Thiết kế bộ tổ hợp tần số của máy phát thanh fm stereo dùng làm đài phát thanh địa phương

Đề tài: THIẾT KẾ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ CỦA MÁY PHÁT THANH FM
STEREO DÙNG LÀM ĐÀI PHÁT THANH ĐỊA PHƯƠNG

LỜI NĨI ĐẦU
Hệ thống Thơng tin và Phát Thanh ở nước ta đã hình thành và phát triển từ
năm 1945 đến nay, và ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại hơn. Hệ thống
đài phát thanh có vai trị rất quan trọng trong đời sống chính trị, kinh tế, văn hóa
của nhân dân ta, chính vì vậy Đảng và nhà nước ta rất quan tâm tới vấn đề này,
trong vài thập kỷ qua, chiến lược phủ sóng phát thanh bốn cấp đã từng đảm bảo
việc đưa các thông tin đến mọi người dân trên đất nước Việt Nam. Đặc biệt là
các vùng xa xôi, hẻo lánh, miền núi và hải đảo. Qua đó việc nghe và nhận các
thơng tin trước đây qua loa truyền thanh công cộng đã trở thành thói quen và là
nhu cầu cần thiết của mọi người dân Việt Nam. Tuy nhiên các thiết bị truyền
thanh cũ bao gồm: máy tăng âm, cột, dây dẫn và loa công cộng bộc lộ nhiều
nhược điểm trong quản lý khai thác và sử dụng, để hoạn thiện hơn cho các mạng
lưới truyền thanh cơ sở, khoảng hai mươi năm gần đây cùng với mạng phát
thanh Trung ương và cấp tỉnh, chúng ta đã xây dựng mạng lưới phát thanh cấp
huyện và cấp cơ sở bằng máy phát thanh FM và loa truyền thanh không dây.
Chất lượng của các thiết bị này cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ đã
dần dần cải thiện và đảm bảo các thông số kỹ thuật. Theo kịp mạng lưới phát
thanh khu vực và thế giới. Muốn vậy cần sử dụng những giải pháp kỹ thuật để
hoàn thiện và nâng cao các chỉ tiêu của thiết bị phát thanh. Trong số những biện
pháp này thì việc thiết kế, xây dựng và hồn thiện các “ BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ”
đóng vai trị quan trọng, chính vì vậy em đã nhận đề tài: “Thiết kế và ứng dụng


bộ tổ hợp tần số vào phát thanh quảng bá” nhằm củng cố hệ thống hóa các kiến
thức đã học và tiến tới xây dựng được một phương pháp tự nghiên cứu và sáng
tạo của người cán bộ kỹ thuật.
Đồ án gồm ba chương cùng phần mở đầu và kết luận:
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÁT THANH FM.

Trong chương này em trình bày những kiến thức cơ bản về máy phát sóng
nói chung và thiết bị phát thanh FM nói riêng nhằm tạo ra một tiền đề để trong
các chương tiếp theo đề ra được phương án thiết kế Bộ tổ hợp tần số một cách tối
ưu có tính thực tiễn khoa học.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ ỨNG DỤNG
VÀO PHÁT THANH FM
Trong chương này em chọn chỉ tiêu kỹ thuật xây dựng phương án thiết kế
sơ đồ khối và tính tốn để tạo ra mạng tần số có độ ổn định cao dùng cho các đài
phát thanh cơ sở một cách tối ưu phù hợp với thực tế của nền kinh tế đất nước.
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CHI TIẾT BỘ TỔ HỢP TẦN SỐ
Song song với chương II, chương III này là đóng góp chính trong q
trình làm đồ án đã đạt được. Do thời gian cũng như trình độ có hạn nên Bản đồ
án của em không tránh khỏi những thiết sót. Em rất mong các thầy cơ giáo trong
khoa Vơ Tuyến Điện Tử giúp đỡ chỉ bảo và các bạn đồng nghiệp đóng góp. Em
xin chân thành cảm ơn.


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÁT SĨNG FM
Vai trị của máy phát sóng FM
Hệ thống thu phát vơ tuyến là hệ thống truyền thông tin đi xa nhờ bức xạ
sóng điện từ trong khơng gian. Hệ thống này có sơ đồ khối tổng quát như chỉ ra
trên hình 1 sau:

Hình I.1: Sơ đồ khối hệ thống
Hệ thống này có ưu điểm hơn so với các thiết bị truyền thanh cổ điển.
Ưu điểm:
1. Không dùng dây dẫn nên giảm bớt được rất nhiều chi phí như cột, dây
dẫn; đảm bảo độ tin cậy hơn, dễ lắp đặt, sửa chữa; rất phù hợp với vùng
cao, vùng núi, hải đảo.
2. Có thể sử dụng mọi thành tựu khoa học công nghệ để nâng cao chất lượng

các thiết bị phát sóng, do đó mà trong thời gian hiện nay song song với
mạng truyền thanh cổ điển thì các đài cấp cơ sở của nước ta đã sử dụng
phổ biến các thiết bị đài phát thanh theo nguyên lý ở sơ đồ khối trên.
Chính vì vậy trong chương này em sẽ phân tích chi tiết để làm cơ sở thiết
kế cho chương II và chương III.


I) Sơ đồ khối tổng quát của máy phát Vô tuyến điện

Hình I.2: Sơ đồ khối máy phát vơ tuyến điện
Âm thanh được biến đổi thành tín hiệu âm tần nhờ Micro, được khuếch
đại, qua khuếch đại âm tần rồi được điều chế ở bộ dao động chủ sóng, qua
khuếch đại đệm, đến khuếch đại công suất, qua lọc hài rồi được phối hợp đưa tới
Anten biến đổi thành năng lượng điện từ ra không gian.
Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị phát sóng được đảm bảo tùy theo
yêu cầu và phụ thuộc vào mức độ phức tạp của sơ đồ khối chi tiết, thể hiện ở
hình 2. Những chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của thiết bị phát gồm:
I.1. Công suất ra Anten, PA
Công suất quyết định cự ly và độ tin cậy của kênh thông tin. Cơng suất
càng lớn thì cự ly càng xa và càng đảm bảo độ tin cậy. Tuy nhiên trong các thiết
bị ở các đài cơ sở với địa bàn tương đối hẹp khoảng vài chục km thì cơng suất
lớn sẽ dẫn đến gây nhiễu cho các đài lân cận, đối với quân sự ảnh hưởng lớn đến
sự bảo mật. Hiện nay công suất máy phát thanh được chia thành các loại sau:

P = vài trăm mW đến vài chục W.
- Cơng suất trung bình: P = vài trăm W đến vài chục KW.

Công suất nhỏ và rất nhỏ:

A

A

Công suất lớn rất lớn:

P

A=

công suất lớn hơn vài KW đến vài trăm KW.


Các đài cấp trung ương và cấp tỉnh có cơng suất lớn để bán kính phủ
sóng rộng.
Các đài cấp huyện và cơ sở thường chọn máy phát có cơng suất nhỏ và
trung bình từ vài chục W đến vài trăm W.
Công suất quyết định số tầng khuếch đại, công suất càng lớn thì số tầng
khuếch đại cơng suất càng nhiều và vì vậy tùy theo từng điều kiện cụ thể mà
chọn mức công suất cho hợp lý.
I.2. Tần số công tác
Theo quy định về quy hoạch tần số của Quốc tế và Cục tần số của nước ta
thì máy phát thanh cấp cơ sở được bố trí ở dải tần VHF với khoảng tần số từ
87.5MHz ÷ 108 MHz.
Với dải tần này sóng truyền lan theo phương thức sóng truyền thẳng. Như
đã biết có ba loại sóng cơ bản:
Sóng đất: Truyền lan theo bề mặt của trái đất, thường dùng ở sóng trung và phần
đầu của sóng ngắn và do sự hấp thụ của về mặt trái đất nên cự ly khơng được xa,
vì tổn hao sóng điện từ lớn.
Sóng trời: Bằng phản xạ qua các tầng điện ly, chia thành các tầng D, E, F1, F2.
Được dùng ở dải sóng ngắn và truyền được ở các cự ly xa, nếu cơng suất phù

hợp có thể truyền được rất xa do phản xạ nhiều lần.
Sóng truyền thẳng: Trong trường hợp này khoảng cách giữa anten phát và thu
không bị che khuất bởi chướng ngại vật như đồi, núi, bề cong của trái đất và làm
hạn chế rất nhiều sự truyền sóng, do vậy những yếu tố trên sẽ ảnh hướng rất lớn
đến cự ly truyền sóng. Khi chiều cao của anten phát và thu khoảng vài chục m,
thì phạm vi phủ sóng chỉ được giới hạn vài chục km, và chính vì điều đó các đài
phát thanh cơ sở có sóng truyền thẳng tỏ ra có nhiều ưu việt:


 Đường truyền ổn định.
 Cự ly hạn chế trong những vùng nhất định nên không ảnh hưởng tới
đài cơ sở xung quanh, chính vì thế Ủy ban tần số của nước ta đã quy
định các đàu cơ sở chỉ được sử dụng dải sóng VHF với các phương
thức truyền lan sóng thẳng. Trên thực tế nước ta có 61 tỉnh thành và
tính ra có khoảng hơn 500 huyện nên không đủ phần chia mỗi cơ sở
một tần số riêng, nên một số huyện trùng nhau mà vẫn không bị ảnh
hưởng lẫn nhau.
I.3. Độ ổn định của tần số
Độ ổn định của tần số càng cao thì đảm bảo thơng tin cần tìm kiếm trong
q trình liên lạc khơng cần phải tinh chỉnh tần số. Dải thông tin của máy thu có
thể chọn hẹp do vậy có thể nâng cao khả năng chống nhiễu và tăng chất lượng
đường truyền.
Tuy nhiên độ ổn định tần số càng cao thì mức độ phức tạp của bộ Tổ hợp
tần số càng lớn, nên việc xây dựng thiết kế bộ Tổ hợp tần số là cả một cơng trình
cơng phu và trong một số trường hợp nó là một bản thiết kế hồn chỉnh.
Đối với đài phát thanh của nước ta thì độ ổn định tần số phải đảm bảo độ
không ổn định tương đối:
∆f/f = 5.10-6
Với độ ổn định này cần phải sử dụng thạch anh và khi yêu cầu làm việc trong
dải tần rộng phải xây dựng sơ đồ bộ tổ hợp tần số theo phương pháp hiện đại.

I.4. Mức độ loại bỏ các dao động phụ
Dao động phụ của máy phát sóng bao gồm:


- Các dao động không mong muốn là các tần số khác với tần số công tác
danh định do bộ tổ hợp tần số phát sinh ra.
- Các hài bậc cao là các dao động phụ do bộ khuếch đại làm việc khơng
tuyến tính sinh ra.
Các dao động phụ này sẽ gây ra các tác hại lớn, sẽ làm giảm các chỉ tiêu
của thiết bị và đồng thời gây cản nhiễu cho các thiết bị vô tuyến khác mà làm
việc ở các tần số trùng với các tần số sóng hài. Chính vì thế u cầu ở mục này
rất cao, thông thường cần loại bỏ các dao động phụ này với mức khơng nhỏ hơn
(40 ÷ 60) dB.
I.5. Méo tín hiệu
Có hai loại:
- Méo tuyến tính bao gồm méo tần số và méo pha.
- Méo phi tuyến, méo không đường thẳng.
Méo sẽ làm giảm độ trung thực của tiếng nói và ảnh hưởng rất lớn tới chất
lượng phát thanh, cho nên yêu cầu méo là:
- Méo tần số không lớn hơn ± 1 dB
Trong dải tần f = 30Hz ÷ 15.000Hz
- Méo phi tuyến: Kf ≤ (0.5÷1)%
I.6. Điều chế FM và ưu điểm
1. Điều chế tần số là quá trình làm cho tần số của dao động sóng mang thay đổi
theo quy luật tức thời của tín hiệu điều chế ( Tín hiệu âm tần), như chỉ ra trên
hình 3.
U ra U 0 cos(t 

 max
sin t )




Hình I.3: Quá trình điều chế
1.1.

Trong những tham số cơ bản lượng di tần là độ lệch tần số cực đại so với
tần số danh định trong quá trình điều chế trong máy FM lượng di tần
(75÷150)Khz. Với phổ rộng:

Theo lý thuyết

2f (1  m 

m ) Fmax

Trong đó: Fmax là tần số cực đại của tín hiệu điều chế.
m là độ sâu điều chế


Như ta đã biết độ sâu điều chế càng lớn thì tính chống nhiễu của tín hiệu
điều tần càng cao và chất lượng phát thanh càng tốt, tuy nhiên với m càng lớn thì
phổ của tín hiệu điều tần càng rộng, do vậy điều tần chỉ sử dụng ở dải siêu cao
tần bắt đầu từ băng VHF trở đi. So sánh với tín hiệu điều biên thì phổ của tín
hiệu điều biên hẹp hơn rất nhiều.
2f 2 Fmax

với Fmax= 10Khz, thì bề rộng phổ của tín hiều điều biên bằng

khoảng 20Khz, trong khi phổ của tín hiệu điều tần lên đến hàng trăm Khz. Chính

vì vậy khoảng cách giữa các tần số không chọn quá nhỏ.
Lượng di tần (hay độ di tần) là độ lệch tần số so với tần số danh định. Trong quá
trình điều chế với máy phát sóng FM thì độ di tần từ 75 đến 100 KHZ.
Trong thực tế người ta chọn ∆fo = 100 Khz
Vì vậy số tần số làm việc
N

Fmax  Fmin 108  87.5

 1 206
fo
0.1

tần số,

bắt đầu 87.5, 87.6 ÷... 108Mhz
I.7. Chất lượng phát thanh
Do chất lượng phát thanh đòi hỏi rất cao nên để thỏa mãn nhu cầu ngày
càng tinh xảo của thính giả, trong thực tế người ta đã sử dụng phát thanh FM
Stereo để đảm bảo cho việc phát đi các âm thanh có tính khơng gian. Muốn phát
thanh stereo thì trong máy phát phải có bộ giải mã stereo.
I.8. Biên độ của tín hiệu điều tần là khơng đổi
Biên độ của tín hiệu điều tần khơng thay đổi trong q trình điều chế, do
đó có khả năng loại bỏ được can nhiễu trong quá trình lan truyền bằng các bộ
phận liên quan trong quá trình thu.
Hình I.4: Dạng sóng điều biên và điều tần


Chính vì vậy chất lượng của phát thanh FM càng đảm bảo tốt hơn so với
điều chế biên độ. Điều này dẫn tới các chương trình ca nhạc có chất lượng cao

đều được sử dụng theo nguyên lý điều chế tần số.
I.9. Các phương pháp thực hiện điều chế tần số
I.9.1. Điều chế gián tiếp
Điều tần thông qua điều pha. Như vậy tín hiệu đi qua tích phân, điều pha
đầu ra được ф(1) là tín hiệu điều chế tần số.

Hình I.5: Điều chế gián tiếp


Với phương pháp này chỉ số điều chế nhỏ, độ méo mó tương đối lớn nên ít
dùng.
I.9.2. Điều chế trực tiếp
Khi điều tần trực tiếp, tần số dao động riêng của mạch tạo dao động được
điều chế theo tín hiệu điều chế.
Mạch điều tần trực tiếp thường được thực hiện bởi các mạch tạo dao động
mà tần số dao động riêng của nó được điều khiển bởi dịng hoặc áp (VCO:
Voltage Controlled Oscilator). Các mạch tạo dao động có tần số biến đổi theo
điện áp đặt là các mạch tạo dao động xung, hoặc các mạch tạo dao động điều hòa
LC. Các mạch tạo dao động điều hòa LC cho khả năng biến đổi tần số khá rộng
và có tần số trung tâm cao. Nguyên tắc thực hiện điều tần trong các bộ tạo dao
động là làm biến đổi trị số điện kháng của bộ tạo dao động theo điện áp đặt vào.
Phương pháp phổ biến là dùng điốt biến dung (varicáp) và Tranzitor điện kháng.
Sau đây sẽ lần lượt xét các loại điều tần đó.


Điều tần trực tiếp dùng điốt biến dung (Varicáp)
Đi ốt biến dung có điện dung mặt ghép biến đổi theo điện áp ngược đặt

vào. Nó có sơ đồ tương đương chỉ ra trên hình I.6a. Trị số của R D và CD phụ
thuộc vào điện áp đặt lên đi ốt. Trường hợp đi ốt phân cực ngược R D = ∞ con CD

được xác định theo biểu thức (1÷1)
CD 

k
(U D   k )

Trong đó: k là hệ số tỷ lệ
k

là hệ điện thế tiếp xúc của mặt ghép với đi ốt silic

k

= 0.7V




là hệ số phụ thuộc của vật liệu:  = 1/3....1/2
Mắc đi ốt song song với bộ dao động, đồng thời đặt điện áp điều chế lên

đi ốt thì CD thay đổi theo điện áp điều chế, do đó tần số cộng hưởng riêng của bộ
tạo dao động cũng biến đổi theo. Trên hình 1.6 là mạch điện bộ tạo dao động
điều tần bằng đi ốt biến dung. Trong mạch điện này đi ốt phân cực ngược nhờ
nguồn E0.
Hình I.6: Mạch tạo dao động điều tần bằng đi ốt biến dung
Tần số dao động của mạch gần bằng tần số cộng hưởng riêng của bộ dao
động và được xác định như sau:
Fdd 

1
2

L(C  C ) D

CD xác định theo biểu thức Điện áp đặt lên đi ốt
UD = Ut - Us - E0 = U + cos ωtt - U cos ωst - Ett - U cos ωtt - U cos ωst - Est - E0
Khi cho đi ốt luôn được phân cực ngược phải đảm bảo điều kiện


UD = UDmax =

U t U s  E0

≤0

Nhưng điện áp được đặt lên đi ốt cũng không được vượt quá trị số cho
phép, nó phải đồng thời thỏa mãn biểu thức:
UD = UDmin =

 U t  U s  E0

≤ UngcF

Khi điều tần bằng đi ốt biến dung phải chú ý đặc điểm sau đây:
- Chỉ phân cực ngược cho đi ốt để tránh ảnh hưởng của RD đến phẩm chất
của hệ dao động nghĩa là ổn định tần số của mạch.
- Phải hạn chế khu vực làm việc trong đoạn tuyến tính của đặc tuyến C D
(UD) của đi ốt biến dung, để giảm méo phi tuyến. Lượng di tần tương
đối khi điều tần dùng đi ốt biến dung đạt được khoảng 1%.

- Vì dùng đi ốt điều tần, nên thiết bị điều tần có kích thước nhỏ. Có thể
dùng đi ốt bán dẫn để điều tần ở tần số siêu cao, khoảng vài trăm MHz.
Tuy nhiên độ tập tán của tham dố bán dẫn lớn, nên kém ổn định.


Điều tần dùng Tranzitor điện kháng
Phần điện tử kháng: hoặc dung tính hoặc cảm tính có trị số biến thiên theo
điện áp điều chế đặt trên nó, được mắc song song với hệ dao động của bộ
tạo dao động, làm cho tần số dao động thay đổi theo tín hiệu điều chế. Phần
tử điện kháng được thực hiện nhờ một mạch đi pha mắc trong mạch hồi
tiếp của một tranzitor. Có 4 cách mắc phần tử điện kháng. (Hình I.7)


Hình I.7: Điều tần dùng Tranzitor điện kháng


Điều tần trong các bộ tạo xung
Trên hình 7 là sơ độ mạch dao động đa hài mà dãy xung ra của nó có tần

số lập theo đổi theo điện áp điều chế Us.
Tần số lặp của bộ dao động đa hài trên hình 8 được xác định bởi q trình
phóng của tụ C qua điện trở RB sau khi có một sụt áp trên điện trở colector R C.
Khi RB được đấu trực tiếp với nguồn UCC, q trình phóng xảy ra giữa các mức
bão hòa của Tranzitor: T1 và T2 gần như tuyến tính. Tần số lặp của dãy xung
được xác định như sau:
F 

1
2RCLn 2

Hình I.8: Điều tần trong dao động tạo xung
Kết luận: Hiện nay người ta hay dùng điều chế bằng varicáp, rất đơn giản
nhưng đảm bảo chất lượng cao, méo nhỏ.
I.10. Phương pháp ổn định tần số trung tâm
Để tạo dao động có thể dùng các phần tử tích cực như đèn điện tử,
tranzitor lưỡng cực, Fet, mạch khuếch đại thuật toán, hoặc các phần tử đặc biệt
như đi ốt Tunel, đi ốt Gene.
Ở tần số thấp trung bình thường dùng mạch khuếch đại thuật tốn để tạo
dao động, cịn ở tần số cao thì dùng tranzitor lưỡng cực hoặc Fet, trong phạm vi
tần số MHz hoặc cao hơn thì dùng Tranzitor, Fet hoặc các đi ốt đặc biệt đã nêu
trên.
Các tham số của mạch tạo dao động gồm tần số ra, biên độ điện áp ra, độ
ổn định tần số (nằm trong khoảng 10-2 - 10-9), công suất ra và hiệu suất. Tùy
thuộc vào mục đích sử dụng, khi thiết kế có thể đặc biệt quan tâm đến một vài
tham số nào đó.


Độ ổn định tần số mạng là một chỉ tiêu quan trọng quyết định độ tin cậy
của kênh thông tin.
Tần số mạng ổn định dẫn đến kênh thông tin được thiết lập một cách chính
xác đảm bảo trong q trình làm việc.
Để nâng cao độ ổn định tần số điều tần ta có thể tiến hành theo những giải
pháp sau:
Các biện pháp nhằm nâng cao việc ổn định tần số của mạch dao động:
- Dùng nguồn ổn áp
- Dùng các phần tử có hệ số nhiệt nhỏ.
- Giảm ảnh hưởng của tải đến mạch tạo dao động bằng cách mắc thêm
tầng đệm ở đầu ra tầng tạo dao động.
- Dùng các linh kiện có sai số nhỏ.

- Dùng các phần tử ổn nhiệt.
- Chọn mạch tạo dao động thích hợp ( ba điểm điện cảm, ba điểm điện
dung, hoặc ghép biến áp…)
- Sử dụng các phần tử có phẩm chất cao. Dùng mạch cộng hưởng thạch
anh.
Thông thường nếu không dùng các biện pháp ổn định đặc biệt thì độ ổn định
tần số ∆f/∆0 của các bộ dao động điều hòa có thể đạt được trong khoảng 10-2….10-3.
Khi dùng các biện pháp ổn định trên đây có thể tăng độ ổn định tới 10 -4 hoặc cao
hơn, trong trường hợp dùng thạch anh có thể đạt được ∆f/∆0 = 10-6….10-8.
Nếu máy phát chỉ thiết kế làm việc ở một tần số thì chỉ cần chú ý vừa trên.
Tuy nhiên với máy phát sóng FM khơng cần thiết để dùng ở một tần số vì
như vậy khơng tiện. Với u cầu sản xuất và sử dụng số lượng lớn các máy phát
có tần số tùy ý trong phạm vi dải tần từ 88 đến 108 MHz, người ta thường dùng


mạch F0 cao và F biên thấp điều chỉnh. Mạch tổ hợp tần số dùng mạch vịng
khóa pha (PLL).
Vịng giữ pha (PLL)
Vịng giữ pha đóng vai trị quan trọng trong kỹ thuật vô tuyến điện, trong
kỹ thuật truyền số liệu cũng như kỹ thuật đo lường. Nó được để tổng hợp tần số,
để điều chế, để giải mã tiếng.
Nguyên lý vịng giữ pha đã có từ nhiều năm nay, nhưng gần đây mới được
ứng dụng rộng rãi nhờ sự ra đời của các vi mạch PLL làm giảm nhẹ kết cấu quá
phức tạp của mạch.
Nguyên lý tác dụng của mạch PLL được chỉ ra trên hình 8. PLL hoạt động
theo nguyên tắc vòng điều khiển. Khác với các vòng điều khiển thường dùng
trong kỹ thuật điện tử, điện áp và dòng điện là các đại lượng vào và đại lượng ra
là tần số mà chúng được so sánh với nhau về pha có nhiệm vụ phát hiện và điều
chỉnh sai số nhỏ về tần số giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra. Nghĩa là PLL làm cho
tần số ωtt - U cos ωst - E£r của tín hiệu so sánh bám theo tần số ωtt - U cos ωst - E£r của tín hiệu vào. Tần số của

tín hiệu so sánh bằng tần số tín hiệu ra (ωtt - U cos ωst - E£r = ωtt - U cos ωst - Er) hoặc tỷ lệ với tần số tín hiệu ra
theo một tỉ lệ nào đó ωtt - U cos ωst - E£r = ωtt - U cos ωst - Er/N.
Để có tín hiệu điều chỉnh Ud tỷ lệ với tín hiệu pha ∆φ = φv - φt phải dùng
tách sóng pha (với PLL tuyến tính thì dùng mạch nhân tương tự để tách sóng
pha, với PLL số thì dùng mạch AND hoặc Trigơ để tách sóng pha). Ở đầu ra bộ
tách sóng pha là tín hiệu hiệu chỉnh được đưa đến bộ tạo dao động khống chế
bằng điện áp (VCO) hoặc bộ tạo dao động khống chế bằng dòng điện (CCO) làm
thay đổi tần số dao động của nó sao cho hiệu tần số của tín hiệu ra giảm dần và
tiến tới 0, nghĩa là ωtt - U cos ωst - E£r = ωtt - U cos ωst - Ev.


Các phần tử cơ bản của vòng giữ pha gồm có bộ tách sóng pha, bộ lọc
thơng thấp và một VCO dao động chuẩn. Như chỉ ra trên hình I.9.

Hình I.9
- Bộ tách sóng pha
Bộ tách sóng pha có nhiệm vụ cho ra một tín hiệu phụ thuộc vào hiệu pha
của hai tín hiệu vào. Các tín hiệu vào thường là tín hiệu hình sin hoặc là các dãy
xung chữ nhật. Người ta phân biệt tách sóng pha tuyến tính và tách sóng pha phi
tuyến (tách sóng pha số).
Bộ tách sóng pha tuyến tính thường được thực hiện bởi mạch nhân tương
tự. Tín hiệu ra của nó tỷ lệ với các biên độ tín hiệu vào.
Bộ tách sóng pha số được thực hiện bởi các mạch số (và, hoặc, không,
tương đương…). Tín hiệu của nó là dãy xung chữ nhật. Tín hiệu ra khơng phụ
thuộc vào biên độ của các tín hiệu vào.
Bộ lọc thơng thấp
Trong hệ thống PLL, bộ lọc khơng thấp có những chức năng sau:
+ Cho qua tín hiệu tần số thấp, nén thành phần tần số cao.

+ Đảm bảo cho PLL bắt nhanh và bắt được tín hiệu khi tần số thay đổi,
nghĩa là nó phải có tốc độ đáp ứng đủ cao.
+ Vì dải bắt của PLL phụ thuộc dải thông của bộ lọc, nên yêu cầu dải thông
của bộ lọc phải đủ lớn để đảm bảo dải bắt cần thiết của PLL.
Tổng hợp tần số: Đây là một ứng dụng rất quan trọng của PLL. Tổng hợp tần số
là quá trình tạo ra một mạng tần số rời rạc từ một tần số chuẩn có độ ổn định cao.
Do PLL thực hiện được chế độ giữ pha, nên có đặc tính ổn định và trôi
nhiệt của các tần số được tạo ra cũng giống như tần số chuẩn.
Những phép biến đổi cơ bản trong tổng hợp tần số là nhân và chia tần số.
PLL có thể dùng để thực hiện các phép biến đổi đó.
I.11. Ngun lý để phát và tạo tín hiệu stereo
I.11.1. Nguyên lý tạo tín hiệu stereo
Trong thực tế đời sống, hầu hết những âm thanh mà ta nghe được đều là
âm thanh nổi có tính khơng gian. Do đặc điểm cấu trúc của cơ quan thính giác
mà con người có thể nhận biết và phân biệt được vị trí của nguồn âm thanh trong
không gian.
Để nâng chất lượng thưởng thức, trong kỹ thuật âm thanh người ta đã sử
dụng nhiều biện pháp để mang lại một thuộc tính quan trọng của âm thanh – đó là
tính khơng gian hay âm thanh nổi. Hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng STEREO.
Một phương pháp đơn giản nhất để có được âm thanh STEREO là: Dùng
hai micro để thu lấy âm thanh từ 2 vị trí khác nhau: Bên trái (Left) và bên phải
(Right) của nguồn âm thanh; các tín hiệu này đưa đến 2 đường khuếch đại, ghi
và xử lý giống hệt nhau, rồi đưa ra 2 loa đặt tương ứng bên trái và bên phải.
Vùng giữa phía trước của 2 loa cho ta một âm thanh gần giống với âm
thanh mà ta nghe được trong thực tế: Âm thanh STEREO.


Trong phát thanh FM chất lượng cao, việc xử lý để điều chế STEREO
theo hai nguồn tín hiệu AUDIO riêng rẽ nhằm nâng cao chất lượng phát thanh là
hợp lý và phù hợp với yêu cầu ngày càng cao của bạn nghe đài. Để thực hiện

điều đó ở máy phát và máy thu cần phải có bộ mã hóa và giải mã STEREO nhằm
đảm bảo nhận biết và tách ra một cách chính xác tín hiệu của 2 kênh.
Sơ đồ khối máy phát thanh FM- STEREO
Mục đích: Giới thiệu về sơ đồ tổng quát và đặc điểm của một số tầng cơ
bản của máy phát, nhấn mạnh một số giải pháp kỹ thuật chủ yếu trong các tầng
nhằm thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát song FM-STEREO.
Sơ đồ tổng quát:

Hình 11: Sơ đồ khối tổng quát của máy phát sóng FM-STEREO
Tín hiệu Audio kênh trái (L) và kênh phải (R) được đưa đến bộ mã hóa
STEREO và điều chế FM. Tại đây chúng được khuếch đại, lọc và xử lý, mã hóa để
hình thành tín hiệu Audio – Stereo tổng hợp duy nhất đưa vào điều chế FM, làm
thay đổi tần số của dao động chủ sóng (sóng mang RF) do bộ tổ hợp tần số tạo ra.
Sóng mang RF này cịn yếu, cần được khuếch đại bao gồm nhiều tầng: Khuếch đại