thiết kế và thi công máy phát fm stereo

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
CHƯƠNG DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, khoa học kỹ thuật trên thế giới có nhiều tiến bộ và đã góp phần tạo
nên những thành tựu đáng kể. Nhất là lónh vực kỹ thuật, công nghệ thông tin, kỹ thuật
viba , truyền hình số, tổng đài điện thoại vô tuyến, kỹ thuật phát hình … đã và đang
phát triển vượt bậc. Các thiết bò điện tử ngày càng tinh gọn, siêu nhỏ nhưng tính năng
và hiệu quả làm việc của chúng thì rất cao và rất bền.
Trước sự vận động và phát triển không ngừng của thế giới nói chung và của
khoa học kỹ thuật nói riêng, thì những thành tựu đạt được từ công nghệ cao đáp ứng
được gần như thoả mãn được các nhu cầu trong xã hội là điều hoàn toàn có thể. Một
trong những lónh vực góp phần tạo nên các thành tựu đó chính là công nghệ vô tuyến
truyền hình, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh bên cạnh đó máy phát cũng góp phần
đáng để phục vụ cho nhu cầu: giải trí, giáo dục, văn hóa, nghệ thuật, chính trò…
Cùng với sự phát triển không ngừng của kó thuật máy phát đã trãi qua nhiều
giai đoạn phát triển, tín hiệu truyền hình được thực hiện bằng nhiều con đường.
Từ nhu cầu thực tế cùng với những kiến thức về truyền thanh, đặc biệt được sự
gợi ý và giúp đỡ của thầy hướng dẫn, nhóm tiến hành nghiên cứu để thiết kế và thi
công mạch phát với công suất nhỏ trong một phạm vi thí nghiệm. Do kiến thức còn hạn
chế và thời gian để hoàn thành luận văn có giới hạn nên chắc rằng luận văn này còn
nhiều thiếu sót, nhóm mong được sự góp ý của q thầy cô và bạn bè.
II. TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Thiết Kế &Thi Cơng Máy Phát FM
- Trang 4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Truyền thanh đóng một vai trò quan trọng trong mọi lónh vực từ đời sống văn
hóa, xã hội đến những ứng dụng của nó trong các lónh vực khoa học kỹ thuật, giáo
dục, quân sự …
Trong lónh vực giáo dục, việc dạy và học không đơn thuần chỉ có thầy với trò
mà phương tiện dạy học là một yếu tố quan trọng, trong đó phương tiện nghe nhìn sẽ
mang lại hiệu quả cao nhất trong việc truyền đạt và tiếp thu kiến thức.

Tại nước ta, các chương trình truyền thanh mang tính giáo dục trên kênh truyền
hình quảng bá ngày càng phong phú và đa dạng.
Trước những nhu cầu và hiệu quả to lớn của truyền thanh trong lónh vực giáo
dục, thì việc nghiên cứu và chế tạo các thiết bò truyền thanh phục vụ giảng dạy được
sản xuất trong nước là rất cần thiết.
III. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Với những hạn chế về thời gian, tài liệu liên quan đến máy phát, do đó đề tài
được giới hạn như sau:
- Thiết kế máy phát FM Stereo trong phạm vi nhỏ.
- Không thiết kế anten
IV. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Nhóm SV thực hiện chọn đề tài này với các mục đích sau:
 Củng cố và vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế.
 Tìm hiểu và ứng dụng kiến thức chuyên môn về lónh vực truyền thanh
 Xây dựng một mô hình học tập, nghiên cứu cho các sinh
viên quan tâm về lónh vực truyền thanh.
Thiết Kế &Thi Cơng Máy Phát FM
- Trang 5
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
V. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
1. Phương pháp
- Dựa vào tài liệu, sách trong và ngoài nước để tham khảo, tìm hiểu và thiết
kế.
- Do các thiết bò đo đạc và cân chỉnh chuyên dùng rất đắt tiền, nên sau khi tính
toán thiết kế sơ bộ, khi lắp ráp và cân chỉnh nhóm SV thực hiện theo phương pháp trực
quan.
2. Phương tiện nghiên cứu
+ Các tài liệu liên quan.
+ FM Mono
+ FM Stereo

+ Dụng cụ đo : VOM
V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Trong đề tài này nội dung nghiên cứu là mạch phát FM Stereo, mạch phối
hợp trở kháng, mạch khuếch đại công suất…
VII. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU
+ Tuần 1: Nhận đề tài và lập đề cương tổng quát
+ Tuần 2: Thu thập tài liệu và lập đề cương chi tiết
+ Tuần 3,4,5: Thiết kế thi công và viết khóa luận
+ Tuần 6: Hoàn tất thi công. Chỉnh sửa, in ấn khóa luận
Thiết Kế &Thi Cơng Máy Phát FM
- Trang 6
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU RADIO FM
I. ĐẠI CƯƠNG
Sóng mang của đài phát FM có tần số rất cao, không thể truyền đi xa nên chỉ sử
dụng cho các đài địa phương. Vì số đài phát ở từng địa phương có số lượng ít nên
cho phép khoảng cách ở các đài phát rất xa.
Sóng mang được công bố của các đài phát thực chất là tần số hay còn gọi là tần
số đứng nghĩ, độ di chuyển tân số theo âm tần còn gọi là di tần. Ví dụ đài TP.HCM
có tần số99,9MHz, đây chính là tần số đứng nghĩ và di tần là
kHzf 150=∆
, có nghĩa
là từ tần số đứng nghĩ sóng mang sẽ biến đổi một lượng là +75kHz và -75khz.
II. RADIO FM MONO
1.Sơ đồ khối
Sóng mang FM có tần số từ 88MHz-108MHz, vì biên độ sóng mang nhỏ nên cần
phải đưa qua mạch cao tần, sau đó đưa qua mạch khuếch đại đổi tần. Mạch trộn sóng
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 7

Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
nhận tín hiệu f
a
từ mạch cộng hưởng và tín hiệu f
0
từ mạch dao động nội cho ra các
tần số cơ bản, trong đó có tần số trung bình 10,7MHz được chọn, sau khi đưa qua
trung tần 1, trung tần 2, trung tần 3, tín hiệu được đưa qua mạch tách sóng lấy lại tín
hiệu âm tần và đưa qua mạch khuếch đại công suất âm thanh đưa ra loa.
2. Sơ đồ nguyên lý
a. Mạch cao tần và trộn sóng
Transistor khuếch đại cao tần lấy tín hiêu vào cực E từ mạch cộng hưởng LC.
Transistor mắc kiểu B chung để tổng trở ngõ vào nhỏ, tổng trở ngõ ra lớn. Tại ngõ ra
tụ CV
a
kết hợp với L
a
và tụ 33pF tạo thành mạch điều hợp để tạo sóng mang của một
đài gọi là f
a
. Tụ .01 là tụ thoát mass tín hiệu xoay chiều có tần số cao.
Transistor dao động cũng mắc B chung, tín hiệu cực C được hồi tiếp về cực E
nhờ cầu phân áp xoay chiều là hai tụ 7pF nhằm duy trì dao động. Ở ngõ ra có tụ CV
0
và cuộn L
0
nhằm chọn tần số f
0
đưa lên cực E của transistor trộn sóng cũng mắc kiểu
B chung.

b.Trung tần và tách sóng FM
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 8
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Các biến áp trung tần có lõi điều chỉnh được và sơn các màu quy định khác nhau:
• IF
1
có màu cam
• IF
2
có màu xanh lục
• IF
3
có màu hồng
Tín hiệu trung tần vẫn còn là sóng mang với tần số 10,7MHz, độ rộng phổ tần là
150kHz. Để chọn lọc tần số rộng này người ta dùng hai phương pháp:
- Dùng điện trở ghép song song với mạch cộng hưởng tại các cuộn sơ cấp của
biến áp trung tần nhằm nới rộng khổ sóng và gọi là điện trở đệm. Điện trở đệm có
giá trị càng nhỏ thì băng thông tín hiệu càng rộng và ngược lại điện trỏ đệm có giá
trị càng lớn thì băng thông tín hiệu càng nhỏ.
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 9
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
- Dùng nhiều mạch cộng hưởng chỉnh lệch nhau để tạo được băng thông rộng.
Các .01 là tụ phân dòng để lọc trung tần 10,7MHz không cho phá rối nguồn chung
và làm tăng hệ số khuếch đại của transistor.
- Biến thế IF
4
có hai lỗi chỉnh nhằm để chọn tần số trung tần ở mực giới hạn
IF=10,625MHz-10,775MHz.

Tín hiệu IF truyền từ đài phát đến máy thu sẽ bị môi trường phá rối tạo ra nhiễu
làm biên độ thay đổi, chính vì vậy ở máy thu có mạch trừ nhiễu và gọi là mạch hạn
biên. Tụ
F
µ
5
là tụ lọc nhiễu với tác dụng hạn biên, tụ này sẽ nạp xả tất cả tín hiệu có
biên độ thay đổi trong vùng tần số âm thanh nghe được, sự nạp xả thực hiện qua
điện trở R
1
, nhờ vậy tín hiệu âm tần không bị phá rối bởi tiếng ồn.
+Tách sóng :
Mạch tách sóng FM có nhiệm vụ thay đổi sự biến thiên của tần số trung tần
thành điện thế âm tần. Độ di tần càng lớn, thì tín hiệu ngõ ra sẽ lớn. Hai diode tách
sóng dùng trong mạch phải là hai diode cùng loại, hoạt động ở tần số cao. Hai dòng
điện chạy qua hai diode phải bằng nhau khi tần số cộng hưởng đúng 10,7MHz và
khác nhau khi tần số bị lệch, cụ thể như sau:
• Nếu IF=10,7MHz thì I
A
=I
B
, điện áp trên volume bằng 0
• Nếu IF>10,7MHz thì I
A
<I
B
, điện áp trên volume >0
• Nếu IF<10,7MHz thì I
A
>I

B
, điện áp trên volume <0
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 10
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
II. RADIO FM STEREO
1.Sơ đồ khối máy thu FM Stereo
Các khối từ mạch cao tần đến trung tần tương tự như Radio FM Mono. Sau tách
sóng Fm tín hiệu còn lại các thành phần: 19kHz, 38kHz, R+L và R-L.
Mạch tiền khuếch đạihạ tần tổng hợp sẽ khuếch đại tín hiệu đủ lớn, sau đó lựa
chọn tín hiệu 19kHz đưa qua mạch nhân đôi tần số để tạo thành tín hiệu 38kHz, tín
hiệu 38kHz dùng để điều khiển mạch báo FM Stereo, mặt khác tín hiệu còn đưa qua
mạch giải mã FM Stereo, mạch giải mã nhờ 38kHz như một chìa khóa để mở tín
hiệu hạ tần tổng hợp và cho ra tín hiệu hạ tần tổng hợp và cho ra tín hiệu R và L
riêng biệt nhau
2.Sơ đồ nguyên lý
Sau tách sóng FM tín hiệu còn lại các thành phần: 19kHz, 38kHz, R+L và R-L,
tín hiệu được qua transistor T
1
khuếch đại tín hiệu đủ lớn, tín hiệu lấy ra cực C
transistor T
1
19kHz đưa qua biến áp T
2
, sau đó tín hiệu đưa qua
mạch nhân đôi tần số tạo thành tín hiệu 38kHz, tín hiệu tiếp tục đưa sang mạch nhân
đôi điện áp và đưa qua transistor T
3
để báo có FM Stereo. Đồng thời tại cực C
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM

- Trang 11
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
transisitor T
1
các thành phần: 19kHz, 38kHz, R+L và R-L đưa qua mạch giải mã FM
Stereo, trước khi qua mạch giải mã các thành phần: 19kHz, 38kHz, R+L và R-L đưa
qua mạch lọc 19kHz xuống mass để chắc chắn tín hiệu được đưa qua mạch chăn
19kHz. Để tránh họa tần trong mạch nhân đôi tần số transistor T
2
phân cực chế độ
AB và có mạch lọc 76kHz. Mạch giải mã FM Stereo còn được gọi là mạch hoàn
điệu, hoạt động như sau:
Tín hiệu 38kHz được cảm ứng từ mạch nhân đôi tần số có tác dụng như một chìa
khóa để mở các diode D
1
, D
2
, D
3
, D
4
. Với tín hiệu R+L luôn xuất hiện ở điểm c và D.
Tín hiệu 38 (R-L) chỉ được cho qua nhờ tín hiệu 38kHz. Nếu tín hiệu 38kHz tại A có
bán kỳ dương thì D
1
,D
2
dẫn, tại C sẽ có tín hiêụ R-L. Lúc này tại C sẽ có sự cho
phép tín hiệu kênh bên phải.
(R+L)+(R-L)=2R

Nếu tín hiệu 38kHz tại A có bán kỳ âm thì D
3
, D
4
dẫn, tại D
4
sẽ có tín hiệu trừ -
(R-L). Lúc này tại C sẽ có sự cho phép tín hiệu kênh bên trái.
(R+L)+(R-L)=2L
CHƯƠNG 3
NGUYÊN LÝ PHÁT SÓNG AM, FM
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 12
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
I. NGUYÊN LÝ PHÁT THANH TRÊN SÓNG AM
1.1. Khái niệm về tín hiệu âm tần ( Audio )
Tín hiệu âm tần là tín hiệu của sóng âm thanh sau khi được đổi thành tín hiệu
điện thông qua Micro. Sóng âm thanh là một dạng sóng cơ học truyền trong không
gian, khi sóng âm thanh va chạm vào màng Micro làm cho màng Micro rung lên,
cuộn dây gắn với màng Micro được đặt trong từ trường của nam châm dao động,
hai đầu cuộn dây thu được một điện áp cảm ứng => đó chính là tín hiệu âm tần .
Hình 1.1 Micro đổi sóng âm thanh thành tín hiệu âm tần (Audio)
Tín hiệu âm tần có giải tần từ 20Hz -> 20KHz và không có khả năng bức xạ
thành sóng điện từ để truyền trong không gian, do đó để truyền tín hiệu âm tần đi xa
hàng trăm, hàng ngàn Km. Người ta phải giữ tín hiệu âm tần cần truyền vào sóng
cao tần gọi là sóng mang, sau đó cho sóng mang bức xạ thành sóng điện từ truyền đi
xa với vận tốc ánh sáng.
1.2. Khái niệm về tín hiệu cao tần và sóng điện từ.
Tín hiệu cao tần là các tín hiệu điện có tần số trên 30KHz, tín hiệu cao tần có
tính chất bức xạ thành sóng điện từ.

Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 13
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Thí dụ: Trên một dây dẫn có tín hiệu cao tần chạy qua , thì dây dẫn có một sóng
gây can nhiễu ra xung quanh, đó chính là sóng điện từ do dòng điện cao tần bức xạ
ra không gian.
Sóng điện từ : Là sóng truyền dẫn trong không gian với vận tốc bằng vận tốc
ánh sáng, có tần số từ 30KHz đến hàng ngàn MHz, con người đã sử dụng sóng điện
từ trong các lĩnh vực thông tin, vô tuyến điện, truyền thanh, truyền hình, trong đó
Radio là lĩnh vực truyền thanh chiếm giải tần từ 30KHz đến khoảng 16MHz với các
sóng điều chế AM, và từ 76MHz đến 130MHz với các sóng điều chế FM.
1.3. Quá trình điều chế AM ( Amplitude Moducation : Điều chế biên độ )
Điều chế AM là quá trình điều chế tín hiệu tần số thấp ( như tín hiệu âm tần, tín
hiệu video ) vào tần số cao tần theo phương thức => Biến đổi biên độ tín hiệu cao
tần theo hình dạng của tín hiệu âm tần => Tín hiệu cao tần thu được gọi là sóng
mang.
Hình 1.2 Tín hiệu vào và ra của mạch điều chế AM
Tín hiệu âm tần có thể lấy từ Micro sau đó khuếch đại qua mạch khuếch đại âm
tần, hoặc có thể lấy từ các thiết bị khác như đài Cassette, đầu đĩa CD
Tín hiệu cao tần được tạo bởi mạch tạo dao động, tần số cao tần là tần số theo
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 14
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
quy định của đài phát. Tín hiệu đầu ra là sóng mang có tần số bằng tần số cao tần,
có biên độ thay đổi theo tín hiệu âm tần.
1.4. Quá trình phát tín hiệu ở đài phát .
Hình 1.3 Quá trình phát sóng Radio AM
Tín hiệu sau khi điều chế thành sóng mang được khuếch đại lên công xuất hàng
ngàn Wat sau đó được truyền ra Anten phát .
Sóng điện từ phát ra từ Anten truyền đi trong không gian bằng vận tốc của ánh

sáng, sóng AM có thể truyền đi rất xa hàng ngàn Km và chúng truyền theo đường
thẳng, và cũng có các tính chất phản xạ, khúc xạ như ánh sáng.
1.5. Đường truyền từ đài phát đến máy thu cách nửa vòng trái đất.
Với các đài phát ở xa cách chúng ta nửa vòng trái đất như đài BBC phát từ
Anh Quốc, sóng điện từ truyền theo đường thẳng gặp tầng điện ly chúng phản xạ
xuống trái đất rồi lại phản xạ ngược lên nhiều lần mới đến được máy thu, vì
vậy tín hiệu đi tới máy thu rất yếu và sóng không ổn định.
Để có thể truyền tín hiệu đi xa, các đài phát thường phát ở băng sóng ngắn có
tần số sóng mang từ 4 MHz đến khoảng 23 MHz .
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 15
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng

Hình 1.4 Đường truyền sóng của các Đài phát ở xa máy thu
Ưu và nhược điểm của phát thanh trên sóng AM :
* Ưu điểm: của sóng AM là có thể truyền đi xa tới hàng nghìn Km
* Nhược điểm: của sóng AM là dễ bị can nhiễu, dải tần âm thanh bị cắt sén do đặc
điểm của mạch tách sóng điều biên, do đó chất lượng âm thanh bị hạn chế.
II. NGUYÊN LÝ PHÁT THANH TRÊN SÓNG FM
FM là viết tắt của ( Fryquency Moducation : Điều chế tần số ) là điều chế theo
phương thức làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần theo biên độ của tín hiệu âm
tần, khoảng tần số biến đổi là 150KHz. Sóng FM là sóng cực ngắn đối với tín hiệu
Radio, sóng FM thường phát ở dải tần từ 76MHz đến 108MHz .
2.1. Mạch điều chế FM
Hình 1.5 Điều chế FM ( Fryquency Moducation : Điều chế tần số )
Với mạch điều chế tần số thì sóng mang có biên độ không đổi, nhưng tần số thay
đổi theo biên độ của tín hiệu âm tần, khi biên độ tín hiệu âm tần tăng thì tần số cao
tần tăng, khi biên độ âm tần giảm thì tần số cao tần giảm. Như vậy sóng mang FM
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 16

Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
có tần số tăng giảm theo tín hiệu âm tần và giới hạn tăng giảm này là +150KHz và
-150KHz, như vậy tần số sóng mang điều tần có dải thông là 300KHZ.
Thí dụ: Nếu đài tiếng nói việt nam phát trên sóng FM 100MHz thì nó truyền đi
một dải tần từ 99,85 MHz đến 100,15 MHz.
2. 2. Quá trình phát sóng FM
Quá trình phát sóng FM tương tự như phát sóng AM, sóng mang sau khi điều
chế cũng được khuếch đại rồi đưa ra An ten để phát xạ truyền đi xa
Ưu và nhược điểm của sóng FM :
* Ưu điểm: Sóng FM có nhiều ưu điểm về mặt tần số, dải tần âm thanh sau khi
tách sóng điều tần có chất lượng rất tốt, cho âm thanh trung thực và có thể truyền
âm thanh Stereo, sóng FM ít bị can nhiễu hơn so với sóng AM.
* Nhược điểm: là cự ly truyền sóng ngắn, chỉ truyền được cự ly từ vài chục đến
vài trăm Km, do đó sóng FM thường được sử dụng làm sóng phát thanh
trên các địa phương.
CHƯƠNG 4
MÁY THU THANH
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 17
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Máy thu thanh là một thiết bị điện tử hoàn chỉnh dùng để thu nhận sóng radio
mang thông tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin ban đầu va khuếch đại đến giá trị
yêucầu và đưa ra loa. Khi nghiên cứu về máy thu thanh, người ta thường để ý đến
các thông số kỹ thuật sau:
- Độ nhạy : là sức điện động nhỏ nhất trên Anten EA để máy thu làm việc bình
thường. Những máy thu có chất lượng cao thường có độ nhạy EA nằm trong khoảng
0,5 µV→10 µV. Ngoài ra máy thu còn phải có khả năng chọn lọc và nén tạp âm, tức
là đảm bảo tỷ số S/N ở mức cho phép. Thông thường thì để thu tốt thì biên độ tín
hiệu phải lớn hơn tạp âm ít nhất 10 lần ( tức 20 dB).
- Độ chọn lọc: là khả năng chọn lọc các tín hiệu cần thu và tín hiệu cần loại bỏ

cũng như các tạp âm tác động vào Anten. Độ chọn lọc thường được thực hiện bằng
những mạch cộng hưởng, phụ thuộc vào số lượng, chất lượng cũng như độ chính xác
khi hiệu chỉnh.
- Dải tần của máy thu: là khoảng tần số mà máy thu có thể điều chỉnh để thu
được các sóng phát thanh với các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu. Máy thu thanh thường có
các dải sóng sau:
+ Sóng dài: LW 150KHz→ 408KHz
+ Sóng trung: MW: 525KHZ→1605KH
+ Sóng ngắn: SW: 4MHz → 24MHz
Băng sóng ngắn thường được chia làm 3 loại sóng:
• SW1: 3,95MHz → 7,95MHz
• SW2: 8MHz → 16MHz
• SW3: 16MHz → 24MHz
+ Sóng cực ngắn: FM: 65,8 → 73MHz và 87,5 → 104 Mhz
Méo tần số: là khả năng khuếch đại ở những tần số khác nhau sẽ khác nhau do trong sơ
đồ máy thu có các phần tử L, C. Méo tần số có thể đánh giá bằng đặc tuyến tần số. Ở các
máy thu điều biên AM thì dải tần âm thanh chỉ vào khoảng 40Hz → 6KHz; còn với máy
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 18
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
thu điều tần FM thì dải tần âm thanh có thể từ 30Hz→15KHz. Ngoài ra người ta còn quan
tâm đến các thông số khác như méo phi tuyến và công suất ra của máy thu thanh.
I. PHÂN LOẠI VÀ SƠ ĐỔ KHỐI CỦA MÁY THU THANH
Căn cứ vào cấu trúc sơ đồ mà người ta chia máy thu thanh thành 2 loại:
- Máy thu thanh khuếch đại thẳng: tín hiệu cao tần từ Anten được khuếch đại
thẳng và đưa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần mà không qua mạch đổi
tần. Đối với dạng này, cấu trúc sơ đồ của máy đơn giản nhưng chất lượng thu sóng
không cao, độ chọn lọc kém, không ổn định và khả năng thu không đồng đều trên cả
băng sóng. Vì vậy, hiện nay loại máy thu này gần như không còn được sử dụng.
- Máy thu đổi tần: tín hiệu cao tần được điều chế do Anten thu được, được khuếch

đại lên và biến đổi về một tần số trung gian không đổi gọi là trung tần. Trung tần
thường được chọn thấp hơn cao tần. Tín hiệu trung tần sau khi đi qua vài bộ khuếch
đại trung tần sẽ được đưa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần và đưa ra loa
1.1.Sơ đồ khối của một máy thu đổi tần có dạng như sau
Máy thu đổi tần có những ưu điểm sau:
- Độ khuếch đại đồng đều hơn trên cả băng sóng vì tần số trung tần tương đối
thấp và ổn định khi tín hiệu vào thay đổi.
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 19
Sơ đồ khối máy thu thanh
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
- Mạch vào làm nhiệm vụ chọn lọc các tín hiệu cần thu và loại trừ các tín hiệu
không cần thu cũng như các nhiễu khác nhờ có mạch cộng hưởng, tần số cộng
hưởng được điều chỉnh đúng bằng tín hiệu cần thu f 0.
- Khuếch đại cao tần : nhằm mục đích khuếch đại bước đầu cho tín hiệu cao tần
thu được từ Anten.
- Bộ đổi tần: gồm mạch dao động nội và mạch trộn tần. Khi trộn 2 tần số dao
động nội f n và tín hiệu cần thu f 0 ta được tần số trung gian hay còn gọi là trung tần,
giữa tần số dao động nội và tần số tín hiệu cần thu.
f
tt
= f
n
-f
0
= const
Khi tần số tín hiệu từ đài phát thay đổi từ f0min → f0max thì tần số dao động nội
cũng phải thay đổi từ fnmin → fnmax để đảm bảo hiệu số giữa chúng luôn là hằng
số.
+ Đối với máy thu điều biên ( AM ): f

tt
= 465KHZ hay 455KHz
+ Đối với máy thu điều tần ( FM ): f
tt
= 10,7MHz
- Bộ khuếch đại trung tần: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu trung tần đến một giá
trị đủ lớn để đưa vào mạch tách sóng. Đây là một tần khuếch đại chọn lọc, tải là
mạch cộng hưởng có tần số cộng hưởng đúng bằng trung tần.
- Tần tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang cao
tần, sau đó đưa tín hiệu vào mạch khuếch đại âm tần.
1.2. Sơ đồ khối của máy thu AM và FM STEREO
Hầu hết các máy thu thanh hiện nay đều có 2 chức năng: thu sóng điều biên AM
và thu sóng cực ngắn FM Stereo.
Sơ đồ khối của máy thu có dạng như sau:
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 20
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Trong máy thu thanh hai băng sóng AM & FM có 2 đổi tần riêng biệt, 2 khối
khuếch đại trung tần và âm tần được dùng chung. Dải tần của bộ khuếch đại trung
tần. FM rộng hơn vì tần số trung tần FM là 10,7M.
Khối giải mã stereo: có nhiệm vụ giải mã tín hiệu tổng R+L và hiệu R-L từ ngõ
ra của mạch tách sóng để phục hồi lại tín hiệu hai kênh riêng biệt R & L.
II.MẠCH VÀO
Là mạch mắc giữa Anten và tần 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 thường là
mạch cộng hưởng. Những yêu cầu cơ bản đối với mạch vào:
- Hệ số truyền đạt lớn và ổn định trên toàn băng sóng :
Trong đó:
U
v

: điện áp đưa đến máy thu.
E
A
: suất điện động cảm ứng trên Anten.
- Đảm bảo điện độ chọn lọc: chọn lọc tần số lân cận, tần số ảnh f
a
= f
0
+ 2 ftt
chọn lọc tần số lọc thẳng.
- Đảm bảo độ méo tần số cho phép trong dải tần số làm việc từ f
0 min
→ f
a max
.
2.1. Mạch vào ghép điện dung
Sơ đồ mạch và và đáp ứng tần số
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 21
Hình 2.2 Sơ đồ khối máy thu AM và FM stereo
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
- Anten được nối với mạch cộng hưởng thông qua điện dung ghép Cgh. Mạch
cộng huởng là một khung cộng hưởng LC, gồm một tụ xoay Cx, một tụ tinh
chỉnh CT và một cuộn dây L1. Tần số cộng hưởng được điều chỉnh bằng đúng
bằng tần số tín hiệu cần thu f
0
. Qua cuộn ghép cao tần L1: L2, tín hiệu thu được
được đưa đến cực Base của mạch khuếch đại cao tần. Trị số của điện dung
ghép Cgh= 5 →30pF.
♦ Nhược điểm : Hệ số truyền đạt không đồng đều trên cả băng sóng.

2.2. Mạch vào ghép điện cảm với Anten
Sơ đồ mạch và đáp ứng tần số:
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 22
Hìn
h
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Tín hiệu từ Anten qua cuộn ghép Lgh cảm ứng qua mạch cộng hưởng gồm tụ Cx,
CT và cuộn dây L1. Mạch cộng hưởng được điều chỉnh để chọn lọc lấy tín hiệu cần
thu và cảm ứng sang cuộn L2 để đưa đến cực Base của mạch khuếch đại cao tần.
Hệ số truyền đạt của mạch vào dạng này tỉ lệ với hệ số phẩm chất của khung
cộng hưởng LC. Muốn tăng độ nhạy của mạch phải tăng L1 và giảm Lgh, nhưng
L1cũng không thể tăng quá lớn mà phải chọn dung hòa hai giá trị này để tránh ảnh
hưởng đến tần số cộng hưởng của mạch.
♦ Nhược điểm của mạch ghép điện cảm: hệ số truyền dẫn cũng không
đồng đều trên toàn băng sóng. Tuy nhiên so với mạch ghép điện dung thì mạch này
có độ chọn lọc cao hơn và hệ số truyền dẫn cũng đồng đều hơn nên được sử dụng
rộng rãi trong thực tế.
2.3. Mạch ghép hỗn hợp điện cảm – điện dung
Sơ đồ mạch và đáp ứng tần số :
Đây là dạng mạch vào sử dụng đồng thời cả tụ Cgh, và điện cảm Lgh do đó tận
dụng được các ưu điểm và bù trừ được hệ số truyền đạt trên toàn băng sóng cho nên
hệ số truyền đạt của toàn mạch sẽ phẳng hơn đối với các máy thu có
nhiều băng sóng, khi chuyển băng sóng phải thay đổi cả cuộn cộng hưởng L1C và
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 23
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
cuộn cảm ứng L2 tương ứng. Một số máy thu chất lượng cao ở mạch vào còn có
thêm bộ lọc khử nhiễu lọt thẳng, tức là nhiễu có tần số đúng bằng trung tần.
III.MẠCH KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN

Bộ khuếch đại cao tần có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều chế cao tần đến một
giá trị nhất định để đưa cho bộ đổi tần, các mạch khuếch đại cao tần thường được
mắc kiểu CE hoặc CB. Đối với băng sóng AM thì kiểu mắc CE là thích hợp vì tận
dụng được hệ số khuếch đại cao của dạng ghép này, còn đối với băng sóng FM thì
kiểu ghép CB là thích hợp hơn vì có băng thông làm việc rất rộng. Tầng khuếch đại
cao tần cũng có thể là tầng khuếch đại không cộng hưởng với tải là điện trở, điện
cảm hoặc R-L hay biến áp nhưng phổ biến hơn cả vẫn là tải cộng hưởng tại một tần
số nào đó.
Đây là bộ khuếch đại dải rộng, có hệ số khuếch đại tương đối đồng đều trong một
dải rộng từ vài chục đến vài MHz, tuy nhiên mạch không có khả năng chọn lọc tần
số. Điện trở tải R1 thường được sử dụng trong khoảng vài kΩ.
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 24
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Đối với dạng mạch này thì khi tần số tín hiệu thu tăng thì XL sẽ tăng theo Z=
R+XL tăng điều này sẽ làm tăng hệ số khuếch đại của toàn mạch. Trong thực tế
mạch khuếch đại cao tần với tải cộng hưởng là dạng mạch được sử dụng rộng rãi
hơn cả, mạch này đảm nhận cả nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu và chọn lọc tần số. Tải
của mạch khuếch đại cao tần có thể là mạch cộng hưởng đơn hoặc mạch cộng hưởng
kép với tần số cộng hưởng cố định hoặc có thể điều chỉnh được. Xem sơ đồ mạch
khuếch đại cao tần với tải là mạch cộng hưởng đơn.
Tải của mạch là khung cộng hưởng L
1
C, cực C của transistor được mắc vào một
phần của cuộn L
1
. Tại tần số cộng hưởng f
0
, hệ số khuếch đại của mạch là lớn nhất,
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM

- Trang 25
Hình 2.7
Mạch khuếch đại cao tần với tải là cuộn cảm mắc nối tiếp
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
khi lệch ra khỏi tần số cộng hưởng hệ số khuếch đại của mạch giảm nhanh chóng, vì
vậy mạch có tính chọn lọc với tần số tín hiệu cần thu và loại bỏ các tín hiệu tần số
khác và nhiễu.
Bộ khuếch đại cao tần làm việc ở một dải tần rộng nên khó đảm bảo được hệ số
khuếch đại đồng đều, cho nên trong các máy thu chất lượng cao thường dùng mạch
khuếch đại cao tần có mạch cộng hưởng điều chỉnh liên tục, tần số cộng hưởng được
điều chỉnh đồng bộ với tần số tín hiệu cần thu ở mạch vào nhờ tụ xoay đồng trục.
Ở băng sóng 1, các chuyển mạch K1, K2, K3 đều ở vị trí 1, ở băng sóng 2 các
chuyển mạch này sẽ được nối vị trí 2.
IV.MẠCH ĐỔI TẦN
Mạch đổi tần là mạch biến đổi tín hiệu cao tần điều chế thành các tín hiệu có tần
số thấp hơn và không đổi gọi là trung tần.
Dạng của tín hiệu điều chế sau khi đổi tần không thay đổi mà chỉ thay đổi tần số
sóng mang.
Mạch đổi tần gồm 2 phần: Mạch tạo dao động nội và mạch đổi tần
(trộn tần).
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 26
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Người ta đã chứng minh rằng nếu trộn 2 tín hiệu có tần số khác nhau là f
1
và f
2
trên một phần tử phi tuyến thì sẽ nhận được ở đầu ra ngoài thành phần f
1
, f

2
còn xuất
hiện các thành phần tổng f
1
+f
2
và hiệu f
1
-f
2
. Nếu dùng mạch lọc cộng hưởng ta dễ
dàng nhận được tín hiệu có tần số hiệu f
1
-f
2
, và tần số hiệu này cũng chính là trung
tần.
Để tín hiệu trung tần có tần số cố định khi tín hiệu thu từ Anten có tần số f
0
biến
đổi thì tần số dao động nội cũng phải thay đổi tương ứng, trong máy thu thanh người
ta giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các tụ xoay đồng trục ở mạch vào và
mạch dao động nội.
Ở máy thu AM, f
tt
= 465KHz hoặc 455KHz và người ta thường chọn
f
n
> f
0

đúng bằng một trung tần. Ngược lại ở máy thu FM do tần số sóng mang cao
nên người ta thường chọn f
n
< f
0
đúng bằng 10,7 MHz = f
tt

FM
Có 2 dạng mạch đổi tần thông dụng: dạng dùng 1 transistor vừa làm nhiệm vụ
tạo dao động nội vừa làm nhiệm vụ trộn tần; dạng thứ 2 là dùng 2 transistor riêng
biệt để làm 2 nhiệm vụ trên. Trong hầu hết các sơ đồ mạch, mạch dao động nội
thường dùng là khung cộng hưởng LC. Tần số dao động nội được xác định theo
công thức:
( )
Hz
LC
f
tt
π
2
1
=
Để thay đổi tần số này người ta thường thay đổi tụ C
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 27
Ñoà AÙn Tốt Nghiệp GVHD: Nguyễn Ngọc Tùng
Sơ đồ mạch trộn tần sau:
Trong sơ đồ trên T1 vừa làm nhiệm vụ dao động vừa làm nhiệm vụ trộn tần.
Điện áp tín hiệu được đưa vào cực B, điện áp dao động nội được đưa vào cực E. Khi

tạo dao động thì C1 được xem như nối mass cho cực B, mạch trở thành ghép BC và
thành phần quyết định dao động là khung L
4
C
2
, tín hiệu dao động nội được đưa đến
cực E bằng tụ C2, đây chính là thành phần hồi tiếp dương để trộn với tín hiệu cần
thu. Khi làm nhiệm vụ trộn tần thì C2 và L4 xem như nối mass cho E và T1 là mạch
ghép CE. Tín hiệu trộn tần được đưa vào cực B và lấy ra từ cuộn cảm ứng trên
khung cộng hưởng từ cực C. Nhược điểm của mạch này là độ ổn định kém do
transistor đảm nhận cùng lúc 2 nhiệm vụ dao động và trộn tần.
Sơ đồ mạch đổi tần dùng 2 transistor sau:
Thiết Kế &Thi Công Máy Phát FM
- Trang 28