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

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 ngồi 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 cơng 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
hay công suất 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). hay 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 cụng tỏc ca 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 công tác của máy phát.
• Trong các máy thu chuyên dụng, khi hệ số bao tần

=

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 tồn 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.
•
2.

Cơng suất đầu ra
Cơng suất đầu ralà cơng suất của tín hiệu được đưa tới thiết bị cuối.

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

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 gồm các hệ thống mạch dao động cộng hưởng điều chỉnh ở tần số cần thu nhận (

•

Có chức năng khuếch đại tín hiệu trong dải tần cơng tác của máy

ℎ)

hoặc bộ lọc dải tần xác đinh

thu.
•

Tầng khuếch

đại cao tần

Các bộ khuếch đại cao tần đa số là các bộ khuếch đại cộng
hưởng 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 khch 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

Thiết bị cuối

Nguồn ni


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 và
cuộn cảm . Thông qua cuộn cảm ghép cao tần ,
tín hiệu được đưa về cực Base của mạch khuếch
đại cao tần.
❖
•

Tác dụng linh kiện:
, : Mạch cộng hưởng LC, trong đó thay đổi

để chọn tần số (sóng trung).
•

, : Biến áp ghép tầng giữa mạch vào vào và

mạch khuếch đại cơng suất cao tần.
•

: 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 khơng 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 và được đưa ra ngoài qua cực
Collector của transistor

❖

Tác dụng linh kiện:
•
•

, : Điện trở tải.

, : Điện trở định thiên phân áp cho cực Base của 2 transistor ,

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

•

•
❖

khuếch đại cao tần 2.
, : 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 phóng qua điện trở . Do sự nạp và phóng
điện của tụ nên điện áp ở đầu ra bộ tách song cũng chính là điện áp trên tụ 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 và điện trở phải chọn sao cho mạch lọc thông thấp 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 :

Trong đó
o
o

❖

là tần số của sóng mang.
Ω là tần số của tín hiệu tin tức.

Tác dụng linh kiện:

Diode : Thơng nửa chu kì dương của dao động cao tần ở phần đầu vào/
Tụ và điện trở : 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 , : Các tụ ghép tầng.

Ưu nhược điểm:
Ưu điểm:

•

Đơn giản.

Giá thành rẻ.
Nhược điểm:


•



Hằng số thời gian phóng của mạch 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 sau đó đó tiếp tục được khuếch đại thêm một lần
nữa bởi .

•

Tín hiệu thu được khi qua tầng tiền khuếch đại âm tần sẽ có biên độ lơn hơn với hệ số khuếch đại là = + (trong đó là hệ số khuếch đại của

,
❖

là hệ số khuếch đại của )

Tác dụng linh kiện:
•

, : Điện trở định thiên phân áp cho cực Base của transistor
: Điện trở định thiên phân áp cho cực Collector của transistor

•

, : Hai transistor PNP mắc nối tiếp nhau tạo thành mạch Darlington có tác

•

dụng khuếch đại tín hiệu.
•

: Tụ ghép nối tầng, đưa tín hiệu từ mạch tách sóng biên độ qua mạch tiền
khuếch đại âm tần.

•

: 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 cơng suất âm

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

Tác dụng linh kiện:
, : Điện trở định thiên phân áp cho cực Base của transistor 5.

: Tụ hồi tiếp âm điện áp một chiều,

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

Ưu, nhược điểm:

5 : Transistor PNP

có tác dụng khuếch đại tín hiệu sau cùng ra loa.

•

Ưu điểm: Mạch đơn giản, dễ thi công, độ khuếch đại công suất lớn.

•

Nhược điểm: Mạch khơng có khả năng chọn lọc tần số.

3.3.5.
❖

4.

•

Mạch ra
Bao gồm loa và tụ lọc nguồn .

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 thơng 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.
➢

4.3.

Máy thu AM khuếch đại thẳng dải sóng trung được ứng dụng trong máy thu
thanh.
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.