ĐỒ án môn học kỹ THUẬT THU PHÁT vô TUYẾN điện đề tài phân tích sơ đồ máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung (sơ đồ 12)

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
KHOA VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN
Đề tài: Phân tích sơ đồ máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung
(sơ đồ 12)
Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Thuỳ Linh

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tiến Đạt

Lớp

ĐTVT 17

Mã SV

18150181

Hà Nội - 2022


1. Nhiệm vụ và chỉ tiêu kĩ thuât của máy thu
1.1.

Nhiệm vụ của máy thu.

Máy thu cần phải bao gồm các khâu để thực hiện các q trình sau:
• Tách từ tất cả các tập hợp dao động điện nhận được trên anten thu do các trường
điện từ bên ngoài khơng gian cảm ứng vào, lấy ra tín hiệu cần thu từ máy phát
(nguồn phát) tín hiệu cần nhận truyền tới.
• Khuếch đại tín hiệu cao tần.
• Giải điều chế (tách sóng), nghĩa là biến đổi điện áp cao tần được điều chế bởi tin
tức thành điện áp thay đổi theo quy luật điều chế.
• Khuếch đại tín hiệu sau tách sóng.
• Tái tạo lại tin tức.
1.2.

Chỉ tiêu kĩ thuật máy thu.

Tính chất của máy thu được đặc trung bằng một loạt các chỉ tiêu và cũng như máy phát
nó phụ thuộc vào các công dụng và cấp của máy thu. Dưới đây là một số phân tích các
chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu của máy thu:
1.2.1.

Độ nhạy

• Độ nhạy của máy thu được xác định bằng giá trị nhỏ nhất của sức điện động 𝑬𝑨
hay công suất 𝑷𝑨 của tín hiệu cần thu trên anten để thiết bị cuối máy thu làm
việc bình thường (với độ tin cậy và sai số cho phép). 𝑬𝑨 hay 𝑷𝑨 có giá trị càng
nhỏ thì độ nhạy máy thu càng cao.
• Độ nhạy của máy thu phụ thuộc vào hệ số khuếch đại của máy thu, hệ số khuếch
đại của máy thu càng lớn thì độ nhạy cảu máy thu càng cao.
• Ngồi ra, độ nhạy của máy thu còn phụ thuộc vào nhiễu tác động. Khi mức nhiễu
nhỏ hơn mức tín hiệu thu thì việc thu tín hiệu rất dễ dàng, nhưng khi mức tín
hiệu so sánh được với mức tín hiệu rất dễ dàng, nhưng khi mức nhiễu so sánh

được với mức tín hiệu thì có thể khơng thu nhận được tín hiệu. Do điều kiện tác


động của nhiễu ở bên ngồi máy thu có mức độ rất khác nhau (phụ thuộc vào
thời gian và dải tần công tác), nên khi xác định độ nhạy máy thu người ta chỉ xác
định ảnh hưởng do tạp âm nội bộ gây ra (thông qua tỉ số SNR).
1.2.2.

Dải tần cụng tỏc ( ữ )

ã L di tn s công tác của máy thu cũng giống như máy phát. Nó được xác
định theo dải tần số làm việc của máy thu mà các chỉ tiêu chất lượng chỉ thay
đổi trong giới hạn cho phép. Đôi khi trong một số điện đài dải tần công tác
của máy thu khác với dải tần cơng tác của máy phát.
• Trong các máy thu chuyên dụng, khi hệ số bao tần 𝑲𝒃 =

𝒇𝒎𝒂𝒙
𝒇𝒎𝒊𝒏

lớn thì dải tần

số cơng tác cũng được phân chia thành các bang tần con để đảm bảo các chỉ
tiêu kĩ thuật được đồng đều trong toàn bộ dải tần số cơng tác.
1.2.3.

Độ chọn lọc

• Độ chọn lọc đánh giá khả năng máy thu làm suy giảm tín hiệu ở tần số khác
với tần số cơng tác (tần số tín hiệu cần thu).
• Khó khan nhất là làm suy giảm các nhiễu có tần số gần với tín hiệu cần nhận

(nhiễu lân cận). Vì vậy để đánh giá độ chọn lọc của máy thu bao giờ người
tan cũng đưa ra độ chọn lọc tần số lân cận. Để thực hiện chọn lọc theo nhiễu
lân cận, người ta cũng sử dụng các hệ thống chọn lọc phức tạp và đánh giá
qua các đặc tuyến cộng hưởng của máy thu. Đối với máy thu đổi tần thì ngồi
độ chọn lọc nhiễu lân cận cịn có độ chọn lọc nhiễu ảnh và độ chọn lọc nhiễu
trung gian.
1.2.4.

Các chỉ tiêu chất lượng tin tức thu được

• Các chỉ tiêu chất lượng tin tức thu được gồm có các dải âm tần (với tín hiệu
âm thanh), tốc độ truyền tin (cho truyền tin tức điện báo), các đặc trưng tin
hiệu ảnh và độ méo của các loại tín hiệu đó. Tuỳ thuộc vào thiết bị cuối sẽ


yêu cầu chỉ tiêu đầu ra khác nhau (điện áp, cơng suất). Độ méo tín hiệu ở đầu
ra máy thu thường được đánh giá theo hệ số méo phi tuyến.
1.2.5.

Công suất đầu ra 𝑷𝒓𝒂

• Cơng suất đầu ra 𝑷𝒓𝒂 là cơng suất của tín hiệu được đưa tới thiết bị cuối.
2. Sơ đồ khối cơ bản và nguyên lý làm việc của máy thu điều chế biên độ (AM –
Amplitude Moduration).
2.1.

Sơ đồ khối cơ bản của máy thu AM.

2.2.

Chức năng và nhiệm vụ các khối.

Khối
Anten

Nhiệm vụ và chức năng
• Thực hiện biến đổi các song điện từ tác động thành các dao động
điện từ cảm ứng.


• Thực hiện ghép anten với máy thu và sơ bộ chọn lọc lấy tín hiệu
có tần số cần thu nhận từ các tầng dao động điện cảm ứng trên
Mạch vào

anten.
• Mạch vào gồm các hệ thống mạch dao động cộng hưởng điều
chỉnh ở tần số cần thu nhận (𝒇𝑡ℎ ) hoặc bộ lọc dải tần xác đinh
• Có chức năng khuếch đại tín hiệu trong dải tần cơng tác của máy
thu.
• Các bộ khuếch đại cao tần đa số là các bộ khuếch đại cộng hưởng

Tầng khuếch
đại cao tần

hoặc bộ khuếch đại dải.
• Nhờ hệ thống cộng hưởng được sử dụng trong các bộ khuếch đại
cao tần và trong mạch vào đảm bảo cho máy thu thực hiện được
nhiệm vụ suy giảm các loại nhiễu ngồi tần số tín hiệu.
• Mạch vào và tầng khuêch đại cao tần được gọi là Tuyến tần số tín
hiệu ( hay tuyến cao tần) của máy thu.

Bộ tách sóng
biên độ
Bộ khuếch đại
tín hiệu điều
chế

• Có nhiệm vụ tách lấy tín hiệu điều chế (tin tức) từ dao động cao
tần thu nhận được.

• Thực hiện khuếch đại tín hiệu tin tức sau tách sóng (tín hiệu điều
chế) đến mức đủ lớn để đưa tới thiết bị cuối của máy thu.
• Làm nhiệm vụ tái tạo lại tin tức.

Thiết bị cuối

• Tuỳ thuộc vào dạng tin tức cần tái tạo, thiết bị cuối có các dạng
khác nhau như loa, máy fax, màn hình,…

Nguồn ni

• Có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho máy thu làm việc.


3. Phân tích sơ đồ máy thu AM khuếch đại thẳng dải song trung.
3.1.

Sơ đồ nguyên lý.

3.2.

Sơ đồ khối


3.3.

Phân tích chi tiết các khối trong máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng

trung.
3.3.1.

Phân tích chi tiết mạch vào trong máy thu AM khuếch đại thẳng dải

sóng trung.
❖ Chức năng: Thu nhận tín hiệu cao tần qua anten đưa vào máy thu.
❖ Đặc điểm:
• Anten được nối vào mạch cộng hưởng, trong
đó mạch cộng hưởng là một khung LC gồm tụ 𝑪𝟏
và cuộn cảm 𝑳𝟏 . Thông qua cuộn cảm ghép cao
tần 𝑳𝟐 , tín hiệu được đưa về cực Base của mạch
khuếch đại cao tần.
❖ Tác dụng linh kiện:
• 𝑪𝟏 , 𝑳𝟏 : Mạch cộng hưởng LC, trong đó 𝑪𝟏
thay đổi để chọn tần số 𝒇𝒕𝒉𝒖 (sóng trung).
• 𝑳𝟏 , 𝑳𝟐 : Biến áp ghép tầng giữa mạch vào vào
và mạch khuếch đại cơng suất cao tần.
• 𝑪𝟐 : Tụ ghép nối tầng đưa tín hiệu sang mạch khuếch đại cao tần.
❖ Ưu, nhược điểm:
• Ưu điểm: Mạch đơn giản, dễ thực hiện, giá thành rẻ.
• Nhược điểm: Độ chọn lọc không cao, hệ số truyền đạt và độ ghép cố định phụ

thuộc vào tần số.
3.3.2.

Phân tích chi tiết mạch khuếch đại cao tần trong máy thu AM khuếch

đại thẳng dải sóng trung.
❖ Chức năng: Khuếch đại tín hiệu lên dải tần làm việc của máy thu


❖ Đặc điểm:
• Mạch khuếch đại cao tần gồm 2 mạch khuếch đại cao tần sử dụng transistor
PNP mắc theo kiểu Emitor chung làm việc ở chế độ A.
• Tín hiệu được đưa vào cực Base của transistor 𝑻𝟏 và được đưa ra ngoài qua
cực Collector của transistor 𝑻𝟐
❖ Tác dụng linh kiện:
• 𝑹𝟏 , 𝑹𝟑 : Điện trở tải.
• 𝑹𝟐 , 𝑹𝟒 : Điện trở định thiên phân áp cho cực Base của 2 transistor 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐
• 𝑪𝟑

: Tụ ghép nối tầng đưa tín hiệu từ mạch khuếch đại cao tần 1 sang mạch

khuếch đại cao tần 2.
• 𝑻𝟏 , 𝑻𝟐 : Transistor PNP mắc theo kiểu Emitor chung dung để khuếch đại tín hiệu.
❖ Ưu, nhược điểm:
• Ưu điểm: Mạch khuếch đại dải rộng, có hệ số khuếch đại tương đối ổn định.
• Nhược điểm: Mạch khơng có khả năng chọn lọc tần số.


3.3.3.

Phân tích chi tiết mạch tách sóng biên độ trong máy thu AM khuếch

đại thẳng dải sóng trung.
❖ Chức năng: Tách lấy tín hiệu tin tức từ tín hiệu điều chế.

❖ Đặc điểm:
• Do tác dụng chỉnh lưu của diode, nên chỉ có nửa chu kỳ dương của tín hiệu cao tần
qua được diode, khi điện áp giảm thì tụ 𝑪𝟓 phóng qua điện trở 𝑹𝟓 . Do sự nạp và
phóng điện của tụ 𝑪𝟓 nên điện áp ở đầu ra bộ tách song cũng chính là điện áp trên
tụ 𝑪𝟓 sẽ biến đổi theo đường bao của điện áp cao tần đầu vào → Đây cũng chính là
tín hiệu tin tức cần tách lấy.


• Giá trị của tụ 𝑪𝟓 và điện trở 𝑹𝟓 phải chọn sao cho mạch lọc thông thấp 𝑹𝟓 𝑪𝟓 chỉ cho
qua các thành phần tin tức tần số thấp và loại bỏ các thành phần tần số cao (sóng
mang). Vì vậy u cầu :
𝟏
𝟏
≪ 𝑹𝟓 𝑪𝟓 ≪
𝝎
𝛀
Trong đó
o 𝜔 là tần số của sóng mang.
o Ω là tần số của tín hiệu tin tức.
❖ Tác dụng linh kiện:
• Diode 𝑫: Thơng nửa chu kì dương của dao động cao tần ở phần đầu vào/
• Tụ 𝑪𝟓 và điện trở 𝑹𝟓 : Có vai trị như bộ lọc thơng thấp cho qua thành phần
tin tức tần số thấp và loại bỏ thành phần tần số cao và biến đổi điện ấp ra gần
với dạng đường bao của điện áp cao tần đầu vào.
• Tụ 𝑪𝟒 , 𝑪𝟔 : Các tụ ghép tầng.

❖ Ưu nhược điểm:
• Ưu điểm:


Đơn giản.



Giá thành rẻ.

• Nhược điểm:


Hằng số thời gian phóng của mạch 𝑹𝟓 𝑪𝟓 quá lớn hoặc quá nhỏ thì đầu ra của
mạch tách sóng khơng tn theo đường bao của tín hiệu AM đầu vào.



Khi tách sóng tín hiệu điều chế 100% sẽ gây ra biến dạng tín hiệu tin tức.



Do méo phi tuyến trong mạch tách sóng nên tín hiệu sau khi tách sẽ khác với
tín hiệu cao tần đầu vào.

3.3.4.

Phân tích chi tiết mạch tiền khuếch đại âm tần và mạch khuếch đại âm

tần trong máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung.

a. Mạch tiền khuếch đại âm tần:


❖ Chức năng: Khuếch đại tín hiệu tới mức đủ lớn để đưa vào mạch khuếch đại âm tần.

❖ Đặc điểm:
• Sơ đồ tầng tiền khuếch đại âm tần sử dụng mạch khuếch đại Darlington gồm
2 transistor PNP mắc theo kiểu Emitor chung và làm việc ở chế độ A.
• Hai transistor PNP được mắc nối tiếp với nhau như hình.


• Tín hiệu sau khi qua bộ tách sóng được đưa đến tầng tiền khuếch đại âm tần
được khuếch đại lên bởi 𝑻𝟑 sau đó đó tiếp tục được khuếch đại thêm một lần
nữa bởi 𝑻𝟒 .
• Tín hiệu thu được khi qua tầng tiền khuếch đại âm tần sẽ có biên độ lơn hơn
với hệ số khuếch đại là 𝚱 = 𝚱 𝟏 + 𝚱 𝟐 (trong đó 𝚱 𝟏 là hệ số khuếch đại của 𝑻𝟑
, 𝚱 𝟐 là hệ số khuếch đại của 𝑻𝟒 )
❖ Tác dụng linh kiện:
• 𝑹𝟔 , 𝑹𝟕 : Điện trở định thiên phân áp cho cực Base của transistor 𝑻𝟑
• 𝑹𝟖 : Điện trở định thiên phân áp cho cực Collector của transistor 𝑻𝟒
• 𝑻𝟑 , 𝑻𝟒 : Hai transistor PNP mắc nối tiếp nhau tạo thành mạch Darlington có
tác dụng khuếch đại tín hiệu.
• 𝑪𝟔 : Tụ ghép nối tầng, đưa tín hiệu từ mạch tách sóng biên độ qua mạch tiền
khuếch đại âm tần.
• 𝑪𝟕 : Tụ ghép nối tầng đưa tín hiệu từ mạch tiền khuếch đại âm tần sang mạch
khuếch đại cơng suất âm tần.
❖ Ưu, nhược điểm:
• Ưu điểm:


Có hệ số khuếch đại cao.



Trở kháng đầu vào của mạch điện.



Cấu hình mạch dễ dàng và thuận tiện.

• Nhược điểm:


Điện áp bão hồ cao, có thể dẫn đến gia tăng công suất tiêu tán.



Điện áp ở cực B cao hơn so với transistor thông thường.



Thời gian đáp ứng chậm.

b. Mạch khuếch công suất đại âm tần .


❖ Chức năng: Thực hiện khuếch đại tín hiệu sau khi điều chế đến mức đủ lớn để đưa
đến thiết bị cuối của máy thu (Loa).
❖
•

Đặc điểm:
Đây là mạch khuếch đại công suất âm

tần dùng transistor PNP mắc theo kiểu Emitor
chung.
❖
•

Tác dụng linh kiện:
𝑹𝟗 , 𝑹𝟏𝟎 : Điện trở định thiên phân áp

cho cực Base của transistor 𝑻5 .
•

𝑪𝟖 : Tụ hồi tiếp âm điện áp một chiều,

có tác dụng tránh tự kích, ổn định hệ số
khuếch đại.
•

𝑻5 : Transistor PNP có tác dụng khuếch

đại tín hiệu sau cùng ra loa.
❖ Ưu, nhược điểm:
• Ưu điểm: Mạch đơn giản, dễ thi cơng, độ khuếch đại cơng suất lớn.
• Nhược điểm: Mạch khơng có khả năng chọn lọc tần số.
3.3.5.

Mạch ra

❖ Bao gồm loa và tụ lọc nguồn 𝑪𝟗 .

4. Kêt luận
4.1.

Ưu, nhược điểm của sơ đồ máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung.
❖ Ưu điểm:
• Máy thu chỉ khuếch đại tín hiệu rồi đưa thẳng đến bộ tách sóng mà
khơng qua bộ đổi tần nên máy thu có sơ đồ đơn giản.
• Dễ thi cơng và thực hiện


❖ Nhược điểm:
• Điều chỉnh phức tạp do cần phải điều chỉnh mạch lọc ở các tầng khuếch
đại cao tần và mạch vào cộng hưởng ở cùng 1 tần số.
• Do các bộ khuếch đại cao tần làm việc ở tần số cao → Hệ số khuếch đại
không lớn → Độ nhạy máy thu khơng cao.
• Tính ổn định của bộ khuếch đại cao tần phụ thuộc vào số tầng khuếch
đại, số tầng càng tăng thì độ ổn định càng giảm.
• Tăng số tầng khuếch đại làm cho tăng số lượng mạch cộng hưởng →
Điều chỉnh phức tạp hơn và tăng kinh phí và giá thành.
• Độ chọn lọc khơng cao, khả năng chống nhiễu kém.
• Tần số càng cao, dải thông càng rộng nhưng độ chọn lọc của máy thu
càng giảm. → Muốn dải thơng hẹp thì phải dùng mạch cộng hưởng có
độ phẩm chất cao.
4.2.

Ứng dụng của máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung.
➢ Máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung được ứng dụng trong máy thu

thanh.

4.3.

Đề xuất các biện pháp nâng cao chất lượng.
• Sử dụng các máy thu đổi tần:


Bộ lọc trung gian ở tần số cố định nên có thể sử dụng bộ lọc trung gian
là bộ lọc chất lượng cao. Như vậy khả năng chống nhiễu của máy thu
sẽ được cải thiện.



Do tần số trung gian sẽ nhỏ hơn tần số của tín hiệu nên các bộ khuếch
đại trung gian sẽ làm việc ở tần số thấp, như vậy có thể có hệ số khuếch
đại lớn mà vẫn hệ thống vẫn ổn định. Qua đó làm tăng độ nhạy của
máy thu.