Hệ thống truyền thanh không dây và ứng dụng trong đài PT TH nghệ an

Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây Mục lục Mục Nội dung Trang Lời mở đầu Những từ viết tắt trong đồ án Chng 1. Nguyên lý cơ bản hệ thu phát 1.1 Sơ đồ khối cơ bản của máy thu phát 8 1.2 Chức năng các khối 9 1.3 Một số khối, mạch điện cơ bản trong bộ thu phát 10 1.3.1 B iu ch v gi i iu ch 10 1.3.1.1 B iu ch tn s 10 1.3.1.2 Gii iu ch tn s FM 13 1.3.2 Mạch vào 14 1.3.3 Mch khuych i cao tn v trung t n 14 1.3.4 B khuch i công sut phát 17 1.4 Tàng khuếch đại công suất 19 1.4.1 Nhng vn chung v tng khuych i công sut 19 1.4.2 Cỏc tham s ca tng khuych i cụng sut 19 1.4.3 Chế độ công tác v định điểm làm việc cho tầng khuếch đại công sut 19 1.4.4 Những vấn đề chung về mạch điện tầng khuếch đại công suất 21 1.4.5 Tầng khuếch đại đơn (bộ khuếch đại chế độ A) 22 1.4.5.1 Sơ đồ emito chung 22 1.4.5.2 Sơ đồ lặp emito 24 1.4.6 Tầng khuếch đại đẩy kéo 32 1.4.6.1 Những vấn đề chung về tầng khuếch đại đẩy kéo 32 1.4.6.2 Sơ đồ đẩy kéo song song 35 1.4.6.3 Sơ đồ đẩy kéo nối tiếp dùng tranzitor cùng loại 38 1.4.7. Một số biện pháp nhằm cải thiện đặc tính của mạch 45 1.5 Giới thiệu một số Hệ thống truyền thanh thông dụng 47 SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 1 Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây Chơng 2. Hệ thống truyền thanh không dây Emico 2.1 Giới thiệu chung 52 2.2 Sơ đồ khối tổng quát và chức năng các khối 52 2.3 Khối xử lý âm thanh 53 2.3.1 Sơ đồ khối 53 2.3.2 Chức năng các khối 54 2.4 Khối mã hoá 55 2.4.1 Sơ đồ khối và chức năng các khối 55 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 55 2.4.3 IC mã hoá W91312 56 2.4.4 Sơ đồ nguyên lý bộ mã hoá 59 2.5 Khối máy phát 61 2.6 Sơ đồ cụm thu FM 62 2.7 Chức năng các khối 63 Chơng 3. Tổng quan về hệ thống phát thanh Đài PT - TH Nghệ An 3.1 Sơ đồ tổng thể toàn hệ thống 73 3.2 Phòng tổng khống chế 74 3.3 Trạm phát sóng 76 3.3.1 Tiếp sóng Đài Tiếng nói Việt Nam 77 3.3.2 Phát thanh chơng trình Nghệ An 77 3.3.3 Phát thanh trực tiếp 77 3.4 Máy phát thanh FM 10Kw Nautel Q10 78 3.4.1 Sơ đồ khối 78 3.4.2 Bố trí các khối trên máy 79 3.4.3 Chức năng nhiệm vụ các khối 81 3.4.3.1 Khối nguồn 81 3.4.3.2 Khối nguồn điện áp thấp LVPS 82 3.4.3.3 Khối IPA POWER SUPPLY A,B 83 3.4.3.4 Khối POWER SUPPLY A,B 83 3.4.3.5 Khối khuếch đại công suất 84 3.4.3.6 Khối kích EXCITER 86 3.4.3.7 Khối điều khiển và hiển thị 87 Kết luận Tài liệu tham khảo SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 2 Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây Lời mở đầu Trong nhng thp k va qua h thng truyn thụng ngy cng phỏt trin mnh, h thng phỏt thanh l mt trong nhng ngnh cú v quan trng trong cuc sng thng ngy, trong quõn s v ang ỏp ng c rt nhiu nhu cu thit yu ca con ngi nh: Thụng tin thi s, thi tit, giỏo dc v gii trớ v.v SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 3 Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây Cựng vi s phỏt trin ca khoa hc k thut, h thng truyn thanh ó liờn tc c phỏt trin t nhng bui s khai ban u cho ti nay thụng qua v tinh i ting núi Vit Nam núi chung v i PT - TH Ngh An núi riờng ó vn xa n cỏc nc trong khu vc v trờn ton th gii. Vi s phỏt trin nhanh chúng ca cụng ngh in t, s ra i ca cỏc vi mch, cỏc b x lý tớn hiu cú tin cy cao. Mt h thng truyn thanh cú tớnh kh thi v s phỏt trin mnh trong nhng nm ti ú l: H thng truyn thanh khụng dõy. c im ca H thng truyn thanh khụng dõy: - Hot ng tt trong cm dõn c nht nh. - Giỏ thnh lp t r. - tin cy cao. - Cú kh nng ngt phớa thu t phũng iu khin. - Tin li cho vic lp t. Vi nhng kh nng cú tớnh kh thi nh vy nờn em chn ỏn tt nghip l: H thng truyn thanh khụng dõy v ng dng trong i PT - TH tnh Ngh An. Xin chõn thnh cm n PGS.TS. Nguyn Hoa L ó nhit giỳp em hon thnh ỏn ny. Em xin chõn thnh cm n. TP Vinh, ngày 15 tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện Trần Văn Hiếu Những từ viết tắt trong đồ án DSP Digital Singnal proce X lý tớn hiu s DTMF Dual Tone Multy Frequency Mó lng õm a tn EST Early Steering IPA Intermediate Power Amplifier Khuych i cụng sut trung gian SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 4 Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây PA Power Amplifier khuych i cng sut PS Power Supply Ngun cung cp KCT Khuych i cao tn KTT Khuych i trung tn DTF Dual Tone Filter Lc lng õm KTV k thut viờn MD Mini Disk Da quang t mini GS Gain Selec La chn khuych i INH Inhibits Cõm, ngn chn V REF Voltage Reference in ỏp phn x SSB Single Side Band iu ch n biờn ITU-T International telecommunication Union- Telecommunication Tiờu chun hoỏ vin thụng quc t CE Chip Enable Cho phộp chn chớp CL Clock Xung ng h PWB Printed Writing Board Bo mch in DP Dial pulse Xung quay s AM Amplytude Modulation iu ch biờn MF Multifrequency a tn PM Phase Modulation iu ch pha FM Frequency Modulation iu ch tn s DT Dial Tone m mi quay s TDK T iu khuych RF Radio Frequency tn s radio LVPS Low Voltage Power Supply Ngun cung cp SFR Special Function Registor Thanh ghi c bit FTF Fast Fourier Transform Bin i nhanh Fourier SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 5 Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây Chơng 1. Nguyên lý cơ bản hệ thu phát 1.1. S khi c bn mỏy thu phỏt SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 6 Anten phát §å ¸n t«t nghiÖp ®¹i häc HÖ thèng truyÒn thanh kh«ng d©y Hình 1.1. Sơ đồ khối cơ bản máy thu phát 1.2. Chức năng các khối - Chức năng thu phát SV: TrÇn V¨n HiÕu - Líp 46K §TVT - Khoa C«ng NghÖ 7 Anten thu Đồ án tôt nghiệp đại học Hệ thống truyền thanh không dây + Khi x lý v khuych i: khi ny tip nhn tớn hiu a vo iu ch phỏt i. Tớn hiu u vo cú th a dng, nu l tớn hiu s thỡ sa dng xugn, nu tớn hiu õm thanh thỡ cú th cn lc v gim nhiu. Mt khỏc thng l tớn hiu nh nờn cn c khuych i. + Khi dao ng ni v n nh tn s: khi ny to ra dao ng cú tn s cao qua b iu ch vi tin tc a i xa nờn nú cũn gi l súng mang. + Khi iu ch trn : Khi ny cú hai u vo v mt u ra hai u vo trn vi nhau to thnh tớn hiu RF (radio frequency) a saong khuych i cụng sut. + Khi khuych i cụng sut : m bo tớn hiu truyn i xa thỡ sau khi iu ch thnh tớn hiu RF thỡ phi qua tng khuych i cụng sut Power amplifer. + Khi thit b ghộp ra : õy thc cht l b lc siờu cao tn, nhim v ca nú l phi hp tr khỏng gia cụng sut phỏt v dõy fid anten phỏt. + Khi hin th : khi ny hin th cỏc chc nng v cỏc hot ng ca mỏy. - Chc nng thu: + An ten: l thit b thu nhn súng in t t mỏy phỏt n, anten cú nhiu loi khỏc nhau, cú loi bờn ngoi cú loi bờn trong, cú loi tip nhn nng lng súng in t theo phõn cc ng cú lo theo phõn cc ngang. + Mch vo : thng b trớ cỏc b phi hp tr khỏng anten v cỏc b lc thu cao tn loi b mt s tn s k cn tr i. + Khuych i cao tn: : õy l b khuych i chn lc no ch khuych i ch cng hng, mch vo c im ca b ny l tp õm nh. + Khi ny tip nhn tớn hiu RF t khi khuych i cao tn v tớn hiu dao ng ngoi sai 2 tớn hiu ny trn ln vi nhau v cho ra tớn hiu trung tn. SV: Trần Văn Hiếu - Lớp 46K ĐTVT - Khoa Công Nghệ 8 §å ¸n t«t nghiÖp ®¹i häc HÖ thèng truyÒn thanh kh«ng d©y + Khối khuyếch đại trung tần : khối này là bộ khuyếch đại cộng hưởng chọn lọc, khối này thường có nhiều tần và là khối quyết định nhiều vào chất lượng của máy. + Khối dải điểu chế : khối dải điều chế còn goi là tách sóng có nhiệm vụ tách đường bao của tín hiệu sóng mang đã điều chế thành tín hiệu âm tần. + Khối khuyếch đại ra : tín hiệu âm tần sau tách sóng có biên độ rất nhỏ nên cần phải khuyếch đại công suất. + Khối AGC (Automatic Gain Control) Do ảnh hưởng của truyền sóng nên tín hiệu thu được không ổn định nên khối AGC làm nhiệm vụ điều chỉnh hệ số khuyếch đại ổn định tín hiệu ra. + Khối hiển thị : cũng như máy phát máy thu cũng có phần hiển thị để thể hiện và giám sát hoạt động của thiết bị. 1.3. Một số khối, mạch điện cơ bản trong bộ thu, phát 1.3.1. Bộ điều chế và giải điều chế 1.3.1.1. Bộ điều chế tần số Trong điều tần, tần số sóng mang bị thay đổi liên tục theo tín hiệu đưa vào điều chế mà biên dộ và pha không đổi. Để thực hiện được điểu mà tần người ta thường mắc điốt biến dung varicap, tham số thay đổi nhờ tín hiệu đặt vào mạch điện như sau: SV: TrÇn V¨n HiÕu - Líp 46K §TVT - Khoa C«ng NghÖ 9 §å ¸n t«t nghiÖp ®¹i häc HÖ thèng truyÒn thanh kh«ng d©y F dđ = 1/ 2 )(1 CDC + π Tin tức Ei = Ai cos t Ω Sóng mang EC = A o Sin t 0 ω Tín hiệu sau điều chế E m = A 0 Sin ( t o ) ωω ∆± Biểu diến theo sơ đồ thời gian SV: TrÇn V¨n HiÕu - Líp 46K §TVT - Khoa C«ng NghÖ 10 Hình 1.2 Mạch điều tần dùng điôt biến dung varicap