1.4.1. Quan heọ giửừa ủiều tần vaứ ủiều pha
Vỡ giửừa tần soỏ vaứ goực pha cuỷa moọt dao ủoọng coự quan heọ vụựi nhau, nẽn deĩ daứng chuyeồn ủoồi sửù bieỏn thiẽn tần soỏ thaứnh bieỏn thiẽn về pha vaứ ngửụùc lái:
ẹiều tần vaứ ủiều pha laứ quaự trỡnh ghi tin tửực vaứo taỷi tin, laứm cho tần soỏ hoaởc pha tửực thụứi cuỷa taỷi tin bieỏn thiẽn theo dáng tớn hieọu ủiều cheỏ (tớn hieọu ãm tần).
Taỷi tin laứ dao ủoọng ủiều hoứa:
fSmin ft1 ft2 ft1 + ft2 S(f) S(f) S(f) S(f) fSmin fSmax ft1 f f f f a) b) c) d)
Hỡnh 1.14. Phoồ vaứ ủồ thũ vectụ cuỷa dao ủoọng ủiều cheỏ ủụn biẽn theo phửụng phaựp lóc – quay pha keỏt hụùp.
Phoồ cuỷa tớn hieọu ủiều cheỏ; Phoồ tớn hieọu ra trẽn boọ ẹCCB I; Phoồ tớn hieọu ra boọ lóc;
Phoồ tớn hieọu ra mách hieọu;
ω = (1.31)
dψ dt
V0(t) = V0cos(ω0t +ϕ0) = V0cosϕ(t) (1.32) Tửứ 1.31 ta coự : ( ) ( ) ( ) ( ).133 0 t dt t t t ϕ ω ψ =∫ +
Thay (1.33) vaứo (1.32) ta nhaọn ủửụùc bieồu thửực:
[ () ()] (.134) cos ) ( 0 0t V t dt t V = ω +ϕ
Giaỷ thieỏt tớn hieọu ủiều cheỏ laứ tớn hieọu ủụn ãm :
VΩ(t)= VΩcosΩt (1.35) Khi ủiều cheỏ tần soỏ hoaởc ủiều cheỏ pha thỡ tần soỏ hoaởc goực pha cuỷa taỷi tin bieỏn thiẽn tyỷ leọ vụựi tớn hieọu ủiều cheỏ vaứ chuựng ủửụùc xaực ủũnh theo caực bieồu thửực sau:
ω(t) = ω0 + ∆ωcosΩt (1.36) ∆ω: lửụùng di tần cửùc ủái.
Khi ủoự ta coự chổ soỏ ủiều tần:
k: heọ soỏ tyỷ leọ
ϕ(t) = ϕ0 + ∆ϕ cosΩt (1.38) ∆ϕ: lửụùng di pha cửùc ủái. Khi ủoự ta coự chổ soỏ ủiều pha:
mp= kVΩ= ∆ϕ (1.39) Tửứ (1.36) ta coự: ∆ω = kVΩ (1.40) Nẽn VΩ = const thỡ ∆ω= const nhửng khi Ω thay ủoồi thỡ mf cuừng thay ủoồi.Tửứ (1.38) ta nhaọn thaỏy khi VΩ = const thỡ mp = const, nhửng ủoọ di tần khi mf = k = (1.37) VΩ Ω Ω ∆ω
ủiều pha thỡ taờng tyỷ leọ vụựi tần soỏ ủiều cheỏ theo bieồu thửực: ( ) . sin t ( ).141 dt d Ω Ω ∆ = ∆ = ∆ω ϕ ϕ
Nhử vaọy ủiều khaực nhau cụ baỷn giửừa ủiều tần vaứ ủiều pha laứ lửụùng di tần khi ủiều pha tyỷ leọ vụựi biẽn ủoọ ủieọn aựp ủiều cheỏ vaứ tần soỏ ủiều cheỏ, coứn lửụùng di tần khi ủiều cheỏ tần soỏ chổ tyỷ leọ vụựi biẽn ủoọ ủieọn aựp ủiều cheỏ maứ thõi.
Thay (1.35) vaứ (1.37) vaứo (1.32) ta nhaọn ủửụùc tớn hieọu ủaừ ủiều tần vaứ ủiều pha nhử sau:
Ta nhaọn thaỏy neỏu ta ủửa tớn hieọu ủiều cheỏ qua moọt mách tớch phãn, rồi vaứo mách ủiều cheỏ pha thỡ ụỷ ủầu ra ta seừ nhaọn ủửụùc tớn hieọu ủiều cheỏ tần soỏ. Ngửụùc lái, neỏu ta ủửa tớn hieọu ủiều cheỏ qua moọt mách vi phãn, rồi vaứo mách ủiều cheỏ tần soỏ thỡ ụỷ ủầu ra ta nhaọn ủửụùc tớn hieọu ủiều cheỏ pha (hỡnh 1.15)
Hỡnh 1.15. ẹiều tần duứng heọ thoỏng AFC-P
VFM(t) = V0cos(ω0t +ΔΩω sinΩt + ϕ0) (1.42) VPM(t) = V0cos(ω0t + ∆ϕcosΩt + ϕ0) (1.43) Lóc thõng thaỏp Taựch soựng pha Chia n:1 Dao ủoọng thách anh Chia n2 Khuyeỏch ủái Boọ dao ủoọng f0
1.4.2. Một số mạch điều tần dựng đi ốt biến dung varicap
Tửứ khi Varicap ra ủụứi ngửụứi ta chuỷ yeỏu sửỷ dúng noự laứm phần tửỷ ủiều tần vỡ ủieọn dung cuỷa noự thay ủoồi theo ủieọn aựp phãn cửùc vaứ trửùc tieỏp laứm thay ủoồi tần soỏ dao ủoọng. ễÛ phám vi tần soỏ cao khi CV thay ủoồi laứm f0 thay ủoồi raỏt nhiều táo nẽn ủoọ di tần lụựn vaứ ủaởc tuyeỏn cuỷa Varicap tuyeỏn tớnh, tớnh choỏng nhieĩu cao, khõng tiẽu thú naờng lửụùng nẽn noự duứng ủeồ ủiều tần raỏt toỏt.
Diode bieỏn dung (Varicap) coự ủieọn dung maởt gheựp bieỏn ủoồi theo ủieọn aựp ủaởt vaứo. Noự coự sụ ủồ tửụng ủửụng ụỷ hỡnh 1.16a.
CD CD CD 0 0 t VΩ c)
Hỡnh 1.16. Sụ ủồ tửụng ủửụng (a); Sụ ủồ maộc mách cuỷa Varicap (b); vaứ ủaởc tuyeỏn ủiều cheỏ CV theo VΩ(c)
LK CK VPC VΩ RPC CD RD b) a)
Trũ soỏ RV vaứ CV phú thuoọc vaứo ủieọn aựp ủaởt trẽn diode. Trửụứng hụùp diode phãn cửùc ngửụùc RV = ∞ vaứ coứn CV ủửụùc xaực ủũnh theo cõng thửực:
Trong ủoự:
k: Heọ soỏ tyỷ leọ; k = CV0. ϕT; CV0 :CV ban ủầu khi Vẹ= 0.
ϕ: hieọu ủieọn theỏ tieỏp xuực cuỷa maởt gheựp; vụựi diode Silic ϕT ≈ 0,7V. γ: heọ soỏ phú thuoọc vaọt lieọu; γ = 1/3 ữ1/2
Vẹ = VPC + VΩ (1.45) VPC: ủieọn aựp cung caỏp moọt chiều ủũnh ủieồm laứm vieọc ban ủầu cho Varicap.
ẹoỏi vụựi transistor Silic γ ≈ ẵ.
• Neỏu R >>1/ωCV thỡ ta coự tần soỏ dao ủoọng cuỷa hỡnh 1.16b gần ủuựng nhử sau:
• Neỏu ta chón CV >> CK ta coự bieồu thửực gần ủuựng:
Ta thaỏy tần soỏ tyỷ leọ vụựi ủieọn aựp ủiều cheỏ VΩ qua caờn baọc 4 nẽn VΩ phaỷi ủuỷ lụựn ủeồ tần soỏ dao ủoọng thay ủoồi theo VΩ.
• Trẽn hỡnh 1.16b ta thaỏy ủieọn aựp cao tần trẽn LK, CK seừ phãn cửùc thuaọn Varicap taờng lẽn. Daĩn tụựi laứm heọ soỏ phaồm chaỏt cuỷa mách coọng
ω ≈ ≈ (1.46) 1 LK(CK + CV) 1 K VPC + VΩ +0,7 LK CK + ω ≈ V +LV.K+0,7 K 4 Ω PC (1.47) CV = (1.44) (Vẹ +ϕT)γ k
hửụỷng giaỷm vaứ táo nẽn soựng haứi khi Varicap ủửụùc phãn cửùc liẽn tieỏp ãm, dửụng. ẹeồ khaộc phúc hieọn tửụùng naứy ta coự moọt soỏ bieọn phaựp sau:
- Tớnh toaựn ủeồ sao cho diode luõn luõn phãn cửùc ngửụùc khi trẽn noự coự caỷ ủieọn aựp cao tần. ẹieọn aựp ủaởt trẽn diode:
VD=V0cosω0t + VΩcost – VPC (1.48) VDmax = V0 + VΩ - VPC ≤ 0 (1.49) Nhửng ủieọn aựp ngửụùc ủaởt lẽn diode cuừng khõng ủửụùc vửụùt quaự trũ soỏ cho pheựp, noự ủồng thụứi thoỷa maừn cõng thửực:
VDmin = - V0 - VΩ - VPC ≤ Vng cho pheựp (1.50) Maộc thẽm tú gheựp Cgh noự seừ ngaờn khõng cho ủieọn aựp cao tần xuaỏt hieọn trẽn Varicap. Nhửng nhử vaọy khi VΩ thay ủoồi CV thay ủoồi nhửng
gh V gh V C C C . C C +
= seừ thay ủoồi raỏt ớt, nẽn ủoọ di tần seừ hép.
ẹeồ khaộc phúc caỷ hai nhửụùc ủieồm rẽn, ngửụứi ta khõng maộc Cgh , maứ maộc hai Varicap ngửụùc nhau nhử hỡnh 1.17. Caựch maộc naứy gói laứ maộc ủaồy keựo Varicap. Hai Varicap ủửụùc phãn cửùc cuứng moọt luực. Khi tớn hieọu cao tần aựp vaứo 2 varicap gioỏng nhau, noự seừ laựi chuựng ủeỏn nhửừng giaự trũ ủieọn dung cao vaứ thaỏp luãn phiẽn nhau: Do ủoự ủieọn dung ủuựng trong mách gần nhử khõng thay ủoồi theo
V c c +Vpc Rpc C gh CK L K L K Vpc VΩ VΩ CK Lch R VR1
ủieọn aựp cao tần, maứ chổ thay ủoồi ủieọn aựp ãm tần.
Khi ủoự ủeồ Varicap phãn cửùc ngửụùc ta chổ cần thoỷa maừn ủều kieọn:
VDmax = VΩ - Vpc ≤ 0 vaứ VDmin = - VΩ -Vpc≤ Vng cho pheựp
Nhử vaọy phám vi thay ủoồi cuỷa ủieọn aựp ủiều cheỏ VΩ seừ lụựn hụn, daĩn tụựi phám vi bieỏn ủoồi cuỷa CV cuừng lụựn hụn, nghúa laứ ủoọ di tần seừ lụựn hụn. Tuy nhiẽn maộc 2 Varicap ủaồy keựo seừ laứm giaỷm ủieọn dung tửụng ủửụng Ctủ = CV/2 (neỏu 2 Varicap gioỏng nhau). ẹeồ buứ lái ngửụứi ta chón nhửừng Varicap coự giaự trũ baống 2 lần Ctoồng maứ ta mong muoỏn. (Vớ dú CV = 15pF thỡ ta phaỷi chón CV1 = CV2 =30pF).
• Vỡ doứng phãn cửùc Icp =0 nẽn bieỏn trụỷ VR1 vaứ R coự theồ coự giaự trũ raỏt lụựn. Tuy nhiẽn ủeồ Varicap ủaựp ửựng nhanh vụựi VΩ thỡ R vaứ VR1 khõng nẽn chón lụựn laộm vỡ haống soỏ thụứi gian τ = (R + VR1) CV
• Khi ủiều tần duứng Varicap cần chuự yự nhửừng ủaởc ủieồm sau:
- Luõn luõn phãn cửùc ngửụùc cho Varicap ủeồ traựnh aỷnh hửụỷng cuỷa RV ủeỏn phaồm chaỏt cuỷa heọ dao ủoọng , nghúa laứ ủeỏn ủoọ oồn ủũnh tần soỏ cuỷa mách.
- Phaỷi hán cheỏ khu vửùc laứm vieọc trong ủoán tuyeỏn tớnh cuỷa ủaởt tuyeỏn
- CV = f(VD) ủeồ giaỷm meựo phi tuyeỏn. Lửụùng di tần tửụng ủoỏi khi ủiều tần duứng Varicap ủát khoaỷng 1%.
- Duứng Varicap ủeồ ủiều tần thỡ kớch thửụực boọ ủiều tần nhoỷ vaứ coự theồ ủiều tần ụỷ tần soỏ siẽu cao, khoaỷng vaứi traờm MHz.
Tuy nhiẽn ủoọ táp taựn cuỷa baựn daĩn lụựn hụn nẽn keựm oồn ủũnh. Ta coự sụ ủồ ủiều tần duứng Varicap ủaồy keựo hỡnh 1.18
Hỡnh 1.18. Mách ủiều tần duứng varicap vaứ dáng tớn hieọu
R1, R2, Re táo thiẽn aựp tửù caỏp ủeồ luực ủầu mách dao ủoọng ụỷ cheỏ ủoọ lụựp A (deĩ dao ủoọng) sau chuyeồn về dao ủoọng ụỷ lụựp B,C (ủeồ coự hieọu suaỏt cao). ẹãy laứ mách ba ủieồm ủieọn dung. Trong ủoự LK cuứng Varicap táo thaứnh mách coọng hửụỷng song song, nhửng ụỷ tần soỏ dao ủoọng f0 thỡ noự phaỷi tửụng ủửụng nhử moọt ủieọn caỷm ω < ω0 V
0
C 1
L . Caực tú thoaựt C → ∞ ngaộn mách ủoỏi vụựi tớn hieọu cao tần. Lch cho tớn hieọu ãm tần ủi qua, ngaờn tớn hieọu cao tần lái. R vaứ VR ủiều chổnh cho ủieồm phãn cửùc ban ủầu cuỷa Varicap ụỷ ủieồm giửừa cuỷa ủoán thaỳng ủaởc tuyeỏn CV = f(Vẹ).
Chơng 2. Hệ thống Studio Đài PT-TH Nghệ An
2.1. Giới thiêu hệ thống sản xuất chơng trình phát thanh
Hệ thống phịng dựng phát thanh Đài PT- TH Nghệ An bao gồm 3 phịng dựng Phịng dựng 1 là phịng dựng chính sản xuất chơng trình và phát thanh trực tiếp, phịng dựng 2 và 3 chỉ sản xuất chơng trình. Chơng trình sản xuất xong đ- ợc chuyển qua tổng khống chế và chuyển lên trạm phát sĩng.
ở chơng này em trình bày hệ thống phịng dựng phát thanh và phần mềm dựng chơng trình. Hiện nay hệ thống phịng dựng sử dụng chủ yếu hai phần mềm Cool Edit và Samplitude. Cool Edit là phần mềm xử lý âm thanh khá mạnh dùng cho các máy tính chạy hệ điều hành Windows với các tính năng, cơng cụ và hiệu ứng chuyên nghiệp. Cool Edit Pro cho phép bạn ghi và hồ âm tới 128 Track Stereo với bất kỳ cạc âm thanh nào tơng thích với Windows. Tuy nhiên nếu bạn cĩ nhiều hơn một cạc âm thanh thì cũng khơng thành vấn đề bởi
Cool Edit Pro hỗ trợ cạc âm thanh đa đờng. Sau khi ghi âm, bạn cĩ thể biên tập, hồ âm với hơn 40 hiệu ứng DSP nh vang tự nhiên, nén, hạn biên, lọc ồn, lọc xì v.v... Tuy nhiên với nhu cầu ứng dụng thực tế trong mơi trờng phát thanh, tài liệu này chỉ giới thiệu một số chức năng cơ bản và các thao tác thờng dùng đến.
2.1.1. Mơ hình hệ thống studio phát thanh
2.1.2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống studio
- Phịng đọc là hệ thống phịng cách âm cĩ cửa vào và của sổ bằng kính để cĩ thể nhìn thấy phịng KTV. Một phịng cĩ chất lợng phải đợc cách âm và chống phản xạ âm tốt. Phịng này chủ yếu trang bị các micro, tai nghe, các bàn ghế cho phát thanh viên và khách mời.
- Phịng KTV bao gồm các thiết bị chính nh bàn mixer, máy tính, card sound, loa kiểm tra và các thiết bị ghi và phát âm thanh nh catsette, MD, các thiết bị ghi âm MP3 cầm tay v.v… Phịng KTV chất lợng tốt phải đợc chống nhiễu tốt nếu phong cĩ chất lợng rất cao cĩ thể bọc kim cả bức tờng.
+ khi phát thanh viên đọc tín hiệu thu đợc từ micro tín hiệu đợc đa qua bàn trộn để xử lí. tín hiệu ra đợc đa ra loa kiểm tra, đa vào các thiết bị ghi âm và chủ yếu là đa vào thiết bị dựng là máy tính thơng qua card sound. ở đây thiết bị đợc dựng bằng phần mềm Cool Edit Pro và Samplitude.
2.2. Sử dụng phần mềm Cool Edit Pro
Khởi động chơng trình
Cách 1: Kích đúp chuột vào biểu tợng trên màn hình.
Cách 2: Nhấp chuột vào nút Start -> Program -> Cool Edit Pro 2.0
• Giao diện làm việc của Cool: cĩ 2 chế độ
- Chế độ 1: Làm việc với nhiều đờng tiếng (Multitrack View).
Đây là chế độ mặc định xuất hiện khi sử dụng Cool lần đầu sau khi cài đặt. Nh trên đã đề cập, do yêu cầu thực tế sử dụng, chế độ này thơng thờng khơng sử dụng đến. Vì vậy ở đây chỉ giới thiệu giao diện mà khơng đi vào hớng dẫn chi tiết sử dụng.
- Chế độ 2: Làm việc với một đờng tiếng hay chế độ biên tập (Edit View).
Hình 2.3. Giao diện làm việc đơn đờng stereo
Thanh tiêu đề
Hiển thị tên và thuộc tính file đang làm việc trong cửa sổ dữ liệu nh định dạng (Mp3, WMA...), thuộc tính (chỉ cho phép đọc – Read Only) v.v...
Từng file âm thanh đã mở đều cĩ cửa sổ dạng sĩng của riêng nĩ (lu ý phân biệt với cửa sổ tổ chức). Các cửa sổ biên tập đều cĩ thể đợc sắp xếp, thay đổi kích cỡ hoặc thu nhỏ lại.
Cửa sổ tổ chức: Dùng để sắp xếp, đĩng hoặc kích hoạt nhanh 1 file
cần sử dụng.
Thanh cơng cụ:
Chứa những nút lệnh đợc dùng để nhanh chĩng thi hành các lệnh.
Thanh cuộn ngang:
Dùng để cuộn file âm thanh tiến và lùi để xem những phần của file khơng đ- ợc nhìn thấy trong màn hình dạng sĩng.
Thanh cơng cụ truyền tải:
Cung cấp những nút điều khiển file âm thanh nh:
Stop (dừng hẳn)
Play (phát tại vị trí con trỏ)
Pause (tạm dừng)
Play to End (phát từ vị trí con trỏ đến hết file)
Play Looped (phát lặp)
Go to Beginning (đa con trỏ trở về đầu file)
Rewind (di chuyển con trỏ lùi về sau)
Fast Forward (di chuyển con trỏ tiến về trớc)
Go to End (đa con trỏ trở về cuối file)
Record (ghi âm)
L
u ý: Khi file đang đợc phát thì bất kỳ các nút cơng cụ nào nĩi trên đều cĩ tác động tức thì đối với quá trình phát nếu chúng đợc kích hoạt.
Cung cấp các nút cơng cụ thay đổi độ thu phĩng hiển thị nh:
Zoom In (Out) Horizontally: Thay đổi độ co giãn đồ thị sĩng theo chiều
ngang (trục thời gian).
Zoom Out Full Both Axis: Phĩng to đồ thị sĩng theo cả 2 chiều
ngang và dọc cho vừa khít với cửa sổ làm việc.
Zoom to Selection: Phĩng to vùng đợc lựa chọn cho vừa khít với cửa sổ
làm việc.
Zoom In to Left (Right) Edge of Selection: Giãn đồ thị sĩng
phần bên trái (hoặc phải) đối với vùng đợc chọn.
Zoom In (Out) Vertically: Phĩng to (Thu nhỏ) đồ thị sĩng theo chiều
dọc (trục biên độ).
Thanh trạng thái:
Hiển thị các thơng tin về file (tần số lấy mẫu, kích cỡ mẫu, dung lợng file, mono/stereo/mixing); thơng tin tức thời vị trí con trỏ (kênh trái hay phải, biên độ, thời gian) và thơng tin tổng khơng gian lu trữ cịn trống.
L
u ý: Các thanh cơng cụ (gồm: Truyền tải và Phĩng to/Thu nhỏ) và các cửa sổ hiển thị (gồm: thời gian, mức âm, vùng lựa chọn) cĩ thể kéo và thả vào bất kỳ nơi nào trên màn hình. Các thanh cơng cụ và cửa sổ hiển thị nĩi trên cĩ thể thay đổi đợc kích cỡ và cĩ thể tách rời ra. Khi một thanh cơng cụ hoặc một cửa sổ hiển thị đợc kéo đến một cạnh bất kỳ của cửa sổ chính, nĩ sẽ gắn vào cạnh đĩ. Nếu kéo một thanh cơng cụ hoặc một cửa sổ hiển thị ra khỏi một cạnh thì nĩ trở thành nổi. Để ẩn đi, chỉ cần nhấp chuột vào nút Close ở gĩc phải của nĩ.
2.3. Hệ thống Menu 2.3.1. Trình đơn File 2.3.1. Trình đơn File
Dùng các lệnh trên menu này để mở, lu và đĩng các file; trích nhập đờng tiếng từ các file Video; thực thi các chuyển đổi theo gĩi; truy cập các file thờng sử dụng v.v... Sau đây là một số lệnh thờng dùng.
New
Dùng để tạo một file mới. Khi kích hoạt, cửa sổ New Waveform sẽ xuất hiện cho phép ta chọn các thuộc tính cho file mới nh: Tần số lấy mẫu (Sample Rate), Kênh (Channel) hay L- ợng tử hố (Resolution). Lệnh cĩ thể đợc kích hoạt bằng tổ hợp phím
Ctrl+N.
Hình 2.4. Chọn tần số lấy mẫu Open
Dùng lệnh này để mở một file cĩ sẵn. Khi kích hoạt, cửa sổ Open a
Waveform sẽ xuất hiện, cho phép bạn lựa chọn một hoặc nhiều file tiếng để
nghe hoặc chỉnh sửa. Cĩ thể dùng 2 phím Ctrl và Shift để lựa chọn nhiều file một cách rời rạc hoặc xếp kề nhau liên tục. Lệnh cĩ thể đợc kích hoạt bằng tổ hợp phím Ctrl+O.
Open As:
Lệnh này tơng tự nh Open, ngoại trừ việc cho phép bạn chỉ định các thơng số trớc khi mở một file. Đây là một cách nhanh chĩng để tạo sự thay đổi các thuộc tính của một hoặc nhiều file cĩ sẵn nh tần số lấy mẫu, số bit lấy mẫu hay kiểu kênh.
Open Append
Lệnh này dùng để thêm một hoặc nhiều file vào cuối cùng của file hiện thời trong cửa sổ biên tập. Nếu file thêm vào cĩ định dạng khác thì Cool Edit Pro sẽ tự động chuyển đổi nĩ thành định dạng giống nh file đã mở. Tuy nhiên, kết quả