NGUYEÃN XUAÂN KHAI D R C A Cd Rd B Q2 Anten Q1 Q3 Vcc Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät - 1998 – MUÏC LUÏC Cr + - CHÖÔNG I: KHAÙI NIEÄM VEÀ KYÕ THUAÄT TRUYEÀN THANH I. Nguoàn tin vaø tín hieäu II. Maùy phaùt 1. Nguoàn soùng cao taàn 2. Khoái caùch ly 3. Khoái khueách ñaïi trung gian 4. Khoái ñieàu bieán 5. Khoái khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn vaø khoái khueách ñaïi aâm taàn III. Maùy thu 1. Maùy thu tröïc tieáp 2. Maùy thu khueách ñaïi tröïc tieáp 3. Maùy thu ñoåi taàn soá IV. Caùc phöông thöùc truyeàn tin 1 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 CHÖÔNG II: SOÙNG MANG TIN – MOÂI TRÖÔØNG VAØ ÑÖÔØNG TRUYEÀN SOÙNG I. Caùc daûi soùng, ñònh danh, ñaëc tính truyeàn vaø qui ñònh söû duïng 1. Daûi töø (3 – 30)KHz 2. Daûi töø (30 – 300)KHz 3. Daûi töø (300 – 3000)KHz 4. Daûi töø (3 – 30)MHz 5. Daûi töø (30 – 300)MHz 6. Daûi töø (300 – 3000)MHz 7. Daûi töø (3 – 30)GHz 8. Daûi töø (30 – 300)GHz 9. Daûi töø (103 – 107)GHz II. Moâi tröôøng truyeàn tin höõu tuyeán 1. Ñoâi daây daãn ñieän xoaén 2. Caùp ñoàng truïc 3. Sôïi quang III. Moâi tröôøng voâ tuyeán 1. Soùng daøi 2. Soùng trung 3. Soùng ngaén 4. Soùng VHF, UHF 5. Soùng UHF, SHF, EHF 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 9 10 10 10 10 10 11 CHÖÔNG III: ÑIEÀU BIEÁN VAØ GIAÛI ÑIEÀU BIEÁN I. Kyõ thuaät ñieàu bieán 1. Ñònh nghóa 2. Phoå taàn vaø beà roäng daûi taàn 3. Söï phaân boá coâng suaát trong soùng ñaõ ñieàu bieán 4. Tröôøng hôïp tín hieäu ñieàu bieán laø tín hieäu phöùc taïp 5. Caùc kyõ thuaät truyeàn soùng ñieàu bieán II. Maïch ñieàu bieán bieân ñoä 1. Maïch ñieàu bieán möùc thaáp 13 13 14 15 15 16 18 18 2. Maïch ñieàu bieán möùc cao 3. Vi maïch ñieàu bieán 4. Maïch ñieàu bieán duøng ñeøn ñieän töû III. Maïch giaûi ñieàu bieán IV. Kyõ thuaät ñieàu bieán goùc 1. Ñònh nghóa 2. Quan heä giöõa kyõ thuaät ñieàu bieán taàn soá vôùi ñieàu bieán pha 3. Daûi thoâng cuûa maïch khueách ñaïi soùng ñieàu bieán goùc 4. Coâng suaát trung bình soùng ñieàu bieán goùc 5. AÛnh höôûng cuûa taïp aâm ñoái vôùi soùng ñieàu bieán goùc 6. Maïch taêng tröôùc vaø giaûm sau 7. Maïch ñieàu bieán goùc 8. Maïch giaûi ñieàu bieán goùc V. Caùc kyõ thuaät ñieàu bieán khaùc VI. Maïch ñieàu bieán ñoái xöùng 21 21 22 22 24 24 25 28 29 29 30 31 34 38 39 CHÖÔNG IV: MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI TAÀN SOÁ CAO I. Maïch khueách ñaïi ñieàu hôïp ñôn II. Maïch khueách ñaïi ñieàu hôïp ñôn duøng transistor III. Maïch khueách ñaïi ñieàu hôïp ñôn gheùp nhieàu taàng 1. Gheùp ñoàng boä 2. Gheùp leäch taàn soá IV. Maïch khueách ñaïi ñieàu hôïp keùp V. Maïch khueách ñaïi duøng boä loïc tinh theå hoaëc cô khí 1. Tinh theå thaïch anh 2. Boä loïc söù 3. Boä cô khí 4. Boä loïc soùng beà maët VI. Maïch khueách ñaïi trung taàn maùy thu VII. Maïch khueách ñaïi cao taàn maùy thu VIII. Maïch khueách ñaïi cao taàn daûi roäng IX. Maïch khueách ñaïi coâng suaát cao taàn 41 45 45 45 46 48 49 49 51 52 52 52 53 54 56 CHÖÔNG V: MAÏCH KHUEÁCH ÑAÏI AÂM TAÀN I. Ñaùp öùng taàn soá cuûa maïch khueách ñaïi ôû taàn soá phía cao daûi aâm taàn II. Ñaùp öùng taàn soá cuûa maïch khueách ñaïi ôû taàn soá phía daûi aâm taàn 1. Taùc duïng cuûa tuï ñieän daãn tín hieäu 2. Taùc duïng cuûa tuï ñieän phaân doøng III. Ñaùp öùng taàn soá cuûa nhieàu taàng khueách ñaïi gheùp lieân tieáp nhau IV. Taùc duïng cuûa maïch hoài tieáp aâm ñoái vôùi daûi taàn laøm vieäc cuûa maïch khueách ñaïi 1. Nhaéc laïi ñònh nghóa maïch hoài tieáp 2. Taùc duïng cuûa maïch hoài tieáp vôùi ñoä lôïi vaø daûi thoâng cuûa maïch khueách ñaïi 3. Tình traïng maát oån ñònh cuûa maïch khueách ñaïi coù hoài tieáp aâm V. Maïch khueách ñaïi coâng suaát 1. Caùc toâpoâ maïch 2. Caùc caáu hình maïch khueách ñaïi coâng suaát thöôøng gaëp 59 61 61 62 65 66 66 67 69 70 70 73 CHÖÔNG VI: MAÏCH DAO ÑOÄNG, PHAÙT TÍN HIEÄU VAØ TOÅNG HÔÏP TAÀN SOÁ I. Maïch dao ñoäng 75 1. Nhaéc laïi nguyeân lyù maïch dao ñoäng 75 2. Maïch dao ñoäng caàu Wien 76 3. Maïch dao ñoäng leäch pha 77 4. Maïch dao ñoäng ba ñieåm 78 5. Caùc maïch dao ñoäng gheùp hoã caûm 81 6. Maïch dao ñoäng thaïch anh 82 II. Vi maïch dao ñoäng qui moâ lôùn phaùt daïng soùng chuaån 85 III. Maïch toång hôïp taàn soá 87 1. Maïch toång hôïp taàn soá nhieàu tinh theå thaïch anh 88 2. Maïch toång hôïp taàn soá moät tinh theå thaïch anh 89 3. Maïch toång hôïp taàn soá giaùn tieáp 89 CHÖÔNG VII: MAÏCH ÑOÅI TAÀN I. Ñònh nghóa vaø muïc ñích 93 II. Nguyeân lyù vaø sô ñoà khoái maïch ñoåi taàn 93 III. Moät soá maïch ñoåi taàn duøng maïch dao ñoäng duøng trong maùy thu thanh 94 1. Maïch ñoåi taàn duøng moät transistor 94 2. Maïch ñoåi taàn duøng maïch dao ñoäng rieâng 95 IV. Caùc bieän phaùp giaûi quyeát vaán ñeà ñoàng chænh 95 V. Maïch ñoåi taàn duøng maïch toång hôïp taàn soá 96 VI. Soùng aûnh ôû maùy thu ñoåi taàn 97 CHÖÔNG VIII: MAÙY PHAÙT, THU VOÂ TUYEÁN TRUYEÀN THANH I. Caáu hình maùy phaùt voâ tuyeán truyeàn thanh soùng ñieàu bieân 99 II. Maùy phaùt ñieàu taàn 99 1. Maùy phaùt ñieàu taàn tröïc tieáp 100 2. Maùy phaùt ñieàu taàn giaùn tieáp 100 3. Maùy phaùt tröïc tieáp duøng voøng khoùa pha 101 III. Maùy thu soùng ñieàu bieân 101 IV. Maùy thu soùng ñieàu taàn 102 V. Maïch töï ñoäng ñieàu chænh ñoä lôïi maùy thu thanh ñieàu bieân 102 VI. Maïch töï ñoäng ñieàu chænh taàn soá maùy thu thanh ñieàu taàn 104 CHÖÔNG IX: KYÕ THUAÄT TRUYEÀN MOÄT DAÛI BIEÂN VAØ HAI DAÛI BIEÂN ÑOÄC LAÄP I. Maùy phaùt moät daûi bieân 105 II. Maùy phaùt hai daûi bieân ñoäc laäp 106 III. Maùy thu soùng ñôn bieân vaø song bieân ñoäc laäp 107 CHÖÔNG X: KYÕ THUAÄT TRUYEÀN AÂM THANH LAÄP THEÅ BAÈNG SOÙNG ÑIEÀU TAÀN I. Caáu hình maùy phaùt 109 II. Maùy thu thanh laäp theå 110 CHÖÔNG XI: KYÕ THUAÄT GHEÙP KEÂNH I. Kyõ thuaät gheùp phaân chia daûi taàn 113 II. Kyõ thuaät gheùp keânh phaân chia thôøi gian 115 1. Kyõ thuaät gheùp keânh phaân chia thôøi gian ñoàng boä 115 2. Kyõ thuaät gheùp keânh phaân chia thôøi gian khoâng ñoàng boä 116 CHÖÔNG I KHAÙI NIEÄM VEÀ KYÕ THUAÄT TRUYEÀN THANH Baøi naøy giôùi thieäu sô löôïc toaøn boä moät heä thoáng truyeàn thanh cô baûn. Qua ñoù, sinh vieân laøm quen ñöôïc töøng böôùc caùc quaù trình xöû lyù tín hieäu aâm thanh noùi rieâng vaø tin töùc hay döõ lieäu noùi chung töø nguoàn ñeán ñoái töôïng nhaän. Töø ñoù coù moät soá voán thuaät ngöõ ñeå hieåu ñöôïc deã daøng hôn nhöõng vaán ñeà phöùc taïp hôn ôû baøi sau. Veà baûn chaát, kyõ thuaät truyeàn thanh hay kyõ thuaät truyeàn tin hay döõ lieäu, noùi toång quaùt hôn laø kyõ thuaät xöû lyù aâm thanh, tin hay döõ lieäu tröôùc khi phaùt, kyõ thuaät phaùt vaø kyõ thuaät thu vaø xöû lyù sau khi thu baèng caùc thieát bò coù maïch ñieän töû. Sau ñaây laø sô ñoà khoái moät heä thoáng truyeàn tin töø nguoàn ñeán ñoái töôïng nhaän. Anten phaùt Khoâng gian Anten thu Daây daãn Sôïi quang Nguoàn tin Maùy phaùt Moâi tröôøng truyeàn Maùy thu Ñoái töôïng nhaän tin H. I-1 Heä thoáng seõ ñöôïc trình baøy sô löôïc töø nguoàn tin ñeán ñoái töôïng nhaän tin. I. Nguoàn tin vaø tín hieäu: Nguoàn tin töùc hay nguoàn thoâng tin, döõ lieäu noùi chung vaø aâm thanh noùi rieâng, cho moân hoïc naøy, caàn ñöôïc ñöa vaøo boä phaän chuyeån ñoåi ra tín hieäu ñöôïc goïi laø tín hieäu goác hay tín hieäu neàn, tröôøng hôïp aâm thanh thì boä phaän chuyeån ñoåi laø micro keøm theo phaàn khueách ñaïi cho ra tín hieäu aâm taàn. Tín hieäu laø hieän töôïng thay ñoåi vaät lyù mang noäi dung tin töùc. Neáu hieän töôïng thay ñoåi vaät lyù mang tin dieãn bieán lieân tuïc theo thôøi gian thì tín hieäu ñöôïc goïi laø tín hieäu töông töï. Tín hieäu aâm taàn laø ñieän aùp hay doøng ñieän bieán thieân lieân tuïc theo thôøi gian. Neáu hieän töôïng bieåu hieän khoâng lieân tuïc nhö tín hieäu Morse thì ñoù laø tín hieäu rôøi raïc chæ coù khaû naêng mang ñöôïc moät taäp noäi dung coù haïn ñònh nhö caùc kyù töï töø A, B ... ñeán Z, caùc soá töø 0 ñeán 9, caùc daáu chaám, daáu phaåy ... Muoán mang ñöôïc moät soá noäi dung haïn ñònh, tín hieäu rôøi raïc phaûi ñöôïc laäp ra theo qui öôùc maø ngöôøi hay tín hieäu phaùt laãn thu ñeàu bieát, ñoù laø maõ thoâng tin nhö maõ Morse, Baudot, ASCII ... Nhö vaäy, tín hieäu phaùt phaûi qua quaù trình maõ hoùa tröôùc khi phaùt vaø khi thu ñöôïc phaûi qua quaù trình giaûi maõ. Löu yù raèng quaù trình maõ hoùa vaø giaûi maõ xöa kia do ngöôøi phaùt vaø ngöôøi nhaän tin phuï traùch, giôø ñaây do maïch maõ hoùa ôû maùy phaùt vaø maïch giaûi maõ ôû maùy thu laøm vieäc. Sau ñaây laø caùc tín hieäu aâm taàn gaëp trong kyõ thuaät truyeàn thanh: - Tín hieäu ñieän thoaïi hay tín hieäu tieáng noùi trong daûi taàn töø (300 ÷ 3400)Hz. - Tín hieäu aâm taàn töø daûi voâ tuyeán phaùt thanh quaûng baù hay töø maùy thu voâ tuyeán ñieàu bieân (AM) trong daûi taàn töø (100 ÷ 5000)Hz. - Tín hieäu aâm taàn töø ñaøi phaùt thanh voâ tuyeán quaûng baù hay töø maùy thu voâ tuyeán ñieàu taàn (FM) trong daûi taàn töø (50 ÷ 15000)Hz. - Tín hieäu aâm taàn töø maùy haùt ñóa Compact trong daûi taàn töø (50 ÷ 20000)Hz. II. Maùy phaùt: Caáu taïo cuûa maùy phaùt phuï thuoäc vaøo ñaëc tính truyeàn daãn cuûa moâi tröôøng vaø baûn chaát cuûa tín hieäu. Tröôùc khi thieát keá maùy phaùt, ta phaûi bieát baûn chaát cuûa tín hieäu goác laø gì, tín hieäu naøy coù truyeàn qua moâi tröôøng ñöôïc khoâng. Laáy moät thí duï, neáu tín hieäu goác laø tín hieäu aâm taàn töø moät maùy taêng aâm 100W coù toång trôû ra loa laø 8Ω, moâi tröôøng truyeàn laø moät ñoâi daây daãn ñöôøng kính khaù lôùn. Nhö vaäy, sau khi bieát ñöôïc baûn chaát cuûa tín hieäu laø tín hieäu aâm taàn coâng suaát 100W phaùt töø maùy taêng aâm coù toång trôû ra laø 8 Ω, moâi tröôøng truyeàn laïi laø moät ñoâi daây daãn ñieän coù toång trôû raát thaáp. Nhö vaäy, haún caùc ñoäc giaû cho duø chöa ñöôïc hoïc qua kyõ thuaät truyeàn thanh naøy cuõng bieát vaø ñoàng tình quyeát ñònh laø duøng maùy taêng aâm laøm maùy phaùt. Tuy nhieân, neáu moâi tröôøng truyeàn laø khoâng gian thì moïi ñoäc giaû ñeàu bieát raèng maùy taêng aâm 100W naøy khoâng theå duøng laøm maùy phaùt vì khoâng gian khoâng truyeàn ñöôïc tín hieäu aâm taàn maø chæ truyeàn soùng cao taàn. Neáu moâi tröôøng truyeàn laø moät sôïi quang thì sôïi cuõng khoâng truyeàn ñöôïc doøng ñieän aâm taàn maø chæ truyeàn ñöôïc aùnh saùng. Nhö vaäy, caáu taïo maùy phaùt voâ tuyeán truyeàn thanh phaûi theo sô ñoà khoái sau: Nguoàn soùng cao taàn AÂm thanh Micro Khoái caùch ly Khueách ñaïi trung gian Khueách ñaïi aâm taàn Khoái ñieàub ieán Maïch dung hôïp Anten Khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn Anten phaùt soùng H.I-2 1. Nguoàn soùng cao taàn: Moâi tröôøng truyeàn thanh laø khoâng gian truyeàn ñöôïc soùng ñieän töø laø soùng cao taàn. Maùy phaùt phaûi coù nguoàn soùng cao taàn coù taàn soá khoâng ñöôïc thay ñoåi 20Hz hay cao hôn hay thaáp hôn taàn soá phaùt soùng cho pheùp. Do vaäy, nguoàn soùng cao taàn laø moät maïch dao ñoäng thaïch anh ñöôïc caùch ly vôùi phaàn coøn laïi cuûa maùy phaùt veà töø tröôøng, ñieän tröôøng vaø nhieät ñoä, laøm vieäcôû nhieät ñoä oån ñònh töø (40 ÷ 50)oC goïi laø maïch dao ñoäng chuû. Ngaøy nay maïch dao ñoäng chuû ñöôïc thay baèng maïch toång hôïp taàn soá coù öu ñieåm laø taàn soá oån ñònh maø laïi coù theå thay ñoåi taàn soá phaùt trong daûi phaùt soùng qui ñònh vôùi taàn soá ñöôïc cho pheùp. 2. Khoái caùch ly: Khoái naøy coù chöùc naêng caùch ly nguoàn soùng cao taàn vôùi phaàn coøn laïi cuûa may phaùt veà aûnh höôûng cuûa phuï taûi laø khoái khueách ñaïi trung gian laøm cho taàn soá cuûa nguoàn maát oån ñònh. Ñeå khaû naêng caùch ly ñöôïc toát hôn, khoái naøy thöôøng nhaân ñoâi hay nhaân ba taàn soá nguoàn soùng, do vaäy cuõng ñöôïc goïi laø khoái nhaân taàn soá. 3. Khoái khueách ñaïi trung gian: Laø khoái coù chöùc naêng cuûa khoái tieàn khueách ñaïi, taêng bieân ñoä soùng cao taàn ôû möùc ñuû keùo phaàn khueách ñaïi coâng suaát cao taàn ôû khoái ñieàu bieán. 4. Khoái ñieàu bieán: Thí duï neâu ra ôû ñaây laø maùy phaùt ñieàu bieán coù maïch ñieàu bieán ôû möùc bieân ñoä soùng cao neân khoái ñieàu bieán laø khoái sau cuøng trong maùy phaùt. Khoái naøy coù chöùc naêng taïo ra moät soùng cao taàn coù mang noäi dung tin töùc, vôùi loaïi soùng naøy ta môùi truyeàn ñöôïc tin töùc qua moâi tröôøng khoâng gian baèng soùng ñieän töø. 5. Khoái khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn vaø khoái khueách ñaïi aâm taàn : Caû hai khoái ñeàu khueách ñaïi tín hieäu aâm taàn. Khoái khueách ñaïi tín hieäu aâm taàn cho coù ñuû bieân ñoä keùo khoái khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn vì khoái ñieàu bieán möùc cao caàn tín hieäu aâm taàn coâng suaát lôùn. Nhö vaäy qua sô ñoà khoái maùy phaùt, chuùng ta ñaõ bieát phaûi nghieân cöùu caùc noäi dung gì khi tieáp caän kyõ thuaät phaùt thanh. III. Maùy thu: Do tín hieäu aâm taàn ñaõ ñöôïc xöû lyù qua maïch ñieàu bieán ñeå coù soùng cao taàn mang tin truyeàn qua khoâng gian neân soùng mang tin phaûi ñöôïc xöû lyù ôû maùy thu baèng nhieàu phöông phaùp. Sau ñaây laø sô ñoà khoái caùc loaïi maùy thu töø maùy thu cuõ ñeán maùy hieän ñaïi. 1. Maùy thu tröïc tieáp: Ñaây laø loaïi maùy phaåm chaát keùm nhaát. Anten thu soùng Maïch thu soùng Maïch giaûi ñieàu bieán OÁng nghe H. I-3 Anten thu nhieàu soùng, maïch thu soùng coøn ñöôïc goïi laø maïch ñieàu hôïp, thöïc chaát laø maïch coäng höôûng ôû taàn soá soùng caàn thu. Soùng ñöôïc ñöa vaøo maïch giaûi ñieàu bieán ñeå taùch tín hieäu goác laø tín hieäu aâm taàn ra khoûi soùng cao taàn mang tin. Tín hieäu aâm taàn ñöôïc ñöa vaøo oáng nghe coù coâng suaát raát thaáp, chæ caàn tín hieäu coâng suaát vaøi miliwatt laø coù theå nghe ñöôïc. Loaïi maùy naøy tröôùc laø maùy cuûa ngöôøi coù thu nhaäp thaáp muoán nghe ñaøi voâ tuyeán truyeàn thanh, ngaøy nay laø loaïi maùy maø hoïc sinh phoå thoâng laøm baøi thöïc taäp sô ñaúng veà maùy thu hoaëc laø ñoà chôi cuûa thieáu nhi. 2. Maùy thu khueách ñaïi tröïc tieáp: Sô ñoà maùy thu nhö sau: Anten thu soùng Maïch thu soùng Maïch khueách ñaïi cao taàn Maïch giaûi ñieàu bieán Maïch khueách ñaïi aâm taàn Loa H. I-4 Nguyeân lyù maïch thu soùng ñaõ noùi ôû phaàn treân. Maïch khueách ñaïi cao taàn khueách ñaïi töùc laø taêng bieân ñoä soùng cao taàn tröôùc khi ñöa vaøo maïch giaûi ñieàu bieán ñaõ noùi ôû phaàn treân. Maïch khueách ñaïi aâm taàn laø maïch taêng aâm ñeå coù ñuû coâng suaát ñöa vaøo loa. Maùy thu khueách ñaïi tröïc tieáp ñöôïc söû duïng phoå bieán vaøo khoaûng tröôùc naêm 1910, coù phaåm chaát ñaït yeâu caàu ñeå thu caùc ñaøi phaùt thanh ñòa phöông phaùt soùng daøi (chaâu AÂu) vaø soùng trung (chaâu Myõ, AÙ), khoâng ñaït yeâu caàu ôû soùng ngaén phaùt töø caùc ñaøi ôû xa. Maïch Maïch Maïch dao khueách ñaïi 3.Anten Maùy thu ñoåthu i taàn soá: g vaãn coønñoä ngc söû duïng phoå bieán. Sô ñoà khoá aâm itaàcuû n a maùy nhö sau: Laø loaïi hieäsoù n nnay ñöôï thu Loa soùng Maïch khueách ñaïi cao taàn Maïch troän soùng Maïch khueách ñaïi trung taàn Maïch giaûi ñieàu bieán H. I-5 Maïch thu soùng, maïch khueách ñaïi trung taàn ñaõ ñöôïc giôùi thieäu ôû phaàn treân. Maïch dao ñoäng taïo ra soùng cao taàn troän vôùi soùng cao taàn coù mang tin töø maïch khueách ñaïi cao taàn taïi maïch troän soùng phi tuyeán ñeå coù soùng taàn soá trung gian thaáp hôn vaø mang cuøng noäi dung tin. Soùng taàn soá trung gian laïi ñöôïc khueách ñaïi ôû maïch khueách ñaïi trung taàn roài ñöa ñeán maïch giaûi ñieàu bieán thu hoài tín hieäu goác. Tín hieäu goác ñöôïc khueách ñaïi ôû maïch khueách ñaïi aâm taàn ñeå coù ñuû coâng suaát cho loa. Maùy thu loaïi naøy coù phaåm chaát ñoàng ñeàu vaø ñaït yeâu caàu ñoái vôùi moïi daûi soùng töø ñaøi gaàn laãn ñaøi ôû xa. Sau khi ñöôïc giôùi thieäu qua maùy thu, ñoäc giaû ñaõ bieát ñöôïc caùc noäi dung caàn tham khaûo khi tieáp caän kyõ thuaät thu thanh qua soùng cao taàn. Phaàn soùng mang tin vaø moâi tröôøng truyeàn seõ ñöôïc giôùi thieäu ôû baøi sau. IV. Caùc phöông thöùc truyeàn tin: Moät heä thoáng truyeàn tin coù theå ñöôïc thieát keá ñeå truyeàn moät chieàu töø nguoàn tin ñeán ñoái töôïng nhaän theo phöông thöùc goïi laø truyeàn moät chieàu hay truyeàn ñôn coâng. Heä thoáng cuõng ñöôïc thieát keá ñeå truyeàn hai chieàu, truyeàn töø ngöôøi phaùt ñeán ngöôøi nhaän ñoàng thôøi ngöôøi nhaän laïi truyeàn ñöôïc cho ngöôøi phaùt nhö noùi chuyeän tröïc tieáp vôùi nhau, ñoù laø phöông thöùc truyeàn song coâng hay truyeàn ñoàng thôøi hai chieàu. Heä thoáng cuõng ñöôïc thieát keá ñeå ngöôøi phaùt truyeàn cho ngöôøi nhaän roài sau ñoù ngöôøi nhaän môùi truyeàn laïi cho ngöôøi phaùt, hai ngöôøi khoâng truyeàn cho nhau ñoàng thôøi maø phaûi truyeàn luaân phieân nhau, ñoù laø phöông thöùc truyeàn baùn song coâng hay truyeàn hai chieàu luaân phieân. Cuõng coù heä thoáng nhieàu ngöôøi coù theå ñoàng thôøi trao ñoåi tin töùc cho nhau, ñoù laø phöông thöùc truyeàn ña coâng, ña chieàu hay hoäi nghò. Ñaøi phaùt voâ tuyeán truyeàn thanh truyeàn moät chieàu, hai ngöôøi noùi chuyeän vôùi nhau qua maùy ñieän thoaïi truyeàn hai chieàu, hai maùy boä ñaøm voâ tuyeán chæ lieân laïc ñöôïc luaân phieân nhau. CHÖÔNG II SOÙNG MANG TIN - MOÂI TRÖÔØNG VAØ ÑÖÔØNG TRUYEÀN SOÙNG Phoå taàn soùng mang truyeàn ñöôc qua khoâng gian raát roäng, ñieàu kieän truyeàn soùng phuï thuoäc raát nhieàu vaøo taàn soá. Veà lyù thuyeát, moïi taàn soá soùng ñeàu coù theå laø soùng mang tin. Neáu coù theå cheá taïo ñöôïc anten phaùt xaï soùng ñieän töø coù chieàu daøi phuø hôïp ñeå taïo ñöôïc soùng ñöùng. Vaäy taàn soá soùng thaáp nhaát laø taàn soá chuùng ta coù khaû naêng thöïc hieän ñöôïc moät anten daøi nhaát öùng vôùi böôùc soùng. Taàn soá cao nhaát khoâng phuï thuoäc vaøo khaû naêng cheá taïo anten ngaén nhaát nhöng laïi phuï thuoäc vaøo coâng ngheä vaø kyõ thuaät cao taàn. Phoå soùng ñieän töø tuy raát roäng nhöng phoå soùng truyeàn tin chæ ôû trong khoaûng 3KHz ÷ 40GHz. Ñeå söû duïng ñöôïc phoå soùng coù hieäu quaû nhaát vaø cuõng vì lyù do chính trò, an ninh, vôùi moãi nöôùc caàn phaûi coù cô quan chuyeân traùch vieäc quaûn lyù vieäc söû duïng phoå soùng. Veà toå chöùc quoác teá coù hai uûy hoäi laø CCITT (Consultative Committee in International Telegraphy and Telephony) coù traùch nhieäm tö vaán veà ñieän tín vaø ñieän thoaïi, uûy hoäi thöù hai laø CCIR (Consultative Committee in International Radio Communication) coù traùch nhieäm tö vaán veà voâ tuyeán vieãn thoâng quoác teá, hai cô quan naøy laøm vieäc döôùi söï baûo trôï cuûa Hoäi ñoàng Kinh teá vaø Xaõ hoäi Lieân Hieäp Quoác. Moãi nöôùc coù chuû quyeàn cuõng ñeàu coù moät cô quan quaûn lyù vieäc söû duïng soùng nhö cô quan FCC (Federal Communication Commission), caùc uûy hoäi quoác teá naøy ñaõ phaân caùc daûi taàn, chæ ñònh teân goïi vaø tuøy thuoäc ñaëc tính truyeàn, qui ñònh söû duïng töøng daûi ñeå thieát laäp traät töï söû duïng vaø phaùt soùng cho coäng ñoàng theá giôùi. Caùc quoác gia cuõng coù uûy hoäi phaân boá daûi taàn, chæ ñònh teân goïi vaø qui ñònh coâng duïng söû duïng rieâng cho mình nhöõng ñieàu qui ñònh quoác teá khoâng noùi ñeán. Sau ñaây laø caùc daûi soùng ñaõ ñöôïc phaân chia, ñònh danh theo tieáng Anh phieân dòch qua tieáng Vieät, ñaëc tính truyeàn vaø coâng duïng theo qui ñònh cuûa caùc uûy hoäi tö vaán quoác teá vöøa noùi treân. I. Caùc daûi soùng, ñònh danh, ñaëc tính truyeàn vaø qui ñònh söû duïng: 1. Daûi töø (3 ÷ 30)KHz: - Ñònh danh: Very Low Frequency (VLF) - Taàn soá raát thaáp. - Ñaëc tính truyeàn: Truyeàn soùng ñaát töùc laø soùng truyeàn theo ñöôøng gaàn maët ñaát, soùng ít bò suy giaûm vaøo ban ngaøy cuõng nhö ban ñeâm, bò can nhieàu khí quyeån (H. II-1). - ÖÙng duïng: Thoâng tin haøng haûi, thoâng tin giöõa caùc tieàm thuûy ñónh vaø giöõa tieàm thuûy ñónh vôùi caên cöù. Ñöôøng truyeàn soùng ñaát Anten phaùt Quaû ñaát H. II-1 Anten thu 2. Daûi töø (30 ÷ 300)KHz: - Ñònh danh: Low Frequency (LF); Long Wave (LW) - Taàn soá thaáp, soùng daøi. - Ñaëc tính truyeàn: nhö daûi treân nhöng ñoä tin caäy cao hôn, bò suy giaûm vaøo ban ngaøy nhieàu hôn ban ñeâm. - Coâng duïng: Thoâng tin haøng haûi vaø ñaïo haøng (ñi bieån), pha voâ tuyeán (ñaøi ñònh vò voâ tuyeán). 3. Daûi töø (300 ÷ 3000)KHz: - Ñònh danh: Medium Frequency (MF), Medium Wave (MW) - Taàn soá trung bình, soùng trung. - Ñaëc tính truyeàn: truyeàn soùng ñaát vaø soùng trôøi, truyeàn ban ngaøy bò suy giaûm nhieàu, truyeàn ban ñeâm ít bò suy giaûm, coù can nhieãu khí quyeån. - Coâng duïng: Thoâng tin haøng haûi, voâ tuyeán taàm phöông, phaùt tin khaån caáp, phaùt thanh voâ tuyeán ñieàu bieân (AM : Amplitude Modulation, BC : Broad Cast Band). 4. Daûi töø (3 ÷ 30)MHz: - Ñònh danh: High Frequency (HF), Short Wave (SW) - Taàn soá cao, soùng ngaén. - Ñaëc tính truyeàn: Coù hieän töôïng khuùc xaï vaø phaûn xaï ôû taàng ñieän ly cuûa khí quyeån, hieän töôïng thay ñoåi nhieàu hay ít theo giôø trong ngaøy, theo muøa trong naêm, theo taàn soá trong daûi. Do vaäy soùng ñöôïc truyeàn khaép theá giôùi, neáu coâng suaát phaùt lôùn thì coù theå truyeàn nhieàu voøng quanh ñòa caàu taïo ra hieäu öùng laëp laïi tín hieäu nhieàu laàn (H. II-2) goïi laø hieäu öùng "voøng quanh theá giôùi" nhö : "Ñaây ñaây ñaây laø laø laø ñaøi ñaøi ñaøi ..." ñöôïc goïi laø soùng trôøi. - Coâng duïng: Voâ tuyeán truyeàn thanh nghieäp dö, voâ tuyeán truyeàn thanh quoác teá, thoâng tin quaân söï, ñieän thoaïi, ñieän tín, fax ... Taàng ñieän ly Anten phaùt Quaû ñaát Anten thu H. II-2 5. Daûi töø (30 ÷ 300)MHz: - Ñònh danh: Very High Frequency (VHF) - Taàn soá raát cao. - Ñaëc tính truyeàn: Soùng truyeàn gaàn nhö theo ñöôøng nhìn thaáy, coù hieän töôïng taùn xaïsoùng do coù söï thay ñoåi chieát suaát baát thöôøng ôû caùc vò trí khaùc nhau trong lôùp khí quyeån caùch maët ñaát khoaûng 100Km neân coù raát ít hieän töôïng khuùc xaï trong taàng ñieän ly, do vaäy soùng truyeàn qua taàng ñieän ly vaøo khoâng gian. Ñaëc tính truyeàn cuûa soùng baát lôïi cho vieäc truyeàn soùng giöõa ñaøi phaùt vôùi ñaøi thu maët ñaát ôû cöï ly xa nhöng laïi coù theå truyeàn qua veä tinh tieáp soùng. Coù can nhieãu vuõ truï. - Coâng duïng: Voâ tuyeán truyeàn hình VHF, voâ tuyeán truyeàn thanh ñieàu taàn FM (Frequency Modulation), lieân laïc voâ tuyeán VHF hai chieàu, lieân laïc VHF ñieàu bieân vôùi taøu bay, thieát bò ñaïo haøng haøng khoâng. 6. Daûi töø (300 ÷ 3000)MHz: - Ñònh danh chung: Ultra High Frequency (UHF) - Taàn soá cöïc cao. - Ñònh danh rieâng cho moãi phaân daûi: + Daûi L: 2GHz + Daûi S: 4GHz - Ñaëc tính truyeàn: cuõng truyeàn theo ñöôøng nhìn thaáy nhö daûi VHF, coù can nhieãu vuõ truï. - Coâng duïng: Voâ tuyeán truyeàn hình UHF, thieát bò ñaïo haøng, radar, ñöôøng lieân laïc viba. 7. Daûi töø (3 ÷ 30)GHz: - Ñònh danh chung: Super High Frequency (SHF) - Taàn soá sieâu cao. - Ñònh danh rieâng cho töøng phaân daûi: + Daûi S: (2 ÷ 4)GHz. + Daûi K: (18 ÷ 27)GHz. + Daûi C: (4 ÷ 8)GHz. + Daûi Kd: (27 ÷ 40)GHz. + Daûi X: (8 ÷ 12)GHz. + Daûi R: (26.5 ÷ 40)GHz. + Daûi Ku: (12 ÷ 18)GHz. - Ñaëc tính truyeàn: Truyeàn theo ñöôøng nhìn thaáy, neáu taàn soá cao hôn 10GHz seõ coù hieän töôïng suy giaûm khi truyeàn qua ñaùm möa, neáu taàn soá cao hôn 22.2GHz seõ coù hieän töôïng suy giaûm do Oxy vaø hôi nöôùc ôû khí quyeån quaû ñaát. - Coâng duïng: Thoâng tin qua veä tinh, radar. 8. Daûi töø (30 ÷ 300)GHz: - Ñònh danh chung: Extremely High Frequency (EHF) - Taàn soá sieâu cöïc cao - Ñònh danh rieâng cho moãi phaân daûi: + Daûi Kd: (27 ÷ 40)GHz. + Daûi V: (40 ÷ 75)GHz. + Daûi R: (26.5 ÷ 40)GHz. + Daûi W: (75 ÷ 110)GHz. + Daûi Q: (33 ÷ 50)GHz. + Daûi milimet: (110 ÷ 300)GHz. - Ñaëc tính truyeàn: nhö daûi treân, bò suy giaûm do hôi nöôùc ôû 183GHz, do Oxy ôû 60GHz vaø 119GHz. - Coâng duïng: Radar, lieân laïc qua veä tinh, thí nghieäm. 9. Daûi töø (103 ÷ 107)GHz: - Ñònh danh: daûi tia hoàng ngoaïi, aùnh saùng nhìn ñöôïc vaø tia töû ngoaïi. - Ñaëc tính truyeàn: truyeàn theo ñöôøng nhìn thaáy (H. II-3). - Coâng duïng: Thoâng tin quang. Ñöôøng truyeàn soùng dp dt hp R ht Quaû ñaát H. II-3 hp, ht: chieàu cao cuûa Anten phaùt vaø thu soùng truyeàn theo ñöôøng nhìn thaáy. II. Moâi tröôøng truyeàn tin höõu tuyeán: Tín hieäu hay soùng mang tin coù theå truyeàn qua daây daãn ñieän, soùng coù taàn soá trong daûi hoàng ngoaïi, aùnh saùng nhìn thaáy hay tia töû ngoaïi coù theå truyeàn vaø phaûn xaï trong moâi tröôøng trong suoát coù höôùng daãn. Do vaäy, moät soá moâi tröôøng höõu tuyeán caàn ñöôïc giôùi thieäu. 1. Ñoâi daây daãn ñieän xoaén: Laø loaïi daây daãn laøm daây ñieän thoaïi daãn vaøo caùc hoä thueâ bao ñieän thoaïi moïi ngöôøi ñeàu raát quen thuoäc. Tuy vaäy, loaïi daây daãn naøy coøn coù coâng duïng khaùc, laø loaïi daây coù töøng ñoâi daây, coù voû caùch ñieän ñöôïc xoaén laïi vôùi nhau, moãi daây coù daây daãn ñieän nhieàu sôïi daây ñoàng nhoû xe laïi vôùi nhau, nhieàu ñoâi ñöôïc boù laïi thaønh caùp (H. II-4). Ñaëc tính truyeàn vaø coâng duïng: Truyeàn ñöôïc tín hieäu töông töï coù taàn soá ñieän 250KHz vôùi cöï ly töø (5 ÷ 6)Km, neáu xa hôn phaûi coù maïch khueách ñaïi taêng tín hieäu. Duøng caùp nhieàu ñoâi seõ coù hieän töôïng xuyeân aâm neáu thieáu voû boïc giaùp cho moãi ñoâi. Ñöôïc duøng laøm ñöôøng daây ñieän thoaïi thueâ bao, daây ñieän thoaïi noái ñeán toång ñaøi chuyeån maïch noäi boä, daây lieân laïc giöõa caùc cô sôû trong cuøng moät cô quan, coù theå truyeàn tín hieäu soá vôùi toác ñoä toái ña 100Kb/s vôùi boä laëp caùch nhau töø (2 ÷ 3)Km. H. II-4 2. Caùp ñoàng truïc: Laø loaïi daây caùp coù ñöôøng daây daãn ñieän ôû giöõa vaø ngoaøi voû ñoàng truïc nhau nhö noái töø ngoõ vaøo RF cuûa ñaàu maùy video vôùi jack caém anten cuûa maùy voâ tuyeán thu hình maø moïi ngöôøi ñeàu thaáy. Caùp goàm coù daây daãn ñieän, trong cuøng baèng daây ñoàng beàn coù oáng caùch ñieän hay khoanh caùch ñieän ñaët caùch khoaûng ñeàu nhau. Lôùp voû boïc baèng daây ñoàng beän quaán ñan nhau taïo thaønh daây daãn thöù hai boïc quanh daây daãn thöù nhaát. Ngoaøi cuøng coøn coù lôùp voû caùch ñieän (H. II-5). Ñaëc tính truyeàn vaø coâng duïng: Coù nhieàu loaïi coù toång trôû, ñaëc tính khaùc nhau. Duøng laøm caùp truyeàn ñöôïc tín hieäu töông töï coù taàn soá 400MHz vôùi cöï ly vaøi Km. Muoán truyeàn xa hôn caàn coù maïch khueách ñaïi taêng cöôøng tín hieäu ñaët caùch nhau vaøi Km. Caùp truyeàn ñöôïc tín hieäu soá vôùi toác ñoä cao nhaát laø 800Mb/s vôùi boä laëp tín hieäu caùch nhau 1Km. daây voû boïc giaùp ñoàng beän voû caùch ñieän Caùp ñoàng truïc oáng caùch ñieän H. II-5 Coâng duïng cuûa caùp: laøm caùp phaân phoái tín hieäu truyeàn hình, caùp trung keá (giöõa caùc toång ñaøi chuyeån maïch ñieän thoaïi), caùp ñieän thoaïi lieân tænh (sau naøy ñöôïc thay baèng sôïi quang). 3. Sôïi quang: Sôïi quang coù ñöôøng kính töø (2 ÷ 125)µm, coù theå uoán cong ñöôïc. Coù theå cheá taïo baèng thuûy tinh silic cöïc thuaàn. Sôïi thuûy tinh khoù cheá taïo, thöôøng ñöôïc thay baèng thuûy tinh nhieàu thaønh phaàn coù giaù thaønh thaáp hôn maø vaãn ñaït yeâu caàu. Sôïi nhöïa deûo giaù thaønh thaáp hôn coù theå truyeàn ôû cöï ly ngaén. Sôïi goàm coù ruoät laø moâi tröôøng truyeàn aùnh saùng coù chieát suaát cao hôn lôùp voû baèng thuûy tinh hay nhöïa deûo, ngoaøi cuøng coù lôùp voû boïc baûo veä baèng sôïi boïc nhöïa deûo khoâng bò aåm öôùt, maøi moøn, va chaïm vaø caùc nguy cô hö hoûng khaùc. Nhieàu sôïi ñöôïc boù laïi thaønh caùp. Ñaëc tính truyeàn vaø coâng duïng: coù ba caùch truyeàn aùnh saùng trong sôïi thuûy tinh theo caáu taïo: + Neáu ñöôøng kính coù sôïi lôùn, chieát suaát phaàn ruoät ñoàng ñeàu cao hôn lôùp voû boïc, neáu goùc tôùi cuûa tia saùng khi ñeán ñaàu sôïi, tia saùng seõ vaøo sôïi, neáu goùc tôùi taïi moät tieáp giaùp giöõa sôïi vôùi voû boïc lôùn hôn goùc tôùi haïn phuï thuoäc vaøo chieát suaát cuûa sôïi vôùi voû boïc thì tia seõ ñöôïc phaûn chieáu toaøn phaàn nhieàu laàn khi truyeàn doïc theo sôïi coù nhieàu tia truyeàn, do vaäy ôû ñaàu nhaän tin caùc tia khoâng ñoàng pha nhau khieán toác ñoä truyeàn bò haïn cheá (H. II-6). + Neáu ñöôøng kính sôïi thaät nhoû, chieát suaát sôïi ñoàng ñeàu thì chæ coù moät tia ñöôïc truyeàn qua sôïi (H. II-7). + Neáu chieát suaát trong sôïi khoâng ñoàng ñeàu, coù chieát suaát cao nhaát taïi truïc sôïi, giaûm daàn khi ra ngoaøi voû, tia saùng khoâng ñöôïc phaûn xaï toaøn phaàn taïi moät tieáp giaùp giöõa ruoät vaø voû boïc maø phaûn xaï toaøn phaàn ngay trong sôïi (H. II-8). Sau ñaây laø hình veõ caáu taïo sôïi quang vaø caùch truyeàn tia saùng trong moãi loaïi sôïi. caùch truyeàn lôùp baûo veä nhieàu tia trong ruoät ñöôøng kính lôùn voû boïc ruoät H. II-6 caùch truyeàn moät tia trong ruoät ñöôøng kính nhoû caùch truyeàn nhieàu tia trong ruoät chieát suaát giaûm töø trong ra ngoaøi voû H. II-7 voû ruoät H. II-8 Sôïi quang truyeàn tia saùng coù taàn soá töø (10 14 ÷ 1017)Hz hay (105 ÷ 108)GHz, töø tia nhìn ñöôïc ñeán tia hoàng ngoaïi. Muoán truyeàn tin, tín hieäu phaûi ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu soá, ñoåi ra tín hieäu aùnh saùng rôøi raïc baèng nguoàn phaùt tia saùng nhö diode phaùt quang (LED), laser baùn daãn. Khi thu ñöôïc, tín hieäu aùnh saùng ñöôïc diode quang ñieän ñoåi ra tín hieäu ñieän rôøi raïc, sau ñoù chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu nguyeân thuûy (tín hieäu goác). Toác ñoä truyeàn 2Gb/s. Coâng duïng: ñöôøng daây trung keá cöï ly xa vaø noäi haït, maïng lieân laïc cuïc boä. III. Moâi tröôøng voâ tuyeán: Khí quyeån quaû ñaát vaø khoâng gian laø moâi tröôøng truyeàn soùng ñieän töø. Khí quyeån quaû ñaát coù hai taàng aûnh höôûng ñeán söï truyeàn soùng laø taàng ñoái löu (cao hôn maët ñaát vaøi chuïc Km) taùn xaï soùng trong daûi töø (40Mhz ÷ 40GHz) ñaõ töøng ñöôïc söû duïng trong kyõ thuaät truyeàn tin tropo (taàng ñoái löu), ngaøy ngay khoâng ñöôïc söû duïng do söï phaùt trieån cuûa kyõ thuaät truyeàn viba qua veä tinh ñòa tónh. Taàng ñieän ly phaûn xaï trong daûi töø (3 ÷ 30)MHz. Do vaäy, soùng daûi naøy coù theå phuû moät vuøng raát lôùn treân quaû ñaát. Traùi laïi, taàng naøy khoâng phaûn xaï soùng coù taàn soá töø 30MHz trôû leân, do vaäy soùng truyeàn theo ñöôøng nhìn thaáy, vuøng phuû soùng bò haïn cheá vaø phuï thuoäc vaøo chieàu cao cuûa vò trí ñaët anten thu vaø phaùt. Muoán truyeàn cöï ly xa phaûi coù traïm tieáp soùng, traïm laëp tín hieäu hay veä tinh. Taàn soá soùng xaùc ñònh kích thöôùc anten, taàn soá soùng caøng cao, anten caøng goïn nheï, deã ñaët treân thieát bò di chuyeån, soùng phaùt ra caøng coù tính ñònh höôùng cao. Do vaäy, muoán thieát laäp ñöôøng thoâng tin töø moät ñieåm ñeán moät ñieåm khaùc thì söû duïng soùng coù taàn soá töø daûi UHF hay cao hôn. Taàn soá caøng thaáp, anten coù kích thöôùc caøng lôùn, soùng phaùt ra caøng coù tính ñònh höôùng thaáp, khoâng thuaän lôïi ñeå lieân laïc töø ñieåm ñeán ñieåm maø chæ thuaän lôïi ñeå phuû soùng voâ tuyeán truyeàn thanh hay truyeàn hình quaùng baù cho nhieàu ngöôøi nghe vaø xem nhö caùc ñaøi voâ tuyeán truyeàn thanh, voâ tuyeán truyeàn hình. Sau khi noùi qua veà ñaëc tính truyeàn cuûa moâi tröôøng voâ tuyeán vaø ñaëc tính cuûa soùng, ta coù theå nghieân cöùu veà caùc vuøng phuû soùng vaø caùc ñöôøng truyeàn voâ tuyeán. 1. Soùng daøi: Ít bò suy giaûm vaøo ban ngaøy laãn ban ñeâm, ñöôïc duøng phoå bieán ôû chaâu AÂu ñeå phuû soùng chöông trình truyeàn thanh. Khoâng ñöôïc söû duïng ôû chaâu AÙ do nhieãu khí quyeån (saám seùt). 2. Soùng trung: Soùng taàn soá töø (540 ÷ 1600)KHz goïi laø daûi voâ tuyeán truyeàn thanh ñieàu bieân (AM), ban ñeâm coù theå truyeàn ôû cöï ly xa nhöng ban ngaøy cöï ly bò giôùi haïn raát nhieàu. Do vaäy, ñeå phuû soùng voâ tuyeán truyeàn thanh ôû töøng ñòa phöông, caùc ñaøi ñòa phöông ñeàu phuû soùng ñieàu bieân ôû daûi soùng trung. 3. Soùng ngaén: Nhö treân ñaõ noùi, soùng ngaén do coù taàng ñieän ly neân vuøng phuû soùng raát roäng. Ñöôïc caùc uûy hoäi tö vaán khuyeán caùo duøng soùng naøy phaùt thanh chöông trình voâ tuyeán truyeàn thanh quoác teá. Cuõng do qui öôùc quoác teá, caùc böôùc soùng ñöôïc phaùt trong caùc daõi meùt laø 13m, 16m, 19m, 25m, 31m, 41m, 49m, 63m, 75m. 4. Soùng VHF, UHF: Nhö phaàn treân ñaõ noùi, soùng VHF vaø UHF truyeàn theo ñöôøng nhìn ñöôïc (LOS - Line Of Sight), do vaäy vuøng phuû soùng phuï thuoäc vaøo vò trí ñaët anten thu vaø phaùt. Töø hình veõ d = dp + dt ≈ 2 Rhp + 2 Rht ñöôøng nhìn thaáy ôû phaàn soùng VHF, UHF, SHF, EHF ta coù heä thöùc tính cöï ly truyeàn dp + dt theo chieàu cao cuûa anten phaùt vaø thu hp, ht. R: baùn kính quaû ñaát. Nhö vaäy, neáu ñöa vaøo heä thöùc treân baùn kính cuûa quaû ñaát, ta coù: d = dp + dt ≈ 2 hp + 2 ht Baùn kính vuøng phuû soùng ñaøi phaùt baèng: dp ≈ 2 hp hp, ht : chieàu cao anten phaùt vaø thu (m) dp, dt : cöï ly truyeàn (Km) Do hieän töôïng taùn xaï ôû taàng ñoái löu, cöï ly truyeàn coù theå xa hôn. 5. Soùng UHF, SHF, EHF: Nhö phaàn treân ñaõ noùi, taàn soá caøng cao soùng phaùt ra töø anten caøng coù tính ñònh höôùng cao, thuaän lôïi cho kyù thuaät truyeàn töø moät ñieåm ñeán moät ñieåm. Töø phaàn cao daûi UHF ñeán EHF, soùng ñöôïc goïi chung laø viba, ñöôïc phaùt vaø thu baèng anten ngaén coù göông phaûn xaï hay phaàn töû phaûn xaï. Sau ñaây laø caùc kieåu truyeàn: a. Truyeàn tröïc tieáp: Töø traïm phaùt ñeán traïm thu theo ñöôøng nhìn thaáy (H. II-9) traïm phaùt ñöôøng nhìn thaáy (LOS) hp Quaû ñaát ht traïm thu H. II-9 b. Truyeàn qua traïm tieáp soùng hay traïm laëp: Traïm laëp coù theå ñaët treân nuùi cao (H. II-10) ñöôøng nhìn thaáy ñöôøng nhìn thaáy traïm phaùt Quaû ñaát hp traïm thu ht H. II-10 Treân taøu bay bay voøng quanh moät ñòa ñieåm qui ñònh hay treân veä tinh ñòa tónh ôû ñoä cao 35784Km. Vôùi caùc kieåu truyeàn vöøa noùi, ta coù theå laäp ñöôøng lieân laïc töø moät ñieåm ñeán moät ñieåm khaùc hay phuû soùng roäng hay heïp tuøy theo taàn soá soùng vaø anten theo yeâu caàu. CHÖÔNG III ÑIEÀU BIEÁN VAØ GIAÛI ÑIEÀU BIEÁN Ñieàu bieán moät tín hieäu laø bieán ñoåi tín hieäu naøy ra moät soùng mang coù noäi dung tin cuûa tín hieäu goác, soùng coù mang tin töùc naøy ñöôïc goïi laø soùng ñaõ ñieàu bieán hay soùng ñöôïc ñieàu bieán nhaèm hai muïc ñích sau: - Cho soùng ñaõ ñieàu bieán thoûa maõn ñieàu kieän truyeàn cuûa moâi tröôøng truyeàn tin vì moâi tröôøng naøy khoâng truyeàn ñöôïc tín hieäu goác, soùng truyeàn tin ñöôïc goïi laø soùng mang. - Taïo ñieàu kieän gheùp nhieàu keânh truyeàn tin ñeå truyeàn qua cuøng moät moâi tröôøng. Taïi traïm thu, tín hieäu nhaän ñöôïc coù theå traûi qua bieán ñoåi ngöôïc laïi goïi laø quaù trình giaûi ñieàu bieán, taùi taïo laïi tín hieäu goác. Neáu nhieàu keânh truyeàn tin ñöôïc gheùp laïi thì tín hieäu nhaän ñöôïc coøn phaûi qua quaù trình taùch keânh vaø giaûi ñieàu bieán. Coù nhieàu kyõ thuaät ñieàu bieán tuøy theo baûn chaát cuûa tín hieäu goác vaø moâi tröôøng truyeàn. Trong kyõ thuaät truyeàn thanh, tín hieäu goác laø tín hieäu aâm taàn, moâi tröôøng truyeàn laø khoâng gian truyeàn ñöôïc soùng ñieän töø. Vaøo nhöõng ngaøy ñaàu cuûa kyõ thuaät ñieàu bieán bieân ñoä, soùng cao taàn ñaõ ñöôïc aùp duïng. Vaøi möôi naêm sau, kyõ thuaät ñieàu bieán taàn soá ñöôïc söû duïng trong truyeàn tin quaân ñoäi nhôø ñaëc tính choáng nhieãu toát. Sau ñoù, coù nhieàu kyõ thuaät ñieàu bieán ñaõ ñöôïc ñem ra söû duïng thoûa maõn yeâu caàu ngaøy moät taêng. Baøi naøy chæ giôùi thieäu kyõ thuaät ñieàu bieán bieân ñoä vaø ñieàu bieán taàn soá soùng cao taàn. Tuy nhieân, caùc kyõ thuaät khaùc cuõng ñöôïc giôùi thieäu qua ñeå sinh vieân khaùi neäm toång quaùt hôn veà kyõ thuaät truyeàn thanh vaø truyeàn caùc döõ lieäu noùi chung. I. Kyõ thuaät ñieàu bieán: 1. Ñònh nghóa: Kyõ thuaät ñieàu bieán laø kyõ thuaät thay ñoåi bieân ñoä cuûa moät soùng coù taàn soá cao, coù khaû naêng phaùt xaï soùng ñieän töø theo bieân ñoä cuûa moät tín hieäu goác mang noäi dung tin töùc caàn ñöôïc truyeàn trong khoâng gian. Tín hieäu goác tuy coù noäi dung tin töùc nhöng khoâng phaùt xaï soùng ñieän töø. Soùng cao taàn coù theå phaùt xaï soùng ñieän töø truyeàn trong khoâng gian, do vaäy bieân ñoä cuûa soùng ñöôïc cho bieán thieân theo tín hieäu goác ñeå truyeàn ñöôïc tín hieäu goác trong khoâng gian. Soùng cao taàn truyeàn ñöôïc tín hieäu goác ñöôïc goïi laø soùng mang. Tín hieäu goác laøm bieán thieân bieân ñoä soùng mang goïi laø tín hieäu ñieàu bieán. Soùng cao taàn duøng laøm soùng mang tin töùc nhöng chöa ñöôïc bieán thieân bieân ñoä goïi laø soùng chöa ñieàu bieán. Ñeå deã tieáp caän vôùi kyõ thaät naøy, ta haõy xeùt tröôøng hôïp ñôn giaûn nhaát laø tín hieäu ñieàu bieán ñieàu hoøa töùc laø tín hieäu coù bieåu thöùc: em = Emcosωmt (m: ñieàu bieán) em : ñieän aùp töùc thôøi tín hieäu ñieàu bieán töùc laø ñieän aùp tín hieäu goác. Em : bieân ñoä cöïc ñaïi tín hieäu ñieàu bieán. ωm = 2πfm : taàn soá goùc tín hieäu ñieàu bieán (rad/s). fm : taàn soá tín hieäu ñieàu bieán (Hz). Soùng cao taàn coù theå truyeàn ñöôïc trong khoâng gian ñöôïc goïi laø soùng mang tin hay soùng mang. ec = Ecsinωct. ec : ñieän aùp töùc thôøi cuûa soùng mang laø soùng cao taàn duøng ñeå mang tin. Ec : bieân ñoä cöï ñaïi soùng mang. ωc = 2πfc : taàn soá goùc soùng cao taàn. fc : taàn soá soùng. Khi soùng ñaõ ñöôïc ñieàu bieán bieân ñoä thì: e = Ec(1 + mcosωm)sinωct. Em vôùi m = goïi laøchæ soá ñieàu bieân hay heä soá ñieàu bieân. Ec Khi söû duïng kyõ thuaät ñieàu bieân caàn phaûi löu yù laø bieân ñoä goác E m phaûi nhoû hôn bieân ñoä soùng mang Ec. Nhö vaäy m < 1. Sau ñaây laø hình minh hoïa daïng soùng ñöôïc ñieàu bieán trong boán tröôøng hôïp heä soá ñieàu bieán baèng 0; 0.5; 1 vaø 1.5. Löu yù ñöôøng bao cuûa daïng soùng laø daïng tín hieäu ñieàu bieán e m = Emcosωmt vôùi boán bieân ñoä khaùc nhau: Em>Ec Em=Ec 1,5Ec 2Ec Em Ec Ec Ec Ec m=0 m = 0.5 m=1 m = 1.5 2. Phoå taàn vaø beà roäng daûi taàn: Ta coù: e = Ec(1 + mcosωm)sinωct e = Ecsinωct + Ecmcosωmsinωct m m e = E c sin ω c t + E c sin(ω c + ω m )t + E c sin(ω c − ω m )t 2 2 mE c sin(ω c + ω m )t : soùng bieân treân, coù taàn soá laø (ωc + ωm) hay (fc + fm). 2 mEc sin(ω c − ω m )t : soùng bieân döôùi, coù taàn soá laø (ωc - ωm) hay (fc - fm). 2 Ecsinωct : soùng mang, coù taàn soá laø ωc (rad) hay fm (Hz) Phoå soùng ñieàu bieân ñöôïc veõ nhö sau: Ec mE c 2 Ec mE c 2 mE c 2 ωc - ωm ωc ωc + ωm fc - fm BW = 2ωm (rad/s) mE c 2 fc fc + fm BW = 2fm (Hz) Hai soùng ñieàu bieân naèm ôû caû hai daûi cuûa taàn soá cao, ñoä roäng cuûa daûi taàn baèng hieäu soá cuûa taàn soá cao nhaát laø (fc + fm) vôùi taàn soá thaáp nhaát laø (fc - fm). 3. Söï phaân boá coâng suaát trong soùng ñaõ ñieàu bieán: Hình veõ phoå soùng ñaõ ñieàu bieán bôûi tín hieäu ñôn taàn e m = Emcosωmt cho thaáy söï phaân boá ñieän aùp trong soùng. Ñieàu naøy cho thaáy coâng suaát ñöôïc phaân boá theo tyû leä vôùi bình mEc mEc phöông cuûa caùc giaù trò ñieän aùp laø , Ec vaø . 2 2 Coâng suaát soùng mang baèng: E2 Pc = c . 2R Coâng suaát moãi soùng bieân baèng: 2 mE m 2 E c2 m 2 E c2 m 2 . 2 Plsb = = = . = Pc 2R 8R 4 2R 4 Coâng suaát cuûa soùng ñaõ ñieàu bieán baèng: m2 m2 m2 . Pt = Pc + Pc + Pc = Pc 1 + 4 4 2 Coâng suaát ñöôïc phaân boá thaønh caùc phaàn laø: E2 m2 m2 Pc , Pc vaø Pc ; vôùi Pc = c . 4 4 2R m2 Plsf = Pc 4 fc - fm fc Pc = E c2 2R m2 Pusf = Pc 4 fc + fm f vôùi: Psf: taàn soá bieân döôùi, Psf = fc - fm. Pusf: taàn soá bieân treân, Pusf = fc + fm. Ta thaáy coâng suaát phaân boá cho caùc taàn soá bieân leä thuoäc vaøo heä soá ñieàu bieán m. 4. Tröôøng hôïp tín hieäu ñieàu bieán laø tín hieäu phöùc taïp: Neáu tín hieäu ñieàu bieán laø tín hieäu phöùc taïp goàm nhieàu taàn soá khaùc nhau, giaû söû coù nhieàu thaønh phaàn thaáp nhaát laø fmin ñeán cao nhaát laø fmax thì ta coù soùng ñaõ ñieàu bieán laø: e = Ec(1 + m1cosωmint + m2cosω2t + ... + mmcosωmaxt)sinωct. Vaäy: e= Ec 2 sin ω c t + m1 sin ( ω c + ω min ) t + m1 sin ( ω c − ω min ) t + ... + m sin ( ω + ω ) t + m sin ( ω − ω ) t . m c max m c max Heä soá ñieàu bieán baèng: mt = m12 + m22 + ... + mm2 Phoå soùng coù daïng: Ec fc - fmax fc - fmin fc fc + fmin fc + fmax f BW = 2fmax (Hz) Coâng suaát cuûa soùng ñöôïc phaân boá nhö sau: - Coâng suaát toaøn soùng bieân treân: m2 PUSBt = t Pc . 4 - Coâng suaát toaøn soùng bieân döôùi: m2 PLSBt = t Pc . 4 - Coâng suaát soùng mang: E2 Pc = c . 2R - Coâng suaát toaøn soùng: mt2 . Pt = Pc 1 + 2 * Löu yù raèng ñoä roäng daûi taàn cuûa soùng baèng: BW = (fc + fmax) - (fc - fmax) = 2fmax. fmax : taàn soá cao nhaát trong daûi taàn tín hieäu ñieàu bieán. 5. Caùc kyõ thuaät truyeàn soùng ñieàu bieân: Tröôùc khi nghieân cöùu caùc kyõ thuaät truyeàn khaùc nhau, ta xeùt laïi bieåu thöùc soùng mang ñaõ ñieàu bieán: e = Ec(1 + Ecmcosωm)sinωct. m m E c sin(ω c + ω m )t + E c sin(ω c − ω m )t 2 2 Soùng mang Ecsinωct khoâng mang noäi dung tin, caû hai soùng ñieàu bieân mang cuøng moät noäi dung tin töùc vaø phuï thuoäc vaøo m vaø ωm. e = E c sin ω c t + a. Kyõ thuaät ñieàu bieân vôùi troïn soùng mang: Goïi taét laø kyõ thuaät DSBFC (Double Side Band Full Carrier), laø kyõ thuaät truyeàn tin coå ñieån duøng soùng ñieàu bieân, coù nhöôïc ñieåm laø laõng phí coâng suaát phaùt soùng vaø daûi taàn nhöng laïi coù öu ñieåm laø kyõ thuaät giaûn ñôn, thieát bò phaùt vaø thu cuõng giaûn ñôn vaø ñôõ toán keùm. Kyõ thuaät naøy ñöôïc aùp duïng trong kyõ thuaät truyeàn thanh baèng soùng ñieàu bieân. Tieâu chuaån phaùt soùng leä thuoäc vaøo cô quan quaûn lyù phaùt soùng caùc nöôùc. Sau ñaây laø tieâu chuaån phaùt thanh soùng ñieàu bieân cuûa cô quan FCC (Federal Communication Commission), cô quan lieân bang quaûn lyù vieäc phaân phoái söû duïng vaø phaùt soùng taïi Hoa Ky,ø ñöôïc nhieàu nöôùc aùp duïng, do vaäy ñöôïc neâu ra laøm thí duï: - Daûi taàn qui ñònh: töø (540 ÷ 1600)KHz, moãi caáp taêng taàn soá laø 10KHz (daønh cho chöông trình ñaøi ñòa phöông). - Ñoä roäng daûi taàn phaùt soùng 10KHz. - Ñoä oån ñònh taàn soá soùng mang ±20Hz so vôùi taàn soá qui ñònh phaùt soùng. - Heä soá ñieàu bieân töø (0.85 ÷ 0.95). - Daûi tín hieäu aâm taàn töø (100 ÷ 5000)Hz, 1KHz laø taàn soá chuaån ôû 0 deciBel. - Heä soá meùo bieân ñoä thaáp hôn 0.05 cho heä soá ñieàu bieân tôùi 0.85, thaáp hôn 0.075 cho heä soá ñieàu bieân töø (0.85 ÷ 0.95). - Can nhieãu vaø tieáng uø: ít nhaát laø 45 deciBel khi heä soá ñieàu bieân m = 1 ôû daûi aâm taàn töø (30 ÷ 20000)Hz. - Coâng suaát phaùt cöïc ñaïi cho pheùp 50KW (ñeå phaùt chöông trình ñaøi ñòa phöông treân soùng trung bình töø (540 ÷ 1600)KHz. Ngoaøi ra coøn coù qui ñònh phaùt chöông trình quoác teá baèng soùng ngaén vôùi coâng suaát phaùt coù theå ñeán 500KW. b. Kyõ thuaät truyeàn ñôn bieân: Goïi taét laø kyõ thuaät SSB (Single Side Band) ñöôïc phaân thaønh nhieàu loaïi nhö sau: - Kyõ thuaät ñôn bieân trieät soùng mang, goïi taét laø kyõ thuaät SSBSC (Single Side Band Suppressed Carrier), kyõ thuaät naøy vaãn truyeàn ñöôïc tin töùc vì noäi dung ñaày ñuû cuûa tin ñaõ ñöôïc mang bôûi moãi daûi soùng bieân. Do vaäy coù öu ñieåm laø coâng suaát truyeàn thaáp, chæ coøn baèng (mt2.Pc)/4 vôùi mt < 1; Pc : coâng suaát soùng mang. Öu ñieåm thöù hai laø daûi taàn soùng baèng moät nöûa so vôùi kyõ thuaät truyeàn soùng bieân. Ñieàu naøy raát coù yù nghóa neáu duøng kyõ thuaät gheùp keânh. Do daõi taàn soùng phaùt chæ coøn moät nöûa thì soá keânh truyeàn ñöôïc gheùp seõ gaáp ñoâi. Nhöôïc ñieåm laø thieát bò phaùt vaø thu phöùc taïp vì khi thu ñöôïc soùng, soùng mang phaûi ñöôïc taùi taïo vaø cheøn vaøo soùng bieân thì quaù trình giaûi ñieàu bieán môùi thöïc hieän ñöôïc. Tuy nhieân, toán keùm trong thieát bò ñöôïc buø laïi bôûi soá keânh truyeàn taêng gaáp ñoâi. - Kyõ thuaät truyeàn ñôn bieân vôùi soùng mang giaûm bieân ñoä, goïi taét laø kyõ thuaät SSBRC (Single Side Band Reduced Carrier), kyõ thuaät naøy cuõng coù öu ñieåm nhö kyõ thuaät SSBSC ôû treân, nhôø coù soùng mang haïn cheá bieân ñoä neân soùng mang coù theå ñöôïc taùi taïo laïi ñöôïc deã daøng taïi maùy thu. c. Kyõ thuaät truyeàn hai daûi bieân ñoäc laäp: Goïi taét laø kyõ thuaät ISB (Independent Side Band), kyõ thuaät naøy truyeàn caû hai daûi soùng bieân, moãi daûi mang moät noäi dung tin ñoäc laäp nhau. Nhö vaäy laø vôùi cuøng moät soùng coù theå ñöôïc hai tin khaùc nhau. d. Kyõ thuaät truyeàn soùng bieân trieät soùng mang: Goïi taét laø kyõ thuaät DSBSC (Double Side Band Suppressed Carrier), kyõ thuaät truyeàn hai daûi soùng bieân, soùng mang khoâng truyeàn. Nhö vaäy khoâng phaûi maát coâng suaát soùng mang nhöng ôû maùy thu phaûi duøng maïch giaûi ñieàu bieán tích soá toán keùm hôn maïch giaûi ñieàu bieán ñöôøng bao. ÔÛ maùy thu, soùng bieân coù soùng mang thöôøng gaëp. e. Kyõ thuaät truyeàn moät daûi bieân heïp: Goïi taét laø kyõ thuaät VSB (Vestigal Side Band), kyõ thuaät naøy ñöôïc gaëp trong truyeàn hình, khoâng ñöôïc duøng trong kyõ thuaät truyeàn thanh. Ñaây laø kyõ thuaät toång hôïp cuûa kyõ thuaät truyeàn soùng bieân vôùi kyõ thuaät truyeàn moät daûi bieân. II. Maïch ñieàu bieán bieân ñoä: Vò trí maïch ñieàu bieán trong maùy phaùt cho bieát maïch maùy phaùt thuoäc loaïi ñöôïc ñieàu bieân ôû möùc thaáp hay cao. ÔÛ maùy ñieàu bieân möùc thaáp, maïch ñieàu bieán ôû phía tröôùc ñieän cöïc ra cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát phaùt soùng töùc laø ñieän cöïc tröôùc cöïc thu cuûa transistor khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt coâng suaát nhö cöïc khieån hay cöïc phaùt. Neáu laø ñeøn ñieän töû thì phaûi tröôùc anode töùc laø löôùi khieån, löôùi maøn cathode. Neáu laø transistor tröôøng thì phaûi tröôùc cöïc thoaùt laø coång hay nguoàn. Öu ñieåm cuûa kyõ thuaät ñieàu bieán möùc thaáp laø khoâng yeâu caàu coâng suaát tín hieäu ñieàu bieán cao ñeå coù tyû soá ñieàu bieán cao. Trong maùy ñieàu bieán möùc cao, maïch ñieàu bieán ôû ngay ñieän cöïc ra cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt soùng töùc laø ôû ngay cöïc thu cuûa transistor coâng suaát cao taàn, anode ñeøn khueách ñaïi coâng suaát cao taàn hay cöïc thoaùt transistor tröôøng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn. Nhöôïc ñieåm cuûa kyõ thuaät naøy laø phaûi coù coâng suaát tín hieäu ñieàu bieán cao. 1. Maïch ñieàu bieán möùc thaáp: a. Maïch ñieàu bieán cöïc phaùt transistor: Coù sô ñoà nhö sau: 30V +V Rc R1 Soùng mang ec = Ecsinωct C1 2K 10K C2 Q1 R2 Maïch ñieàu bieán cöïc phaùt Re 10K 2K Rtai Ra C3 10K n1 n2 Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt n1=n2 H.III-5 Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt Soùng mang ec = Ecsinωct Ñieän aùp taïi cöïc thu Vc E’c Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi ngoõ ra H.III-6 Nguyeân lyù laøm vieäc: Tín hieäu ñieàu bieán vaøo cöïc phaùt laøm thay ñoåi ñieän trôû maët tieáp giaùp giöõa cöïc phaùt 2,6 vôùi cöïc khieån re vì re = . Vôùi IE : doøng vaøo cöïc phaùt baèng miliampe. Heä soá khueách ñaïi IE βRC soùng mang cuûa transistor baèng AV = − , maø hie ≈ βre, do vaäy heä soá khueách ñaïi bieán hie thieân theo doøng tín hieäu ñieàu bieán vaøo cöïc phaùt: ñieän aùp tín hieäu ñieàu bieán taêng, doøng i e giaûm do ñieän aùp phaân cöïc transistor oån ñònh, r e taêng, Av giaûm. Ngöôïc laïi, khi tín hieäu ñieàu bieán giaûm ie taêng, re giaûm, βre giaûm, Av taêng. Do ñoù, ta coù ñieän aùp ra taïi cöïc thu vaø soùng ñaõ ñieàu bieán taïi ngoõ ra. Maïch naøy ñaït yeâu caàu ñoái vôùi maùy phaùt coâng suaát nhoû nhöng khoâng ñaït ôû maùy coâng suaát cao do transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä A, hieäu suaát maïch keùm (xem daïng soùng H.III-6). b. Maïch ñieàu bieán cöïc thu transistor: Neáu maïch naøy laø taàng khueách ñaïi coâng suaát cuoái cuøng cuûa maùy phaùt thì ñaây laø maïch ñieàu bieán möùc cao vì ñieän aùp ñieàu bieán ñaët vaøo cöïc thu laø ngoõ ra cuûa maïch khueách ñaïi cao taàn phaùt soùng. Neáu laø taàng khueách ñaïi ñaët tröôùc maïch khueách ñaïi coâng suaát cuoái cuøng thì ñaây laø maïch ñieàu bieán möùc thaáp. Sô ñoà maïch nhö sau: Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt +V n1 n2 n1=n2 L: cuoän caûm caùch ly Soùng mang ec = Ecsinωct Ra Q1 n2 n1 n1=n2 R1 C2 H.III-7 Nguyeân lyù laøm vieäc: Transistor Q1 khueách ñaïi soùng mang ec ôû cheá ñoä C. Soùng mang e c ñöôïc ñöa vaøo cöïc khieån, khi ec < 0.6V, Q1 khoâng daãn, khi ec > 0.6V, Q1 daãn, moãi chu kyø soùng mang Q1 chæ daãn trong moät goùc nhoû hôn 180 o. Tín hieäu ñieàu bieán laøm thay ñoåi ñieän aùp nuoâi transistor vì ñöôïc maéc noái tieáp vôùi ñieän aùp moät chieàu Vcc (xem hình döôùi ñaây) em Tín hieäu ñieàu bieán em = Emsinωmt t ic t ec 0.6v t Vce t Soùng mang ec = Ecsinωct 2Vcc Ñieän aùp ra Vcc VCEbh = 0 H.III-8 Nhö vaäy, ñieän aùp ra coù tín hieäu ñieàu bieán soùng mang vaø thaønh phaàn moät chieàu Vcc (H.III-8). Do Q1 laøm vieäc khoâng tuyeán tính neân coøn caùc thaønh phaàn khaùc nhö f c ± fm, 2fc, 2fm, ... RC2 laø maïch töï phaân cöïc ghim ñieän aùp aâm vaøo cöïc khieån Q 1 laøm vieäc ôû cheá ñoä C. Maïch ñöôïc caûi thieän coù theâm maïch coäng höôûng L 1C1 thay cho cuoän caûm L ñeå loaïi caùc thaønh phaàn khoâng caàn thieát nhö hình sau ñaây: Vcc em = Emcosωmt fc = Tín hieä u n1 ñieà u bieán 1 C1 2π L1C1 n2 C3 ra Soùng ñaõ ñieàu bieán L1 Q1 n1 Soù ng mang chöa ñieà u bieá n ec = Eccosωct n2 R1 C1 Cth C2 Tuï ñieän trung hoø a choán g dao ñoä ng H.III-9 2. Maïch ñieàu bieán möùc cao: Maïch ñieàu bieán cöïc thu vöøa noùi treân ñöôïc phaân vaøo loaïi ñieàu bieán möùc cao neáu cöïc thu laø ngoõ ra cuûa maùy phaùt. Q 1 laø transistor coâng suaát khueách ñaïi cao taàn cuoái cuøng. Ñeå coù hieäu suaát cao, transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä C töùc laø chæ daãn trong thôøi gian ngaén hôn moät nöûa chu kyø soùng. Vôùi maïch ñieàu bieán cöïc thu, ta coù tæ soá ñieàu bieán m cao hôn, tín hieäu goác ít bieán daïng hôn, nhöng neáu laø maïch möùc cao töùc laø maïch phaùt soùng ra thì tín hieäu ñieàu bieán caàn coù coâng suaát töông öùng vôùi söï phaân boá coâng suaát. Ñeå coù theå ñieàu bieán saâu hôn vôùi tín hieäu goác ít meùo hôn nöõa ta coù theå söû duïng maïch ñieàu bieán ñoàng thôøi cöïc khieån vaø cöïc thu sau ñaây: Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi cöïc thu Q1 Q2 Soùng chöa ñieàu bieán ec = Eccosωct Anten Soùng ñaõ ñieàu bieán e Q1 Q3 Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi cöïc thu Q1 em = Emcosωmt Vcc H.III-10 Tín hieäu ñieàu bieán ñaõ ñöôïc ñöa vaøo cöïc thu cuûa hai transistor khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt soùng Q2 vaø Q3 vaø cöïc thu cuûa transistor khueách ñaïi soùng cao taàn Q 1. Nhö vaäy, ôû caùc cöïc khieån cuûa Q2 vaø Q3 laø caùc soùng ñaõ ñieàu bieán moät phaàn phaùt ra töø Q 1. Caùc soùng naøy laïi ñöôïc ñieàu bieán laàn thöù nhì bôûi cuøng moät tín hieäu taïi caùc cöïc khieån vaø cöïc thu cuûa Q1 vaø Q3. Maïch naøy ít laøm meùo tín hieäu ñieàu bieán vaø soùng ñöôïc ñieàu bieán vôùi tæ leä cao hôn. 3. Vi maïch ñieàu bieán: Vi maïch taïo haøm coù theå duøng laøm maïch ñieàu bieân phuø hôïp vôùi caùc ñaëc tính maùy phaùt taàn soá raát oån ñònh, raát ít gaây meùo tín hieäu ñieàu bieán, raát goïn nheï, thieát keá giaûn ñôn. Nhöôïc ñieåm cuûa vi maïch laø coâng suaát ra thaáp, phaïm vi taàn soá heïp. Moät trong caùc vi maïch taïo haøm ñôn khoái laø vi maïch XR-2206 cuûa Exar Corporation coù theå taïo caùc soùng sin - vuoâng - tam giaùc, taïo haøm doác vôùi ñoä chính xaùc vaø oån ñònh cao. Ngoõ ra soùng laïi coù theå ñieàu khieån bieán taàn soá hay bieân ñoä. Taàn soá laøm vieäc trong phaïm vi töø (0.01Hz ÷ 1MHz). Giaùo trình chæ giôùi thieäu cho ñoäc giaû ôû phaàn maïch phaùt soùng vaø tín hieäu. 4. Maïch ñieàu bieán duøng ñeøn ñieän töû: Do quyõ thôøi gian coù haïn, kieán thöùc cô sôû caàn giôùi thieäu cho caùc sinh vieân coù nhieàu phaàn quan troïng hôn neân phaàn naøy chæ ñöôïc giôùi thieäu sô löôïc. Keå töø naêm 1970, ñaõ coù caùc maùy phaùt baùn daãn coâng suaát vaøi kilowatt. Nhö vaäy, ñeøn ñieän töû chæ ñöôïc duøng cho coâng suaát thaät cao nhö ñaøi phaùt thanh hay truyeàn hình coâng suaát cöïc cao. Ñoäc giaû naøo caàn nghieân cöùu saâu hôn neân tham khaûo taøi lieäu veà ñeøn ñieän töû. III. Maïch giaûi ñieàu bieán: Phaàn naøy chæ giôùi thieäu moät maïch giaûi ñieàu bieán cô baûn nhaát ñöôïc goïi laø maïch taùch soùng ñöôøng bao, maïch taùch soùng ñænh hay maïch taùch soùng thöù nhì do maïch ôû phía sau maïch ñoåi taàn soá goïi laø maïch taùch soùng thöù nhaát. Maïch cô baûn chæ laø moät maïch kheùp kín cuoän thöù caáp maùy bieán aùp trung taàn, diode chænh löu nhoû D vaø boä ñoâi ñieän trôû R d maéc song song vôùi tuï ñieän Cd. D Cd Rd H.III-11 Maùy bieán aùp trung taàn nhaän soùng ñaõ ñieàu bieán e = E c(1 + Ecmcosωmt)sinωct coù taàn soá ωc = 2πfc, fc = 455KHz. Lyù do taïi sao taàn soá soùng f c = 455KHz seõ ñöôïc giaûi thích ôû phaàn ñoåi taàn maùy thu thanh ñieàu bieân. Diode D laø diode gecmani nhoû coù chöùc naêng chænh löu moät nöûa chu kyø soùng. Ñieän trôû R d goïi laø ñieän trôû taùch soùng coù chöùc naêng nhaäp tín hieäu goác trong quaù trình giaûi ñieàu bieán. C d goïi laø tuï ñieän taùch soùng coù nhieäm vuï loaïi soùng mang coù taàn soá 455KHz vì soùng naøy ñaõ laøm xong chöùc naêng mang tin. Diode D goïi laø diode taùch soùng. Sau ñaây laø caùc daïng soùng ñaõ ñieàu bieán tröôùc khi ñeán maïch taùch soùng vaø sau quaù trình giaûi ñieàu bieán hay quaù trình taùch soùng. ñöôøng bao Em = mEc (1) Ec m = 0,5 ñöôøng bao Em (2) Ec VAB khi chöa coù tuï Cd Ec: trò trung bình ñieän aùp chænh löu nöûa chu kì ñöôøng bao (3) (4) (4) VAB khi fmcöïc ñaïi[...]... áp trung bình ra âm IV Kỹ thuật điều biến góc: Sóng cao tần có ba đặc tính có thể thay đổi được là biên độ, tần số và góc pha Phần trước đã giới thiệu kỹ thuật điều biến biên độ gọi tắt là kỹ thuật điều biên Phần này sẽ giới thiệu kỹ thuật điều biến tần số và kỹ thuật điều biến góc pha gọi tắt là kỹ thuật điều tần và kỹ thuật điều pha là hai dạng của kỹ thuật điều biến góc Kỹ thuật này được đề nghò... tốt Sau đó, có nhiều kỹ thuật điều biến đã được đem ra sử dụng thỏa mãn yêu cầu ngày một tăng Bài này chỉ giới thiệu kỹ thuật điều biến biên độ và điều biến tần số sóng cao tần Tuy nhiên, các kỹ thuật khác cũng được giới thiệu qua để sinh viên khái nệm tổng quát hơn về kỹ thuật truyền thanh và truyền các dữ liệu nói chung I Kỹ thuật điều biến: 1 Đònh nghóa: Kỹ thuật điều biến là kỹ thuật thay đổi biên... tăng gấp đôi - Kỹ thuật truyền đơn biên với sóng mang giảm biên độ, gọi tắt là kỹ thuật SSBRC (Single Side Band Reduced Carrier), kỹ thuật này cũng có ưu điểm như kỹ thuật SSBSC ở trên, nhờ có sóng mang hạn chế biên độ nên sóng mang có thể được tái tạo lại được dễ dàng tại máy thu c Kỹ thuật truyền hai dải biên độc lập: Gọi tắt là kỹ thuật ISB (Independent Side Band), kỹ thuật này truyền cả hai dải... máy thu, sóng biên có sóng mang thường gặp e Kỹ thuật truyền một dải biên hẹp: Gọi tắt là kỹ thuật VSB (Vestigal Side Band), kỹ thuật này được gặp trong truyền hình, không được dùng trong kỹ thuật truyền thanh Đây là kỹ thuật tổng hợp của kỹ thuật truyền sóng biên với kỹ thuật truyền một dải biên II Mạch điều biến biên độ: Vò trí mạch điều biến trong máy phát cho biết mạch máy phát thuộc loại được điều... kênh và giải điều biến Có nhiều kỹ thuật điều biến tùy theo bản chất của tín hiệu gốc và môi trường truyền Trong kỹ thuật truyền thanh, tín hiệu gốc là tín hiệu âm tần, môi trường truyền là không gian truyền được sóng điện từ Vào những ngày đầu của kỹ thuật điều biến biên độ, sóng cao tần đã được áp dụng Vài mươi năm sau, kỹ thuật điều biến tần số được sử dụng trong truyền tin quân đội nhờ đặc tính... Kỹ thuật truyền sóng biên triệt sóng mang: Gọi tắt là kỹ thuật DSBSC (Double Side Band Suppressed Carrier), kỹ thuật truyền hai dải sóng biên, sóng mang không truyền Như vậy không phải mất công suất sóng mang nhưng ở máy thu phải dùng mạch giải điều biến tích số tốn kém hơn mạch giải điều biến đường bao Ở máy thu, sóng biên có sóng mang thường gặp e Kỹ thuật truyền một dải biên hẹp: Gọi tắt là kỹ thuật. .. a Kỹ thuật điều biên với trọn sóng mang: Gọi tắt là kỹ thuật DSBFC (Double Side Band Full Carrier), là kỹ thuật truyền tin cổ điển dùng sóng điều biên, có nhược điểm là lãng phí công suất phát sóng và dải tần nhưng lại có ưu điểm là kỹ thuật giản đơn, thiết bò phát và thu cũng giản đơn và đỡ tốn kém Kỹ thuật này được áp dụng trong kỹ thuật truyền thanh bằng sóng điều biên Tiêu chuẩn phát sóng lệ thuộc... công suất phát có thể đến 500KW b Kỹ thuật truyền đơn biên: Gọi tắt là kỹ thuật SSB (Single Side Band) được phân thành nhiều loại như sau: - Kỹ thuật đơn biên triệt sóng mang, gọi tắt là kỹ thuật SSBSC (Single Side Band Suppressed Carrier), kỹ thuật này vẫn truyền được tin tức vì nội dung đầy đủ của tin đã được mang bởi mỗi dải sóng biên Do vậy có ưu điểm là công suất truyền thấp, chỉ còn bằng (mt2.Pc)/4... nhiễu công nghiệp hơn kỹ thuật điều biên EHARMSTRONG là người đã từng phát triển máy thu thanh đổi tần và cũng đã triển khai hệ thống vô tuyến truyền thanh bằng sóng điều tần năm 1936, đài phát thanh điều tần đầu tiên ở châu Mỹ và được phát sóng thường xuyên vào năm 1939 Ngày nay kỹ thuật điều biến góc được sử dụng rộng rãi mọi nơi trong ngành vô tuyến truyền thanh và các hệ thống truyền viba qua các... tuyến truyền thanh hay truyền hình quáng bá cho nhiều người nghe và xem như các đài vô tuyến truyền thanh, vô tuyến truyền hình Sau khi nói qua về đặc tính truyền của môi trường vô tuyến và đặc tính của sóng, ta có thể nghiên cứu về các vùng phủ sóng và các đường truyền vô tuyến 1 Sóng dài: Ít bò suy giảm vào ban ngày lẫn ban đêm, được dùng phổ biến ở châu Âu để phủ sóng chương trình truyền thanh ... e Kỹ thuật truyền dải biên hẹp: Gọi tắt kỹ thuật VSB (Vestigal Side Band), kỹ thuật gặp truyền hình, không dùng kỹ thuật truyền Đây kỹ thuật tổng hợp kỹ thuật truyền sóng biên với kỹ thuật truyền. .. vốn thuật ngữ để hiểu dễ dàng vấn đề phức tạp sau Về chất, kỹ thuật truyền hay kỹ thuật truyền tin hay liệu, nói tổng quát kỹ thuật xử lý âm thanh, tin hay liệu trước phát, kỹ thuật phát kỹ thuật. .. biến tần số kỹ thuật điều biến góc pha gọi tắt kỹ thuật điều tần kỹ thuật điều pha hai dạng kỹ thuật điều biến góc Kỹ thuật đề nghò từ năm 1931 có ưu điểm bò can nhiễu công nghiệp kỹ thuật điều