Tín hiệu hình (Video) sau khi vào ngõ vào của máy phát được khuếch đại đến mức đủ lớn để kết hợp với sĩng mang cao tần được tạo ra từ bộ dao động cao tần để điều chế (AM) tín hiệu hình. Tín hiệu âm thanh cũng từ đầu máy vào ngõ vào máy phát được qua khối điều chế tín hiệu âm tần. Trong mạch thực tế này, khối điều chế tín hiệu âm tần cịn cĩ nhiệm vụ củng cố tín hiệu âm thanh đến mức đủ lớn, sao cho điều chế FM được. Tín hiệu âm thanh điều chế được đưa lên, kết hợp với tín hiệu hình nhằm phách chung với nhau thơng qua mối nối BJT. Tín hiệu hình và âm thanh sau khi được phách chung với nhau thì đi qua bộ lọc qua thấp. Các sĩng hài cũng được lọc bỏ khi qua mạch lọc qua thấp. Sau đĩ tín hiệu hình, tiếng chung được khuếch đại bởi linh kiện chuyên dùng 2N5719 để lên tần số cao và qua bộ lọc qua cao. Tín hiệu cĩ tần số thấp khơng qua được và bộ lọc qua cao bỏ hết các thành phần hài bậc cao. Thành phần hài rất cĩ hại, nĩ làm méo tín hiệu trong quá trình truyền và máy thu thu khơng rõ hoặc thu khơng được tín hiệu. Tín hiệu hình và tiếng sau khi qua bộ lọc cao qua thì được đưa đến bộ tiền khuếch đại cơng suất cao tần, tín hiệu cao tần sẽ được sửa dạng và củng cố đúng chuẩn để đưa đến khối khuếch đại cơng suất cao tần cuối cùng. Sau khi được củng cố, khuếch đại cơng suất cao tần lần cuối thì tín hiệu điều chế được truyền đi dưới dạng bức xạ sĩng điện từ bởi anten phát.
PHẦN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN A. KẾT LUẬN:
Qua thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, người thực hiện đã hồn thành đúng thời gian được giao.Qua đề tài, người nghiên cứu đã nắm vững những điều đã học ở trường, ở sách vở và tiếp cận được với thực tế để cĩ kinh nghiệm hơn. Người thực hiện đề tài đã trình bày khá đầy đủ về máy phát hình cũng như các vấn đề lý thuyết cĩ liên quan. Với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của hai ân sư: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, và sự nỗ lực bản thân, sự giúp đỡ từ các bạn đồng nghiệp, đề tài luận văn tốt nghiệp: “MÁY PHÁT HÌNH RF” đã hồn thành.
Lĩnh vực máy phát hình nĩi chung là khĩ và khá mới mẻ đối với sinh viên, tài liệu viết về máy phát hình khơng nhiều và hầu như là tài liệu tiếng nước ngồi, các cách tính hay các thơng số khĩ tính chính xác và ít gặp trong tài liệu. Do vậy mà đề tài này cịn mặt hạn chế là tính tốn các thơng số chưa nhiều và lý thuyết chuyên mơn chưa sâu. Nếu cĩ điều kiện, người thực hiện cố gắng sẽ tìm hiểu thêm, tìm tịi tài liệu, nắm vững tri để hy vọng cĩ được những kiến về máy phát hình chính xác hơn, viết về đề tài này hay hơn.
B. HƯỚNG PHÁT TRIỂN:
Lĩnh vực phát hình mang tính chất quốc gia, cĩ nhiều vấn đề như quân sự, xã hội ràng buộc, khơng phải được sử dụng phát tùy tiện.Đề tài này chỉ tìm hiểu về kỹ thuật phát hình và thi cơng một máy phát hình RF cĩ cơng suất phát cực nhỏ nhằm phục vụ trong xưởng trường. Hướng phát triển đề tài này là dựa vào các kiến thức đã cĩ được, người thực hiện cần cĩ nhiều đĩng gĩp, nghiên cứu sâu hơn nếu như được làm ở các đài phát sĩng hay đài truyền hình. Sự tìm tịi, ham học hỏi, tích lũy kinh nghiệm sẽ đĩng gĩp đáng kể cho kỹ thuật phát hình của nước ta ngang tầm với các nước trong khu vực và trên thế giới.
MỤC LỤC
A. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: ... 5
I. MỤC ĐÍCH: ... 5
II. YÊU CẦU: ... 5
B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: ... 5
C. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ... 6
D. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: ... 6
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÁY PHÁT ... 7
I. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY PHÁT : ... 7
2. Theo tần số : Cũng phân loại tương tự như máy thu ... 8
3. Theo phương phát điều chế : ... 8
4. Theo cơng suất : ... 9
II. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT MỘT SỐ LOẠI MÁY PHÁT : ... 9
1/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều biên (AM) : ... 9
2/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát đơn biên ( SSB : signal sideband) ... 10
III. CÁC MẠCH GHÉP TRONG MÁY PHÁT : ... 14
1/. Phối hợp trở kháng : ... 14
2/. Đảm bảo dải thơng (D) : ... 14
3/. Đảm bảo hệ số lọc hài cao : ... 14
4/. Điều chỉnh mạch ghép : ... 14
IV. CÁC MẠCH LỌC CƠ BẢN TRONG MÁY PHÁT :... 20
1/. Mạch lọc : đơn : ... 20
2/. Bộ lọc đơn : ... 21
3/. Mạch lọc đơi : ... 22
V. TRUNG HỊA VÀ CHỐNG DAO ĐỘNG KÝ SINH : ... 25
1/. Hiện tượng trực thơng và hồi ký sinh : ... 25
2/. Mạch trung hịa ở tần số cao ( cĩ các L ký sinh) ... 26
3/. Chống dao động ký sinh : ... 27
VI. ĐO LƯỜNG MÁY PHÁT : ... 27
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHÁT HÌNH ... 29
I. Gíơi thiệu: ... 29
II. Phân loại máy phát hình ... 30
1. Dựa theo cơng suất ra: ... 30
2. Theo mức điều chế: ... 30
3. Theo loại đèn phát tầng cuối: ... 30
4. Theo phương pháp làm mát đèn phát tầng cuối: ... 30
5. Bộ chuyển đổi (bộ phiên dịch): ... 30
6. Các đài phát cơng suất thấp: ... 31
III. MƠ TẢ HỆ THỐNG MÁY PHÁT ... 31
A. HÌNH: ... 31
B. TIẾNG: ... 32
IV. CÁC ĐẶC TÍNH VỀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT. ... 32
V/ Các bộ phận của máy phát hình: ... 36
2/ Bộ ghim tín hiệu hình: (video clamper) ... 36
3/ Mạch kẹp mức trắng: white – clip – circuit ... 37
4/. Bộ sửa sai pha: differential phase corrector ... 37
5/. Bộ điều chế tín hiệu hình (Video Modulator): ... 38
6/. Bộ tổng hợp tần số (Frequency Synthesizer): ... 38
7/. Bộ sửa sai tuyến tính (Linearity - Corrector): ... 38
8/. Bộ kích thích (Exciter): ... 39
9/. Bộ chuyển đổi lên (Up Converter) : ... 39
10/. Bộ sửa sai điều chế tơi pha: (incidental phase modulation corrector) ... 39
11/. Bộ khuếch đại: (Power Amplifier) ... 39
CHƯƠNG IV: SĨNG MANG – MƠI TRƯỜNG ... 42
VÀ ĐƯỜNG TRUYỀN ... 42
I. CÁC DẢI TẦN SĨNG, ĐỊNH DANH, ĐẶC TÍNH TRUYỀN VÀ QUY ĐỊNH SỬ DỤNG : ... 42 1. Dải tần từ : (3 30) KHz ... 42 2. Dải tần từ: (30 300) KHz ... 43 3. Dải tần từ: (300 3000) KHz ... 43 4. Dải tần từ : (3 30) MHz ... 43 5. Dải tần từ : (30 300) MHz ... 43 6. Dải tần từ : (300 3000) MHz ... 44 7. Dải tần từ: (3 30) GHz ... 44 8. Dải tần từ: (30 300) GHz ... 45 9. Dải tần từ: (103 107) GHz ... 45
II. MƠI TRƯỜNG TRUYỀN THƠNG TIN: ... 46
A). MƠI TRƯỜNG TRUYỀN TIN HỮU TUYẾN: ... 46
1. Đơi dây dẫn điện xoắn: ... 46
2. Cáp đồng trục: ... 46
3. Sợi quang: ... 47
B. MƠI TRƯỜNG TRUYỀN VƠ TIUYẾN: ... 48
1. Sĩng dài: ... 48
2. Sĩng trung : ... 48
3. Sĩng ngắn: ... 49
4. Sĩng VHF, UHF:... 49
5. Sĩng UHF, SHF, EHF: ... 50
CHƯƠNG V: KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ... 51
(MODULATION) ... 51
I. KỸ THUẬT ĐIỀU BIẾN: (Amplitude Modulation) ... 51
1/. Định nghĩa: ... 51
2/. Phổ tần và bề rộng dải tần : ... 53
3. Sự phân bố cơng suất trong sĩng đã điều biến: ... 54
4. Trường hợp tín hiệu điều biến là tín hiệu phức tạp : ... 55
5. Các kỹõ thuật truyền sĩng điều biên: ... 56
II. ĐIỀU CHẾ ĐƠN BIÊN (SSB: Single Side Band) ... 58
A. ƯU VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA ĐIỀU CHẾ ĐƠN BIÊN: ... 58
2. Hiệu suất rất cao so với điều chế AM: ... 58
B. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐƠN BIÊN: ... 59
1. Phương pháp lọc và phương pháp tổng hợp : ... 60
2. Phương pháp quay pha : ... 63
II. CÁC MẠCH ĐIỀU BIẾN BIÊN ĐỘ : ... 63
1/. Mạch điều biến mức thấp : ... 63
2. Mạch điều biến mức cao: ... 66
3. Vi mạch điều biến : ... 67
III. KỸ THUẬT ĐIỀU BIẾN GĨC: ... 67
1. Định nhgĩa :... 67
2. Quan hệ giữa kỹ thuật điều biến tần số với điều biến pha:... 69
3. Dải thơng của mạch khuếch đại sĩng điều biến gĩc : ... 71
4. Cơng suất trung bình sĩng điều biến gĩc: ... 72
A . MẠCH ĐIỀU TẦN TRỰC TIẾP: ... 74
2 / Điều tần bằng Diode Tunel: ... 77
3/ Điều tần bằng Varicap: ... 79
B) CÁC MẠCH ĐIỀU PHA: (PM: PHASE MODULATION) ... 82
1/ Điều chế pha theo Amstrong: ... 82
2) Mạch điều chế pha dùng mạch lọc: ... 84
C) ỔN ĐỊNH TẦN SỐ TRUNG TÂM CỦA TÍN HIỆU ĐIỀU TẦN: ... 85
1/. Đối với điều tần trực tiếp bằng thạch anh: ... 85
2/. Sử dụng thạch anh làm bộ tạo dao động để 0 = Const: ... 85
3/. Nguồn cung cấp: ... 86
4/. Cách thức thực hiện: ... 86
5/. Sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh tần số (AFC): ... 87
6/. Sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh tần số pha (AFC - P): ... 89
D. VỊNG KHĨA PHA PLL: (Phase Locked Loops) ... 90
I/. NHỮNG ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA VỊNG KHĨA PHA (PLL): ... 90
1. Khả năng hoạt động ở tần số cao: ... 90
2. Sự độc lập về khả năng chọn lọc và điều hưởng tần số trung tâm: ... 90
3. Dễ dàng trong việc điều hưởng: ... 90
II. SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLL: ... 91
III/ CÁC KHỐI CƠ BẢN CỦA PLL: ... 93
1. Bộ tách sĩng pha: ... 93
2. Bộ lọc thơng thấp (LTT): ... 95
3. Bộ tạo dao động được điều khiển bằng điện áp: VCO (Voltage Controlled Oscilator) ... 95
CHƯƠNG VI: CÁC VẤN ĐỀ VỀ MẠCH DAO ĐỘNG ... 97
I/. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MẠCH DAO ĐỘNG: ... 97
1. Đặc điểm của các mạch dao động: ... 97
2. Điều kiện dao động: bộ tạo dao động thường gồm hai khối :... 98
3. Ổn định biên độ và tần số dao động : ... 99
A. MẠCH DAO ĐỘNG BA ĐIỂM ĐIỆN CẢM (HARLEY) :... 102
B. MẠCH DAO ĐỘNG 3 ĐIỂM ĐIỆN DUNG: (COLPITS) ... 105
I. CÁC MODE HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI CƠNG SUẤT CAO TẦN
LỚP C DÙNG TRANSISTOR: ... 107
A. SƠ ĐỒ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA TRANSISTOR Ở CÁC DẢI TẦN SỐ KHÁC NHAU: ... 107
1. Sơ đồ tương đương transistor ở dải tần số thấp: ... 107
2. Sơ đồ tương đương cua Transistor ở tần số trung bình: ... 109
3. Sơ đồ tương đương của transistor ở tần số cao: ... 110
B. CÁC MODE HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI CƠNG SUẤT CAO TẦN DÙNG TRANSISTOR:... 112
1/. Chế độ kém áp: ... 112
2/. Chế độ khĩa Transistor: ... 112
3/. Chế độ quá áp: ... 112
4/. Chế độ tới hạn: ... 112
II. BỘ KHUẾCH ĐẠI CƠNG SUẤT CAO TẦN DÙNG TRANSISTOR: ... 112
1. Bộ khuếch đại cơng suất cao tần dùng Transistor ở chế độ kém áp mắc Emitter chung (EC). ... 112
2. Các bước thiết kế: ... 117
CHƯƠNG VIII: LÝ THUYẾT VỀ ANTEN PHÁT HÌNH ... 120
I. SỰ TRUYỀN SĨNG RADIO TRONG KHƠNG GIAN: ... 120
1. Khái niệm về sĩng Radio: ... 120
2. Truyền lan sĩng Radio:... 124
3. Truyền lan sĩng cực ngắn: ... 128
II. CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA ANTEN- FIĐƠ: ... 129
1. Các đặc tính của anten: ... 130
2. Aûnh hưởng của mặt đất đối với anten:... 133
CHƯƠNGIX : THI CƠNG MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF CĨ CƠNG SUẤT NHỎ. . 134
I. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ... 134
II. CHỨC NĂNG CÁC KHỐI TRÊN: ... 134
1. Khối đầu vào tiền khuếch đại tín hiệu hình: ... 134
2. Khối dao động cao tần: ... 134
3. Khối đều chế tín hiệu âm tần: ... 135
4. Khối trộn: ... 135
5. Mạch lọc thơng thấp: ... 135
6. Mạch lọc thơng cao:... 135
7. Mạch tiền khuếch đại cơng suất cao tần: ... 135
8. Khối khuếch đại cơng suất cao tần cuối cùng: ... 135
III. TÍNH TĨAN CÁC KHỐI CHÍNH TRONG MẠCH CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF: ... 135
1. Mạch khuếch đại tín hiệu hình vào: (Video in) ... 135
2. Mạch dao động cao tần: ... 137
3. Tính tĩan cho mạch điều chế âm tần:... 138
4. Tính tốn cho mạch khuếch đại cao tần và anten phát: ... 140
5. Chọn chiều dài anten phát và tính cơng suất bức xạ: ... 142
IV. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ: ... 143