Thiết kế mạch phát FM stereo sử dụng IC BA 1404 có 2 tầng khuếch đại nhằm tăng khả năng phát tín hiệu ở khoảng cách xa

Thiết kế mạch phát FM stereo sử dụng IC BA 1404 có 2 tầng khuếch đại nhằm tăng khả năng phát tín hiệu ở khoảng cách xa

Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình MỤC LỤC MỤC ĐÍCH………………………………………………………………………………… LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ FM………………………………………………………………1 2.1 Điều chế FM……………………………………………………………………………………… 2.2 Băng thông của tín hiệu điều chế FM………………………………………………………… 2.3 Sơ đồ khối phát FM stereo……………………………………………………………………….4 THỰC HIỆN MẠCH FM……………………………………………………………………5 3.1 Sơ đồ mạch………………………………………………………………………………………….5 3.2 Giới thiệu IC BA1404…………………………………………………………………………… 3.3 Thi công mạch…………………………………………………………………………………… THỰC HIỆN MẠCH KHUẾCH ĐẠI TẦNG FM…………………………………… 10 4.1 Sơ đồ mạch……………………………………………………………………………………… 10 4.2 Thi công mạch……………………………………………………………………………………11 NHẬN XÉT…………………………………………………………………………………12 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………… 13 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình MẠCH PHÁT FM VÀ KHUẾCH ĐẠI CS TẦNG MỤC ĐÍCH : Thiết kế mạch phát FM stereo sử dụng IC BA 1404 có tầng khuếch đại nhằm tăng khả phát tín hiệu khoảng cách xa LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ FM : 2.1 Điều chế FM: - Điều chế FM cách điều chế mà tần số sóng mang thay đổi theo biên độ tín hiệu cần điều chế - Tín hiệu sau điều chế có dạng : xFM(t) = Vcos(2πfct + θ(t)) Với : Đối với FM : θ(t) = 2πf∆ Tần số tín hiệu sau điều chế : f(t) = fc + f∆x(t) f∆ độ dịch tần đảm bảo f(t) > (thông thường f∆ < fc) bien -2 -4 thoi gian -3 x 10 Sóng mang chưa điều chế bien - fc tần số sóng mang Ac biên độ sóng mang θ(t) góc pha thay đổi theo tín hiệu -2 -4 thoi gian -3 x 10 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình Sóng mang sau điều chế 2.2 Băng thông tín hiệu điều chế FM: Xét tín hiệu x(t) có dạng x(t) = Vmcos(ωmt) suy θ(t) = mf sin(ωmt) với mf = f∆Vm / fm Tín hiệu sau điều chế : xc(t) = V{ cos[θ(t)]cos(ωct) – sin[θ(t)]sin(ωct)} = V{[cos(mf sin(ωmt)]cos(ωct) – sin[mf sin(ωmt)]sin(ωct )} a Với FM dải hẹp (NBFM: mf 0,25) - Gồm có thành phần tần số sóng mang, thành phần biên độ 3, - Áp dụng phép khai triển: cos(mf sin(ωmt)) = J0(β)+Σ2Jn(mf)cos(nωmt) với n chẵn sin(mf sin(ωmt)) = Σ2Jn(mf)sin(nωmt) với n lẻ ω c ± nω m với n = 1, 2, Với :Jn(mf) hàm Bessel bậc n với đối số mf Khi đó, ∞   vFM = V  J o ( m f ) cos ωc t + ∑ J n ( m f ) cos ( ωc + nωm ) t + (−1)n cos ( ωc − nωm ) t   n =1   Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình [ = V J o( mf ) cos ω c t + J1( m f ) cos(ω c + ω m ) t − J1( mf ) cos(ω c − ω m ) t + + J 2( m f ) cos(ωc + 2ω m )t + J 2( mf ) cos(ωc − 2ωm )t + - ] Các giá trị Jn(1) cho hình sau: Phổ tần tín hiệu fm vô hạn.Tuy nhiên biên độ hài bậc cao bé, bị mf loại bỏ Do đó, băng thông giới hạn nhiên gây méo tín hiệu hài bậc cao.Vì cần lựa chọn để tín hiệu méo dạng chấp nhận Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình n=0 n=1 n=2 n=3 n=10 0.8 ham Bessel bac n,doi so beta 0.6 0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 10 15 beta - Gọi V biên độ sóng mang FM không điều chế tải R, công suất sóng mang: PC ( mf = 0) = - V2 = PToTal 2R Công suất FM có điều chế: PFM ( mf ) = PC ( m f = 0) [J o( m f ) + J12( m f ) + J 22( m f ) + + J n2( m f ) ] Khi đó, 99% lượng cao tần tập trung băng thông FM - Thông thường ta loại bỏ vạch phổ có | Jn(mf) | < ε với ε chọn từ 0,01 đến 0,1 Băng thông tín hiệu : BW = 2(mf +2)fm(max) 2.3 Sơ đồ khối phát FM stereo: Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến - PGS.TS Hoàng Đình Tín hiệu từ kênh trái phải đưa qua cộng trừ tạo tín hiệu L+R LR Tín hiệu L-R điều chế DSB tần số 38KHz Tín hiệu DSB tín hiệu L+R pilot 19KHz cộng lại với tạo thành tín hiệu cuối Tín hiệu điều chế FM phát Phổ tần tín hiệu trước điều chế FM THỰC HIỆN MẠCH FM : 3.1 Sơ đồ mạch Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến - PGS.TS Hoàng Đình Danh sách linh kiện sử dụng mạch phát FM : Tên IC BA1404 Điện trở 47K Điện trở 270 Điện trở 150K Điện trở 5.6K Điện trở 27K Tụ 1Nf Tụ hóa10Uf Tụ 10pF Tụ 220Pf Thạch anh 38KHz Cuộn cảm Đèn LED Nguồn 3V Số lượng 1 1 1 3.2 Giới thiệu BA1404 : Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến - PGS.TS Hoàng Đình Mỗi IC BA1404 gồm điều chế stereo tạo tín hiệu stereo, điều chế FM khuếch đại RF Bộ điều chế stereo tạo tín hiệu tổng hợp tạo thành từ tín hiệu (left + right), tín hiệu phụ (left – right) tín hiệu pilot (19 KHz ) sử dụng dao động thạch anh 38 KHz Bộ điều chế FM có sóng mang dải tần số FM quảng bá (88 ~ 108 MHz) Kích thước IC BA1404 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình Sơ đồ chân chức của IC BA 1404 - Chức chân BA1404 : PIN NO PIN NAME MÔ TẢ 10 11 12 13 14 15 R – ch audio input Input amplifier bypass GND 38 KHz oscillator bypass 38 KHz oscillator 38 KHz OSC RF output GND RF oscillator RF oscillator Voltage supply Modulation signal input Pilot signal output Multiplexer signal output VCC Nối đến mạch tiền nhấn Nối với tụ bypass Low frequencies Nối với tụ bypass Nối với thạch anh 38 KHz Nối với tụ tải của thạch anh Nối với mạch cộng hưởng LC High frequency Nối với tụ bypass Nối với tụ mạch cộng hưởng LC Nối với tụ biến dung (có thể không sử dụng) Nối với tụ bypass nguồn tín hiệu điều chế Nối với mạch mixer RC Nối với mạch mixer RC Cấp nguồn Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến 16 Multiplexer modulator balance 17 Multiplexer modulator balance 18 L – ch audio input 3.3 Thi công mạch PGS.TS Hoàng Đình Nối với biến trở trimpot Nối với biến trở trimpot Nối với mạch tiền nhấn - Layout mạch thực tế thực : - Mạch chỉnh tần số phát cách xoay cuộn cảm( thay đổi L cuộn dây ) 10 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình - Mạch hoạt động tần số phát từ 88 ~ 108 MHz Mạch thật: - Phổ tín hiệu 11 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình THỰC HIỆN MẠCH KHUẾCH ĐẠI TẦNG FM 4.1 LÝ THUYẾT: - Mạch khuếch đại gồm có tầng khuếch đại nối tiếp nhằm nâng công suất phát Tại - đầu tầng phối hợp trở kháng trước tín hiệu đưa anten phát Tầng khuêch đại lớp A, tầng khuyech đại lớp AB 4.2 MẠCH THẬT 12 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình NHẬN XÉT • Mạch khuyếch đại thi công thực tế nhiễu nhiều, muốn cấp nguồn 12V cho mạch • • khuyếch đại ta phải mắc tụ 2200µ vào adatapter thị trường Các giá trị β BJT không xác datasheet, ta phải dùng VOM để đo dòng điện ngõ cân chỉnh gia trị trở đến dòng ngõ cần Anten cân nối để phối hợp trở kháng tốt 13 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://machdientu.net/mach-tong-hop/mach-phat-hi-fi-stereo-fm-don-gian.htm [2] http://4tech.com.vn/forums/showthread.php/1852-Mot-so-mach-FM-radio [3] http://www.kythuatvien.com/h/315/Other /Nguyen-ly-thu-Radio-AM-FM.html [4] http://dhdt.forumotion.net/t11-topic [5] http://www.eleccircuit.com/long-range-fm-transmitter/ [6] http://electroschematics.com/22/88-108-mhz-40w-wideband-power-amplifier-mrf171a/ [7] http://www.eleccircuit.com/rf-power-amplifier-13w-to-6w-by-2sc1970/ 14 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 50802678 [...].. .Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình - Mạch có thể hoạt động ở tần số phát từ 88 ~ 108 MHz Mạch thật: - Phổ tín hiệu 11 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 508 026 78 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình 4 THỰC HIỆN MẠCH KHUẾCH ĐẠI 2 TẦNG FM 4.1 LÝ THUYẾT: - Mạch khuếch đại gồm có 2 tầng khuếch đại nối tiếp nhau nhằm nâng công suất phát Tại - đầu ra là tầng phối hợp trở kháng... ra là tầng phối hợp trở kháng trước khi tín hiệu được đưa ra anten phát Tầng 1 là khuêch đại lớp A, tầng 2 là khuyech đại lớp AB 4 .2 MẠCH THẬT 12 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 508 026 78 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình 5 NHẬN XÉT • Mạch khuyếch đại thi công thực tế nhiễu nhiều, nếu muốn cấp nguồn 12V cho mạch • • khuyếch đại ta phải mắc tụ 22 00µ vào adatapter trên thị trường Các... đo dòng điện ở ngõ ra và cân chỉnh các gia trị trở đến khi được dòng ngõ ra cần Anten cũng cân nối đúng để phối hợp trở kháng tốt 13 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 508 026 78 Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://machdientu.net/mach-tong-hop/mach-phat-hi-fi -stereo -fm- don-gian.htm [2] http://4tech.com.vn/forums/showthread.php/18 52- Mot-so-mach -FM- radio [3] http://www.kythuatvien.com/h/315/Other... http://www.kythuatvien.com/h/315/Other /Nguyen-ly-thu-Radio-AM -FM. html [4] http://dhdt.forumotion.net/t11-topic [5] http://www.eleccircuit.com/long-range -fm- transmitter/ [6] http://electroschematics.com /22 /88-108-mhz-40w-wideband-power-amplifier-mrf171a/ [7] http://www.eleccircuit.com/rf-power-amplifier-13w-to-6w-by-2sc1970/ 14 Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 508 026 78 .. .Mạch phát FM Stereo Chiến PGS.TS Hoàng Đình MẠCH PHÁT FM VÀ KHUẾCH ĐẠI CS TẦNG MỤC ĐÍCH : Thiết kế mạch phát FM stereo sử dụng IC BA 1404 có tầng khuếch đại nhằm tăng khả phát tín hiệu. .. 3 .2 Giới thiệu BA1 404 : Nguyễn Hồng Phúc 40801594 Phan Nhật Vũ 508 026 78 Mạch phát FM Stereo Chiến - PGS.TS Hoàng Đình Mỗi IC BA1 404 gồm điều chế stereo tạo tín hiệu stereo, điều chế FM khuếch đại. .. TẦNG FM 4.1 LÝ THUYẾT: - Mạch khuếch đại gồm có tầng khuếch đại nối tiếp nhằm nâng công suất phát Tại - đầu tầng phối hợp trở kháng trước tín hiệu đưa anten phát Tầng khuêch đại lớp A, tầng khuyech