; k : là hệ số rút ngắn thông thờng k = 0,9. I: Dòng điện cao tần phân bố dọc theo dipol. U: Điện áp cao tần phân bố dọc theo dipol. : Đờng kính của dipol. l = L/2 (tính từ điểm giữa 2 điện cực của dipol). 2.1.3. Độ dài của dipol nửa sóng /2. * Từ tần số (bớc sóng) trung bình của kênh phát ta xác định đợc độ dài của dipol. - Đối với các dây dẫn mảnh thì độ dài cơ khí bằng độ dài điện và bằng l = /2. - Còn đối với các dây dẫn có đờng kính thì anten có hệ số rút ngắn k và L < /2. Nếu tỷ số / càng nhỏ, có nghĩa là càng lớn, k càng nhỏ và L càng nhỏ, hơn /2. Công thức tính độ dài: L = k . 2 Ví dụ: Cho 100= ; k = 0,91 ; = C.T = f 300 (m) L = f 148 f : tính bằng MHz 2 . KL = .KL = Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 8 a) b) Hình 1.4: Các dipol /2 và §Ò tµi tèt nghiÖp ϕ ϕ MÆt E MÆt H Sinh viªn: NguyÔn Thµnh Nam - §T 501 9 H×nh 1.5. biÓu ®å ph©n bè h@íng ngang vµ h@ íng ®øng cña c¸c dipol λ /2 & λ . a. BiÓu ®å h•íng ngang b. BiÓu ®å h•íng ®øng cña c¸c dipol λ/2 & λ H×nh 1.6. BiÓu ®å h@íng ngang vµ h@íng ®øng cña dµn an ten 2 Dipol. a. BiÓu ®å h•íng ngang 66 0 MÆt E a. BiÓu ®å h•íng ®øng 32 0 MÆt H cña dµn anten 2 Dipol Đề tài tốt nghiệp 2.1.4. Dải thông của anten: Đây là dải tần số, mà trong đó các thông số kỹ thuật nh phối hợp trở kháng, hớng tính và hệ số khuyếch đại không thay đổi (hoặc thay đổi ít). Độ rộng dải tần của anten phụ thuộc vào tỷ số /. Nếu càng lớn thì l càng ngắn và dải tần càng rộng. Anten phát và thu đơn kênh theo hệ PAL-D/K có độ rộng f = 8MHz. 2.1.5. Trở kháng vào của anten: Đây là tỷ số giữa điện áp cao tần và dòng điện cao tần ở 2 đầu điện cực của anten: Zva = Iva Uva = Ra + JXa. * Trở kháng vào của anten là 1 số phức có phần thực Ra và phần Xa. Khi điều chỉnh anten cộng hởng đúng với tần số phát hoặc thu thì anten sẽ có thuần trở Ra, và Xa = 0, đó chính là trở kháng đặc tính sóng của anten. Thông thờng loại anten có trở kháng thuần là 50 , 60 và 75. * Trở kháng vào của anten phụ thuộc vào cấu trúc của nó, và cần đợc phối hợp tốt với dây phi đơ. Nếu thực hiện phối hợp tốt, thì hệ số sóng chạy lớn, sóng đứng nhỏ, tổn ao năng lợng cao tần sẽ nhỏ nhất Ngợc lại thì ngoài việc tổn hao năng lợng (hiệu suất nhỏ) còn phát sinh ra nhiều dạng méo tín hiệu. 2.1.6. Hớng tính của anten: - Đối với anten phát thì hớng tính là sự phân bố điện từ trờng xung quanh anten trong những khoảng cách bằng nhau. - Đối với anten thu thì hớng tính của anten là suất điện động (Ect) cao tần cảm ứng vào anten cũng trong những khoảng cách bằng nhau nhng từ những hớng khác nhau. * Hớng tính của anten đợc đặc trng bằng hệ số hớng D. Đây là tỷ số giữa công suất bức xạ cực đại của anten so với công suất bức xạ của dipol /2. Sinh viên: Nguyễn Thành Nam - ĐT 501 10 [...]... máy phát hình Thomson- lkw mà kiểu máy có khuyếch đại cao tần hình tiếng chung - Nhợc điểm nổi bật của loại máy phát này là: - Do phối hợp hình tiếng là mức công suất thấp, nên khi tín hiệu hình và tiếng thay đổi sẽ gây ảnh hởng lẫn nhau - Lọc hài kém nên hay gây nhiễm sang các kênh khác 1.3.2 Máy phát hình khuyếch đại hình tiếng riêng biệt Trên (hình 2.6) giới thiệu sơ đồ khối của máy phát hình - tiếng. .. Các họ máy phát hình còn đợc phân loại theo mức công suất điều chế, cách phối hợp đờng hình và đờng tiếng v.v 1.1 Máy phát hình điều chế ở mức công suất lớn: Sơ đồ khối: Trên hình (H-1) giới thiệu tiêu biểu cho kiểu máy phát hình điều chế ở mức công suất lớn 1 TH hình 2 3 4 19 5 6 7 8 9 16 17 18 10 TH tiếng 11 12 13 14 15 Hình 2.1: Sơ đồ khối máy phát hình điều chế ở mức công suất cao 1.1.1 Các khối. .. Nam - ĐT 501 14 Đề tài tốt nghiệp Chơng 2: tổng quan về Máy phát hình Đ1 Các chủng loại máy phát hình: Hiện nay các máy phát hình trên thế giới và các chủng loại máy phát hình đang đợc sử dụng ở Việt Nam rất đa dạng Ngoài phơng pháp phân loại theo băng tần làm việc nh VHF hoặc UHF, phân loại theo công suất nh máy công suất nhỏ và vừa, công suất lớn, máy phát bán dẫn hoá, máy phát dùng đèn công suất. .. phần máy phát hình và phần máy phát tiếng Cùng một lúc máy phát tiếng điều chế và bức xạ cả hai tín hiệu hình và tiếng ra một anten chung Ghép chung phần hình và phần tiếng trong máy phát hình và bộ Diplexer Tuỳ từng máy nó còn kiêm luôn cả việc lọc dải nên đợc gọi chung là Filter - Diplexer Do đó bộ Filter Diplexer đảm nhận 2 nhiệm vụ: 1 Ghép chung hai máy phát hình và tiếng ra cùng một anten và đảm... khuyếch đại cao tần là thiết bị dải hẹp và có thể làm việc ở chế độ C với hiệu suất cao và có hiệu quả kinh tế, đơn giản trong việc điều chỉnh tổng thể cả máy phát hình 1.2 Máy phát hình điều chế ở mức công suất nhỏ: Sơ đồ khối: Trên hình2 .2 giới thiệu sơ đồ khối điển hình cho kiểu máy phát hình điểu chế ở mức công suất nhỏ 1 2 3 4 5 6 18 7 8 11 9 10 12 15 13 16 17 14 Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát hình. .. tầng MIX - Lọc cao tần RF và khuyếch đại cao tần để đa ra tuỳ theo công suất yêu cầu cụ thể 2.1.2 đặc điểm * Phụ thuộc vào công suất ra của máy phát đi ý định của nhà thiết kế bộ Exciter có công suất ra cao tần RF cỡ vài W cho tới vài trục W * Phụ thuộc vào kiểu máy có khuyếch đại cao tần hình, tiếng chung hay là tiếng rẽ, mà bộ Exciter có một đầu ra RF hay 2 đầu ra - Nếu khuyếch đại RF hình - tiếng chung... và RFt ở kênh phát Đ3 Các bộ lọc trong máy phát hình: 3.1.Các loại bộ lọc và đặc điểm: * Trong máy phát hình thờng sử dụng các bộ lọc cơ bản sau đây: - Bộ lọc kênh - hay còn gọi là bộ lọc dải biên - Bộ lọc sóng mang màu - 4,43 MHz - Bộ lọc tiếng +6,5 MHz - Bộ lọc hài * Trong chủng loại máy phát sinh điều chế ở công suất thấp tại trung tần IF, thì lọc biên và lọc hài đợc đặt ngay trong khối điều chế... trộn tạo cao tần hình (RFh) và cao tần tiếng (RFt) Sau đó qua bộ khuyếch đại sơ bộ và lọc cao tần, và đợc đa sang hai đờng riêng biệt Tuỳ theo công suất thiết kế của từng loại máy phát hình àm bộ Exciter có công suất ra khác nhau - Bộ Exciter điển hình có công suất ra cao tần là 1 w cho các kênh hình và tiếng * Cao tần hình RFh qua các tầng khuyếch đại kích 2, tầng khuyếch đại công suất cuối 3 rồi đa... tiếng: + Phối hợp ở trung tần (xem hình 2.3 dới đây) V AM RFh 1 A RFh MIX 3 RFt 5 4 7 6 ~~~ ~~~ FM 2 IFt Hình 2.3 Máy phát hình phối hợp hình tiếng ở mức công suất nhỏ - Các tải tần hình và tiếng và sau khi đợc điều chế ở 1 và 2 đâ sang bộ phối hợp 3 (Combiner), sau đó qua bộ trộn 4 để tạo ra cao tần hình và tiếng ở kênh phát - Cao tần hình và tiếng đợc khuyếch đại chung ở 5 rồi qua các bộ lọc kênh... tải tần tiếng của kênh tần phát 14 Khuyếch đại FM: Gồm các tầng khuyếch đại cao tần tiếng đã đợc điều chế FM để đủ mức kích thích cho tầng khuyếch đại công suất cuối (15) 15 Khuyếch đại công suất tiếng: Khuyếch đại cao tần tiếng FM đã đủ mức công suất cho kênh cần phát 16 Bộ Diplexer: Phối hợp cao tầng kênh AM và tiếng FM ở mức công suất lớn 17 Bộ lọc hài 18 Fiđơ dẫn sóng cao tần 19 Anten phát 1.1.2 . Filter - Diplexer 32 Chơng 3: Phân tích khối khuyếch đại công suất hình và tiếng trong máy phát hình THOMSON - CSF 39 1.1. Giới thiệu chung 39 1.2. Các mạch khuyếch đại công suất hình và tiếng. Các họ máy phát hình còn đợc phân loại theo mức công suất điều chế, cách phối hợp đờng hình và đờng tiếng v.v 1.1. Máy phát hình điều chế ở mức công suất lớn: Sơ đồ khối: Trên hình (H-1) giới. Ngoài phơng pháp phân loại theo băng tần làm việc nh VHF hoặc UHF, phân loại theo công suất nh máy công suất nhỏ và vừa, công suất lớn, máy phát bán dẫn hoá, máy phát dùng đèn công suất là đèn