4 2 2 máy phát hình rf

Luận văn tốt nghiệp

Trang 1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
MÁY PHÁT HÌNH RF

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 2

PHẦN GIỚI THIỆU

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khoa học kỹ thuật trên thế giới có nhiều tiến bộ, nhiều thành tựu
đáng kể. Nhất là lĩnh vực kỹ thuật, công nghệ thơng tin, kỹ thuật viba, truyền hình
số, tổng đài điện thoại vơ tuyến, kỹ thuật phát hình… đã và đang phát triển vượt
bậc. Các thiết bị điện tử ngày càng được tinh gọn, siêu nhỏ nhưng tính năng và
hiệu quả làm việc của chúng thì rất cao và rất bền.
Trong lĩnh vực phát hình ở nước ta, ngày nay đã có nhiều tiến bộ đáng kể
do có nhiều nhà khoa học, những chuyên gia, những kỹ sư giỏi về khoa học kỹ

thuật, có nhiều hệ thống thiết bị mới được đưa vào để thay thế các máy cũ. Tuy
vậy, về phát hình vẫn cịn nhiều lĩnh vực cần tiếp tục nghiên cứu, học hỏi và phát
triển nó thêm đối với người làm kỹ thuật truyền hình nói riêng và các kỹ sư điện tử
nói chung.
Trong đề tài luận văn tốt nghiệp này, người thực hiện xin trình bày về kỹ
thuật này qua đề tài: “MÁY PHÁT HÌNH RF”. Trong chừng mực thời gian ngắn
ngủi và lượng kiến thức tích luỹ còn hạn chế, tài liệu chưa nhiều, người thực hiện
chỉ khảo sát về máy phát hình và thi cơng mơ hình một máy phát hình có cơng suất
rất nhỏ. Hy vọng với đề tài này, người thực hiện có thêm những hiểu biết về kỹ
thuật phát hình và để lại một kết quả thực tiễn tốt sau khi ra trường. Tuy có nhiều
cố gắng để thực hiện thành cơng luận văn tốt nghiệp, nhưng cũng không tránh khỏi
những hạn chế. Nếu có điều kiện, người thực hiện sẽ nghiên cứu sâu hơn và hồn
thiện hơn.
Rất vui lịng và xin nhận tất cả các ý kiến đóng góp để xây dựng đề tài này
tốt hơn ở quý thầy, quý cô và các bạn đồng nhgiệp.

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Phương

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 4

LỜI CẢM TẠ
Sau thời gian tám tuần làm luận văn tốt nghiệp, với sự nỗ lực của bản thân,
sự tận tình hướng dẫn cuả quý thầy: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO,
cùng sự đóng góp ý kiến về kỹ thuật của các bạn đồng nghiệp, sự động viên, an ủi,

giúp đỡ rất nhiều của gia đình về tinh thần lẫn vật chất. Luận văn tốt nghiệp đã
hoàn thành đúng thời gian và đạt kết qủa cao.
Người thực hiện luận văn xin thành thật bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai
ân sư đã trực tiếp hướng dẫn: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, xin
cảm ơn quý thầy cô khác ở khoa Điện-bộ môn Điện tử của trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật đã đóng góp ý kiến cũng như tài liệu tham khảo. Xin cảm ơn ba
mẹ, gia đình đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ thật nhiều về tinh thần và vật chất. Xin
cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã đóng góp, giúp đỡ cho người thực hiện hoàn thành
luận văn tốt nhiệp này. Xin thành tâm tưởng niệm thầy TRẦN SUM – trưởng khoa
Điện-bộ mơn Điện tử, đã có nhiều cơng lao, đóng góp cho khoa và khóa học
95KĐĐ hồn thành đúng thời gian học qui định.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Phương

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 5

PHẦN NỘI DUNG

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 6

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
Nước ta hiện nay đang trong thời kỳ đổi mới từ kinh tế-xã hội, khoa học
công nghệ, đến giáo dục - đào tạo, thông tin và nhiều lãnh vực khác nữa… nhằm
đáp ứng yêu cầu phát triển nước nhà thành một nước công nghiệp tiên tiến vào
năm 2020, trong đó truyền hình đã góp phần đáng kể cho nền kinh tế nước ta. Tuy
kỹ thuật phát hình của nước ta cịn non trẻ, song cũng đã có nhiều tiến bộ với việc
áp dụng nhiều kỹ thuật cao. Truyền hình được sử dụng rộng rãi trong đời sống
người dân.
Nhờ kỹ thuật truyền hình mà đời sống văn hóa, xã hội của người dân được
nâng lên, nắm bắt nhiều thông tin, cập nhật hàng ngày tin tức trên thế giới. Các nhà
doanh nhgiệp đã dựa vào truyền hình để quảng cáo sản mới của mình, các lĩnh vực
về khoa học, quân sự, y học, dân số… đều được đưa đến người dân qua hệ thống
truyền hình. Nói chung kỹ thuật truyền hình là rất cần thiết và không thể thiếu
được trong một nước.
Trước một thời đại đang bùng nổ về thông tin, kỹ thuật truyền hình ngày
càng phát triển hơn, là một sinh viên đang theo học nghành kỹ thuật điện tử của
trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, và được phân công làm luận văn tốt nghiệp,
người thực hiện xin được trình bày đề tài: “MÁY PHÁT HÌNH RF”.

A. MỤC ĐÍCH U CẦU:
I. MỤC ĐÍCH:
Dựa vào những kiến thức đã học kết hợp với thực tế, người thực hiện làm
luận văn tốt nghiệp với đề tài trên nhằm tìmhiểu về lĩnh vực phát hình, hiểu rõ hơn
về những kiến thức kỹ thuật đã học. Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở, tài
liệu nước ngoài và dạng mạch thực tế, người thực hiện sẽ thi cơng một mơ hình
máy phát hình với cơng suất rất nhỏ nhằm ứng dụng trong giảng dạy của xưởng
thực tập Điện tử ở trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.

II. YÊU CẦU:
Dựa vào những điều học được kết hợp với thực tế để hoàn thành tập luận

văn tốt nghiệp và thi công mạch hoạt động tốt đúng thời gian qui định.

B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI:
Gồm có các chương:
Chương I: Dẫn nhập.
Chương II: Giới thiệu về máy phát.
Chương III: Giới thiệu về máy phát hình.
Chương IV: Sóng mang – Mơi trường truyền và đường truyền.
SVTH: Nguyễn Hịang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 7

Chương V: Kỹ thuật điều chế.
Chương VI: Các vấn đề về mạch tạo dao động.
Chương VII: Khuếch đại công suất cao tần .
Chương VIII: Anten.
Chương IX: Thi cơng một máy phát hình RF cơng suất nhỏ.

C. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Đây là đề tài luận văn tốt nghiệp nên nó được thực hiện như sau:
+ Tìm hiểu về kỹ thuật phát hình.
+ Tìm hiểu, nghiên cứu để tính tốn cho mạch của mơ hình máy phát.
+ Dựa vào tài liệu, tạp chí, sách nước ngồi và trong nước để tham khảo
và ứng dụng vào luận văn.
+ Sau cùng là thi cơng một máy phát hình RF có công suất nhỏ.

D. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:

Căn cứ vào nội dung đề tài, người thực hiện sẽ tiến hành theo các
chương.Trong q trình thi cơng thì cố gắng tìm hiểu, đọc thêm tài liệu để tính
tốn cho mạch. Mỗi chương sau khi hồn thành sẽ trình cho giáo viên hướng dẫn
xem. Cố gắng thực hiện hòan thành đúng thời gian qui định.

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 8

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÁY PHÁT
I. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY PHÁT:
Anten phát

Anten thu
Môi trường

Máy phát

truyền sóng

Máy thu

Một hệ thống thơng tin bao gồm: máy phát, máy thu, và mơi trường truyền
sóng. Trong đó máy phát là một thiết bị phát ra tín hiệu dưới dạng sóng điện từ
được điều chế dưới một hình thức nào đó.
Sóng điện từ cịn gọi là sóng mang hay tải tin làm nhiệm vụ chuyển tải
thông tin cần phát đi đến nơi thu (máy thu). Thông tin này được lồng vào (gắn vào)

tải tin (sóng mang) bằng hình thức điều chế thích hợp.
Máy phát phải phát đi cơng suất đủ lớn để cung cấp tỉ số tín hiệu trên tạp
âm (S/N : signal/ noise) đủ lớn cho máy thu. Máy phát phải sử dụng sự điều chế
chính xác để bảo vệ các thông tin được phát đi, không bị biến dạng quá mức.
Ngoài ra, các tần số hoạt động của máy phát được chọn căn cứ vào các kênh và
vùng phủ sóng theo qui định của hiệp hội thơng tin quốc tế (ITV). Các tần số trung
tâm (sóng mang) của máy phát phải có độ ổn định tần số cao. Do đó cần quan tâm
một số chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát như sau:
 Công suất ra của máy phát.
 Độ ổn định tần số : f/f0 = 10-3  10-7
 Các chỉ số điều chế : AM (mAM) ; FM ( mFM) ...
 Dải tần số điều chế ...
* Phân loại máy phát: Người ta phân loại máy phát dựa chủ yếu theo các
điều kiện sau đây:

MÁY PHÁT

1. Theo
phân loại
theo sơ đồ miêu tả sau:
PHÁTcông dụng: Được
PHÁT
CHƯƠNG
PHÁT ỨNG
THƠNG TIN

TRÌNH

SVTH: Nguyễn Hịang Phương
Cố định

Di động

Phát thanh

DỤNG

Phát hình

Đo khoản
cách

Ra đa.


Luận văn tốt nghiệp

Trang 9

2. Theo tần số: Cũng phân loại tương tự như máy thu
* Đối với phát thanh:
(VLW).

+ Từ (3 30) KHz  (100 km  10 km ): Đài phát sóng cực dài
+ Từ (30 300) KHz  ( 10km  1km): Đài phát sóng dài (LW).

(MW).

+ Từ (300 3000) KHz (1 Km  100m ): Đài phát sóng trung
+ Từ (3 30) MHz  (100m  10m ): Đài phát sóng ngắn ( SW).

* Đối với phát hình:
+ Từ (30 300) MHz  (10 m  1m): Đài phát sóng mét.
+ Từ (300 3000) MHz  (1 m  0,1m): Đài phát sóng dm.
* Đối với thông tin viba và rađa:
+ Từ (3 30) GHz  (0,1 m  0,01m): Đài phát sóng cm.
+ Từ (30  300) GHz  (0,01 m  0,001m): Đài phát sóng mm.

3. Theo phương phát điều chế:
+ Máy phát điều biên (AM).
+ Máy phát đơn biên (SSB).
stereo).

+ Máy phát điều tần (FM) và máy phát điều tần âm thanh nổi (FM
+ Máy phát điều xung (PM).

Ngày nay, máy phát số đang được nghiên cứu để ứng dụng vào tất cả các
loại máy phát thông tin số, phát thanh số, phát hình số …
SVTH: Nguyễn Hịang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 10

4. Theo công suất:
+ Máy phát công suất nhỏ:

Pra < 100 W.

+ Máy phát công suất trung bình:

100W  Pra  10 KW.

+ Máy phát cơng suất lớn:

10 KW  Pra  1000 KW.

+ Máy phát cơng suất cực lớn:

Pra  1000 KW.

Các máy phát có Pra nhỏ có thể sử dụng hồn tồn bằng transistor; cịn lại
loại khác có Pra vừa và lớn, cực lớn thì phải dùng các đèn điện tử đặc biệt.

II. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT MỘT SỐ LOẠI MÁY PHÁT:
1/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều biên (AM):
Anten
Chủ sóng
(DĐ)

AFC

Tiền KĐ
CSCT

Điều chế
Micro

KĐCSCTần

KĐCSÂT
Tiền KĐÂT

Mạch ra

Thiết bị an tồn
và làm nguội

Nguồn
cung cấp

* Sơ đồ khối tổng quát của máy phát AM.
+ Khối chủ sóng có nhiệm vụ tạo ra dao động cao tần (sóng mang) có biên
độ và tần số ổn định; có tầm biến đổi tần số rộng. Muốn vậy ta phải dùng mạch
dao động LC kết hợp với mạch tự động điều chỉnh tần số (AFC).
+ Khối tiền khuếch đại có thể dùng để nhân tần hoặc khuếch đại dao
động cao tần đến mức cần thiết để kích thích tầng cơng suất làm việc. Nó cịn có
nhiệm vụ đệm, làm giảm ảnh hưởng của các tầng sau đến độ ổn định tần số của
khối chủ sóng. Vì vậy mà khối tiền khuếch đại có thể có nhiều tầng: tầng đệm;
tầng nhân tần và tầng tiền khuếch đại cao tần.
+ Khối khuếch đại cơng suất cao tần có nhiệm vụ tạo ra công suất cần
thiết theo yêu cầu công suất ra Pra của máy phát. Công suất ra yêu cầu càng lớn thì
số tầng khuếch đại trong khối khuếch đại công suất cao tần càng nhiều.
+ Mạch ra để phối hợp trở kháng giữa tầng khuếch đại công suất cao tần
cuối cùng và anten để có cơng suất ra tối ưu nhất (Pra tối ưu).

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 11

+ Anten để bức xạ năng lượng cao tần (biến đổi năng lượng dao động
cao tần của máy phát thành sóng điện từ truyền đi trong không gian).
+ Bộ điều chế để điều chỉnh dao động cao tần. Đối với máy phát AM thì
biên độ điện áp âm tần yêu cầu lớn để có độ điều chế sâu (hệ số m lớn) nên tín hiệu
ân tần từ micro phải đưa qua bộ tiền khuếch đại âm tần và bộ khuếch đại cơng suất
âm tần. Tín hiệu ân tần được đưa tới Collector của tầng khuếch đại công suất cao
tần cuối cùng hoặc được đưa tới cả Collector của tầng khuếch đại công suất cao tần
trước cuối để thực hiện điều chế Collector phụ.
+ Nguồn cung cấp điện áp thường phải có cơng suất lớn để cung cấp
cho transistor cơng suất hoặc đèn điện tử.
+ Ngồi ra máy phát phải có thiết bị an tồn và thiết bị làm nguội. Thiết
bị an toàn bao gồm các thiết bị bảo vệ bảo hiểm, thiết bị đóng mở, thiết bị kiểm tra
chế độ làm việc của máy phát. Thiết bị làm nguội cho các Transistor công suất là
các phiến tỏa nhiệt cực lớn và làm nguội cho các đèn điện tử cơng suất bằng
phương pháp thổi khơng khí bằng quạt gió vào Anode, dùng nước bơm vào Anode
theo một chu trình kín, phương pháp bốc hơi ...
2/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát đơn biên (SSB: single sideband)
Ta biết rằng trong kỹ thuật truyền song biên có sóng mang (DSBFC, AM)
nội dung tín hiệu được chứa ở một trong hai dải biên; do vậy kỹ thuật truyền
những dải biên có thể hồn tồn thực hiện được. Kỹ thuật này có các ưu điểm sau
đây so với kỹ thuật truyền song biên cổ điển:
+ Dải sóng có bề rộng còn một nữa so với kỹ thuật cũ, hệ quả là ta có thể
truyền được nhiều kênh trong cùng một dải sóng quy định.
+ Cơng suất truyền sóng giảm một lượng đáng kể.
+ Dải thông thiết bị phát và thu giảm, do vậy độ lợi mỗi tầng khuếch đại
tăng, ta có thể dùng thiết bị ít tầng hơn.
+ Có thể sử dụng kỹ thuật ghép nhiều kênh truyền qua cùng một kênh.

 Ngoài các yêu cầu kỹ thuật chung của máy phát, máy phát đơn biên (SSB)
phải có thêm một số chỉ tiêu kỹ thuật sau:
Thiết bị
Bộ điều chế
Bộ đổi
+
Mức
méo
phi
tuyến
:
- 35
đầu vào
đơn biên
tầndB.

Bộ lọc
1

KĐDĐ
điều chế

Anten

+ Bề rộng của mỗi kênh thoại và tổng số kênh phát hình (thoại).
+ Dải tần số làm Suy
việcgiảm
: 3, 5, ...., 30 MHz.
f2

Hệ thống DĐ
tầng ra

Bộ lọc
2

f1
Bộ kích
Việc xây dựng sơ đồ khối của máy phát đơn biên có một số đặc điểm riêng
thích đơn
so với
biênmáy phát điều biên (AM).
Bộ tổng hợp tần số

SVTH: Nguyễn Hịang Phương

Nguồn cung cấp

Thiết bị an tồn và
làm nguội


Luận văn tốt nghiệp

Trang 12

Các bộ điều biên cân bằng và bộ lọc dải hẹp được sử dụng để tạo nên tín
hiệu đơn biên (SSB), nhưng cơng suất ra bị hạn chế chỉ vài mW. Nếu sóng mang ở
dải tần số cao (sóng trung, sóng ngắn) thì khơng thể thực hiện được bộ lọc với các
yêu cầu cần thiết (dải thông hẹp, sườn dốc đứng ... ), như vậy sẽ có nhiễu xuyên

tâm giữa các kênh, làm giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N). Bởi vậy đối với máy
phát đơn biên thì tần số sóng mang cơ bản để tạo tín hiệu đơn biên ở khoảng tần số
trung gian: (100  500) KHz. Do đó sơ đồ cấu trúc của máy phát đơn biên gồm
một bộ tạo tín hiệu đơn biên ở tần số trung gian (100  500) KHz, sau đó nhờ một
hay một vài bộ đổi tần để chuyển đến phạm vi tần số làm việc (1  30 MHz), rồi
chuyển đến bộ khuếch đại tuyến tính để khuếch đại đến công suất cần thiết.
Thiết bị đầu vào thường làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần, nếu tín
hiệu này cịn bé hoặc hạn chế tín hiệu âm tần nếu tín hiệu âm tần quá lớn.
Bộ điều chế đơn biên trong các máy phát công suất lớn thường được xây
dựng theo phương pháp lọc tổng hợp. Trong các máy phát công suất nhỏ, do yêu
cầu kỹ thuật khơng cao nên đơi khi có thể xây dựng bộ điều chế đơn biên theo
phương pháp lọc - quay pha. Khi đó việc điều chế tín hiệu đơn biên được thực hiện
ngay ở tần số làm việc nên không cần có bộ đổi tần và bộ lọc 1.
Bộ tổng hợp tần số của máy phát đơn biên là một thiết bị chất lượng cao và
phức tạp. Nó phải đảm bảo tần số sóng mang gốc f 1 và các tần số khác (f 2 ...) có độ
bất ổn định tần số rất nhỏ (10-7  10-9), vì vậy ta phải dùng thạch anh để tạo các tần
số gốc. Ở sơ đồ khối trên, bộ tổng hợp tần số phải tạo ra hai tần số f 1 và f2 . Trong
đó f1 là tần số sóng mang gốc, khơng đổi (100  500) KHz. Còn tần số f 2 là tần số
làm việc của máy phát (tần số ở đầu ra). Bộ đổi tần thực chất là bộ khuếch đại
cộng hưởng để lấy thành phần hài nf 1 ( f2 = nf1). Chính nhờ bộ đổi tần mà độ ổn
định tần số của máy phát tăng lên. Bộ lọc 1 có nhiệm vụ lọc các sản phẩm của q
trình đổi tần.
Bộ khuếch đại dao động điều chế phụ thuộc vào cơng suất ra mà có số tầng
từ 2  4. Để điều chỉnh đơn giản một, hai tầng đầu là khuếch đại dải rộng khơng
điều hưởng. Cịn một, hai tầng sau là bộ khuếch đại cộng hưởng. Hệ thống dao
động tầng ra dùng để triệt các bức xạ của các hài và cũng để phối hợp trở kháng.
SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 13

Trong các máy phát đơn biên, bộ lọc đầu ra thường là 1 hay 2 mạch lọc hình ,
ghép với nhau và giữa chúng thường có phần tử điều chỉnh độ ghép sẽ nhận được
tải tốt nhất của máy phát. Tầng khuếch đại dao động điều chế đơn biên sử dụng
đơn giản hơn so với tầng đẩy kéo. Song sử dụng tầng đơn thì gặp khó khăn là
khơng phối hợp trở kháng với anten sóng đối xứng. Đối với máy phát công suất ra
Pra = (20  40) KW. Người ta dùng biến áp ra đối xứng có lõi ferit. Cịn đối với
máy phát cơng suất ra Pra = 100 KW thì người ta dùng biến áp đối xứng khơng có
lõi. Các máy phát đơn biên thường có dạng đẩy kéo ở tầng khuếch đại dao động
điều chế (cịn gọi là khuếch đại cơng suất cao tần).
Bộ lọc hai dùng để triệt tiêu các thành phần tần số cao tần xuất hiện trong
dải tần số truyền hình, nên cịn gọi là "bộ lọc tín hiệu truyền hình". Đối với máy
thu đơn biên ta phải đổi tín hiệu đơn biên thành tín hiệu điều biên (AM) để thực
hiện việc tách sóng trung thực. Muốn vậy ta phải phục hồi tần số sóng mang.
Nhưng nếu do một lý do nào đó mà tần số sóng mang của máy phát khác với tần số
sóng mang của máy thu thì tín hiệu đầu ra của máy thu sẽ bị méo. Do vậy ở máy
phát khơng triệt tiêu hồn tồn tần số sóng mang, mà giữ lại một phần tần số sóng
mang có biên độ bằng (5  20)% biên độ sóng mang. Tần số này cịn được gọi là
tần số lái flái được phát đi cùng tín hiệu đơn biên. Nhờ có tần số lái nên máy thu
đơn biên có thể khơi phục một cách chính xác nhờ hệ thống AFC (tự động điều
chỉnh tần số). Để tạo tần số lái thì từ tần số sóng mang gốc (f 1) một phần sóng
mang được qua bộ suy giảm định trước đến thẳng đầu ra bộ điều chế tín hiệu đơn
biên.
Các máy phát đơn biên cơng suất trung bình và cơng suất lớn bao gồm hai
thiết bị độc lập:
+ Bộ kích thích đơn biên gồm hai phần: Bộ tổng hợp tần số và bộ điều chế
tín hiệu đơn biên.
+ Bộ khuếch đại tuyến tính gồmkhuếch đại dao động điều chế; hệ thống dao

động tầng ra và bộ lọc 2. Do mức tín hiệu ở đầu ra bộ kích thích đơn biên
nhỏ (7  10mv) nên bộ khuếch đại tuyến tính phải có hệ số khuếch đại
cơng suất rất lớn (> 50 dB) để tạo ra công suất lớn hơn 1KW.
Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều tần (FM):
Anten phát

AFC

Chủ sóng
(DĐ)

Tiền KĐ cao
tần

Pre-emphasic

Tiền khuếch

SVTH:
đạiNguyễn
âm tần Hịang Phương Micro

KĐCSCT

Mạch ra


Luận văn tốt nghiệp

Trang 14

Các khối trong sơ đồ này có nhiệm vụ giống như các khối trong sơ đồ khối
tổng quát của máy phát điều biên (AM). Nhưng đối với máy phát điều tần thì yêu
cầu điện áp âm tần khơng lớn lắm, nên tín hiệu âm tần từ micro chỉ cần qua một bộ
tiền khuếch đại âm tần rồi đưa tới bộ chủ sóng. Mặc khác do tín hiệu điều tần có
tần số làm việc cao hơn nhiều so với tín hiệu điều biên nên số tầng nhân tần trong
bộ tiền khuếch đại công suất nhiều hơn. Đồng thời dùng nhiều tầng nhân tần thì độ
di tần lớn hơn (f = 75 KHz). Độ ổn định tần số của máy phát điều tần cũng yêu
cầu cao hơn (10-5  10-7), nên hệ thống AFC thường có cấu tạo phức tạp hơn.

III. CÁC MẠCH GHÉP TRONG MÁY PHÁT:
Mạch ghép để ghép giữa các tầng và ghép giữa tầng ra của máy phát với
anten. Yêu cầu chung đối với các mạch ghép:
1/. Phối hợp trở kháng:
Phải làm sao cho trở kháng vào cửa tầng kế tiếp phản ánh về cùng trở kháng
ra của bộ cộng hưởng tầng trước tạo thành trở kháng phát sóng tối ưu, đảm bảo
cơng suất ra và hiệu suất của tầng đằng trước là lớn nhất. Phối hợp trở kháng giữa
anten và tầng ra của bộ khuếch đại công suất cao tầng để đạt được công suất theo
yêu cầu.
2/. Đảm bảo dải thông (D):
Mạch lọc đầu ra phải đảm bảo sao cho ngồi biên độ khơng giảm quá 3 dB.
Mặt khác dải thông lại tỷ lệ nghịch với hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng ( D
= f0/Q). Vì vậy để đảm bảo cả dải thông và hệ số phẩm chất ta phải dùng nhiều bộ
lọc ghép với nhau.
3/. Đảm bảo hệ số lọc hài cao:
Đối với những máy phát có cơng suất lớn, u cầu các thành phần hài rất
nhỏ. Mạch ghép phải đảm bảo độ suy giảm yêu cầu ở những tần số mong muốn.
4/. Điều chỉnh mạch ghép:
Trong một dải tần số rộng và thay đổi độ ghép với các tải để có tải tối ưu. Nói
chung khơng thể đồng thời thỏa mãn các yêu cầu trên mà tuỳ từng trường hợp cụ

thể để xét yêu cầu nào là quan trọng, yêu cầu nào là thứ yếu.
Ví dụ:

SVTH: Nguyễn Hịang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 15

+ Đối với tầng tiền khuếch đại, u cầu phối hợp trở kháng là chính,
khơng u cầu độ chọn lọc cao, không cần hiệu suất cao nên chỉ cần dùng mạch
cộng hưởng đơn.
+ Đối với tầng ra yêu cầu hiệu suất cao, độ lọc hài cao nên dùng mạch
cộng hưởng phức tạp.
 Sau đây là một số mạch ghép chính trong máy phát:

1. Ghép biến áp ( ghép hỗ cảm):

Đối với các tầng trước cuối thì điện trở tải chính là điện trở vào của các
tầng kế tiếp sau. Cịn đối với các tầng cuối thì điện trở tải chính là điện trở của phi
- đơ. Thực chất phi - đơ có thể là thuần trở (r A), dung kháng (rA - jXA) hoặc cảm
kháng(rA + jXA). Nhưng chỉ khi anten là thuần trở thì cơng suất ra anten mới lớn
nhất. Muốn vậy ta phải chỉnh anten cộng hưởng ở tần số làm việc bằng bộ phận
tinh chỉnh. Nếu là (rA - jXA) thì chỉnh là LC, nếu là (rA + jXA) thì chỉnh là CC.

Hình minh họa tinh chỉnh của anten
sau:

Từ mạch ghép biến áp ở trên; ta đưa về sơ đồ tương đương bên sơ cấp như

SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 16
(M)2

Trong đó : rfa' =

__________

X2gh
=

__________

RL

RL

*M

: Hổ cảm = K

* L1, L2

: Trị số điện cảm của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

*K

: Hệ số ghép phụ thuộc kết cấu của cuộn dây.

+ Nếu :  Sóng ngắn : K = 0,01  0,1  ghép rất lỏng.
 Sóng trung : K = 0,5  0,9 (cuộn dây có lõi từ tính)  ghép rất chặt.
* Điện trở cộng hưởng riêng của mạch sơ cấp:
RK =

=

p=

* Điện trở cộng hưởng khi có tải:

* Xét hiệu suất của mạch ghép biến áp ta có:
PL
BA =

__________

P1
PL
I2BC . rfa'
rfa' + r - r
r
Với :  PL :____
là công suất hữu ích trên tải.
BA = = __________________ = _______________ = 1 - __________
 P1 : Công

P1 suất
I2kTransistor
(r + rfa') cho (P
r +trên
rfa' cuộn sơ cấp)r + rfa'

(*)

Từ biểu thức (*) trên ta thấy: để hiệu suất biến áp cao (BA = 0,9  0,45)
thì rfá = (10  20 ).r
(M)2
phải

Từ cơng thức: rfa' =

__________

RL
SVTH: Nguyễn Hòang Phương

X2gh
=

__________

RL

, nếu muốn rfa' lớn thì ta thấy RL

Luận văn tốt nghiệp

Trang 17

nhỏ và biến áp phải ghép chặt để có hỗ cảm lớn (M lớn). Thường điện trở tải cho
trước RL = Const, nên để tăng rfa' ta phải tăng M. Biểu thức ở trên có thể biến đổi
lại dưới dạng sau:
p2/Rk
BA = 1 -

__________

Rtđ
= 1 - ___________

p2/Rkt

Rk

Với : Rk, Rtđ là điện trở tương đương của mạch cộng hưởng kho RL = 
Như vậy; để hiệu suất biến áp cao thì Rk phải lớn, mà:
Rk = Q 0 . p
Với Q0: hệ số phẩm chất của riêng khung cộng hưởng  Q0 phải lớn
(Q0 = 50 200). Mặc khác ta thay đổi độ ghép hỗ cảm M sao cho R tđ = Rtđ tớihạn để
có hiệu suất cao nhất.
2/. Mạch ghép có 2 mạch cộng hưởng:

Phần này được trình bày có sơ đồ và được tính tốn với cơng thức sau:
Sức điện động cảm ứng bên thứ cấp:
E12 = MI1 = Xm I1

E12
I2 =

__________

I1M
=

__________

Z2

r'2

Rtđ

oL2

Với :

r'2 =

__________

Q22

=

__________

Q2

(Rtđ = Rk // RL với Rk = r2 Q202 = 0L2Q02 )
1

1

SVTH: Nguyễn Hòang Phương

2M2

1


Luận văn tốt nghiệp
P2 =

____

Trang 18

I22 . r'2 =

I

_____ 2
1

2

. __________ =

2

r'2

_____

I21 . rfa'

2

1
P1 =

____

I21 (r1 + rfa' )

2
P2

rfa'

r1

 = ______ = __________ = 1 - __________
P1

r1 + rfa' r1 + rfa'

3/. Các bước thiết kế một mạch ghép biến áp:
Khi thiết kế ta thường được biết trước các điều kiện: P L ;  và chọn Q1 tùy
theo tần số. Ta sẽ tiến hành một số bước tính tốn như sau:
1. Biết PL, chọn BA = 0,8  0,98 tùy theo công suất yêu cầu theo bảng
dưới đây:
Công suất ra

Hiệu suất

PL < 1W

0,7  0,8

1W  PL < 10W

0,75  0,85

10W  PL < 100W

0,84  0,93

100W  PL < 1KW

0,92  0,96

1KW  PL < 10KW

0,95  0,98

PL  10KW

0,97

PL
2. Xác định P1 =

_________

BA
3. Chọn Vcm = (0,8  0,9) Vcc
SVTH: Nguyễn Hòang Phương


Luận văn tốt nghiệp

Trang 19
V2cm

4. Điện trở cộng hưởng khi có tải

Rtđ =

_________

2p1
5. Chọn hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng sơ cấp khi đã có tải:
Q1 = (10 5)
Rtđ
6. Tính trở kháng đặc tính của mạch sơ cấp

P1 =

_________

Q1
7. Xác định L1, C':
P1
L1 =

_________

1
; C' = C1 + C ks =

_______



 P1

C ks = C CE của Transistor ; nếu C1  10 CCE thì C'  C1
8. Hệ số phẩm chất riêng của khung cộng hưởng sơ cấp:
Rk
Q0 =

_________

Rtđ
; Trong đó Rk =

___________

P1

1 - BA

9. Tính điện trở tổn hao của cuộn sơ cấp khi không và có tải:
r1 =

và r1 =

hoặc r1 =

và r1 =

suy ra : rfa' = r - r1

10/. Tính hỗ cảm : M =
M2
11/. Tính giá trị cuộn cảm bên thứ cấp : L2 =
SVTH: Nguyễn Hòang Phương

_________


Luận văn tốt nghiệp

Trang 20
K2.L1

(M)2

Trong trường hợp ghép hai mạch cộng hưởng chỉ khác ở chỗ : rfa' =

_________

r'2

IV. CÁC MẠCH LỌC CƠ BẢN TRONG MÁY PHÁT:
Trong máy phát thường sử dụng các mạch lọc hài hình , T,  trong đó hay
dùng nhất là mạch lọc  đơn và  đôi.

cuối

+ Mạch các mạch lọc tần giữa + Mạch lọc tầng đầu vào + Mạch lọc tầng
1/. Mạch lọc :  đơn :

+6dB R1=1k
0dB 
Qtđ=2
-6dB
Qtđ=0,5
12dB
12dB/0ctane
f(kHz)
18dB
Các bộ lọc chỉ có một phần tử L, hoặc
C, có độ dốc suy giảm ở trên f cắt
rất chậm. Nghĩa là các tín hiệu có tần số f24dB
> f c cũng sẽ qua bộ lọc nhưng chỉ với

một độ suy giảm nhỏ. Để tăng độ chọn lọc và để phối hợp trở kháng người ta sử
dụng các mạch lọc 2 phần tử L, C như , T,  trong các máy phát, thu. Ở trên là
một mạch cắt, hệ số truyền đạt thay đổi một cách đáng kể (12db). Độ dốc 12dB/
octave là giá trị tiêu biểu đối với bộ lọc 2 phần tử L/C bất kỳ. Ở tần số lớn hơn tần
số cắt ta có:
XL = L Ri và Xc =
Khi đó ta có:
H(S) =

=

SVTH: Nguyễn Hịang Phương

 RL