Kỹ thuật truyền thanh 8

Kỹ thuật truyền thanh Trang
CHƯƠNG VIII
MÁY PHÁT, THU VÔ TUYẾN TRUYỀN THANH
Sau khi đã nghiên cứu các khối làm chức năng điều biến, tách sóng, khuếch đại,
phát sóng, cao tần, tổng hợp tần số và đổi tần số chúng ta cần nói qua cấu hình các loại
máy phát và máy thu vô tuyến truyền thanh .
I. Cấu hình máy phát vô tuyến truyền thanh sóng điều biên:
Máy phát công suất thấp, cự ly ngắn có sơ đồ khối như H.VIII-1.
Chức năng các khối đã được nói ở các chương trước. Máy công suất thấp được điều
biên mức thấp sau đó sóng đã điều biên được khuếch đại qua tầng khuếch đại trung gian
và tầng khuếch đại công suất. Giữa tầng khuếch đại công suất và anten có mạch dung
hợp tổng trở ra của tầng khuếch đại với tổng trở anten và mạch điều hợp anten. Đây là
cấu hình máy công suất vài chục Watt.
Máy phát điều biên công suất cao có cấu hình như H.VIII-2.
Chức năng các khối đã được nói ở các chương trước. Sóng mang được điều biên ở
mức cao tức là tại tầng khuếch đại sóng mang cuối cùng.
II. Máy phát điều tần:
Có hai loại máy phát điều tần là máy phát điều tần trực tiếp, máy phát điều tần
gián tiếp và máy phát dùng vòng khóa pha.
99
Dao
động
thạch
anh
Khuếch
đại
đệm
Khuếch đại
sóng mang
Điều
biên

Nguồn
tín
hiệu
Tiền
khuếch
đại
Khuếch đại tín
hiệu điều biên
Khuếch
đại công
suất
trung
gian
Khuếch
đại công
suất
phát
Mạch
dung
hợp
anten phát
H.VIII-1
Khuếch đại
trung gian
sóng mang
Điều biên và khuếch
đại công suất phát
Khuếch đại
trung gian
tín hiệu

Khuếch đại công
suất sóng mang
Khuếch đại công
suất tín hiệu
Mạch
dung
hợp
Dao
động
thạch
anh
Khuếch
đại
đệm
Nguồn
tín
hiệu
Tiền
khuếch
đại
anten phát
H.VIII-2
1. Máy phát điều tần trực tiếp:
Là máy phát có mạch dao động phát sóng cao tần được trực tiếp điều biến tần số
bởi tín hiệu điều biến do vậy muốn có chỉ số điều biến cao, mạch dao động thạch anh
không thể dùng được. Để có máy phát sóng FM chỉ số điều biến cao, ta phải dùng mạch
dao động có khung dao động LC, như vậy không thể đạt yêu cầu phát tần số trung tâm ổn
đònh nếu không có mạch tự động ổn đònh tần số (AFC).
Sau đây là sơ đồ khối máy phát điều tần trực tiếp Crosby có mạch tự động ổn đònh
tần số (H.VIII-3).

Nguyên lý các khối đã được giải thích ở các chương trước.
2. Máy phát điều tần gián tiếp:
Đó là máy phát có sóng được điều pha, sau đó sóng điều pha được đổi ra sóng điều
tần. Do vậy máy có thể dùng mạch dao động thạch anh phát ra tần số ổn đònh.
Sau đây là sơ đồ khối máy phát sóng FM gián tiếp Amstrong (H.VIII-4).
Trang 100 Nguyễn Xuân Khai
2MHz
30,6MHz 91,8MHz
Mạch dao
động điều
biến tần số
f
c
=5.1MHz
f x 3 f x 2 f x 3 f x 3
Khuếch
đại công
suất
phát
Dung
hợp
So tần
2MHz
Trộn
phi
tuyến
Đệm và
f x2
Dao động
thạch anh

14,3MHz
Mạch AFC
Lọc qua thấp Lọc thông dải
28,6MHz
30,6MHz
anten
Tín
hiệu
điều
biến
đã
tăng
trước
e
m
(t)
H.VIII-3
sóng FM được điều tần f’
c
=
14,4MHz
sóng FM được điều tần f
c
=
200KHz
Cộng tuyến
tính
(combiner)
fx72
Trộn phi

tuyến và lọc
Khuếch đại
đệm
Khuếch đại
đệm
Dòch pha
90
o
Mạch tích
phân
∫e
m
(t)dt
Dao động
thạch anh
13,15KHz
Điều biến đối
xứng
∫e
m
(t)dt
sóng
mang
e
m
(t)
tín hiệu
điều biến
e
m

(t)
tín
hiệu
điều
biến
tăng
trước
H.VIII-4
Dao động
thạch anh
sóng mang
200KHz
Dung
hợp
Khuếch đại công
suất phát
fx72
90MHz
Anten
1,25MHz
Kỹ thuật truyền thanh Trang
Sóng mang tần số 200KHz. Mạch điều biến pha Amstrong sẽ cho ra sóng điều pha.
Để đổi sóng điều pha ra sóng điều tần, tín hiệu điều biến e
m
(t) phải qua mạch tích phân.
Sóng FM với tần số giữa f’
c
= 200KHz có chỉ số điều biến rất thấp nhưng qua mạch nhân
fx72 chỉ số được nhân với 72. Tuy nhiên qua mạch nhân thì tần số sóng lại có thể vượt
quá dải FM quy đònh. Do vậy sóng lại phải được đổi xuống tần số thấp hơn qua mạch

trộn phi tuyến với sóng từ dao động thạch anh thứ hai có tần số 13,15KHz. Qua mạch lọc
ta có sóng FM tần số 1,25MHz có chỉ số điều biến đạt yêu cầu để có
∆f
c
= ±75KHz, qua mạch nhân 72 thứ nhì thì tần số lại tăng lên 90MHz. Qua khối khuếch
đại công suất phát sóng, sóng được đưa vào anten phát.
3. Mạch phát trực tiếp dùng vòng khóa pha:
H.VIII-5 là máy phát FM phát sóng chỉ số điều tần cao dùng vòng khóa pha để có
tần số sóng mang ổn đònh. Sóng ra từ VCO được chia cho N rồi đưa vào mạch so pha với
sóng của mạch dao động thạch anh. Mạch so pha cho ra điện áp điều khiển (qua mạch
lọc qua thấp) điện áp điều khiển V
đk
được dưa vào mạch cộng với tín hiệu điều biến e
m
(t)
rồi đưa vào VCO để điều biến tần số. Sóng FM ra sẽ được đổi ra tần số cao hơn bằng
mạch trộn phi tuyến và mạch lọc thông dải để có tần số quy đònh.
II. Máy thu sóng điều biên:
Nguyên lý các khối chức năng đã được nói ở các chương trước. Sau đây (H.VIII-6a,
b) là sơ đồ máy thu đổi tần một lần và hai lần. Tần số trung gian bằng 455KHz.
101
Sóng FM ra
đưa vào mạch
đổi tần số cao
hơn và mạch
khuếch đại
trung gian và
công suất phát
Tín hiệu điều biến (đã
tăng trước)

Dao động
thạch anh
So pha
VCO
f÷N
f
Cộng tuyến
tính
H.VIII-5
e
m
(t)
Điều hợp
và khuếch
đại cao tần
Trộn sóng
Dao động hay
tổng hợp tần số
f
o
f
a
f
a
Khuếch đại
trung tần
Giải điều biên
(tách sóng)
Khuếch
đại âm

tần
f
o
–f
a
= 455KHz
455KHz
H.VIII-6a
Máy thu chuyên dùng có hai mạch trộn sóng để đổi tần số hai lần. Do vậy độ nhạy
của máy rất cao.
Mạch khuếch đại cao tần làm việc không tốt, độ lợi và dãi thông không ổn đònh.
Tuy nhiên mạch có khả năng loại tần số ảnh. Mạch này thường không được dùng trong
mày thu thanh dân dụng, thay vào đó mạch khuếch đại trung tần được tăng độ lợi. Hiện
nay mạch dao động (mạch dao động 1 trong máy đổi tần số 2 lần) được thay bằng mạch
tổng hợp tần số (đã nói ở chương VI)
V. Máy thu sóng điều tần:
Cấu hình máy thu sóng điều tần không khác máy điều biên. độ lợi của mạch
khuếch đại trung tần cao hơn. Tần số trung gian bằng 10,7MHz. Tần số mạch dao động
thấp hơn sóng cao tần H.VIII-7.
Để tăng độ nhạy của máy, tần số có thể được đổi hai lần như ở máy thu điều biên
chuyên dùng (H.VIII-6b). Mạch khuếch đại cao tầng cũng có khi không được dùng đến,
thay vào đó mạch khuyếch đại trung tầng được tăng độ lợi.
V. Mạch tự động điều chỉnh độ lợi máy thu thanh điều biên:
Sóng thu được ở mạch điều hợp anten có hai vấn đề cần giải quyết bởi mạch tự
động điều chỉnh độ lợi của mạch khuếch đại trung tần, chủ yếu là độ lợi của mạch
khuếch đại trung tần đầu và mạch khuếch đại cao tần nếu có.
Vấn đề thứ nhất là máy thu có khi thu sóng từ đài đòa phương, sóng đến máy có
biên độ rất lớn, không cần độ lợi của các tầng khuếch đại cao. Nếu độ lợi quá cao, các
Trang 102 Nguyễn Xuân Khai
Khuếch

đại âm
tần
f
a
Điều hợp
và
khuếch
đại cao
tần
Trộn
sóng
Khuếch
đại trung
tần
Tách
sóng FM
và giảm
sau
Dao
động và
tổng hợp
tần số
f
a
f
0
f
a
- f
0

= 10,7 MHz
H.VIII-7
Điều
hợp và
khuếch
đại cao
tần
Trộn
sóng
1
Khuếch
đại
trung
tần 1
Dao
động 1
f
a
f
o1
f
a
Trộn
sóng
2
Khuếch
đại
trung
tần 2
Tách

sóng
AM
Dao
động 2
Khuếch đại
âm tần
f
o2
=
2055KHz
1600KHz
f
if1
=f
o1
-f
a
= 1600KHz
f
if2
= 455KHz
H.VIII-6b
Kỹ thuật truyền thanh Trang
tầng khuếch đại sau sẽ ở trạng thái bão hòa gây hiện tượng méo tín hiệu. Ngược lại khi
cần thu sóng từ đài xa, biên độ sóng đến đài nhỏ, các mạch khuếch đại cần có độ lợi cao.
Như vậy nếu không có mạch điều chỉnh độ lợi thì máy thu được đài gần thì không
đủ độ lợi để thu đài xa, ngược lại máy thu được đài xa thì độ lợi quá cao, không thu được
đài gần .
Vấn đề thứ hai là sóng đến từ đài xa có biên độ lúc lớn lúc nhỏ, hiện tượng này gọi
là FADING tạm dòch là liễm sóng, do vậy âm thanh lúc to lúc nhỏ, cần có mạch tự động

điều chỉnh độ lợi .
Muốn điều chỉnh độ lợi của một tầng khuếch đại transistor, ta chỉ cần thay đổi dòng
điện tónh của transistor.Đường biểu diễn biến thiên hệ số β của transisitor theo dòng tónh
cực thu I
CQ2
, tức là theo dòng phân cực cực khiển I
BQ
được chỉ ở H.VIII-8.

Như vậy cần có một điện áp điều chỉnh độ lợi của transistor khuếch đại trung tần
đầu và transistor khuếch đại cao tần. Để tăng độ lợi, tùy theo loại transistor ta cần tăng
hoặc giảm điện áp phân cực cực khiển để tăng dòng điện I
BQ
của transistor .
Trường hợp transistor NPN thì phải tăng điện áp phân cực để tăng độ lợi, nếu là
transistor PNP thì ngược lại. Điện áp điều khiển này gọi là điện áp AGC hay điện áp
điều chỉnh độ lợi. Nói tóm lại thì phải cần có điện áp AGC âm điều chỉnh độ lợi của
transistor NPN và cần có AGC dương để tăng độ lợi của transistor PNP. Điện áp AGC
dương lấy từ tín hiệu của mạch âm tần ra mạch tách sóng điều biên qua mạch lọc qua
thấp RC để loại tín hiệu âm tần.
H.VIII-9a,b là mạch tự động điều chỉnh độ lợi transistor NPN và PNP.
103
β ổn đònh khi I
CQ
ở trong khoảng từ
I
CQ1
đến I
CQ2
. Khi I

CQ
<I
CQ1
thì β tăng theo
I
CQ
. Khi I
CQ
>I
CQ2
, β giảm khi I
CQ
tăng. Như
vậy muốn tăng β ta phải tăng I
CQ
nếu
I
CQ
<I
CQ1
, hoặc giảm I
CQ
khi I
CQ
>I
CQ2
thông
thường người ta chọn trường hợp I
CQ2
<I

CQ1
để giảm công suất tiêu tán ở transistor .
β (I
CQ
)
I
CQ
I
CQ2
I
CQ1
H.VIII-8
điện áp AGC âm
ra âm tần
455KHz
455Khz
455KHz
TT1
TT3
TT2
Q1: transistor khuếch đại trung
tần đầu được điều chỉnh độ lợi
Vcc
4.7uF
Cd1
Cd2
203
Vcc
Vcc
Q2

Vcc
Vcc
Q1
D
+
10uF
33k
10k
Rd2
5k
Rd1
1k
e
m
(t)
0 t
H.VIII-9a
IB
Q1
điện áp AGC dương
TT2
TT3
TT1
455KHz
455Khz
455KHz
Q2
Vcc
33k
4.7uF

10k
Cd1
203
Cd2
203
Rd2
5k
Rd1
1k
Vcc
Vcc
Vcc
Vcc
D
+
10uF
Q1
e
m
(t)
0 t
H.VIII-9b
IB
Q1