tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy thu am

Đồ án mạch tơng tự
Bảng thông đồ án môn học.
Họ và tên:
Lớp :
Tên đồ án: Thiết kế máy thu AM.
Lần Ngày Nội Dung Nhận xét
Chữ ký
GVHD
1
2
3
4
5

.
.
.
.

Nhận xét chung:



Chú ý :Điều kiện để sinh viên đợc phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy đủ và
có đầy đủ chũ ký của GVHD xác nhận.
Vinh, ngày tháng 6 năm 2010

Giáo viên hớng dẫn

Nguyễn
Mục lục:
Mở đầu: 3
I. Mục đích: 4
II. Yêu cầu: 4
III. Tổng quan về đề tài: 4
1, Khái niệm chung về máy thu radio: 4
1.1. Khái niệm: 4
1
Đồ án mạch tơng tự
1.2. Điều chế tín hiệu radio: 4
1.3. Phân loại máy thu radio: 5

2, Lý thuyết máy thu radio: 7
2.1. Máy cổng hởng tần số: 8
2.2. Máy biến áp: 9
2.3. Mạch khuếch đại: 10
3.1. Mạch tách sóng: 16
IV. Giới thiệu sơ đồ từng khối của máy thu AM: 18
1. Nguồn cung cấp: 18
2. Khối Anten và mạch vào: 18
3. Khối khuếch đại cao tần và mạch tách sóng: 18
4. Khối khuếch đại tiền công suất: 20
5. Khối khuếch đại công suât: 20
V. Phân tích, thiết kế và tính toán: 21

1. Sơ đồ nguyên lý: 21
2. Khối Anten và mạch vào: 21
3. Khối khuếch đại cao tần và tách sóng: 23
4. Khối khuếch đại tiền công suât: 24
5. Khối khuếch đại công suât: 25
6. Nguyên lý làm việc chung: 26
7. Lắp ráp mạch, điều chỉnh để thu đợc sóng AM 27
A, Sơ đồ lắp rắp: 27
B, Giá trị linh kiện: 28
VI. Kết luận: 30
mở đầu
Trớc sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật thì các thiết bị

điện tử đóng vai trò rất quan trọng. Nó giúp con ngời thực hiện các công việc
một cách nhanh chóng và chính xác, làm tăng năng suất lao động và rút ngắn
thời gian làm việc. Các loại thiết bị hiện đại dần dần thay thế con ngời làm các
công việc nặng nhọc và các công việc mang tính chất nguy hiểm.
Bên cạnh các thiết bị phục vụ cho lợi ích con ngời thì nhu cầu về giải trí
của con ngời khồng ngừng thay đổi. Con ngời không ngừng thu thập và trao đổi
và nắm bắt các nguồn thông tin. Từ đó nảy sinh ra các thiết bị điện tử nh: radio,
máy nghe nhạc, tivi Từ các thiết bị điện tử cồng kềnh của thời xa thì nay các
thiết bị gần nh tinh vi, siêu nhỏ nhng tính năng và hiệu quả làm việc của chúng
thì rất cao và bền.
2
Đồ án mạch tơng tự

Trong lĩnh vực phát thanh, truyền hình ở nớc ta, ngày nay đã có nhiều tiến
bộ đáng kể do có nhiều nhà khoa học, nhiều chuyên gia, nhiều kỹ s giỏi về khoa
học kỹ thuật cùng tham gia nghiên cứu và triển khai ứng dụng. Kết quả có rất
nhiều thiết bị mới đợc đa vào thay thế các thiết bị, máy móc cũ mang lại hiệu
quả kinh tế cao. Tuy vậy, về phát thanh truyền hình cần có nhiều lĩnh vực cần
tiếp tục nghiên cứu, học hỏi và phát triễn thêm đối với ngời làm kỹ thuật phát
thanh truyền hình nói riêng và các kỹ s điện tử nói chung.
Dựa trên những kiến thức đã học về môn Kỹ thuật mạch điện tử, chúng
em nghiên cứu nguyên lý thu sóng radio AM thông qua đề tài: Tìm hiểu
nguyên lý hoạt động của máy thu AM .
Tuy có nhiều cố gắng thực hiện thành công đồ án nhng không thể tránh
khỏi những hạn chế thiếu sót, nếu có điều kiện nhóm thực hiện sẽ nghiên cứu

sâu hơn và hoàn thiện hơn. Mong nhận đợc sự góp ý chỉ bảo thêm của thầy cô
và các bạn để đề tài có thể hoàn thiện tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Nguyễn Thị Hằng đã chỉ bảo tận tình
trong quá trình thực hiện đề tài này.
I. mục đích:
- Giúp sinh viên nắm đợc kỹ thuật làm mạch.
- Biết đợc nguyên lý của máy thu thanh.
- Biết lắp ráp và điều chỉnh.
II. Yêu cầu:
- Hiểu đợc các mạch điện cơ bản: mạch cộng hởng LC, mạch khuếch đại tín
hiệu nhỏ, mạch khuếch đại công suất, khuếch đại thuật toán, mạch tách sóng.
- Mạch thiết kế phải thu đợc sóng AM.

III. Tổng quan về đề tài:
1 Khái niệm chung về máy thu radio:
1.1 Khái niệm:
Máy thu radio hay còn gọi là máy thu thanh là một thiết bị hoàn chỉnh
dùng để thu nhận sóng radio mang thông tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin và
khuếch đại đến giá trị ban đầu và đa ra loa.
1.2 Điều chế tín hiệu radio:
3
Mạch
vào
KĐ
RF

KĐ
IF
KĐ
âm
tần
Trộn
tần
Dao
động
nội
Tách
sóng

Đồ án mạch tơng tự
Trong kỹ thuật radio có hai cách điều chế tín hiệu cơ bản:
1.2.1 Điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation):
Phơng pháp điều chế biên độ (điều biên) AM sử dụng một sóng có tần số
cao (rất lớn hơn tần số tín hiệu gọi là sóng mang) phối hợp với tín hiệu để tạo
ra một dạng sóng có tần số là tần số sóng mang, nhng biên độ thay đổi theo
dạng sóng tín hiệu. Sóng AM đợc phát ra ngoài không gian.
Sóng AM trong radio đợc chia thành các dải tần:
- Sóng trung MW (medium wave) có tần số từ 530 KHz 1600 KHz.
- Sóng ngắn 1 SW1 (short wave) có tần số từ 2.3 MHz 7MHz.
- Sóng ngắn 2 SW2 (short wave) có tần số từ 7MHz 22 MHz.
Khi nói đến dải tần của một băng sóng, tức là nói đến tần số sóng mang

của dải tần đó.
1.2.2 Điều chế tần số FM (Frequency Modulation):
Khác với điều biên, điều chế tần số (điều tần) FM là làm thay đổi tần số
sóng mang theo biên độ tín hiệu. Tần số sóng mang FM rất lớn hơn tần số sóng
mang trong AM. Dải tần FM từ 88 MHz 108 MHZ. .
Trong hai cách điều chế, thì phơng pháp điều chế FM cho tín hiệu đến nơi
thu trung thành hơn, ít sai lệch hơn là điều chế AM, bởi vì đờng truyền ảnh hởng
rất ít đến tần số sóng truyền, nhng lại tác động rất lớn lên biên độ của nó. Tuy
nhiên, sóng FM vì tần số rất lớn hơn tần số AM nên không truyền đợc xa nh
sóng AM.
1.3 Phân loại máy thu radio và sơ đồ khối của máy thu:
Căn cứ vào cấu trúc sơ đồ mà ngời ta chia máy thu thanh thành hai loại:

- Máy thu thanh đổi tần.
- Máy thu thanh khuếch đại thẳng.
1.3.1 Máy thu thanh đổi tần:
Tín hiệu cao tần đã điều chế từ Anten đợc khuếch đại lên và biến đổi về
một tần số trung gian không đổi gọi là tần số trung tần IF. Trung tần này đợc
chọn thấp hơn cao tần. Tín hiệu trung tần này sau khi đi qua vài bộ khuếch đại
trung tần sẽ đợc đa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần và đa ra loa.
Sơ đồ khối của một máy thu đổi tần có dạng nh sau:
4
Đồ án mạch tơng tự
Hình 1: Sơ đồ máy thu đổi tần.
- Bộ đổi tần: gồm mạch dao động nội và mạch trộn tần. Khi trộn hai tần

số của tín hiệu dao động nội f
n
và tín hiệu cần thu f
0
ta đợc tần số trung gian hay
còn gọi là trung tần IF giữa tần số dao động nội và tần số cần thu.
f
tt
= f
n
f
0

= const.
Khi tần số tín hiệu từ đài phát thay đổi từ f
0min
đến f
0max
thì tần số dao
động nội cũng phải thay đổi từ f
nmin
đến f
nmax
.
Đối với máy thu điều biên (AM): f

n
= 455 KHz hoặc 465 KHz.
Đối với máy thu điều tần (FM): f
n
= 10.7 MHz.
- Bộ khuếch đại trung tần: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu trung tần đến
một giá trị đủ lớn để đa vào mạch tách sóng.
- Tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang
cao tần sau đó đa qua mạch khuếch đại âm tần trớc khi đa qua loa.
Máy thu thanh đổi tần tuy có nhiều u điểm hơn máy thu thanh khuếch đại
thẳng, nó truyền tín hiệu tốt hơn nhng rất khó để làm mạch thật nên trong đề tài
này chúng em làm máy thu thanh khuếch đại thẳng:

1.3.2 Máy thu thanh khuếch đại thẳng:
Tín hiệu cao tần thu từ Anten đợc khuếch đại thẳng và đa đến mạch tách
sóng, mạch khuếch đại âm tần mà không qua mạch đổi tần.
- u điểm: máy thu AM có thể truyền sóng đi xa tới hàng nghìn km.
- Nhợc điểm: của sóng AM là dễ bị can nhiễu, dải tần âm thanh bị cắt xén do
đặc điểm của mạch tách sóng điều biên, do đó chất lợng âm thanh bị hạn chế.
Sơ đồ khối của máy thu khuếch đại thẳng nh sau:

Hình 2: Sơ đồ khối của máy thu thanh khuếch đại thẳng.
5
Đồ án mạch tơng tự
- Mạch vào: là mạch mắc giữa anten và tầng đầu tiên của máy thu, có nhiệm

vụ chủ yếu là nhận tín hiệu từ anten, chọn lọc các tín hiệu cần thu, do vậy mạch
vào thờng là mạch cộng hởng.

Tần số:
f
ht
ff
.01
==
.
Những yêu cầu cơ bản đối với mạch vào:
+ Hệ số truyền đạt: là tỉ số giữa điện áp ra của mạch vào điều chỉnh cộng h-

ởng ở một tần số nào đó và sức điện động cảm ứng trên anten (E
a
).

A
o
MV
E
V
A =
.
A

MV
càng lớn thì hệ số khuếch đại chung của toàn máy càng lớn.

A
E
: suất điện động cảm ứng trên anten.
+ Dải tần làm việc:
Gọi dải tần số làm việc của máy thu là: f
omin
- f
omax
. Tần đoạn làm việc đợc định

nghĩa nh sau:
min
max
o
o
doan
f
f
A =
.
+ Đảm bảo biên độ chọn lọc: chọn lọc tần số lân cận, tần số ảnh
a

f
=
0
f
+
tt
f2
,
và chọn lọc tần số lọc thẳng.
+ Đảm bảo độ méo tần số cho phép trong dải tần số làm việc từ
max0
min

0
ff

.
- Mạch khuếch đại cao tần: nhằm mục đích khuếch đại bớc đầu cho tín hiệu
cao tần thu đợc từ Anten.
- Tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang cao
tần sau đó đa qua mạch khuếch đại trớc khi đa qua loa. Mạch tách sóng bao
gồm Diode D1 tách lấy bán kỳ dơng của tín hiệu, sau đó đợc mạch lọc RC lọc
bỏ các thành phần cao tần, ở đầu ra thu đợc tín hiệu âm tần là đờng bao của tín
hiệu cao tần.
- Mạch khuếch đại tiền công suất: có tác dụng nâng cao tín hiệu cao tần đủ lớn

để kích thích tầng công suất.
- Mạch khuếch đại công suất: dùng để cung cấp công suất đủ lớn để đa ra loa.
2. Lý thuyết máy thu radio AM:
Trong phạm vi đề tài này ngời thực hiện chỉ thiết kế máy thu radio AM
hoạt động theo nguyên lý máy thu thanh biến đổi thẳng, thu đợc sóng trung
MW (medium wave) có tần số từ 530 KHz 1600 KHz.
2.1 Mạch cộng h ởng tần số:
6
Đồ án mạch tơng tự
Dùng mạch dao động LC mắc song song để tạo sự cổng hởng với tần số
cần thu. Ta thờng sử dụng sơ đồ sau đây:

Hình 3: Mạch LC dùng làm mạch cộng hởng tần số.
Trở kháng tơng đơng của mạch:
t
Z

=
CL
CL
ZZ
ZZ
+
=

1LC
L
2
+




LC
L
2

=
C
1

.


V
LC
Trạng thái
0 V L đóng mạch

o

0
Z
=
L
Z
C
Vô hạn V C đóng mạch
Khi Z
L

= Z
c
, mạch điện cổng hởng tai tần số

=
0

và đợc tính bằng:

L =
C
1

hay
0

=
LC
1
.
Tần số cộng hởng: f
0
=
LC2

1

.
2.2 . Máy biến áp:
2.2.1 Định nghĩa và ký hiệu:
Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo gồm một cuộn
sơ cấp (đa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử dụng)
cùng quấn trên một lỏi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit. Để tránh dòng điện
Fuco chạy trong mạch và làm nóng mạch các lá thép làm lõi đợc dát mỏng và
ghép cách điện với nhau.
7
Đồ án mạch tơng tự

Trong mạch điện biến áp đợc ký hiệu nh sau:
Hình 4: Kí hiệu của biến áp.
Trong đó:
N
1
: Số vòng dây cuộn sơ cấp. U
1
: Điện áp vào cuộn sơ cấp.
N
2
: Số vòng dây cuộn thứ cấp. U
2

: Điện áp ra cuộn thứ cấp.
2.2.2 Nguyên lý làm việc:
Khi đặt vào cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều hình sin U
1
, trong lõi
thép xuất hiện một từ trờng biến thiên theo quy luật điện áp vào. Từ trờng biến
thiên làm xuất hiện từ thông biến thiên, từ thông biến thiên này cảm ứng sang
cuộn thứ cấp làm xuất hiện một điện áp xoay chiều hình sin. Điện áp, số vòng
dây cuộn sơ cấp và điện áp, số vòng dây cuộn thứ cấp liên hệ theo công thức
sau:
2
1

U
U
=
2
1
N
N
=
1
2
I
I

.
2.2.3 Công suất:
Công suất của máy biến áp phụ thuộc vào tiết diện của lõi từ, và phụ
thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều.
Công suất vào ra của máy biến áp đợc tính theo công thức sau:
P
1
= U
1
I
1
; P

2
=U
2
I
2
Khi hiệu suất của máy biến áp cao thì: P
1


P
2
suy ra U

1
I
1


U
2
I
2
.
2.3 Mạch khuếch đại:
2.3.1 Tính khuếch đại của BJT:

Xem mạch điện hình 5:
Giả sử đa một tín hiệu xoay chiều có dạng
sin, biên độ nhỏ vào chân B của BJT nh hình vẽ.
Điện thế ở chân B ngoài thành phần phân cực V
B
còn có thành phần xoay chiều của tín hiệu v
i
(t)
chồng lên: V
B
(t) = V
B

+ v
i
(t).
8
Hình 5:
Hình 6: Giản đồ
thời gian tín hiệu
vào và ra
Đồ án mạch tơng tự
Các tụ C
1
, C

2
ở ngõ vào và ngõ ra đợc chọn nh thế nào để có thể xem nh nối
tần. Dung kháng rất nhỏ ở tần số tín hiệu. Nh vậy tác dụng của các tụ liên lạc C-
1
, C
2
là cho thành phần xoay chiều của tín hiệu đi qua và ngăn thành phần phân
cực một chiều.
- Khi v
B
(t) < V
B

, tức bán kỳ dơng của tín
hiệu V
BE
tăng tức dòng I
B
tăng và do đó I
C
=

I
B
nên

dòng cực thu I
C
cũng tăng. Do đó điện thế tại cực
thu v
C
(t) = V
CC
R
C
i
C
(t) giảm hơn trị số tĩnh V

C
.
- Khi v
B
nhỏ hơn V
B
, tức bán kỳ âm của tín
hiệu, dòng I
B
giảm đa đến dòng I
C
cũng giảm và

dòng v
C
(t) tăng.
Nh vậy ở mạch trên ta thấy v
C
(t) biến thiên
ngợc chiều với v
B
(t) tức v
0
(t) ngợc pha với v
i

(t)
2.3.2 Mạch khuếch đại công suất:
Mạch khuếch đại công suất có nhiêm vụ đa ra công
suất đủ lớn để kích thích cho tải. Công suất ra của nó cỡ vài phần mời W đến
lớn hơn 100W. Công suất này đợc đa đến tằng sau dới dạng điện áp hoặc dòng
điện có biên độ lớn.
2.3.3 Chế độ công tác và định điểm làm việc cho tần khuếch đại công suất:
Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân
cực cho Transistor, tùy theo vào mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại đợc
phân cực khuếch đại ở chế độ A, B, AB hoặc chế độ C. Đồ thị trên hình 7 minh
họa các chế độ khác nhau của tầng khuếch đại và dạng dòng điện ra trên colecto
ứng với các chế độ khuếch đại. Với các chế độ khác nhau, góc cắt

cũng khác
nhau
9
Đồ án mạch tơng tự
Hình 7: Các chế độ khác nhau của tầng khuếch đại.
Chế độ A: tín hiệu đợc khuếch đại gần nh tuyến tính, góc

= T/2 = 180
0
.
Khi tín hiệu vào hình sin thì ở chế độ A dòng tĩnh colecto luôn luôn lớn hơn

biên độ dòng ra. Vì vậy hiệu suất của bộ khuếch đại chế độ A rất thấp (<50%).
Do đó chế độ A chỉ dùng trong trờng hợp công suất nhỏ (P
r
< 1W).
Chế độ AB: có góc cắt 90
0
<

< 180
0
. ở chế độ này có thể đạt hiệu suất
cao hơn chế độ A (< 70%), vì dòng tĩnh I

C0
lúc này nhỏ hơn dòng tĩnh ở chế độ
A. Điểm làm việc nằm trên đặc tuyến tải gần khu vực tắt của Transistor.
I
C
P
Cmax
Hypebol
công suất
B
AB
A

0
U
CE MAX
Khu vực tắt
Khu vực
bảo hoà
i
C
U
CE
i
C

I
CO
A
t
2
t
1
t
i
C
I
CO

AB
t
2
t
1
t
B
t
2
t
1
t

i
C
i
C
C
t
2
t
1
t
10
Đồ án mạch tơng tự

Chế độ B: có góc cắt

= 90
0
. Điểm làm việc tĩnh đợc xác định tại U
BE
=
0. Chỉ một nữa chu kỳ âm (hoặc dơng) của điện áp vào đợc Transistor khuếch
đại.
Chế độ C: có góc cắt

< 90

0
. Hiệu suất chế độ C khá cao (lớn hơn 78%),
nhng méo rất lớn. Nó thờng đợc dùng trong các bộ khuếch đại tần số cao và
dùng với tải cộng hởng để có thể lọc ra đợc hài bậc nhất nh mong muốn. Chế độ
C còn đợc dùng trong mạch logic và mạch khoá.
Điểm làm việc tĩnh đợc xác định trong khu vực cho phép trên đặc tuyến
Transistor (hình 7). Khu vực đó đợc giới hạn bởi: hyperbol công suất, đờng
thẳng ứng với dòng colecto cực đại, đờng thẳng ứng với điện thế colecto
emito cực đại, đờng cong phân cách với khu vực bảo hoà và đờng thẳng phân
cách với khu vực tắt của transistor. ở chế độ động (khi có tín hiệu vào), điểm
làm việc có thể vợt ra ngoài hyperbol công suất (nếu vẫn đảm bảo đợc điều kiện
công suất tổn hao nhỏ hơn công suất tổn hao cho phép), nhng không đợc vợt quá

các giới hạn khác.
2.3.4. Mạch khuếch đại đẩy kéo:
- Những vấn đề chung về tầng khuếch đại đẩy kéo:
Để tăng công suất, hiệu suất và giảm méo phi tuyến, ngời ta dùng tầng
khuếch đại đẩy kéo.
Tầng khuếch đại đẩy kéo là tầng gồm có hai phần tử tích cực mắc chung
tải.
Để biểu diễn và phân loại các sơ đồ đẩy kéo, có thể dùng sơ đồ cầu nh
hình 8:
Hình 8: Phân loại các tầng khuếch đại đẩy kéo.
a) Sơ đồ đẩy kéo song song. b) Sơ đồ đẩy kéo nối tiếp.
Phần tử

KĐ
Phần tử
KĐ
U
CC
t
t
Phần tử
KĐ
Phần tử
KĐ
R

t
U
CC
a) b)
11
Đồ án mạch tơng tự
Trong sơ đồ đẩy kéo song song, các phần tử tích cực đợc mắc trong các
nhánh bên trái của cầu. Trong các nhánh phải của cầu là điện trở tải, có điểm
giữa nối với nguồn cung cấp, tải nằm trong nhánh chéo của cầu. Ngợc lại, trong
sơ đồ đẩy kéo nối tiếp nguồn cung cấp có điểm giữa nối với tải, tải nằm nằm
trong nhánh chéo của cầu. Tóm lại sơ đồ đẩy kéo song song có các phần tử tích
cực đấu song song về mặt một chiều và sơ đồ đẩy kéo nối tiếp có các phần tử

tích cực đấu nối tiếp về mặt một chiều.
Các tầng đẩy kéo có thể làm việc ở chế độ A, AB hoặc B, nhng thông th-
ờng ngời ta hay dùng chế độ AB hoặc B. Mỗi Transistor chỉ khuếch đại một nửa
dơng hoặc một nửa âm tín hiệu vào. Hai nửa tín hiệu này sẽ đợc tổng hợp lại
thành tín hiệu hoàn chỉnh trên điện trở tải.
- Sơ đồ đẩy kéo song song:
Tất cả các sơ đồ đẩy kéo song song đều phải dùng biến áp ra để phối ghép
giữa hai nữa điện trở tải R
t
. Mạch điện nguyên lý biểu diễn trên hình 9. Để có
điện áp đặt vào hai Transistor ngợc pha, dùng biến áp BA
1

.
Nếu điện áp đặt vào có dạng sin thì hai Transistor thay nhau khuếch đại
hai nữa hình sin, vì điện thế đầu cuộn thứ cấp BA
1
ngợc pha. Các điện trở R
1,
R
2
đợc chọn sao cho dòng tĩnh qua chúng nhỏ (chế độ AB). Khi cho R
2
= 0 thì U
B

=
0, do đó bộ khuếch đại làm việc ở chế độ B. ở chế độ AB dòng tĩnh colecto nằm
trong khoảng (10
ữ
100)
à
A.
Hai nửa hình sin của điện áp đợc phối hợp lại trên biến áp BA
2
. Điện trở
của mỗi transistor đợc xác định nh sau: R

t
= n
2
R
t
, trong đó n là hệ số của máy
biến áp: n = N
1
/N
2
, N
1

, N
2
theo thứ tự là số vòng dây của một nữa cuộn sơ cấp và
số vòng của cuộn thứ cấp. Vậy ta có quan hệ:
I
C
= U
CE
/R

t
và U

CE
= nU
r
.
Công suất ra của mạch:
t
2
2
CE
t
2
r

r
Rn2
U
R2
U
P ==
.
12
Đồ án mạch tơng tự
Hình 9: Tầng công suất đẩy kéo song song.
Biên độ điện áp ra cực đại giữa colecto và emito của một Transistor (hình
9b): U

CEMAX
= U
CC
- U
CER
.
Do đó nhận đợc công suât cực đại:
t
2
2
CERCC
maxr

Rn2
)UU(
P

=
.
Nếu giả thiết bộ khuếch đại làm việc ở chế độ B, ta tính đợc dòng colecto
trung bình:

==

C

2/T
0
CC
I
dt)t(i
T
1
i
.
Do đó công suất cung cấp một chiều:
t
2

CCCE
CCC0
Rn
UU
2
UI
2
P

=

=

.
Đ ờng tải xoay chiều
U
CC
U
CE
I
C
U
CER
U
CE

t
0
U
CE
P
0
, P
r
, P
C
U
r

/ U
r max
10,5 0,64
P
r
P
C max
P
0 max
0,78P
0max
R

t
U
r
N
2
I
rX
U
V
N
a
I

C1
N
1
BA
2
BA
1
I
C2
T
2
T

1
N
b
R
1
R
2
b)
a)
c)
13
Đồ án mạch tơng tự

Vậy công suất cung cấp một chiều phụ thuộc vào mức điện áp ra U
CE
(xem hình 9c). Công suất tiêu hao trên colecto là hiệu công suất cung cấp P
0
với
công suất ra tải P
r
. Thay P
0
và P
r
vào ta có:

t
2
2
CE
t
2
CCCE
r0C
Rn2
U
Rn
UU

2
PPP

==
.
P
C
thay đổi theo U
CE
và đạt cực đại khi:
CCCE
U

2
U

=
.
ở chế độ B, công suất tổn hao cực đại là:
maxr
2
maxC
P
4
P

=
.
Hiệu suất cực đại của mạch:
%5,78%100
4
%100
P
P
max0
maxr
max

=
- Sơ đồ đẩy kéo nối tiếp dùng transistor cùng loại:
Để tạo tín hiệu ngợc pha đa vào bazo hai transistor T
1
và T
2
, dùng tầng
khuếch đại đảo pha T
3
. ở đây thay cho nguồn cung cấp có điểm giữa nối đất,

ngời ta dùng nguồn đối xứng
CC
U
. Trong sơ đồ, T
1
đợc mắc theo kiểu mạch
colecto chung và T
2
theo kiểu mạch emito chung. T
3
ngoài nhiệm vụ khuếch đại
đảo pha, còn làm nhiệu vụ định điểm làm việc cho T

1
và T
2
nhờ điện áp tĩnh trên
colecto và emito của nó. Trong các mạch rời rạc thờng dùng ghép điện dung
giữa tầng khuếch đại đảo pha và tầng ra, bằng cách đó có thể định điểm làm
việc riêng cho T
1
và T
2
, các điện trở R
C

và R
E
lúc này chỉ chọn theo yêu cầu đối
với biên độ điện áp kích cho tầng ra.
Trên hình 10: là hai sơ đồ nối tiếp dùng transistor cùng loại:
14
Đồ án mạch tơng tự
Hình 10: Tầng ra mắc theo sơ đồ đẩy kéo nối tiếp.
Trong kỹ thuật tích hợp không thực hiện đợc điều đó, vì vậy sơ đồ trên
hình 9a thờng gặp khó khăn trong việc chọn R
E
để thoả mãn yêu cầu về độ méo

và công suất ra. Để khắc phục phần nào khó khăn đó, ngời ta thay điện trở R
E
bởi một Diode nh trên hình 9b. Diode làm nhiệm vụ hạn chế điện áp bazo
emito của T
2
, nhờ đó khắc phục đợc hiện tợng quá tải của T
2
. Để giảm méo còn
dùng mạch hồi tiếp âm gồm R
ht1
và R
ht2

.
Trong mạch hồi tiếp ta tính đợc:
v
v
ht
'
vv
R
U
III =+=
;
vht

'
v
'
v
URIU +=
.
Suy ra:
vuv1htth
'
v
UKURIU =+=
. Do đó hệ khuếch đại điện áp của

mạch khi tính đến hồi tiếp âm đợc xác định nh sau:
v1ht2ht1htu
u
2ht
1ht
'
v
'
r
'
u
R/RR/R1K

K
R
R
U
U
K
+++
==
, trong đó K
u
và R
V

là hệ số
khuếch đại điện áp và điện trở vào của mạch khi cha có hồi tiếp.
3.1 Mạch tách sóng:
3.1.1 Khái niệm về tách sóng:
Tách sóng là quá trình tìm lại tín hiệu điều chế. Tín hiệu sau khi tách
sóng phải giống dạng tín hiệu điều chế ban đầu. Thực tế tín hiệu điều chế u
s
sau
khi qua điều chế và qua kênh truyền đa đến bộ tách sóng đã bị méo dạng thành
u

s

. Do méo phi tuyến trong bộ tách sóng, nên sau khi tách sóng ta nhận đợc u

s
khác dạng với u

s
. Nh vậy tín hiệu thu đợc sau tách sóng thờng khác với dạng tín
hiệu nguyên thuỷ (tin tức) u
s
. Vì vậy một trong những yêu cầu cơ bản đối với
quá trình tách sóng là yêu cầu về méo phi tuyến.
-U

CC
-U
CC
+U
CC
R
t
U
r
T
1
T

2
R
E
R
C
R
1
R
2
T
3
U

v
+U
CC
R
t
U
r
T
1
T
2
D

R
C
T
3
U
v
R
ht1
I
ht
R
ht2

U
v
I
v
a) b)
15
Đồ án mạch tơng tự
Tơng ứng với các điều chế, ngời ta cũng phân biệt các loại tách sóng sau
đây: tách sóng biên độ và tách sóng tần số.
3.1.2 Tách sóng biên độ:
Tách sóng biên độ đợc thực hiện nhờ mạch chỉnh lu (dùng phần tử phi
tuyến) hoặc các mạch dùng phần tử tuyến tính tham số.

a. Tách sóng biên độ bằng chỉnh l u:
Có hai sơ đồ tách sóng dùng mạch chỉnh lu: sơ đồ tách sóng nối tiếp và sơ
đồ tách sóng song song. Trong sơ đồ tách sóng nối tiếp (hình 11a), điot tách
sóng mắc nối tiếp với tải, còn sơ đồ tách sóng song song, Diode tách sóng mắc
song với tải (hình 11b).
Nếu tín hiệu vào đủ lớn sao cho điot làm việc trong đoạn tơng đối thẳng
của đặc tuyến và đặc tuyến của Diode có thể coi là một đờng gấp khúc thì ta có
quá trình tách sóng tín hiệu lớn. Lúc đó quan hệ volt ampe của Diode đợc
biểu diễn bởi phơng trình sau:

=
0UKhi0
0UKhiSu
i
D
DD
D
Trong các sơ đồ dới điot chỉ thông đối với nữa chu kỳ dơng của dao động

cao tần ở đầu vào. Hình bao của dao động cao tần nhận đợc nhờ sự phóng nạp tụ
C (hình 11).
Hình 11: Sơ đồ tách sóng biên độ bằng mạch chỉnh lu.
Iv. Giới thiệu sơ đồ từng khối của máy thu am.
1. Nguồn cung cấp:
Nguồn cung cấp cho mạch là nguồn +9V, -9V đợc tạo bằng mạch chính lu
hoặc chúng ta có thể dùng pin.
2. Khối Anten và mạch vào:
A, Anten là phần tử biến đổi năng lợng sóng điện từ thành tín hiệu cao tần, ở
ngõ vào của máy thu.
B, Mạch vào là: mạch điện nối liền anten với đầu vào của máy thu.
Nó có đặc điểm nh sau:

16
RC
a)
U

s
U

s
U
đb
RD

C
U

s
U

s
U
đb
b)
Đồ án mạch tơng tự
- Truyền đạt tín hiệu từ anten vào máy thu.

- Là tầng quan trọng quyết định chất lợng máy thu.
- Bảo đảm hệ số truyền đạt lớn và đồng đều trong cả dải băng sóng.
- Chọn lọc tần số cần thu.
Ta có thể thay đổi tần số thu f
thu
bằng cách thay đổi C
1
(cách thông thờng).
Bình thờng dải tần từ 0 -> mạch có thể thu đợc nhng do qua L
1
, C
1

ta chỉ
thu đợc 1 tần số duy nhất.
3. Khối khuếch đại cao tần và tách sóng :
Tác dụng của mạch này là nâng cao mức độ biên độ cao tần đủ lớn để có thể
tách sóng.
A, Mạch khuếch đại cao tần:
Điện áp tín hiệu do mạch vào chọn lọc (mà ta muốn thu) có trị số rất bé,
tần số rất cao cần phải khuếch đại tín hiệu tới mức cần thiết để sử dụng ở tầng
sau.
Tầng khuếch đại cao tần không những nâng cao độ nhạy đầu thu mà ngoài
ra tầng khuếch đại cao tần còn làm giảm ảnh hởng giữa mạch vào và mạch
ngoại sai.

Hình 12: Mạch khuếch đại cao tần.
Tác dụng của từng linh kiện:
Q
1
: khuếch đại cao tần.
17
Đồ án mạch tơng tự
D
1
: diode tách sóng.
R
1

,R
2
: định thiên cho Q
1
(cung cấp dòng 1 chiều cho Q
1
).
R
5
, C
5
: có tác dụng lọc nhiễu từ nguồn, chống tụ tích.

C
2
, C
3
: thoát cao tần (ngắn mạch với tín hiệu cao tần).
C
4
: nối tầng.
L
c
: cuộn dây chặn tín hiệu cao tần.
B, Nguyên lý hoạt động của mạch tách sóng:

Tách sóng chính là quá trình tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần.
Sau khi tín hiệu đợc khuếch đại qua hai tầng khuếch đại cao tần, tín hiệu đ-
ợc đa sang mạch tách sóng.
Mạch tách sóng bao gồm Diode D
1
tách lấy bán kỳ dơng của tín hiệu sau
đó đợc mạch lọc RC lọc bỏ thành phần cao tần, ở đầu ra ta thu đợc tín hiệu âm
tần là đờng bao của tín hiệu cao tần.
Chính mạch lọc RC của mạch tách sóng AM đã loại bỏ mất các thành phần
tần số cao của tín hiệu âm tần, do đó chất lợng âm thanh bị giảm.
4. Khối khuếch đại tiền công suất:
Tác dụng của mạch này là nâng cao mức tín hiệu cao tần đủ lớn để kích tầng

công suất.
Hình 13: Khối khuếch đại tiền công suất.
5. Khối khuếch đại công suất:
- Nhiệm vụ: cung cấp công suất đủ lớn
để đa ra loa.
18
Đồ án mạch tơng tự
Khối khuếch đại công suất khuếch đại tín hiệu từ khối khuếch đại đa đến
thông qua tụ C6 để thu đợc công suất đủ lớn đa ra loa . Trờng hợp này ta sử
dụng loa có điện trở R
t
= 8, công suất cực đại P

M
= 8W nên ta tính đợc điện áp
nguồn cung cấp cho toàn mạch:
V8
5.0
8*8*2
PR2
V
Mt
CC
==

=
.
Chọn V
CC
= 9V.
Hình 14. Khối khuếch đại công suất.
Nhiệm vụ cung cấp công suất đủ lớn theo yêu cầu để đa ra loa.
Tác dụng của từng linh kiện:
R
8
, R
9

, D
2
, D
3
: phân áp.
Q
2
, Q
3
: khuếch đại ở chế độ AB.
V. Phân tích, thiết kế và Tính toán:
1. Sơ đồ nguyên lý:

Hình 15: Sơ đồ nguyên lý.
2. Khối Anten và mạch vào:
Trong đồ án này ta thiết kế máy thu radio AM cho băng sóng MW 530KHz
- 1600KHz, V
o
= 20
à
V .
19
Đồ án mạch tơng tự
Mạch vào có 3 thành phần:
- Hệ thống cộng hởng, có thể điểu chỉnh đến tần số cần thu.

- Mạch ghép với nguồn tín hiệu từ anten.
- Mạch ghép với tải của mạch vào (Tầng khuếch đại cao tần).
Sơ đồ thực hiện nh sau: (hình 17).
Để điều chỉnh cộng hởng mạch vào, ngời ta thờng sử
dụng các tụ điện có điện dung biến đổi vì chúng dễ chế tạo
chính xác hơn là cuộn dây có điện cảm biến đổi (đặc biệt
trong trờng hợp cần đồng chỉnh nhiều mạch cộng hởng). Mặt
khác, phạm vi biến đổi của tụ điện lớn, bền chặt, ổn định (C
ít biến đổi theo điều kiện bên ngoài). Tụ điện đợc kết hợp với
cuộn dây L
1
của biến áp T

1
để tạo thành mạch cộng hởng tần
số. Biến áp T
1
làm thêm một nhiệm vụ nữa là ghép tầng giữa
mạch vào và tầng tiếp theo (khuếch đại cao tần).
Tần số cộng hởng của mạch: f
0
=
11
CL2
1

.
Radio AM thu đợc tín hiệu trong dãy tần số 530
ữ
1600 K

Hz.
Chọn L
1
= 1 mH, khi f
0
= 530 KHz, ta tính đợc:

C
1
=
1
2
0
2
Lf4
1

= 9,2.10
-11

F = 92.10
-12
F

92 pF.
Khi f
0
= 1600 KHz ta tính đợc C
1
= 9,8946.10
-12
F

10 pF.
Vậy tụ xoay có giá trị thay đổi trong khoảng: 10
ữ
100 pF.
Nhng trong thực tế ta chọn tụ xoay có giá tri thay đổi trong khoảng (10
ữ
350pF).
Điện áp lối ra của mạch vào phải có giá trị nhỏ để tần tiếp theo hoạt động
tốt. Vì thế trong thực tế ngời ta thờng chọn L

2
= 1/(10L
1
) = 0,1 mH.
Cho sóng AM ở dãi tần làm việc vào dãi tần ta thu đợc kết quả sau: (hình
16):
530KHz 1600KHz
v
o
=20àv
Hình 16: Hệ số truyền đạt đồng đều cả băng sóng MW.
20

Hình 17: Mạch vào.
Đồ án mạch tơng tự
Hình 16: Tín hiệu vào và ra ở khối mạch vào.
3. Khối khuếch đại cao tần và tách sóng:
A, Khối khuếch đại cao tần:
Tín hiệu cao tần qua anten thu và mạch vào có tác dụng hấp thụ và chọn
lọc tín hiệu cần thu Mạch vào là mạch cộng hởng gồm tụ xoay C1 và cuộn dây
L
1
.
Trong đó:
C

1
= (10- 350)pF.
L
1
: 65 -75 vòng.
L
2
: 7 vòng (=1/10 L1).
Tần số tín hiệu: f = 1/2

LC
.

Cuộn L
C
chặn tín hiệu cao tần. Gồm 600 vòng quấn trên lõi không khí.
Tụ xoay C biến đổi => tần số thay đổi. Tín hiệu có tần số nằm trong dải
(530

1600)KHz. Tín hiệu chọn lọc tại điểm cộng hởng có điện áp lớn, trở
kháng lớn.
- Nguyên lý hoạt động:
Tín hiệu cao tần cảm ứng từ L
1
qua L

2
đặt vào chân B của đèn Q
1
, (R
1
phân áp), đợc khuếch đại đa ra chân C của đèn Q
1
, sau đó bị cuộn chặn L
C
chặn
lại, tín hiệu cao tần đợc đa qua D
1

để tách sóng.
Thành phần cao tần qua C
2
xuống mass, thành phần âm tần qua L
2
về chân
B của Q
1
và khuếch đại lúc này tín hiệu âm tần qua cuộn L
C
, thành phần cao
tần còn lại qua C

3
xuống mass và tín hiệu âm tần qua C
4
vào chân 2 của đế
khuếch đại.
Tính các giá trị R1,R2= R7, R3, biết nguồn +9V, -9V.
Tụ C2 và C3 có giá trị 10nF.
Cho biết dòng ngợc :
21
Đồ án mạch tơng tự
I
C

Q1= I
C
Q2= I
C
Q3= 2,5
ữ
3mA.
Dòng tĩnh toàn mạch I

7,5A.
Với D1, D2, D3 khi thông ta có: Udt=0,5V.
Xét đèn Q1,D1. Vì Diode khi thông có: Udt=0,5V.

Ta có : U
=
1CE
Udt+ U
BE
= 0,5+0,7=1,2V.
U
+
23R
U
1CE
= 9V

U
123
9
CER
UV =
.
R
23R
= U
23R

/I
C
= 9-1,2/3= 2,6k

.
Ta thờng chọn R
3
= 600


U
3R

= I
C
ì
R
C
=3
ì
600= 1,8V.
R
2
=U
2R

/I
C
=6/3=2k

( với U
2R
= 6V).


R
2
= R

7
= 2k

.
U
1R
=9- U
1BE
- U
3R
= 9- 0,7- 1,8= 6,5 V.
R

1
= U
1R
/I
B
=

U
1R
/I
C
= 100.6,5/3= 216,6k

.
Thực tế ta chọn R
1
= 1M

để Ubt1 gần bằng 0 (khi cha có tín hiệu vào).
B, Mạch tách sóng:
Rts là điện trở của Q
1
.
Khi D

1
dẫn => C
3
nạp.
Khi D
1
ngng dẫn => C
3
phóng.
Sau khi tách sóng có tín hiệu âm tần, điện áp âm tần này là điện áp đỉnh lại
đợc đặt thêm vào giữa B và E của đèn Q
1

, đợc khuếch đại và đa ra chân C của
đèn. Đối với dòng âm tần, L
C
chỉ là dây dẫn, thành phần cao tần còn d lại đi qua
R
2
kín mạch qua tụ C
3
về đất. U
f
là điện áp hạ trên R
2

(R
2
có tác dụng là tải
âm tần).
4. Khối khuếch đại tiền công suất:
Thực tế chính âm lợng ra bằng cách thay đổi R
6
.
Hệ số khuếch đại: K
u
=
4

6
R
R
.
Nếu chọn:
22
Đồ án mạch tơng tự
R
6
= 1M

R

4
= 10m

R
6
= 10k

R
4
= 1k

R
6
= 10k

R
4
= 1000


Thì hệ số khuếch đại Ku thay đổi từ 0 -> 100 lần.
R
6

có tác dụng nh một triết áp.
Dòng ra của U
1
rất nhỏ, nên công suất nhỏ. Muốn có công suất ra lớn, dùng
khối khuếch đại tăng cờng gồm 2 đèn Q
2
, Q
3
. Tín hiệu lần lợt đợc khuếch đại
ứng với mỗi chu kỳ khác nhau bởi 1 đèn tơng ứng.
Tín hiệu ra cùng pha.
5. Khối khuếch đại công suất:

Nguồn nuôi của mạch có thể thay đổi từ 9V đến 12V.
Diode D2 và D3 vừa là phân áp vừa là đảo pha tín hiệu.
Hai đèn công suất Q2, Q3 đợc mắc đẩy kéo theo kiểu C chung để khuếch đại
2 nữa chu kỳ của tín hiệu, tín hiệu vào B ra E do đó hai đèn công suất khuếch
đại về cờng độ dòng điện. Tín hiệu lấy ra từ chân E của hai đèn công suất có c-
ờng độ đủ mạnh đợc ghép qua tụ C7 đa ra loa.
Xét vòng kín:
Đèn Q1, Q2 là loại C828 có:U
BE
max
=0,7

ì
+100.
Vì R
CE
<<R
8

nên dòng qua R
8
là dòng qua R
2CE
là dòng I

C
.
Mà I
C
= (2,5
ữ
3)mA.
U
8R
= U
CB
= 9 - U

BE
= 9 - 0,5= 8,5 V.

I
ì
C
R
8
= 8,5

R
8

= 8,5/3= 2,83k

.
Ta có U
9R
= 9 - U
BE
= 8,5

R
9
=2,83 k

.
Trong thực tế ta thờng chọn R
8
= R
9
= 6 k

.
6. Nguyên lý làm việc chung:
- Anten thu sóng nhờ hiện tợng cảm ứng điện từ, tín hiệu đợc đa qua mạch lọc
L

1
, C
1
chọn ra tần số cần thu (bằng cách thay đổi tụ xoay).
23
Đồ án mạch tơng tự
- Nhờ hiện tợng cảm ứng giữa L
1
, L
2
tín hiệu đợc đa vào cực base của Q1
chuyển sang mạch khuếch đại cao tần, một phần đa ra Lc, một phần phản hồi

qua Diode tách sóng để thu tín hiệu âm tần.
- Tín hiệu âm tần đợc đa qua C4 nối tần sang mạch khuếch đại. Tín hiệu đợc
khuếch đại với hệ số khuếch đại.
K
u
= R
6
/ R
4
.
- Sau đó tín hiệu đợc đa vào mạch khuếch đại công suất để thu đợc công suất
đủ lớn đa ra loa. Tín hiệu đợc phân áp nhờ các điện trở R

8
, R
9
và đợc khuếch
đại nhờ các Transistor Q
2
, Q
3
làm việc ở chế độ AB.
ở nữa chu kỳ dơng tín hiệu đợc khuếch đại bởi hệ thống Q
3
,D

3
. ở nữa chu
kỳ âm, tín hiệu đợc khuếch đại bởi hệ thông Q
2
,D
2
.
Q
2
, Q
3
đợc lắp theo kiểu dây kéo, mắc theo mạch C chung.

Tín hiệu sau khi đợc khuếch đại đợc đa ra loa qua tụ C
7
.
* Tác dụng của các linh kiện trong mạch.
L
1
, C mạch cộng hởng.
L
2
: dẫn tín hiệu cao tần vào đèn Q
1
(7 vòng).

R
1
: có tác dụng định thiên cho Q
1
.
R
2
: tải xoay chiều, một chiều của Q
1
.
R
4

, R
6
: khuếch đại tín hiệu.
R
5
: cân bằng tín hiệu đầu vào
R
7
: hạn chế chống tự kích trong mạch.
R
8
, R

9
: phân áp cho đèn Q
2
,Q
3
.

C
4
, C
6
nối tần.

C
7
: nối ra loa.
L
C
: chặn tín hiệu cao tần (gồm 600 vòng nối trên lõi không khí).
24
Đồ án mạch tơng tự
7. Lắp ráp mạch, điều chỉnh để thu đ ợc sóng AM.
A, Sơ đồ lắp ráp:
Mặt trớc:
Trong đó các số:

2, 3, 4, 6, 7: là các chân IC.
a, b, c, d: là chân của tụ xoay.
1', 2': là chân cuộn cảm L
1
.
3', 4': là chân cuộn cảm L
2
.
Mặt sau:
25