Thiết kế và thi công , mạch thu FM stereo1

Chương I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN I GIỚI THIỆU Vô tuyến điện và điện tử học là một ngành học mới phát triển nhưng đã có những bước phát triển mạnh mẽ và ngày càng hoàn chỉnh ,phong phú , đóng góp rất nhiều cho việc phục vụ nền kinh tế quốc dân ,phục vụ quốc phòng và nhiều lỉnh vực nghiên cứu khoa học khác. Vô tuyến có nghĩa là không dây .Vô tuyến điện (VTD) là ngành khoa học nghiên cứu biện pháp thực hiện sự liên lạc ,truyền đạc những tín hiệu ,tin tức ,thông tin ,thăm dò giữa hai hay nhiều điểm mà không có dây dẫn nối giữa những điểm đó ,chỉ dựa vào bức xạ và lan truyền các sóng điện từ. Điện tử học là ngành khoa học nghiên cứu việc khống chế điều khiển chuyển dịch của luồn điện tử và dựa vào hiệu quả của sự khống chế này để thực hiện một số mục đích như nắn điện ,khuếch đại tạo sống , đổi tần … II LỊCH SỬ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN Phát sinh về vô tuyến điện không phải là một công trình của một cá nhân hoặc của một tổ chức nào mà là của nhiều nước của nhiều nhà khoa học và phải trải qua một thời gian dài mới tiến tới bước hoàn chỉnh.  Năm 1873 Mơac Xoen ,nhà vật lí người Anh đã đề ra lí luận về sóng điện từ  Năm 1888 Hee,nhà bác học người Đức . Ông đã xác định ,chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ . SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 1  Năm 1895 Pô Pốp ,nhà bác học người Nga mới phát minh ra bộ thu vô tuyến đầu tiên trên thế giới .  Ngày 7-5-1895 Ông đã đem bộ máy đó ra biểu diễn ở hội nghiên cứu vật lí và hoá học ở Nga.  Năm 1904 Flem Minh ,nhà bác học người Anh phát minh ra đèn điện tử hai cực .  Năm 1913 máy thu đổi tần . Máy tạo sóng cao tần dùng đèn điện tử ra đời .  Năm 1924 phát minh ra đèn bốn cực .  Năm 1931 phát minh ra đèn 5 cực. Sau chiến tranh thế giới thứ hai , dụng cụ bán dẩn phát triển mạnh đã thay thế đèn điện tử …với ưu điểm hiệu suất cao ,khối lượng nhỏ. Những đài phát thanh đầu tiên trên thế giới là đài Matcơva vào năm 1922 .Có công suất là 12kw , đài quốc tế cộng sản năm 1932 có công suất là 40kw ,vào năm 1936 công suất đến 500kw. Ngày nay các đài quốc tế có công suất đến hàng ngàn kw ,nhiều ngành khoa học khác như rada ,tự động hoá , điều khiển từ xa ,luyện thép bằng cao tần .Trong y tế và máy tính… III TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KỈ THUẬT VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ TRÊN THẾ GIỚI SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 2 Kỷ thuật vô tuyến điện tử ở các nước xã hội chủ nghỉa tiên tiến hàng đầu trên thế giới ,luôn hướng về sản xuất và phục vụ đời sống cho nhân dân Ở Liên Sô . Năm 1950 mới có 9,68 triệu loa truyền thanh . Năm 1981 có 75 triệu máy thu thanh ,75 triệu máy thu hình . Ở Pháp có 7 đài phát hình lớn và 8000 đài chuyển tiếp bảo đảm cho gần hết lảnh thổ có thể xem truyền hình được . Nói chuyện điện thoại có thể nhìn thấy người nói chuyện với mình cũng đã được thực hiện . Ngoài ra vô tuyến điện tử cũng được áp dụng vào việc chinh phục vủ trụ, tuy nhiên ở các nước tư bản ,kỉ thuật vô tuyến điện còn hướng vào công nghiệp chiến tranh như ném bôm bằng tia laze , điều khiển máy bay không người láy chụp hình lén … IV TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ Ở VIỆT NAM Trong những năm đầu của lịch sử phát triển ngành vô tuyến điện ở Việt Nam .Thông tin liên lạc còn chưa phổ biến .khi xã hội phát triển thì yêu cầu của thông tin liên lạc cũng bắt đầu tăng . Nặm 1935 một số công ty tư bản đặc đài phát thanh ở Sài Gòn ,Hà Nội và Hải Phòng .Bên cạnh đó thực dân pháp phát triển hệ thống thông tin vô tuyến phục vụ cho hàng hải và hàng không … Ngày 7-9-1945 đài tiếng nói Việt Nam được phát thanh đầu tiên từ thủ đô Hà Nội. Năm 1969 ngành vô tuyến truyền hình ra đời . SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 3 Ngày nay , ở nước ta với sự phát triển của khoa học kỉ thuật thì ngành vô tuyến truyền thông cũng đã và đang phát triển mạnh mẻ,thông tin liên lạc cũng trở nên phổ biến với nhiều hình thức như : phát thanh truyền hình .vv Hiện nay trạm nghiên cứu vũ trụ cũng hoạt động . Đó cũng là những bước tiến của ngành vô tuyến điện tử ờ nước ta . Chương II KHÁI QUÁT VỀ SÓNG ĐIỆN TỪ SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 4 I SỐNG VÔ TUYẾN 1 Định nghĩa: Sóng vô tuyến là một loại sóng điện từ, mà sóng điện từ này được hình thành từ các điện trường ,từ trường cao và thấp ,lan tuyền với vận tốc ánh sáng. Sóng vô tuyến có 3 thành phần quan trọng : - tần số f - biên độ A - pha Tấn số là số lần thay đổi từ trường trong 1 giây của sóng vô tuyến .Khoảng cách giữa các đỉnh điện trường của sóng vô tuyến được gọi là bước sóng .Do tốc độ sóng điện từ bằng tốc độ ánh sáng ,nên phương trình (1) là phương trình liên hệ giữa tần số f và bước sóng (1) 2- Các đặc tín của sóng vô tuyến SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 5 φ λ f c = λ F= 1 2 3 4 5 6 Khoảng cách lan truyền trong 1 giây Điện trường cao Điện trường thấp Hình 2-1 Mối quan hệ giữa độ dài bước sóng và tần số Các đặc tín lan truyền của sóng vô tuyến thay đổi rất lớn tuỳ thuộc vào tần số (hoặc bước sóng) .Sóng vô tuyến có các đặc tính sau đây : Tần số thấp : lan truyền rộng tính chất này tương tự như của âm thanh (hình 2-1) Tần số cao : sóng vô tuyến truyền thẳng, đặc tính tương tự như của ánh sáng bị hấp thụ hoặc phân tán do mưa (hình 2-4) Khi tần số tăng độ rộng băng tần khả dụng có thể tăng lên . Khi dử liệu vào tăng thì độ rộng băng tần cần thiết củng phải tăng . Ví dụ nếu tín hiệu ti vi được phát bằng sóng vô tuyến ở tần số 1MHZ thì sóng trung không đủ rộng .Băng UHF (300Mhz đến 3000Mhz) mới có thể sử dụng được. SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 6 Anten phát Hình 2-3 phương thức truyền sóng vô tuyến ở tần số thấp Khi ở tần số cao ,sóng vô tuyến chỉ có thể lan truyền theo một hướng nhất định vì sự dịch chuyển sóng vô tuyến ở tần số này là truyền thẳng .Có thể sử dụng lập lại dạng sóng vô tuyến có cùng tần số, nếu thay đổi vị trí và hướng của sóng . vì lí do này mà ở tần số cao ,phù hợp cho việc truyền tín hiệu dung lượng lớn và các tần số tương đối cao được sử dụng cho viễn thông .Khi ở tần số thấp sóng vô tuyến có thể lan truyền tới một vị trí bất kì ,nó thít hợp cho việc thông tin ở xa tầm nhìn. Ví dụ ở tần số này được sử dụng thông tin cho các tàu biển .Sóng vô tuyến ở tần số thấp (sóng dài) thông tin cho tàu ngầm vì chúng có thể lan truyền dưới nước ở tần số thấp ,các máy phát và máy thu có thể tạo ra với giá thành thấp vì không cần đến công nghệ cao . Các sóng vô tuyến có tần số khác nhau được sử dụng phù hợp với mục đích để nâng cao hiệu quả sử dụng . II- MÔI TRƯỜNG TRUYỀN SÓNG Sóng vô tuyến chịu ảnh hường bởi các môi trường bên ngoài như:  Sóng phản xạ và khúc xạ khi qua các môi trường điện môi khác nhau .  Sóng nhiểu xạ vì địa hình mặt đất không bằng phẳng.  Sóng truyền trong môi trường ion hoá chất khí ,sẻ làm tán xạ sai phân cực sóng gốc. SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 7 Anten phát Hình 2-4 phương thức truyền sóng vô tuyến ở tần số cao  Các đặc điểm trên làm ảnh hưởng suy hao công suất máy phát ,hạn chế cự li truyền và cự li truyền sóng gây khó khăn cho thu sóng . 1-Môi trường đồng tính tốc độ pha (ms) :độ từ thẳm môi trường [h/m] :hằng số điện môi [F/m] Bước sóng là khoảng cách truyền sóng trong một chu kì Với v: tốc độ pha của sóng gọi là tốc độ sóng . :tấn số sóng [hz]. Trong không gian tự do: Độ dẩn điện Tốc độ sóng Trở kháng đặc tính của không gian tự do là một số: SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 8 µε 1 =v µ ε ][ 2 m f v = Π = µεω λ fΠ= 2 ω mf /10.854.8 2 0 − == εε mh /10.4 7 0 − Π== µµ 0]/[ =ms σ smvv /10.3 1 8 00 0 === εµ Ω=Π=Π== − 8.37610.4120/ 7 0000 v εµη 2-Sóng phẳng trong môi trường điện môi lí tưởng. SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 9 Là sóng có mặt đồng pha là một mặt phẳng vuông góc với phương truyền sóng .Trong môi trường đồng nhất và đẳng hướng thì sóng phẳng có đặc điểm như sau:(môi trường điện lí tưởng).Và cùng vuông góc với phương truyền sóng z. đống pha với và có biên độ các vetơ cường độ điện trường và vecter cường độ từ trường vuông gốc với nhau . Độ không đổi theo phương truyền z: xem hình 2-5 hay Trong đó: H m biên độ . H mf biên độ trong mặt phẳng. Với hệ số suy hao của môi trường . Hệ số pha của sóng . là acgumen của trở kháng sóng phức Z p : Trở kháng sóng có giá trị số thực. SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 10 → E H e h { [ ] { Zj zj eZHmZcEm eHmfHM β β − − = = 0 . . { { )( 0 )( ].[ . zti zti eZHmfZcEm eHmfHm βω βω −− −− = = 0= α εµωβ = ψ 0= ψ zczczp :/ εµ == Z Hình 2-5 Sóng điện từ phẳng trong điện môi lí tường Y λ H X [...]... theo công thức fm tần số tín hiệu điều chế băng góc m1 hệ số điều chế FM Băng thông 3db của mạch cao tần phải lớn hơn băng thông tín theo công thức trên để tín hiệu không bị méo FM dải rộng (NBFM)dùng trong thông tin thoại FM với độ di tần (5-15)khz FM dải rộng có tín chống nhiểu cao dùng trong phát thanh FM stereo ,tiếng tv,viba,truyền hình vệ tinh theo FCC , độ di tần cực đại FM phát thanh và tiếng... đại ,yêu cầu phối hợp trở kháng là chính ,không yêu cầu độ chọn lọc cao ,không cần hiệu suất cao nên chỉ dùng mạch cộng hưởng đơn Đối với tầng ra yêu cầu hiệu suất cao , độ lọc hài cao nên dùng mạch cộng hưởng khuất tạp 4 Một số mạch ghép chính trong máy phát  Ghép biến áp (ghép hổ cảm )  Ghép biến áp từ ngẩu  Mạch ghép có hai mạch cộng hưởng 5-các bước thi t kế mạch ghép biến áp Khi thi t kế ta... một mạch tích phân,rồi vào mạch điều chế pha Thì ở đầu ra ta sẽ nhận được tín hịêu điều chế tần số Ngược lại nếu ta đưa tín hiệu điều chế qua mạch vi phân ,rồi vào mạch điều chế tần số Thì ở đầu ra ta nhận được tín hiệu điều chế pha 2-Phổ của tín hiệu điều tần và điều pha : Phổ tín hiệu FM rất khác biệt so với AM Khi chỉ số điều chế nhỏ (f m0.01j0(m) gọi V là biên độ sống mang FM không điều chế trên tải R ta có công thức sóng mang : Pc(mf=0)=v2/2R Công suất FM khi có điều chế : SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 27 Pfm(mf)=Pc(mf=0)(j20(mf)+2j21(mf)+2j22(mf)+…….2j2n(mf) B FM ≈ 2 FM (1 + m f + m f ) 99% năng lượng cao tần tập trung trong băng thông FM băng thông... 0 t ) xét FM dải hẹp (NBFM:mf0.25) SVTH: Dương Thanh Trung Trang : 24 ω 0 ω 0 Ω) ±n Khi điều chế đơn âm , phổ của tín hiệu điều tần và điều pha chỉ chứa thành phần và nhiều thành... giửa máy phát và máy thu để sóng mang phụ 38KHZ luôn được ổn định lúc đó âm thanh thu sẻ trung thực hơn Ba tín hiệu (L+R) ,( L-R) và tín hiệu sóng báo 19khz sẻ được trộn lại để tạo nên tín hiệu tổng hợp T còn gọi là tín hiệu FMMPX.Tín hiệu này sau đó sẻ được điều chế FM để tạo nên dao động sóng mang chính ,chọn trong dải tần FM 88MHZ đến 108MHZ Nhằm tạo nên tín hiệu cao tần ở ngỏ ra và tín hiệu này... đổi theo tín hiệu tin tức II ĐIỀU CHẾ FM 1-Quan hệ giửa điều tần và điều pha Vì giửa tần số và góc pha của một dao động có quan hệ với nhau ,nên dể dàng chuyển đổi sự biến thi n tần số thành biến thi n về pha và ngược lại ω= dψ dt Điều tần và điều pha là quá trình ghi tin tức vào tải tin ,làm cho tần số hoặc pha tức thời của tải tin biến thi n theo dạng tín hiệu điều chế (tín hiệu âm tần) Tải tin là... ngỏ ra và tín hiệu này sau đó sẻ được khuếch đại công suất cao tần bởi khối KĐCSCT rồi được ghép qua anten để bức xạ ra không gian tự do đến máy thu 3 Yêu cầu chỉ tiêu mạch ghép : Mạch ghép để ghép giửa các tầng và ghép giữa tầng ra của máy phát với anten yêu cầu chung giửa các mạch ghép :  Phối hợp trở kháng : Làm sao cho trở kháng vào của tầng kế tiếp ,phản ảnh về cùng trở kháng ra của bộ cộng hưởng... viba và rada  3-30GHZ: đài phát sóng cm  30-3000GHZ : đài phát sóng mm C Theo phương pháp điều chế :  Máy phát điều biên AM  Máy phát đơn biên SSB  Máy phát điều tần FM và máy phát điều tần âm thanh nổi (FM stereo)  Máy phát PM Ngày nay máy phát số đang được nghiên cứu để ứng dụng vào tất cả các loại máy phát thông tin số ,phát thanh số ,phát thanh hình số D Theo công suất:  Máy phát công suất... Ngược lại trong máy thu tần đầu của bộ khuếch đại âm tần phải cho tín hiệu qua bộ điều chế suy giảm tần số cao (deemphasis) để nhận được tín hiệu trung thực ở loa Một số mạch điều tần trực tiếp như :  Điều tần dùng transistor điện kháng  Điều tần dùng diode tunner  Điều tần dùng varicap III BĂNG THÔNG VÀ CÔNG SUẤT FM Tổng công suất cao tần tín hiệu điều chế gốc không đổi ,bằng công suất sóng mang