Tài liệu VÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG ppt

PHAN VĂN ĐƯỜNG
VÔ TUYẾN ĐIỆN
ĐẠI CƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - ĐẠI HỌC HUẾ
HUẾ, THÁNG 12 NĂM 201
1
Giáo trình này được viết bởi Phan Văn Đường, giảng viên Khoa Vật lý, Trường
ĐHSP - Đại học Huế. Giáo trình này được dùng để giảng dạy và học tập học
phần Vô tuyến điện đại cương mã số: VALY 3413.
2
LỜI NÓI ĐẦU
Từ ngàn xưa, con người đã tìm mọi cách để truyền thông tin với nhau, truyền
thông tin để trao đổi tình cảm, để trao đổi kinh ngiệm cuộc sống, để hiểu biết nhau
và làm cho mọi người gần nhau hơn. Nhu cầu trao và nhận thông tin trở nên quan
trọng khi cuộc sống càng phát triển. Từ những phương tiện thô sơ ban đầu như
tiếng hú trong rừng sâu, khói lửa, ngựa trạm cho đến truyền thông tin hữu tuyến
con người đã làm nhiều cuộc cách mạng trong thông tin liên lạc.
Vào cuối thập niên 90 của thế kỷ 19. Một phương pháp truyền và nhận thông
tin nhanh chóng, tiện lợi và vượt trội ra đời đó là thông tin liên lạc bằng vô tuyến
điện. Thông tin không cần truyền dẫn bằng dây nữa mà bằng sóng điện từ. Nhờ
không dùng dây dẫn như vậy, nên từ đó đến nay vô tuyến điện phát triển không
ngừng và đã chinh phục những khoảng cách rộng lớn, đã thoát khỏi những bó
buộc của bầu khí quyển để mang thông tin đến vũ trụ bao la, đến các hành tinh xa
xôi. Vô tuyến điện đã và đang phát triển vượt bậc đến độ người ta đang tìm cách
liên hệ với các nền văn minh khác ngoài quả đất bằng vô tuyến điện.
Kỹ thuật vô tuyến điện càng ngày càng hiện đại và phức tạp, đã có những
thay đổi cơ bản nhờ áp dụng xử lý và số hóa các tín hiệu. Việc số hóa quá trình
truyền dẫn và phát sóng đã đưa kỹ thuật vô tuyến điện lên một nấc thang mới
trong thông tin liên lạc, tăng độ chính xác, giảm giá thành sản xuất.
Trong chương trình học ở phổ thông trung học cũng có dành một số chương
thích đáng đề cập đến kỹ thuật vô tuyến điện. Chương trình công nghệ 12 đã đưa

thêm phần kỹ thuật vô tuyến truyền hình màu.
Các trường đại học cao đẳng chuyên ngành kỹ thuật cũng đã có các giáo
trình, các tài liệu tham khảo về kỹ thuật vô tuyến điện. Nhưng để dành cho sinh
viên Đại học sư phạm khoa Vật lý, khoa sư phạm kỹ thuật các tài liệu phù hợp khi
ra trường giảng dạy các phần có liên quan đến vô tuyến điện vẫn đang còn ít.
Chúng tôi biên soạn giáo trình này để làm tài liệu học tập cho sinh viên
Khoa Vật lý trường Đại học sư phạm, trước mắt là sinh viên khoa vật lý trường
Đại học sư phạm Huế khi học học phần Vô tuyến điện đại cương. Khi soạn chúng
tôi bám sát đề cương chi tiết học phần vô tuyến điện đại cương đã được duyệt.
Ngoài ra giáo trình còn có thể làm tài liêu học tập cho sinh viên Khoa Sư
pham kỹ thuật khi học về kỹ thuật tương tự và điện tử dân dụng.
Giáo trình gồm hai phần:
3
Phần kỹ thuật tương tự từ chương 1 đến chương 6: Trình bày các kiến thức
cơ bản trong kỹ thuật vô tuyến điện như khuếch đại, tạo sóng, tạo xung, điều chế,
tách sóng.
Phần kỹ thuật vô tuyến điện từ chương 7 đến chương 9: Trình bày cụ thể về
kỹ thuật truyền thông tin bằng sóng điện từ đó là kỹ thuật thu phát thanh, kỹ thuật
thu phát hình mà cơ sở là kỹ thuật truyền hình đen trắng, sau cùng là kỹ thuật
truyền hình màu, trong đó đề cập rõ các hệ truyền hình đang được khai thác
NTSC, SECAM và PAL
Do trình độ và thời gian hạn chế, giáo trình chắc chắn có các sai sót, chúng
tôi rất mong các thầy, cô giáo, các bạn đọc góp ý, chúng tôi rất mong và rất cần
các góp ý đó để sửa chửa, bổ sung và hoàn chỉnh giáo trinh.
4
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 2
MỤC LỤC 4
CHƯƠNG 1 CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 9
1.Lịch sử vô tuyến điện 9

2. Nguyên tắc liên lạc bằng Vô tuyến điện 17
2.1. Phát sóng điện từ 17
2.2.Thu sóng điện từ 17
3. Yếu tố tuyến tính và yếu tố phi tuyến tính 18
3.1.Khái niệm 18
3.2.Yếu tố tuyến tính 20
3.3.Yếu tố phi tuyến 20
4. Dao động điều hòa và không điều hòa 20
4.1 Dao động điều hòa 20
4.2. Dao động không điều hòa 21
CHƯƠNG 2 HỆ DAO ĐỘNG 27
A/ HỆ DAO ĐỘNG CÓ THÔNG SỐ TẬP TRUNG - HỆ DAO ĐỘNG KÍN27
1. Khung dao động có thông số tập trung 28
2. Dao động tự do trong khung dao động - Công thức Thomson 28
2.1. Dao động tụ do của khung dao động: 28
2.2.Tần số và chu kỳ của dao động riêng - Công thức Thomson 30
2.3. Các tham số của khung dao động: 32
3. Dao động cưỡng bức - Sự cộng hưởng: 33
3.1.Mạch nối tiếp - Cộng hưởng điện áp (series resonance circuit) 34
3.2.Mạch song song - Cộng hưởng dòng điện (parallel resonant circuit)
37
4. Đường cong cộng hưởng - Dải thông tần 2f của mạch: 40
4.1. Đường cong cộng hưởng của mạch cộng hưởng nối tiếp: 40
4.2. Đường cong cộng hưởng của mạch cộng hưởng song song: 42
5. Phương pháp vẽ đường cong cộng hưởng bằng thực nghiệm: 43
5.1.Đo tần số dao động riêng f
0
của khung cộng hưởng: 43
5.2. Tìm dải thông tần 2f: 44
5.3.Tính hệ số phẩm chất Q 44

6. Ảnh hưởng của điện trở nội R
i
của nguồn cưỡng bức: 44
6.1. Trường hợp mạch nối tiếp: 45
6.2. Trường hợp mạch song song: 45
7. Mạch liên kết: 45
7.1. Hệ số liên kết k 46
7.2. Tần số cộng hưởng khi ghép 48
7.3. Đường cong cộng hưởng của mạch liên kết 48
5
7.4. Bọc kim 49
B/ HỆ DAO ĐỘNG CÓ THÔNG SỐ PHÂN BỐ - HỆ DAO ĐỘNG HỞ 50
1. Khung dao động có thông số phân bố 50
1.1. Dao động riêng của hệ dao động có thông số phân bố 51
1.2 Sự phụ thuộc của điện áp vào dòng điện vào vị trí 51
1.3.Sự biến đổi của dòng điện và điện áp theo thời gian 51
1.4. Dao động tử không đối xứng 52
2. Dao động cưỡng bức trong hệ có thông số phân bố 53
CHƯƠNG 3 ANTEN VÀ SỰ TRUYỀN LAN SÓNG ĐIỆN TỪ 61
1.Anten: 62
1.1. Tính chất: 62
1.2.Một số anten thường dùng 63
2.Bức xạ sóng điện từ của anten 65
2.1.Dao động cưỡng bức trong anten 65
2.2.Trường trong miền sóng 67
3. Anten thu 68
4.Sự truyền lan sóng điện từ: 69
4.1. Đặc điểm cấu tạo của khí quyển: 69
4.2. Sự truyền lan sóng điện từ trong khí quyển 70
CHƯƠNG 4: KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU XOAY CHIỀU 80

1. Những định nghĩa cơ bản: 81
2. Phân loại các tầng khuếch đại: 82
2.1. Phân loại theo nhiệm vụ: 82
2.2. Phân loại theo dải tần hoạt động: 82
2.3. Phân loại theo chế độ hoạt động: 83
3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của bộ khuếch đại: 84
3.1. Hệ số khuếch đại K: 84
3.2.Độ méo tín hiệu 85
4. Khuếch đại điện áp âm tần: 87
4.1. Khuếch đại điện áp âm tần liên lạc điện dung: 88
4.2/ Khuếch đại điện áp âm tần liên lạc trực tiếp 92
5. Khuếch đại điện áp cao tần 93
5.1. Khuếch đại dải hẹp 94
5.2. Khuếch đại dải rộng 96
6. Khuếch đại công suất 97
6.1. Khuếch đại công suất đẩy kéo dùng biến áp 98
6.2. Khuếch đại công suất đẩy kéo không dùng biến áp xuất âm 100
6.3. Khuếch đại công suất đẩy kéo không dùng biến áp 102
7. Hồi tiếp trong mạch khuếch đại 104
7.1. Định nghĩa cơ bản 104
7.2. Tác dụng của hồi tiếp 105
6
CHƯƠNG 5 BỘ TẠO SÓNG ĐIỆN 117
A/ Bộ tạo sóng điện hình sin 118
1.1 Nguyên lý hoạt động 118
1.2.Điều kiện tạo dao động 119
1.3. Các sơ đồ nguyên lý 120
2. Bộ tạo sóng âm tần kiểu RC 124
2.1.Bộ tạo sóng âm tần dùng cầu xoay pha 124
2.2. Bộ tạo sóng âm tần kiểu RC dùng cầu Wien 127

B/ Bộ tạo sóng điện phi sin - Bộ tạo xung điện 130
3.Nguyên lý tạo xung 130
4. Bộ dao dộng đa hài 131
4.1 Bộ dao động đa hài tự dao động 131
4.2 Bộ dao động đa hài chế độ đợi 135
CHƯƠNG 6 BIẾN ĐIỆU VÀ TÁCH SÓNG 151
A/ Biến điệu dao động 152
1. Định nghĩa 152
2. Điều chế biên độ (AM - Amplitute Modulation) 153
2.1Nguyên lý diều biên 153
2.2.Hệ số điều chế 156
2.3.Phổ của dao động biến điệu 157
2.4. Độ rộng của dải sóng 158
2.5. Công suất của dao động biến điệu 158
2.6. Sơ đồ nguyên lý 159
3. Điều chế tần số (FM - Frequency Modulation) 159
3.1. Nguyên lý 160
3.2.Phương pháp điều chế tần số 161
B/ Tách sóng 164
4. Định nghĩa 164
5. Tách sóng điều biên 164
5.1 Chỉnh lưu 164
5.2. Lọc cao tần 166
6. Tách sóng điều tần 167
6.1Nguyên lý tách sóng điều tần 167
6.2. Sơ đồ nguyên lý mạch tách sóng điều tần 169
CHƯƠNG 7 MÁY THU THANH 179
1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của một máy thu thanh 180
2. Máy thu thanh khuếch đại thẳng 181
2.1. Sơ đồ khối 181

2.2. Sơ đồ nguyên lý 181
3. Máy thu đổi tần số (super heterodyne) 182
3.1. Nguyên lý đổi tần số 182
7
3.2. Các sơ đồ đổi tần số 184
3.3. Sơ đồ khối máy thu đổi tần số 186
3.4.Ưu điểm của máy thu đổi tần số 187
3.5.Sơ đồ nguyên lý 187
CHƯƠNG 8 CƠ SỞ KỸ THUẬT VÔ TUYẾN 196
TRUYỀN HÌNH - MÁY THU HÌNH ĐEN TRẮNG 196
1. Định nghĩa và khái niệm cơ bản 197
2.Phân ảnh trong vô tuyến truyền hình 199
2.1: Phân ảnh 199
2.2.Các tiêu chuẩn truyền hình 200
2.3.Số điểm ảnh trên một khung hình 201
3. Phân ảnh bằng tia điện tử 202
3.1.Quét liên tục (Progressive) . 202
3.2.Quét xen dòng (interlate) 202
4.Tín hiệu hỗn hợp truyền hình 204
4.1. Tín hiệu hình ảnh 204
4.2.Tín hiệu âm thanh 204
4.3. Tín hiệu đồng bộ 204
4.4.Tín hiệu xóa dấu đường hồi 205
4.5.Tín hiệu âm thanh 206
5. Hệ số điều chế 206
6. Sơ đồ khối và hoạt động của sơ đồ khối 206
6.1. Sơ đồ khối 206
6.2. Hoạt động của sơ đồ khối 207
CHƯƠNG 9 CƠ SỞ VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH MÀU 218
1. Cơ sở lý thuyết màu sắc 220

1.1 Ánh sáng 220
1.2. Màu sắc và sự cảm thụ màu sắc 220
1.3. Lý thuyết 3 màu (trichromatic colour vision theory) 222
2. Đặc điểm chung của các hệ truyền hình màu 224
2.1.Yêu cầu chung của các hệ Vô tuyến truyền hình màu 225
2.2.Tín hiệu ánh sáng Y 225
2.3.Tín hiệu hiệu số màu 227
2.4.Tạo ba tín hiệu màu cơ bản 228
2.5 Sóng mamg màu phụ (sub carrier): 230
3. Hệ truyền hình màu NTSC 231
3.1 Đặc điểm 231
3.2.Tín hiệu độ chói Y và tín hiệu hiệu số màu I, Q 231
3.3./Điều chế hai tín hiệu màu E
I
và E
Q
vào sóng mang màu phụ 234
3.4.Sơ đồ khối bộ mã hóa hệ NTSC 237
4. Hệ truyền hình màu PAL 239
8
4.1. Đặc điểm 239
4.2. Tín hiệu độ chói (Y) và tín hiệu hiệu số màu U,V 240
4.3.Phương pháp sửa sai pha của hệ truyền hình màu PAL 242
4.4.Điều chế hai tín hiệu màu E
U
và E
V
vào sóng mang màu phụ 243
4.5.Sơ đồ khối bộ mã hóa hệ truyền hình màu PAL 245
4.6.Sơ đồ khối bộ giải mã màu hệ PAL 246

5.Hệ truyền hình màu SECAM 248
5.1.Đặc điểm 248
5.2.Tín hiệu độ chói Y và tín hiệu hiệu số màu D
R
D
B
249
5.3.Sóng mang màu phụ hệ SECAM 251
5.3.1.Tần số sóng mang màu phụ 251
5.4.Sơ đồ khối bộ mã hóa hệ SECAM 253
5.5.Sơ đồ khối bộ giải mã hệ SECAM 256
Tài liệu tham khảo 269
PHỤ LỤC 270
9
CHƯƠNG 1 CÁC ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Mở đầu: Môn học vô tuyến điện nghiên cứu chủ yếu về kỹ thuật vô tuyến điện:
Nghiên cứu các kỹ thuật khuếch đại tín hiệu, việc tạo ra các dao động hình sin và
không phải hình sin, việc phát và thu năng lượng điện từ không dùng dây dẫn ở
những khoảng cách rất xa, với mục đích thông tin liên lạc.
Như vậy trong kỹ thuật vô tuyến điện, chúng ta nghiên cứu việc tạo ra và sử
dụng các tần số từ thấp (vài trăm Hz) đến tần số rất cao (GHz).
Nghiên cứu những ứng dụng của Vô tuyến điện trong việc thu phát thanh và
thu phát hình.
Mục tiêu: Mục tiêu của chương này là tạo điều kiện cho sinh viên:
- Nắm được những khái niệm cơ bản về kỹ thuật vô tuyến điện như tín hiệu,
thông số, tham số
- Nắm được lịch sử hình thành kỹ thuật vô tuyến điện
- Hiểu được phương pháp thu và phát sóng điện từ.
Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng:
- Sử dụng được các sơ đồ khối trong vô tuyến điện.

- Nắm vững các khái niệm cơ bản của vô tuyến điện như dao động hình sin,
xung điện, tín hiệu điện sóng mang, sóng tín hiệu
Đây là chương mở đầu, có thể xem như là nhập môn để sinh viên thâm nhập
vào kỹ thuật vô tuyến điện. Từ những kiến thức cơ bản ở chương này, sinh viên
nắm các vấn đề trọng yếu trong kỹ thuật vô tuyến điện ở các chương sau.
1.Lịch sử vô tuyến điện
Kỹ thuật vô tuyến điện là kết quả của một quá trình nghiên cứu lâu dài của rất
nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới.Từ khi có những ý tưởng đầu tiên về việc
thông tin liên lạc không dùng dây dẫn mà dùng sóng điện từ, cho đến khi máy thu
thanh hoàn thiện đầu tiên ra đời là một quá trình kéo dài cả trăm năm.
Năm 1820 Hans Christian Oersted (1777 - 1851) nhà vật lý và hoá học người
Đan mạch đã thiết lập mối liên hệ giữa các hiện tượng điện và từ.
Năm 1831 Michael Faraday (1791 - 1867) nhà vật lý và hóa học người Anh
khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện từ.
Năm 1833 Lenx nhà vật lý người Nga phát hiện ra quy luật về chiều của sức
điện động cảm ứng.
10
Năm 1835 Samuel Finley Breese Morse (1791 - 1872), họa sĩ, nhà phát minh
người Mỹ, đã phát minh bảng mã mang tên ông mã Morse. Gồm các chấm (dot)
và gạch (dash)
Hình 1.1: Mã Morse
Năm 1873 James Clerk Maxwell (1831 - 1879) người Scothland phát triển
những ý kiến của Faraday xây dựng lý thuyết về điện từ trường, chứng minh sự
tồn tại của điện từ trường, tìm ra điều kiện lan truyền của sóng điện từ và chứng
minh rằng sóng điện từ truyền đi với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng (300.000
km/s).
Năm 1876 ngày 7.3 Alexander Graham Bell (1847 – 1922) nhà phát minh,
nhà khoa học người Scothland nhận bằng phát minh về việc phát minh ra máy
điện thoại
Hình 1.2: Bell nói vào mô hình nguyên mẫu của điện thoại

Năm 1877 Thomas Alva Edison (1847 – 1931) nhà phát minh, thương nhân
phát minh ra máy hát quay dĩa còn gọi là máy hát (phonograph), bằng phát minh
được chính phủ Hoa Kỳ cấp cho ông vào ngày 19.02.1878.
11
Hình 1.3: Edison và chiếc máy hát đĩa
Năm 1883 Thomas Alva Edison khám phá dòng electron trong đường hầm
gọi là "hiệu ứng Edison", cơ sở của đèn điện tử ngày nay
Năm 1888 Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894) nhà vật lý người Đức bằng
thực nghiệm đã thực hiện có kết quả việc phát sóng điện từ.
Năm 1889 Alexander Stepanovich Popov - Александр Степанович Попов
(1859 - 1906) nhà vật lý, kỹ sư điện người Nga nêu ý kiến dùng sóng điện từ để
liên lạc không dùng dây dẫn.
Năm1890 Edward Branly (1844 - 1940) nhà phát minh, nhà vật lý học, bác sỹ
người Pháp phát minh bộ tách sóng radio kết hợp
Năm 1894 Oliver Joseph Lodge (1851 - 1940) nhà vật lý, nhà văn người Anh
giới thiệu quá trình truyền tín hiệu không dây qua khoảng cách 150 yards
Năm 1895 ngày 7 tháng 5 Popov thí nghiệm thành công máy thu vô tuyến
điện.
Năm 1896 Popov truyền đi chương trình vô tuyến điện đầu tiên trên thế giới
bằng tín hiệu Morse hai từ Heinrich Hertz (bằng cách cải tiến máy phát sóng điện
từ đơn giản của Heinrich Hertz). Từ sự kiện này bắt đầu thời kỳ phát triển hết sức
mạnh mẽ của thông tin liên lạc vô tuyến điện.
1896 Marchese Guglielmo Marconi (1874 - 1937, nhà phát minh người Italia
đăng ký bản quyền sáng chế hệ thống điện báo vô tuyến. Sau đó Marconi còn đoạt
12
giải Nobel Vật lý năm 1909 cùng với Karl Ferdinand Braun cho sự phát triển của
ngành vô tuyến điện
Năm 1897 Karl Ferdinand Braun (1850 1918 ) nhà phát minh, nhà vật lý
người Đức. chế tạo thành công đèn tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube) làm cơ
sở cho vô tuyến truyền hình và vô tuyến định vị RADAR (Radio Detection and

Ranging). Năm 1909 ông được nhận Giải Nobel Vật lý cho các nghiên cứu tiên
phong về radio cùng với Marconi.
Hình 1.4. Đèn tia âm cực CRT của Braun
Năm 1898 Valdemar Poulsen (1869 - 1942) kỹ sư người Đan mạch phát
minh ra kỹ thuật ghi âm từ tính trên dây thép (magnetic wire recording), tiền thân
của băng từ (magnetic tape recording) ngày nay
Hình 1.5: Máy ghi âm từ tính của Poulsen
Năm 1900 liên lạc vô tuyến điện ở khoảng cách 45 km.
Năm 1901 tháng 12 Marconi truyền vô tuyến diện qua Đại tây dương bằng
cách đưa anten phát lên các con diều để tăng chiều cao của anten
13
Hình 1.6: Đưa anten lên con diều để tăng chiều caocủa anten
Năm 1904 John Ambrose Fleming (1849 - 1945) nhà vật lý và kỹ sư người
Anh, nhờ sự khám phá hiện tượng phát xạ điện tử của Thomas Edison đã phát
minh diode chân không.
Hình 1.7: Đèn 2 cực chân không
Năm 1906 Reginald Aubrey Fessenden (1866 – 1932), nhà phát minh người
Canada thực hiện truyền tiếng nói và âm nhạc bằng vô tuyến điện
Năm 1906 Lee de Forest (1873 - 1961) nhà phát minh người Mỹ đã phát
minh ra đèn điện tử 3 cực. Đây là cuộc cách mạng lần thứ nhất của kỹ thuật điện
tử nói chung và vô tuyến điện nói riêng. Có đèn điện tử chúng ta có thể khuếch
đại biên độ các tín hiệu đang còn rất bé, nhờ vậy có thể nâng công suất của tín
hiệu lên rất nhiều lần.
Hình 1.8: Đèn 3 cực chân không
14
Năm 1918 Edwin Howard Armstrong (1890 - 1954) nhà phát minh, kỹ sư
điện người Mỹ đã phát minh ra máy thu thanh siêu tha phách (super heterodyne)
còn gọi là máy thu đổi tần số, nâng cao một cách rất đáng kể độ nhạy của các máy
thu thanh. (trước đây thường dùng loại tách sóng thẳng hoặc khuếch đại thẳng có
độ nhạy và độ chọn lọc rất kém).

Năm 1925 ngày 30 tháng 6 Charles Francis Jenkins (1867 - 1934) người Mỹ
phát minh truyền hình, mặc dù ông sử dụng cơ học hơn là công nghệ điện tử. Ông
được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ số 1.544.156 về truyền hình ảnh không dùng dây
dẫn ngày 30 Tháng 6 năm 1925 (nộp vào ngày 13 tháng ba năm 1922).
Năm 1933 Edwin Howard Armstrong phát minh ra phương pháp điều chế tần
số FM (Frequency Moulation)
Năm 1946 bắt đầu phát triển vô tuyến truyền hình đen trắng. Máy thu hình
đen trắng đầu tiên ra đời là chiếc máy thu hình RCA 630TS gồm 30 đèn điện tử,
đường chéo 10 inchs của hảng RCA (Radio Corporation of American) Hoa kỳ.
Được bán ra thị trường vào ngày 7.10.1946 Với giá 352 USD
Hình 1.9: Máy thu hình RCA630TS
Hình 1.10: Bên trong máy thu hình RCA630TS
15
Năm 1948 Từ phòng thí nghiệm của hãng Bell, ba nhà khoa học người Mỹ
John Bardeen (1908 - 1991), William Bradford Shockley (1910 - 1989) và Walter
Houser Brattain (1902 - 1987) chế tạo thành công transistor. Việc xuất hiện của
transistor gây ra một cuộc cách mạng lần thứ hai của kỹ thuật điện tử, làm cho kỹ
thuật vô tuyến điện bước một bước khổng lồ trong việc nâng cao chất lượng, tăng
hiệu suất, thu gọn kích thước, trọng lượng và giảm giá thành một cách rất đáng kể
các phương tiện thông tin liên lạc dùng vô tuyến điện.
Hình 1.11: Các loại transistor
Năm 1949 bắt đầu nghiên cứu và thí nghiệm vô tuyến truyền hình màu.
Năm 1953 hệ vô tuyến truyền hình màu đầu tiên trên thế giới NTSC
(National Television System Committee) do Mỹ thiết kế ra đời.
Năm 1957 Georges Henri de France (1911 – 1986), kỹ sư người Pháp cho ra
đời hệ vô tuyến truyền hình màu SECAM (Séquence de couleurs Avec Mémoire).
Năm 1963 Ngày 03 Tháng 1 Walter Bruch (1908 – 1990), kỹ sư người Đức
phát minh hệ vô tuyến truyền hình màu PAL (Phase Alternating Line).
Thế giới đang phát triển truyền hình có độ phân giải cao HDTV (High
Definition Television) trên 1000 dòng quét: HD ready với độ phân giải 1366 x

720 pixel và full HD với độ phân giải 1920 x 1080 pixel.
Các hệ truyền hình NTSC, PAL, SECAM dưới dạng kỹ thuật số đã ra đời và
đang chiếm vị trí chủ đạo trong vô tuyến truyền hình trên thế giới, cho phép đảm
bảo tốt chất lượng tín hiệu truyền hình trong nhiều công đoạn (in sao băng nhiều
lần mà không giảm chất lượng hình ảnh, truyền dẫn, chuyển đổi tiêu chuẩn,
chuyển đổi hệ )
Nhờ hỗ trợ vô cùng đắc lực của vệ tinh nhân tạo việc thông tin liên lạc bằng
vô tuyến điện trở nên hiệu quả và tiện lợi. Việt nam có một vệ tinh nhân tạo
(vinasat -1) dành cho việc thông tin liên lạc. Vinasat-1 là vệ tinh viễn thông địa
16
tĩnh đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ lúc 22 giờ 16 phút ngày 18
tháng 4 năm 2008 (giờ UTC).
Hình 1.12: Vệ tinh địa tĩnh VINASAT 1
Dự án vệ tinh Vinasat-1 đã khởi động từ năm 1998 với tổng mức đầu tư là
khoảng hơn 300 triệu USD. Việt Nam đã tiến hành đàm phán với 27 quốc gia và
vùng lãnh thổ để có được vị trí 132 độ Đông trên quỹ đạo địa tĩnh.
Vị trí quỹ đạo: quỹ đạo địa tĩnh 132º Đông, cách trái đất 35768 km.Tuổi thọ
vệ tinh tối thiểu 15 năm. Dung lượng truyền dẫn tương đương 10000 kênh thoại
/Internet /truyền số liệu hoặc khoảng 120 kênh truyền hình
Vệ tinh cao 4m, nặng 2600 kg.Vùng phủ sóng: VN, Đông Nam Á, Trung
Quốc, Triều Tiên, Ấn Độ, Nhật Bản,Australia
* Chương trình phát thanh bằng âm thanh đầu tiên trên thế giới được thực
hiện tối 24.12.1906, do Reginald Aubrey Fessenden người Canada thực hiện từ
tháp phát sóng cao 128 m của công ty điện tử Bant Rock bang Massachusetts Mỹ.
Hình 1.13: Tháp anten Bant Rock
17
*Bằng phát minh ngành phát thanh đầu tiên cho việc truyền thông bằng sóng
điện từ được trao cho ông Guglielmo Marchese Marconi kỹ sư điện người Ý.
Bằng phát minh mang số 12039 cấp ngày 2.6.1896, được chấp nhận chính thức
ngày 2 tháng 7 năm 1897

2. Nguyên tắc liên lạc bằng Vô tuyến điện
Liên lạc bằng vô tuyến điện là phương pháp phát và thu các thông tin ở một
khoảng cách xa và rất xa nhờ sóng điện từ. Do không cần dùng dây dẫn nên cự ly
truyền và thu sóng trở nên rộng lớn. Từ một điểm trên trái đất, các thông tin (hình
ảnh, âm thanh, văn bản, số liệu v.v ) được truyền đến bất cứ nơi nào trên thế
giới. Ngày nay nhờ sự trợ giúp rất đắc lực của các vệ tinh nhân tạo, cự ly truyền
và thu sóng điện từ tăng lên vô giới hạn.
2.1. Phát sóng điện từ
Hình 1.14: Sơ đồ khối việc phát sóng điện từ
Việc phát sóng điện từ được thực hiện theo sơ đồ khối như hình 1.14.Thông
tin cần truyền đi là sức điện động của tín hiệu, được lấy ra từ các bộ biến đổi năng
lượng. Nó biến đổi các đại lượng không phải điện (tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh )
thành ra sức điện động của tín hiệu. Các tín hiệu này có tần số tương đối thấp (ví
dụ âm thanh có dải tần số 20Hz  20kHz ) nên không thể truyền đi xa được. Vì
vậy ta phải điều chế (modulation) tín hiệu này vào một dao động cao tần gọi là
sóng mang (carrier wave). Sóng mang cao tần mang các thông tin mà chúng ta cần
truyền đi đến máy thu.
Sóng mang cao tần đã điều chế gọi là sóng biến điệu được đưa vào khối
khuếch đại cao tần khuếch đại lên trước khi đưa ra anten phát bức xạ ra không
gian.
2.2.Thu sóng điện từ
18
Hình 1.15 cho ta sơ đồ khối của việc thu sóng điện từ:
Hình 1.15: Sơ đồ khối việc thu sóng điện từ
Tất cả sóng điện từ của các đài phát có tần số từ f
1
 f
n
được anten thu thu
nhận và cảm ứng vào anten các sức điện động của các sóng biến điệu. Khối chọn

sóng là một khung cộng hưởng có thể thay đổi liên tục tần số cộng hưởng. Nhờ
vậy ta có thể lấy ra một sóng điều biến muốn thu trong vô số tần số của các sóng
điều biến đi đến anten.
Khối tách sóng hay còn gọi là khối giải điều chế (demodulation) sẽ tách lấy
thông tin nguyên thủy ra khỏi sóng mang cao tần. Biên độ của tín hiệu này còn rất
bé, khối khuếch đại âm tần sẽ khuếch đại lên, đưa ra loa để tái tạo lại âm thanh.
3. Yếu tố tuyến tính và yếu tố phi tuyến tính
3.1.Khái niệm
Thiết bị điện tử là những dụng cụ, máy móc dùng các linh kiện điện tử giúp cho
con người thực hiện một chức năng nào đó (máy thu thanh, máy thu hình, máy
tính, máy in, máy quét )
Một thiết bị điện tử bao gồm : ( Hình 1.16 )
Thiết bị vào: Biến đổi những tín hiệu không điện thành điện (micro, đầu từ,
bàn phím, camera v.v )
Hình 1.16: Sơ đồ khối một thiết bị điện tử
19
Thiết bị ra : Biến đổi các tìn hiệu đã được gia công, xử lý thành những mục
đích cần khống chế và điều khiển (đưa ra loa, hiển thị lên màn hình , máy in )
Nguồn cung cấp: Cung cấp toàn bộ năng lượng cho máy hoạt động, nguồn
cung cấp là nguồn điện một chiều được lọc rất kỹ và rất ổn định.
Vỏ máy: Bảo vệ thiết bị bên trong và để trang trí.
Mạch điện tử:: Phần quan trọng nhất của thiết bị điện tử, đóng vai trò gia
công và xử lý số liệu theo những mục đích và chương trình định trước. Việc gia
công và xử lý này căn cứ vào đặc tính của từng phần tử của mạch, căn cứ vào
những định luật ghép nối các phần tử với nhau. Mạch điện tử được tạo bởi:
a/ Linh kiện điện tử : Có hai loại:
*Linh kiện tích cực (active): Đóng vai trò chính trong thiết bị, cần có nguồn
năng lượng kích thích để hoạt động. Các loại thường gặp: transistor, mạch tích
hợp (tất cả các loại), diode,Triac, SCR, LED.Tín hiệu điện qua nó sẽ bị biến đỏi.
*Linh kiện thụ động (passive): Loại linh kiện có thể hoạt động mà không cần

nguồn năng lượng kích thích từ ngoài. Các linh kiện thụ động thường gặp:
Điện trở (R), tụ điện (C), cuộn cảm (L). Chỉ gia công tín hiệu chứ không xử lý
tín hiệu.
b/ Mạch điện:
Các linh kiện điện tử trên được liên kết với nhau theo các định luật nhất định
để thực hiện các chức năng nhất định. Có nhiều định luật để nối các phần tử với
nhau nhưng chỉ có hai nguyên lý làm việc chung :
*Nguyên lý tương tự (analog): Tín hiệu ở đầu vào và đầu ra giống nhau và
liên tục theo thời gian.
*Nguyên lý số (digital): Tín hiệu vào và ra nhằm thực hiện các phép tính
toán, dựa trên cơ sở rời rạc. Nguyên lý số tác động nhanh và có khả năng rộng lớn
hơn nguyên lý tương tự. Tất cả các đại lượng đều có thể biến đổi thành rời rạc (ta
gọi là số hóa ).
Thiết bị điên tử có các yêu cầu sau :
*Độ tin cậy cao: Xác suất để mạch làm việc bình thường trong những điều
kiện cho trước (không đồng nghĩa với tuổi thọ, với độ bền của thiết bị)
*Kích thước nhỏ: Trọng lượng bé nhưng vẫn giử nguyên tính năng
20
*Hiệu suất cao : Tiết kiệm năng lượng :
1
P
P
tt
hi

*Giá thành hạ
3.2.Yếu tố tuyến tính
Những yếu tố mà trên đó dòng điện, điện áp phụ thuộc tuyến tính vào nhau.
Đó là các linh kiện thụ động:
Trên R: U = RI

Trên C:
dt
dq
dt
du
Ci 
Trên L:
dt
di
u 
Như vậy i, u phụ thuộc tuyến tính vào nhau, không có bậc 2,3, của i, u,
dt
du
,
dt
di
, Phương trình vi phân diễn tả quá trình trong mạng tuyến tính có hệ số
không đổi.
3.3.Yếu tố phi tuyến
Những yếu tố mà trên đó các đại lượng dao động phụ thuộc không tuyến tính
vào nhau. Đó là các linh kiện tích cực.
Ví dụ: Sự liên hệ giữa điện áp và dòng điện của diode:
i = f (u) = C + au + bu
2
+ cu
3
+
Phương trình vi phân trong mạch phi tuyến là phương trình vi phân phi tuyến.
Không có phương pháp giải chung cho các loại phương trình này. Tuy nhiên, khi
sử dụng ta thường sử dụng ở đoạn tuyến tính của đặc tuyến để giảm méo tín hiệu.

Nghĩa là yếu tố phi tuyến có thể xét ở trường hợp tuyến tính.
4. Dao động điều hòa và không điều hòa
4.1 Dao động điều hòa
Còn gọi là dao động hình sin, được đặc trưng bằng biên độ A
m
tần số góc 
và pha ban đầu :
s(t) = A
m
cos (t +) = A
m
cos (2ft +)
Trong vô tuyến điện, dao động hình sin được tạo ra từ các bộ tạo sóng điện
hình sin kiểu LC và RC.
21
Hiện nay, ta còn dùng thạch anh (quartz) để tạo sóng điện hình sin.
4.2. Dao động không điều hòa
Còn gọi là xung điện, là những đại lượng điện (dòng điện, điện áp ) tồn tại
trong một thời gian rất ngắn. Trong vô tuyến điện, các xung điện được tạo ra từ
các bộ tạo xung. Xung điện có nhiều dạng khác nhau và được gọi tên theo các
dạng của nó: xung vuông, xung răng cưa, xung kim Mỗi loại xung được dùng
trong một mục đích khác nhau: xung vuông làm xung đồng bộ trong vô tuyến
truyền hình, xung răng cưa để lái tia điện tử trên màn hình CRT.
4.2.1.Các tham số của xung
Hình 1.17: Các tham số của xung
Độ rộng xung t
x
: Khoảng thời gian tồn tại của xung.
Biên độ xung U
x

: Giá trị cực đại của xung.
Độ rộng sườn trước t
S1
: Khoảng thời gian tăng của xung
Độ rộng sườn sau t
S2
: Khoảng thời gian giảm của xung.
Độ sụt đỉnh xung 
u
: Độ giảm biên độ ở đỉnh xung
Thực tế không có dạng xung lý tưởng như ở hình 1.17 vì vậy ta khó xác định
điểm bắt đầu và điểm kết thúc sườn xung cũng như đỉnh xung.
Ta quy ước độ rộng sườn xung bằng khoảng thời gian để xung tăng từ 0,1 U
m
đến 0,9 U
m
(hoặc giảm từ 0,9 U
m
đến 0,1 U
m
). Khi đó độ rộng xung đo bằng
khoảng thời gian lớn hơn 0,1U
m
.
4.2.2.Dãy xung
Thường không có xung đơn lẻ mà ta hay gặp một dãy xung hoặc một chuỗi
xung có chu kỳ T
x
(hình 1.18)
Dãy xung được đặc trưng bởi các tham số:

22
Hình 1.18: Dãy xung
* Độ rỗng xung Q
x
=
x
x
t
T
* Tần số lập lại f
x
là số xung trong một giây: f
x
=
xxx
tQ
1
T
1

Về mặt toán học, khi nghiên cứu dãy xung ta thường phân tích theo các hàm
trực giao (chuỗi Fourier) và có thể biểu diễn bằng phổ là tổng vô hạn của các dao
động hình sin có biên độ và pha xác định. Các xung điện có thể bị biến đổi
nghiêm trọng khi đi qua mạch tuyến tính, vì vậy khi cần biến đổi các dạng xung
để tạo ra các xung cần thiết, người ta dùng các mạch tuyến tính (mạch vi phân
hoặc mạch tích phân)
Để tạo các xung điện, ta dùng các đoạn phi tuyến của các dụng cụ bán dẫn
(transistor, diode), gọi là phương pháp tạo các xung phi tuyến. Khi đó các
transistor được sứ dụng như một chuyển mạch điện tử có hai trạng thái thông hoặc
không. Nghĩa là transistor chỉ hoạt động ở hai chế độ là bão hòa hoặc tắt hẳn.

Tóm tắt chương 1
Kỹ thuật vô tuyến điện là kết quả nghiên cữu của nhiều nhà khoa học và kéo
dài cả trăm năm
Kỹ thuật vô tuyến điện là kết quả những nghiên cữu liên quan đến sóng điện
từ, phương pháp sản xuất các thiết bị điện tử dùng để thu phát sóng điện từ
Muốn truyền thông tin đi xa nhờ sóng điện từ ta cần phải dùng sóng mang
cao tần. Việc cài sóng tín hiệu vào sóng mang cao tần gọi là điều chế.
Khi sóng biến điệu đã đến máy thu, ta phải tách sóng lấy ra tín hiệu nguyên
thủy để xử lý tiếp.
Các linh kiện điện tử trong các thiết bị vô tuyến điện được chia làm hai loại :
linh kiện thụ động và linh kiện tích cực.
23
Bên cạnh các dao động hình sin, kỹ thuật vô tuyến điện còn tạo ra và sử dụng
các dao động xung hỗ trợ cho việc thông tin liên lạc.
Chương 2 chúng ta sẽ nghiên cữu về khung dao động, một nguồn tạo sóng
điện hình sin cao tần cơ bản nhất trong kỹ thuật vô tuyến điện.
Bài tập ôn tập chương 1:
1/ Kỹ thuật vô tuyến điện đã được hình thành như thế nào ?
2/ Nội dung bản tin đầu tiên của loài người truyền đi bằng vô tuyến điện có
nội dung như thế nào ? Truyền bằng âm thanh trược tiếp hay bằng mã
3/ Nêu khác nhau và giống nhau của Mã Morse và mã nhị phân
4/ Tại sao nói rằng đèn điện tử đã làm cuộc cách mạng lần thứ nhất của kỹ
thuật điện tử.
5/ Bằng phát minh đầu tiên về phát thanh được trao cho ai ?
6/ Các linh kiện điện tử được phân loại như thế nào ? tại sao ?
7/ Xung điện là gì ? Trình bày các tham số của xung điện.
8/ Trình bày các tham số của dao động điều hòa
9/ Theo quản điểm của công nghệ thông tin analog thì thông tin có mấy loại.
10/ Viết biểu thức toán học của tín hiệu hình ảnh và tín hiệu âm thanh. Nêu
những điểm giống nhau và khác nhau của hai loại tín hiệu trên.

11/1/ Trình bày những ưu điểm vượt trội của vô tuyến điện.
Các nhiệm vụ học tập
*Sinh viên nắm vững các hiện tượng, các tính chất vật lý có liên quan đến
vô tuyến điện như trường điện từ, phát xạ âm điện tử, dòng điện trong chân
không.
*Tra cứu các tài liệu hoặc khai thác internet về cấu tạo và hoạt động của
đèn điện tử hai cực, ba cực chân không, đèn tia âm cực CRT.
*Xem lại các tham số của dao động điều hòa đã học ở các giáo trình trước,
như trị số tức thời, trị số đỉnh đối đỉnh (peak to peak), trị số hiệu dụng (RMS), chu
kỳ, tần số
*Sinh viên tìm kiếm các linh kiện điện tử có trong các thiết bị vô tuyến
điện như các loại điện trở, các loại tụ điện, các loại cuộn dây và tìm cách đọc trị
số (được ghi bằng mã), các tham số , xác định chất lượng của chúng.
Các đề tài sinh viên.
24
Đề tài1: Nghiên cứu cấu tạo, cách sử dụng, phương pháp xác định chất
lượng, thống kê những hư hỏng thường gặp của điện trở R.
Đề tài2: Nghiên cứu cấu tạo, cách sử dụng, phương pháp xác định chất
lượng, thống kê những hư hỏng thường gặp của tụ điện C.
Các câu hỏi đánh giá
A/ Trắc nghiệm
Sinh viên đánh dấu vào câu trả lời được cho là đúng nhất.
1/ Năm 1896 Popov truyền đi chương trinh Vô tuyến điện đầu tiên trên thế giới
với hai từ:
a/ Po Pov b/ Heinrich Herzt
c/ William Shockley d/ Michael Faraday
2/ Các linh kiện sau, linh kiện nào là linh kiện phi tuyến:
a/ Điện trở b/ Tụ điện
c/ Diode d/ Cuộn dây
3/ Bằng phát minh đầu tiên cho việc truyền thông bằng sóng điện từ được trao cho

ông :
a/ Popov b/ Marconi
c/ Heinrich Herzt d/ Maxwell
4/Một tụ điện có ghi 103J có trị số là:
a/ 10.10
3
pF± 500pF b/ 10
3
pF± 500pF
c/ 10.10
3
pF± 1000pF d/ 10
3
pF± 1000pF
5/ Một điện trở có ghi các màu đỏ đỏ cam nhũ vàng sẽ có trị số là:
a/ 22.000 Ω ± 2200 Ω b/ 22.000 Ω ± 1100 Ω
c/22.000 Ω ± 4400 Ω d/ 22.000 Ω ± 220Ω
6/ Bảng tin đầu tiên truyền đi nhờ sóng điện từ được truyền bằng:
a/ Ngôn ngữ thường ngày. b/Tín hiệu Morse.
c/Tín hiệu số. d/Tín hiệu tương tự.
7/ Nguồn nuôi của các thiết bị điện tử:
a/ Nguồn điện xoay chiều b/ Nguồn điện một chiều
c/ Nguồn điện xoay chiều có công suất lớn d/ Cả ba loại nguồn trên