kỹ thuật truyền thanh

NGUYỄN XUÂN KHAI
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
-
A
B
+
-
C
D
Cr
Cd
R
Rd
A n t e n
Vcc
Q1
Q2
Q3
CHƯƠNG I
KHÁI NIỆM VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN THANH
Bài này giới thiệu sơ lược toàn bộ một hệ thống truyền thanh cơ bản. Qua đó, sinh
viên làm quen được từng bước các quá trình xử lý tín hiệu âm thanh nói riêng và tin tức
hay dữ liệu nói chung từ nguồn đến đối tượng nhận. Từ đó có một số vốn thuật ngữ để
hiểu được dễ dàng hơn những vấn đề phức tạp hơn ở bài sau.
Về bản chất, kỹ thuật truyền thanh hay kỹ thuật truyền tin hay dữ liệu, nói tổng quát
hơn là kỹ thuật xử lý âm thanh, tin hay dữ liệu trước khi phát, kỹ thuật phát và kỹ thuật
thu và xử lý sau khi thu bằng các thiết bò có mạch điện tử.
Sau đây là sơ đồ khối một hệ thống truyền tin từ nguồn đến đối tượng nhận.
H. I-1
Hệ thống sẽ được trình bày sơ lược từ nguồn tin đến đối tượng nhận tin.
I. Nguồn tin và tín hiệu:

Nguồn tin tức hay nguồn thông tin, dữ liệu nói chung và âm thanh nói riêng, cho
môn học này, cần được đưa vào bộ phận chuyển đổi ra tín hiệu được gọi là tín hiệu gốc
hay tín hiệu nền, trường hợp âm thanh thì bộ phận chuyển đổi là micro kèm theo phần
khuếch đại cho ra tín hiệu âm tần.
Tín hiệu là hiện tượng thay đổi vật lý mang nội dung tin tức.
Nếu hiện tượng thay đổi vật lý mang tin diễn biến liên tục theo thời gian thì tín hiệu
được gọi là tín hiệu tương tự. Tín hiệu âm tần là điện áp hay dòng điện biến thiên liên tục
theo thời gian.
Nếu hiện tượng biểu hiện không liên tục như tín hiệu Morse thì đó là tín hiệu rời rạc
chỉ có khả năng mang được một tập nội dung có hạn đònh như các ký tự từ A, B đến Z,
các số từ 0 đến 9, các dấu chấm, dấu phẩy
Muốn mang được một số nội dung hạn đònh, tín hiệu rời rạc phải được lập ra theo qui
ước mà người hay tín hiệu phát lẫn thu đều biết, đó là mã thông tin như mã Morse,
Baudot, ASCII Như vậy, tín hiệu phát phải qua quá trình mã hóa trước khi phát và khi
thu được phải qua quá trình giải mã. Lưu ý rằng quá trình mã hóa và giải mã xưa kia do
người phát và người nhận tin phụ trách, giờ đây do mạch mã hóa ở máy phát và mạch giải
mã ở máy thu làm việc. Sau đây là các tín hiệu âm tần gặp trong kỹ thuật truyền thanh:
- Tín hiệu điện thoại hay tín hiệu tiếng nói trong dải tần từ (300 ÷ 3400)Hz.
- Tín hiệu âm tần từ dải vô tuyến phát thanh quảng bá hay từ máy thu vô tuyến
điều biên (AM) trong dải tần từ (100 ÷ 5000)Hz.
Không gian
Máy phát Máy thuNguồn
tin
Đối tượng
nhận tin
Sợi quang
Môi trường
truyền
Anten phát Anten thu
Dây dẫn

- Tín hiệu âm tần từ đài phát thanh vô tuyến quảng bá hay từ máy thu vô tuyến
điều tần (FM) trong dải tần từ (50 ÷ 15000)Hz.
- Tín hiệu âm tần từ máy hát đóa Compact trong dải tần từ (50 ÷ 20000)Hz.
II. Máy phát:
Cấu tạo của máy phát phụ thuộc vào đặc tính truyền dẫn của môi trường và bản chất
của tín hiệu. Trước khi thiết kế máy phát, ta phải biết bản chất của tín hiệu gốc là gì, tín
hiệu này có truyền qua môi trường được không. Lấy một thí dụ, nếu tín hiệu gốc là tín
hiệu âm tần từ một máy tăng âm 100W có tổng trở ra loa là 8Ω, môi trường truyền là một
đôi dây dẫn đường kính khá lớn. Như vậy, sau khi biết được bản chất của tín hiệu là tín
hiệu âm tần công suất 100W phát từ máy tăng âm có tổng trở ra là 8Ω, môi trường truyền
lại là một đôi dây dẫn điện có tổng trở rất thấp. Như vậy, hẳn các độc giả cho dù chưa
được học qua kỹ thuật truyền thanh này cũng biết và đồng tình quyết đònh là dùng máy
tăng âm làm máy phát. Tuy nhiên, nếu môi trường truyền là không gian thì mọi độc giả
đều biết rằng máy tăng âm 100W này không thể dùng làm máy phát vì không gian không
truyền được tín hiệu âm tần mà chỉ truyền sóng cao tần. Nếu môi trường truyền là một sợi
quang thì sợi cũng không truyền được dòng điện âm tần mà chỉ truyền được ánh sáng.
Như vậy, cấu tạo máy phát vô tuyến truyền thanh phải theo sơ đồ khối sau:
H.I-2
1. Nguồn sóng cao tần:
Môi trường truyền thanh là không gian truyền được sóng điện từ là sóng cao tần.
Máy phát phải có nguồn sóng cao tần có tần số không được thay đổi 20Hz hay cao hơn
hay thấp hơn tần số phát sóng cho phép. Do vậy, nguồn sóng cao tần là một mạch dao
động thạch anh được cách ly với phần còn lại của máy phát về từ trường, điện trường và
nhiệt độ, làm việcở nhiệt độ ổn đònh từ (40 ÷ 50)
o
C gọi là mạch dao động chủ. Ngày nay
mạch dao động chủ được thay bằng mạch tổng hợp tần số có ưu điểm là tần số ổn đònh mà
lại có thể thay đổi tần số phát trong dải phát sóng qui đònh với tần số được cho phép.
2. Khối cách ly:
Khối này có chức năng cách ly nguồn sóng cao tần với phần còn lại của may phát về

ảnh hưởng của phụ tải là khối khuếch đại trung gian làm cho tần số của nguồn mất ổn
đònh. Để khả năng cách ly được tốt hơn, khối này thường nhân đôi hay nhân ba tần số
nguồn sóng, do vậy cũng được gọi là khối nhân tần số.
3. Khối khuếch đại trung gian:
Là khối có chức năng của khối tiền khuếch đại, tăng biên độ sóng cao tần ở mức đủ
kéo phần khuếch đại công suất cao tần ở khối điều biến.
4. Khối điều biến:
Nguồn
sóng cao
tần
Khối
cách
ly
Khuếch
đại
trung gian
Khối
điềub
iến
Mạch
dung hợp
Anten
Anten
phát
sóng
Khuếch đại
âm tần
Khuếch đại công
suất âm tần
Âm thanh

Micro
Thí dụ nêu ra ở đây là máy phát điều biến có mạch điều biến ở mức biên độ sóng
cao nên khối điều biến là khối sau cùng trong máy phát. Khối này có chức năng tạo ra
một sóng cao tần có mang nội dung tin tức, với loại sóng này ta mới truyền được tin tức
qua môi trường không gian bằng sóng điện từ.
5. Khối khuếch đại công suất âm tần và khối khuếch đại âm tần:
Cả hai khối đều khuếch đại tín hiệu âm tần. Khối khuếch đại tín hiệu âm tần cho có
đủ biên độ kéo khối khuếch đại công suất âm tần vì khối điều biến mức cao cần tín hiệu
âm tần công suất lớn. Như vậy qua sơ đồ khối máy phát, chúng ta đã biết phải nghiên cứu
các nội dung gì khi tiếp cận kỹ thuật phát thanh.
III. Máy thu:
Do tín hiệu âm tần đã được xử lý qua mạch điều biến để có sóng cao tần mang tin
truyền qua không gian nên sóng mang tin phải được xử lý ở máy thu bằng nhiều phương
pháp. Sau đây là sơ đồ khối các loại máy thu từ máy thu cũ đến máy hiện đại.
1. Máy thu trực tiếp:
Đây là loại máy phẩm chất kém nhất.
H. I-3
Anten thu nhiều sóng, mạch thu sóng còn được gọi là mạch điều hợp, thực chất là
mạch cộng hưởng ở tần số sóng cần thu. Sóng được đưa vào mạch giải điều biến để tách
tín hiệu gốc là tín hiệu âm tần ra khỏi sóng cao tần mang tin. Tín hiệu âm tần được đưa
vào ống nghe có công suất rất thấp, chỉ cần tín hiệu công suất vài miliwatt là có thể nghe
được. Loại máy này trước là máy của người có thu nhập thấp muốn nghe đài vô tuyến
truyền thanh, ngày nay là loại máy mà học sinh phổ thông làm bài thực tập sơ đẳng về
máy thu hoặc là đồ chơi của thiếu nhi.
2. Máy thu khuếch đại trực tiếp:
Sơ đồ máy thu như sau:
H. I-4
Nguyên lý mạch thu sóng đã nói ở phần trên. Mạch khuếch đại cao tần khuếch đại
tức là tăng biên độ sóng cao tần trước khi đưa vào mạch giải điều biến đã nói ở phần trên.
Mạch khuếch đại âm tần là mạch tăng âm để có đủ công suất đưa vào loa.

Máy thu khuếch đại trực tiếp được sử dụng phổ biến vào khoảng trước năm 1910, có
phẩm chất đạt yêu cầu để thu các đài phát thanh đòa phương phát sóng dài (châu Âu) và
sóng trung (châu Mỹ, Á), không đạt yêu cầu ở sóng ngắn phát từ các đài ở xa.
3. Máy thu đổi tần số:
Anten
thu
sóng
Mạch
thu sóng
Mạch giải
điều biến
Ống nghe
Anten
thu
sóng
Mạch
thu
sóng
Mạch
khuếch đại
cao tần
Mạch giải
điều biến
Mạch
khuếch đại
âm tần
Loa
Là loại hiện nay vẫn còn được sử dụng phổ biến. Sơ đồ khối của máy như sau:
H. I-5
Mạch thu sóng, mạch khuếch đại trung tần đã được giới thiệu ở phần trên. Mạch dao

động tạo ra sóng cao tần trộn với sóng cao tần có mang tin từ mạch khuếch đại cao tần tại
mạch trộn sóng phi tuyến để có sóng tần số trung gian thấp hơn và mang cùng nội dung
tin. Sóng tần số trung gian lại được khuếch đại ở mạch khuếch đại trung tần rồi đưa đến
mạch giải điều biến thu hồi tín hiệu gốc. Tín hiệu gốc được khuếch đại ở mạch khuếch đại
âm tần để có đủ công suất cho loa. Máy thu loại này có phẩm chất đồng đều và đạt yêu
cầu đối với mọi dải sóng từ đài gần lẫn đài ở xa.
Sau khi được giới thiệu qua máy thu, độc giả đã biết được các nội dung cần tham
khảo khi tiếp cận kỹ thuật thu thanh qua sóng cao tần.
Phần sóng mang tin và môi trường truyền sẽ được giới thiệu ở bài sau.
IV. Các phương thức truyền tin:
Một hệ thống truyền tin có thể được thiết kế để truyền một chiều từ nguồn tin đến
đối tượng nhận theo phương thức gọi là truyền một chiều hay truyền đơn công. Hệ thống
cũng được thiết kế để truyền hai chiều, truyền từ người phát đến người nhận đồng thời
người nhận lại truyền được cho người phát như nói chuyện trực tiếp với nhau, đó là
phương thức truyền song công hay truyền đồng thời hai chiều. Hệ thống cũng được thiết
kế để người phát truyền cho người nhận rồi sau đó người nhận mới truyền lại cho người
phát, hai người không truyền cho nhau đồng thời mà phải truyền luân phiên nhau, đó là
phương thức truyền bán song công hay truyền hai chiều luân phiên. Cũng có hệ thống
nhiều người có thể đồng thời trao đổi tin tức cho nhau, đó là phương thức truyền đa công,
đa chiều hay hội nghò.
Đài phát vô tuyến truyền thanh truyền một chiều, hai người nói chuyện với nhau qua
máy điện thoại truyền hai chiều, hai máy bộ đàm vô tuyến chỉ liên lạc được luân phiên
nhau.
Mạch
thu
sóng
Mạch
khuếch đại
cao tần
Mạch

trộn
sóng
Mạch
dao
động
Mạch
khuếch đại
trung tần
Mạch
giải điều
biến
Mạch
khuếch đại
âm tần
Loa
Anten
thu
sóng
CHƯƠNG II
SÓNG MANG TIN - MÔI TRƯỜNG VÀ ĐƯỜNG TRUYỀN SÓNG
Phổ tần sóng mang truyền đươc qua không gian rất rộng, điều kiện truyền sóng phụ
thuộc rất nhiều vào tần số. Về lý thuyết, mọi tần số sóng đều có thể là sóng mang tin.
Nếu có thể chế tạo được anten phát xạ sóng điện từ có chiều dài phù hợp để tạo được
sóng đứng. Vậy tần số sóng thấp nhất là tần số chúng ta có khả năng thực hiện được một
anten dài nhất ứng với bước sóng. Tần số cao nhất không phụ thuộc vào khả năng chế tạo
anten ngắn nhất nhưng lại phụ thuộc vào công nghệ và kỹ thuật cao tần. Phổ sóng điện từ
tuy rất rộng nhưng phổ sóng truyền tin chỉ ở trong khoảng 3KHz ÷ 40GHz.
Để sử dụng được phổ sóng có hiệu quả nhất và cũng vì lý do chính trò, an ninh, với
mỗi nước cần phải có cơ quan chuyên trách việc quản lý việc sử dụng phổ sóng. Về tổ
chức quốc tế có hai ủy hội là CCITT (Consultative Committee in International

Telegraphy and Telephony) có trách nhiệm tư vấn về điện tín và điện thoại, ủy hội thứ
hai là CCIR (Consultative Committee in International Radio Communication) có trách
nhiệm tư vấn về vô tuyến viễn thông quốc tế, hai cơ quan này làm việc dưới sự bảo trợ
của Hội đồng Kinh tế và Xã hội Liên Hiệp Quốc. Mỗi nước có chủ quyền cũng đều có
một cơ quan quản lý việc sử dụng sóng như cơ quan FCC (Federal Communication
Commission), các ủy hội quốc tế này đã phân các dải tần, chỉ đònh tên gọi và tùy thuộc
đặc tính truyền, qui đònh sử dụng từng dải để thiết lập trật tự sử dụng và phát sóng cho
cộng đồng thế giới. Các quốc gia cũng có ủy hội phân bố dải tần, chỉ đònh tên gọi và qui
đònh công dụng sử dụng riêng cho mình những điều qui đònh quốc tế không nói đến.
Sau đây là các dải sóng đã được phân chia, đònh danh theo tiếng Anh phiên dòch qua
tiếng Việt, đặc tính truyền và công dụng theo qui đònh của các ủy hội tư vấn quốc tế vừa
nói trên.
I. Các dải sóng, đònh danh, đặc tính truyền và qui đònh sử dụng:
1. Dải từ (3 ÷ 30)KHz :
- Đònh danh: Very Low Frequency (VLF) - Tần số rất thấp.
- Đặc tính truyền: Truyền sóng đất tức là sóng truyền theo đường gần mặt đất, sóng
ít bò suy giảm vào ban ngày cũng như ban đêm, bò can nhiều khí quyển (H. II-1).
- Ứng dụng: Thông tin hàng hải, thông tin giữa các tiềm thủy đónh và giữa tiềm thủy
đónh với căn cứ.
H. II-1
2. Dải từ (30 ÷ 300)KHz :
- Đònh danh: Low Frequency (LF); Long Wave (LW) - Tần số thấp, sóng dài.
- Đặc tính truyền: như dải trên nhưng độ tin cậy cao hơn, bò suy giảm vào ban ngày
nhiều hơn ban đêm.
Quả đất
Anten
phát
Anten
thu
Đường truyền sóng đất

- Công dụng: Thông tin hàng hải và đạo hàng (đi biển), pha vô tuyến (đài đònh vò vô
tuyến).
3. Dải từ (300 ÷ 3000)KHz :
- Đònh danh: Medium Frequency (MF), Medium Wave (MW) - Tần số trung bình,
sóng trung.
- Đặc tính truyền: truyền sóng đất và sóng trời, truyền ban ngày bò suy giảm nhiều,
truyền ban đêm ít bò suy giảm, có can nhiễu khí quyển.
- Công dụng: Thông tin hàng hải, vô tuyến tầm phương, phát tin khẩn cấp, phát
thanh vô tuyến điều biên (AM : Amplitude Modulation, BC : Broad Cast Band).
4. Dải từ (3 ÷ 30)MHz :
- Đònh danh: High Frequency (HF), Short Wave (SW) - Tần số cao, sóng ngắn.
- Đặc tính truyền: Có hiện tượng khúc xạ và phản xạ ở tầng điện ly của khí quyển,
hiện tượng thay đổi nhiều hay ít theo giờ trong ngày, theo mùa trong năm, theo tần số
trong dải. Do vậy sóng được truyền khắp thế giới, nếu công suất phát lớn thì có thể truyền
nhiều vòng quanh đòa cầu tạo ra hiệu ứng lặp lại tín hiệu nhiều lần (H. II-2) gọi là hiệu
ứng "vòng quanh thế giới" như : "Đây đây đây là là là đài đài đài " được gọi là sóng trời.
- Công dụng: Vô tuyến truyền thanh nghiệp dư, vô tuyến truyền thanh quốc tế, thông
tin quân sự, điện thoại, điện tín, fax
H. II-2
5. Dải từ (30 ÷ 300)MHz :
- Đònh danh: Very High Frequency (VHF) - Tần số rất cao.
- Đặc tính truyền: Sóng truyền gần như theo đường nhìn thấy, có hiện tượng tán
xạsóng do có sự thay đổi chiết suất bất thường ở các vò trí khác nhau trong lớp khí quyển
cách mặt đất khoảng 100Km nên có rất ít hiện tượng khúc xạ trong tầng điện ly, do vậy
sóng truyền qua tầng điện ly vào không gian. Đặc tính truyền của sóng bất lợi cho việc
truyền sóng giữa đài phát với đài thu mặt đất ở cự ly xa nhưng lại có thể truyền qua vệ
tinh tiếp sóng. Có can nhiễu vũ trụ.
- Công dụng: Vô tuyến truyền hình VHF, vô tuyến truyền thanh điều tần FM
(Frequency Modulation), liên lạc vô tuyến VHF hai chiều, liên lạc VHF điều biên với tàu
bay, thiết bò đạo hàng hàng không.

6. Dải từ (300 ÷ 3000)MHz:
- Đònh danh chung: Ultra High Frequency (UHF) - Tần số cực cao.
- Đònh danh riêng cho mỗi phân dải:
+ Dải L: 2GHz
+ Dải S: 4GHz
- Đặc tính truyền: cũng truyền theo đường nhìn thấy như dải VHF, có can nhiễu vũ
trụ.
Quả đấtAnten phát Anten thu
Tầng điện ly
- Công dụng: Vô tuyến truyền hình UHF, thiết bò đạo hàng, radar, đường liên lạc
viba.
7. Dải từ (3 ÷ 30)GHz :
- Đònh danh chung: Super High Frequency (SHF) - Tần số siêu cao.
- Đònh danh riêng cho từng phân dải:
+ Dải S: (2 ÷ 4)GHz. + Dải K: (18 ÷ 27)GHz.
+ Dải C: (4 ÷ 8)GHz. + Dải Kd: (27 ÷ 40)GHz.
+ Dải X: (8 ÷ 12)GHz. + Dải R: (26.5 ÷ 40)GHz.
+ Dải Ku: (12 ÷ 18)GHz.
- Đặc tính truyền: Truyền theo đường nhìn thấy, nếu tần số cao hơn 10GHz sẽ có
hiện tượng suy giảm khi truyền qua đám mưa, nếu tần số cao hơn 22.2GHz sẽ có hiện
tượng suy giảm do Oxy và hơi nước ở khí quyển quả đất.
- Công dụng: Thông tin qua vệ tinh, radar.
8. Dải từ (30 ÷ 300)GHz :
- Đònh danh chung: Extremely High Frequency (EHF) - Tần số siêu cực cao
- Đònh danh riêng cho mỗi phân dải:
+ Dải Kd: (27 ÷ 40)GHz. + Dải V: (40 ÷ 75)GHz.
+ Dải R: (26.5 ÷ 40)GHz. + Dải W: (75 ÷ 110)GHz.
+ Dải Q: (33 ÷ 50)GHz. + Dải milimet: (110 ÷ 300)GHz.
- Đặc tính truyền: như dải trên, bò suy giảm do hơi nước ở 183GHz, do Oxy ở 60GHz
và 119GHz.

- Công dụng: Radar, liên lạc qua vệ tinh, thí nghiệm.
9. Dải từ (10
3
÷ 10
7
)GHz :
- Đònh danh: dải tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn được và tia tử ngoại.
- Đặc tính truyền: truyền theo đường nhìn thấy (H. II-3).
- Công dụng: Thông tin quang.
H. II-3
hp, ht: chiều cao của Anten phát và thu sóng truyền theo đường nhìn thấy.
II. Môi trường truyền tin hữu tuyến:
Tín hiệu hay sóng mang tin có thể truyền qua dây dẫn điện, sóng có tần số trong dải
hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy hay tia tử ngoại có thể truyền và phản xạ trong môi trường
trong suốt có hướng dẫn. Do vậy, một số môi trường hữu tuyến cần được giới thiệu.
1. Đôi dây dẫn điện xoắn:
Là loại dây dẫn làm dây điện thoại dẫn vào các hộ thuê bao điện thoại mọi người
đều rất quen thuộc. Tuy vậy, loại dây dẫn này còn có công dụng khác, là loại dây có từng
đôi dây, có vỏ cách điện được xoắn lại với nhau, mỗi dây có dây dẫn điện nhiều sợi dây
đồng nhỏ xe lại với nhau, nhiều đôi được bó lại thành cáp (H. II-4).
Đường truyền sóng
hthp
Quả đất
dp dt
R
Đặc tính truyền và công dụng: Truyền được tín hiệu tương tự có tần số điện 250KHz
với cự ly từ (5 ÷ 6)Km, nếu xa hơn phải có mạch khuếch đại tăng tín hiệu. Dùng cáp nhiều
đôi sẽ có hiện tượng xuyên âm nếu thiếu vỏ bọc giáp cho mỗi đôi. Được dùng làm đường
dây điện thoại thuê bao, dây điện thoại nối đến tổng đài chuyển mạch nội bộ, dây liên lạc
giữa các cơ sở trong cùng một cơ quan, có thể truyền tín hiệu số với tốc độ tối đa 100Kb/s

với bộ lặp cách nhau từ (2 ÷ 3)Km.
H. II-4
2. Cáp đồng trục:
Là loại dây cáp có đường dây dẫn điện ở giữa và ngoài vỏ đồng trục nhau như nối từ
ngõ vào RF của đầu máy video với jack cắm anten của máy vô tuyến thu hình mà mọi
người đều thấy. Cáp gồm có dây dẫn điện, trong cùng bằng dây đồng bền có ống cách
điện hay khoanh cách điện đặt cách khoảng đều nhau. Lớp vỏ bọc bằng dây đồng bện
quấn đan nhau tạo thành dây dẫn thứ hai bọc quanh dây dẫn thứ nhất. Ngoài cùng còn có
lớp vỏ cách điện (H. II-5).
Đặc tính truyền và công dụng: Có nhiều loại có tổng trở, đặc tính khác nhau. Dùng
làm cáp truyền được tín hiệu tương tự có tần số 400MHz với cự ly vài Km. Muốn truyền
xa hơn cần có mạch khuếch đại tăng cường tín hiệu đặt cách nhau vài Km. Cáp truyền
được tín hiệu số với tốc độ cao nhất là 800Mb/s với bộ lặp tín hiệu cách nhau 1Km.
H. II-5
Công dụng của cáp: làm cáp phân phối tín hiệu truyền hình, cáp trung kế (giữa các
tổng đài chuyển mạch điện thoại), cáp điện thoại liên tỉnh (sau này được thay bằng sợi
quang).
3. Sợi quang:
Sợi quang có đường kính từ (2 ÷ 125)µm, có thể uốn cong được. Có thể chế tạo bằng
thủy tinh silic cực thuần. Sợi thủy tinh khó chế tạo, thường được thay bằng thủy tinh nhiều
thành phần có giá thành thấp hơn mà vẫn đạt yêu cầu. Sợi nhựa dẻo giá thành thấp hơn có
thể truyền ở cự ly ngắn. Sợi gồm có ruột là môi trường truyền ánh sáng có chiết suất cao
hơn lớp vỏ bằng thủy tinh hay nhựa dẻo, ngoài cùng có lớp vỏ bọc bảo vệ bằng sợi bọc
nhựa dẻo không bò ẩm ướt, mài mòn, va chạm và các nguy cơ hư hỏng khác. Nhiều sợi
được bó lại thành cáp.
Đặc tính truyền và công dụng: có ba cách truyền ánh sáng trong sợi thủy tinh theo
cấu tạo:
+ Nếu đường kính có sợi lớn, chiết suất phần ruột đồng đều cao hơn lớp vỏ bọc,
nếu góc tới của tia sáng khi đến đầu sợi, tia sáng sẽ vào sợi, nếu góc tới tại một tiếp giáp
giữa sợi với vỏ bọc lớn hơn góc tới hạn phụ thuộc vào chiết suất của sợi với vỏ bọc thì tia

Cáp đồng trục
vỏ cách điệndây
đồng
bện
ống cách điện
vỏ bọc giáp
sẽ được phản chiếu toàn phần nhiều lần khi truyền dọc theo sợi có nhiều tia truyền, do
vậy ở đầu nhận tin các tia không đồng pha nhau khiến tốc độ truyền bò hạn chế (H. II-6).
+ Nếu đường kính sợi thật nhỏ, chiết suất sợi đồng đều thì chỉ có một tia được
truyền qua sợi (H. II-7).
+ Nếu chiết suất trong sợi không đồng đều, có chiết suất cao nhất tại trục sợi, giảm
dần khi ra ngoài vỏ, tia sáng không được phản xạ toàn phần tại một tiếp giáp giữa ruột và
vỏ bọc mà phản xạ toàn phần ngay trong sợi (H. II-8).
Sau đây là hình vẽ cấu tạo sợi quang và cách truyền tia sáng trong mỗi loại sợi.
H. II-6
H. II-7
H. II-8
Sợi quang truyền tia sáng có tần số từ (10
14
÷ 10
17
)Hz hay (10
5
÷ 10
8
)GHz, từ tia nhìn
được đến tia hồng ngoại. Muốn truyền tin, tín hiệu phải được chuyển đổi thành tín hiệu số,
đổi ra tín hiệu ánh sáng rời rạc bằng nguồn phát tia sáng như diode phát quang (LED),
laser bán dẫn. Khi thu được, tín hiệu ánh sáng được diode quang điện đổi ra tín hiệu điện
rời rạc, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu nguyên thủy (tín hiệu gốc). Tốc độ truyền 2Gb/s.

Công dụng: đường dây trung kế cự ly xa và nội hạt, mạng liên lạc cục bộ.
III. Môi trường vô tuyến:
Khí quyển quả đất và không gian là môi trường truyền sóng điện từ. Khí quyển quả
đất có hai tầng ảnh hưởng đến sự truyền sóng là tầng đối lưu (cao hơn mặt đất vài chục
Km) tán xạ sóng trong dải từ (40Mhz ÷ 40GHz) đã từng được sử dụng trong kỹ thuật
truyền tin tropo (tầng đối lưu), ngày ngay không được sử dụng do sự phát triển của kỹ
thuật truyền viba qua vệ tinh đòa tónh. Tầng điện ly phản xạ trong dải từ (3 ÷ 30)MHz. Do
vậy, sóng dải này có thể phủ một vùng rất lớn trên quả đất. Trái lại, tầng này không phản
xạ sóng có tần số từ 30MHz trở lên, do vậy sóng truyền theo đường nhìn thấy, vùng phủ
sóng bò hạn chế và phụ thuộc vào chiều cao của vò trí đặt anten thu và phát. Muốn truyền
cự ly xa phải có trạm tiếp sóng, trạm lặp tín hiệu hay vệ tinh.
lớp bảo vệ
vỏ bọc
ruột
vỏ
cách truyền
nhiều tia
trong ruột
đường kính
lớn
cách truyền
một tia
trong ruột
đường kính
nhỏ
vỏ
ruột
cách truyền
nhiều tia
trong ruột chiết

suất
giảm từ
trong ra ngoài
Tần số sóng xác đònh kích thước anten, tần số sóng càng cao, anten càng gọn nhẹ, dễ
đặt trên thiết bò di chuyển, sóng phát ra càng có tính đònh hướng cao. Do vậy, muốn thiết
lập đường thông tin từ một điểm đến một điểm khác thì sử dụng sóng có tần số từ dải UHF
hay cao hơn. Tần số càng thấp, anten có kích thước càng lớn, sóng phát ra càng có tính
đònh hướng thấp, không thuận lợi để liên lạc từ điểm đến điểm mà chỉ thuận lợi để phủ
sóng vô tuyến truyền thanh hay truyền hình quáng bá cho nhiều người nghe và xem như
các đài vô tuyến truyền thanh, vô tuyến truyền hình.
Sau khi nói qua về đặc tính truyền của môi trường vô tuyến và đặc tính của sóng, ta
có thể nghiên cứu về các vùng phủ sóng và các đường truyền vô tuyến.
1. Sóng dài:
Ít bò suy giảm vào ban ngày lẫn ban đêm, được dùng phổ biến ở châu Âu để phủ
sóng chương trình truyền thanh. Không được sử dụng ở châu Á do nhiễu khí quyển (sấm
sét).
2. Sóng trung:
Sóng tần số từ (540 ÷ 1600)KHz gọi là dải vô tuyến truyền thanh điều biên (AM),
ban đêm có thể truyền ở cự ly xa nhưng ban ngày cự ly bò giới hạn rất nhiều. Do vậy, để
phủ sóng vô tuyến truyền thanh ở từng đòa phương, các đài đòa phương đều phủ sóng điều
biên ở dải sóng trung.
3. Sóng ngắn:
Như trên đã nói, sóng ngắn do có tầng điện ly nên vùng phủ sóng rất rộng. Được các
ủy hội tư vấn khuyến cáo dùng sóng này phát thanh chương trình vô tuyến truyền thanh
quốc tế. Cũng do qui ước quốc tế, các bước sóng được phát trong các dãi mét là 13m, 16m,
19m, 25m, 31m, 41m, 49m, 63m, 75m.
4. Sóng VHF, UHF:
Như phần trên đã nói, sóng VHF và UHF truyền theo đường nhìn được (LOS - Line
Of Sight), do vậy vùng phủ sóng phụ thuộc vào vò trí đặt anten thu và phát. Từ hình vẽ
đường nhìn thấy ở phần sóng VHF, UHF, SHF, EHF ta có hệ thức tính cự ly truyền dp + dt

theo chiều cao của anten phát và thu hp, ht.
R: bán kính quả đất.
Như vậy, nếu đưa vào hệ thức trên bán kính của quả đất, ta có:
Bán kính vùng phủ sóng đài phát bằng:
hp, ht : chiều cao anten phát và thu (m)
dp, dt : cự ly truyền (Km)
Do hiện tượng tán xạ ở tầng đối lưu, cự ly truyền có thể xa hơn.
5. Sóng UHF, SHF, EHF:
Như phần trên đã nói, tần số càng cao sóng phát ra từ anten càng có tính đònh hướng
cao, thuận lợi cho ký thuật truyền từ một điểm đến một điểm. Từ phần cao dải UHF đến
EHF, sóng được gọi chung là viba, được phát và thu bằng anten ngắn có gương phản xạ
hay phần tử phản xạ.
Sau đây là các kiểu truyền:
a. Truyền trực tiếp:
RhtRhpdtdpd 22 +≈+=
hthpdtdpd 22 +≈+=
hpdp 2≈
Từ trạm phát đến trạm thu theo đường nhìn thấy (H. II-9)
H. II-9
b. Truyền qua trạm tiếp sóng hay trạm lặp:
Trạm lặp có thể đặt trên núi cao (H. II-10)
H. II-10
Trên tàu bay bay vòng quanh một đòa điểm qui đònh hay trên vệ tinh đòa tónh ở độ
cao 35784Km.
Với các kiểu truyền vừa nói, ta có thể lập đường liên lạc từ một điểm đến một điểm
khác hay phủ sóng rộng hay hẹp tùy theo tần số sóng và anten theo yêu cầu.
Quả đất
hp ht
trạm phát trạm thu
đường nhìn thấy (LOS)

Quả đất
trạm thu
trạm phát
đường nhìn thấy
đường nhìn thấy
hp
ht
CHƯƠNG III
ĐIỀU BIẾN VÀ GIẢI ĐIỀU BIẾN
Điều biến một tín hiệu là biến đổi tín hiệu này ra một sóng mang có nội dung tin của
tín hiệu gốc, sóng có mang tin tức này được gọi là sóng đã điều biến hay sóng được điều
biến nhằm hai mục đích sau:
- Cho sóng đã điều biến thỏa mãn điều kiện truyền của môi trường truyền tin vì
môi trường này không truyền được tín hiệu gốc, sóng truyền tin được gọi là sóng mang.
- Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng một môi trường.
Tại trạm thu, tín hiệu nhận được có thể trải qua biến đổi ngược lại gọi là quá trình
giải điều biến, tái tạo lại tín hiệu gốc. Nếu nhiều kênh truyền tin được ghép lại thì tín hiệu
nhận được còn phải qua quá trình tách kênh và giải điều biến.
Có nhiều kỹ thuật điều biến tùy theo bản chất của tín hiệu gốc và môi trường truyền.
Trong kỹ thuật truyền thanh, tín hiệu gốc là tín hiệu âm tần, môi trường truyền là không
gian truyền được sóng điện từ. Vào những ngày đầu của kỹ thuật điều biến biên độ, sóng
cao tần đã được áp dụng. Vài mươi năm sau, kỹ thuật điều biến tần số được sử dụng trong
truyền tin quân đội nhờ đặc tính chống nhiễu tốt.
Sau đó, có nhiều kỹ thuật điều biến đã được đem ra sử dụng thỏa mãn yêu cầu ngày
một tăng.
Bài này chỉ giới thiệu kỹ thuật điều biến biên độ và điều biến tần số sóng cao tần.
Tuy nhiên, các kỹ thuật khác cũng được giới thiệu qua để sinh viên khái nệm tổng quát
hơn về kỹ thuật truyền thanh và truyền các dữ liệu nói chung.
I. Kỹ thuật điều biến:
1. Đònh nghóa:

Kỹ thuật điều biến là kỹ thuật thay đổi biên độ của một sóng có tần số cao, có khả
năng phát xạ sóng điện từ theo biên độ của một tín hiệu gốc mang nội dung tin tức cần
được truyền trong không gian. Tín hiệu gốc tuy có nội dung tin tức nhưng không phát xạ
sóng điện từ. Sóng cao tần có thể phát xạ sóng điện từ truyền trong không gian, do vậy
biên độ của sóng được cho biến thiên theo tín hiệu gốc để truyền được tín hiệu gốc trong
không gian. Sóng cao tần truyền được tín hiệu gốc được gọi là sóng mang. Tín hiệu gốc
làm biến thiên biên độ sóng mang gọi là tín hiệu điều biến. Sóng cao tần dùng làm sóng
mang tin tức nhưng chưa được biến thiên biên độ gọi là sóng chưa điều biến.
Để dễ tiếp cận với kỹ thật này, ta hãy xét trường hợp đơn giản nhất là tín hiệu điều
biến điều hòa tức là tín hiệu có biểu thức:
e
m
= E
m
cosω
m
t (m: điều biến)
e
m
: điện áp tức thời tín hiệu điều biến tức là điện áp tín hiệu gốc.
E
m
: biên độ cực đại tín hiệu điều biến.
ω
m
= 2πf
m
: tần số góc tín hiệu điều biến (rad/s).
f
m

: tần số tín hiệu điều biến (Hz).
Sóng cao tần có thể truyền được trong không gian được gọi là sóng mang tin hay
sóng mang.
e
c
= E
c
sinω
c
t.
e
c
: điện áp tức thời của sóng mang là sóng cao tần dùng để mang tin.
E
c
: biên độ cự đại sóng mang.
ω
c
= 2πf
c
: tần số góc sóng cao tần.
f
c
: tần số sóng.
Khi sóng đã được điều biến biên độ thì:
e = E
c
(1 + mcosω
m
)sinω

c
t.
với
c
m
E
E
m =
gọi làchỉ số điều biên hay hệ số điều biên.
Khi sử dụng kỹ thuật điều biên cần phải lưu ý là biên độ gốc E
m
phải nhỏ hơn biên
độ sóng mang E
c
. Như vậy m < 1.
Sau đây là hình minh họa dạng sóng được điều biến trong bốn trường hợp hệ số điều
biến bằng 0; 0.5; 1 và 1.5. Lưu ý đường bao của dạng sóng là dạng tín hiệu điều biến e
m
=
E
m
cosω
m
t với bốn biên độ khác nhau:
m = 0 m = 0.5 m = 1 m = 1.5
2. Phổ tần và bề rộng dải tần:
Ta có: e = E
c
(1 + mcosω
m

)sinω
c
t
e = E
c
sinω
c
t + E
c
mcosω
m
sinω
c
t
t
mE
mc
c
)sin(
2
ωω
+
: sóng biên trên, có tần số là (ω
c
+ ω
m
) hay (f
c
+ f
m

).
t
mE
mc
c
)sin(
2
ωω
−
: sóng biên dưới, có tần số là (ω
c
- ω
m
) hay (f
c
- f
m
).
E
c
sinω
c
t : sóng mang, có tần số là ω
c
(rad) hay f
m
(Hz)
Phổ sóng điều biên được vẽ như sau:
Hai sóng điều biên nằm ở cả hai dải của tần số cao, độ rộng của dải tần bằng hiệu
số của tần số cao nhất là (f

c
+ f
m
) với tần số thấp nhất là (f
c
- f
m
).
3. Sự phân bố công suất trong sóng đã điều biến:
tE
m
tE
m
tEe
mccmcccc
)sin(
2
)sin(
2
sin
ωωωωω
−+++=
ω
c
- ω
m
ω
c
+ ω
m

ω
c
BW = 2ω
m
(rad/s)
E
c
2
c
mE
f
c
- f
m
f
c
+ f
m
f
c
BW = 2f
m
(Hz)
E
c
E
c
E
c
E

c
E
c
1,5E
c
2E
c
E
m
E
m
>E
c
E
m
=E
c
2
c
mE
2
c
mE
2
c
mE
Hình vẽ phổ sóng đã điều biến bởi tín hiệu đơn tần e
m
= E
m

cosω
m
t cho thấy sự phân
bố điện áp trong sóng. Điều này cho thấy công suất được phân bố theo tỷ lệ với bình
phương của các giá trò điện áp là
2
c
mE
, E
c
và
2
c
mE
.
Công suất sóng mang bằng:
R
E
P
c
c
2
2
=
.
Công suất mỗi sóng biên bằng:
c
cc
lsb
P

m
R
E
m
R
Em
R
mE
P
42
.
482
2
2
2
2
22
2
===






=
.
Công suất của sóng đã điều biến bằng:









+=++=
2
1
44
222
m
PP
m
PP
m
P
cccct
.
Công suất được phân bố thành các phần là:
c
P
m
4
2
, P
c
và
c
P

m
4
2
; với
R
E
P
c
c
2
2
=
.
với: P
sf
: tần số biên dưới, P
sf
= f
c
- f
m
.
P
usf
: tần số biên trên, P
usf
= f
c
+ f
m

.
Ta thấy công suất phân bố cho các tần số biên lệ thuộc vào hệ số điều biến m.
4. Trường hợp tín hiệu điều biến là tín hiệu phức tạp:
Nếu tín hiệu điều biến là tín hiệu phức tạp gồm nhiều tần số khác nhau, giả sử có
nhiều thành phần thấp nhất là f
min
đến cao nhất là f
max
thì ta có sóng đã điều biến là:
e = E
c
(1 + m
1
cosω
min
t + m
2
cosω
2
t + + m
m
cosω
max
t)sinω
c
t.
Vậy:
( ) ( )
( ) ( )







−+++
+−+++
=
tmtm
tmtmt
E
e
cmcm
ccc
c
maxmax
min1min1
sinsin
sinsinsin
2
ωωωω
ωωωωω
.
Hệ số điều biến bằng:
Phổ sóng có dạng:
22
2
2
1

mt
mmmm +++=
f
c
- f
m
fc f
c
+ f
m
f
E
c
R
E
P
c
c
2
2
=
clsf
P
m
P
4
2
=
cusf
P

m
P
4
2
=
Công suất của sóng được phân bố như sau:
- Công suất toàn sóng biên trên:
c
t
USBt
P
m
P
4
2
=
.
- Công suất toàn sóng biên dưới:
c
t
LSBt
P
m
P
4
2
=
.
- Công suất sóng mang:
R

E
P
c
c
2
2
=
.
- Công suất toàn sóng:








+=
2
1
2
t
ct
m
PP
.
* Lưu ý rằng độ rộng dải tần của sóng bằng:
BW = (f
c
+ f

max
) - (f
c
- f
max
) = 2f
max
.
f
max
: tần số cao nhất trong dải tần tín hiệu điều biến.
5. Các kỹ thuật truyền sóng điều biên:
Trước khi nghiên cứu các kỹ thuật truyền khác nhau, ta xét lại biểu thức sóng mang
đã điều biến:
e = E
c
(1 + E
c
mcosω
m
)sinω
c
t.
Sóng mang E
c
sinω
c
t không mang nội dung tin, cả hai sóng điều biên mang cùng một
nội dung tin tức và phụ thuộc vào m và ω
m

.
a. Kỹ thuật điều biên với trọn sóng mang:
Gọi tắt là kỹ thuật DSBFC (Double Side Band Full Carrier), là kỹ thuật truyền tin cổ
điển dùng sóng điều biên, có nhược điểm là lãng phí công suất phát sóng và dải tần nhưng
lại có ưu điểm là kỹ thuật giản đơn, thiết bò phát và thu cũng giản đơn và đỡ tốn kém. Kỹ
thuật này được áp dụng trong kỹ thuật truyền thanh bằng sóng điều biên. Tiêu chuẩn phát
sóng lệ thuộc vào cơ quan quản lý phát sóng các nước. Sau đây là tiêu chuẩn phát thanh
sóng điều biên của cơ quan FCC (Federal Communication Commission), cơ quan liên
bang quản lý việc phân phối sử dụng và phát sóng tại Hoa Ky,ø được nhiều nước áp dụng,
do vậy được nêu ra làm thí dụ:
- Dải tần qui đònh: từ (540 ÷ 1600)KHz, mỗi cấp tăng tần số là 10KHz (dành cho
chương trình đài đòa phương).
- Độ rộng dải tần phát sóng 10KHz.
- Độ ổn đònh tần số sóng mang ±20Hz so với tần số qui đònh phát sóng.
f
c
- f
max
f
c
- f
min
f
c
f
c
+ f
min
f
c

+ f
max
f
BW = 2f
max
(Hz)
tE
m
tE
m
tEe
mccmcccc
)sin(
2
)sin(
2
sin
ωωωωω
−+++=
- Hệ số điều biên từ (0.85 ÷ 0.95).
- Dải tín hiệu âm tần từ (100 ÷ 5000)Hz, 1KHz là tần số chuẩn ở 0 deciBel.
- Hệ số méo biên độ thấp hơn 0.05 cho hệ số điều biên tới 0.85, thấp hơn 0.075 cho
hệ số điều biên từ (0.85 ÷ 0.95).
- Can nhiễu và tiếng ù: ít nhất là 45 deciBel khi hệ số điều biên m = 1 ở dải âm tần
từ (30 ÷ 20000)Hz.
- Công suất phát cực đại cho phép 50KW (để phát chương trình đài đòa phương trên
sóng trung bình từ (540 ÷ 1600)KHz.
Ngoài ra còn có qui đònh phát chương trình quốc tế bằng sóng ngắn với công suất
phát có thể đến 500KW.
b. Kỹ thuật truyền đơn biên:

Gọi tắt là kỹ thuật SSB (Single Side Band) được phân thành nhiều loại như sau:
- Kỹ thuật đơn biên triệt sóng mang, gọi tắt là kỹ thuật SSBSC (Single Side Band
Suppressed Carrier), kỹ thuật này vẫn truyền được tin tức vì nội dung đầy đủ của tin đã
được mang bởi mỗi dải sóng biên. Do vậy có ưu điểm là công suất truyền thấp, chỉ còn
bằng (m
t
2
.P
c
)/4 với m
t
< 1; P
c
: công suất sóng mang.
Ưu điểm thứ hai là dải tần sóng bằng một nửa so với kỹ thuật truyền sóng biên. Điều
này rất có ý nghóa nếu dùng kỹ thuật ghép kênh. Do dãi tần sóng phát chỉ còn một nửa thì
số kênh truyền được ghép sẽ gấp đôi. Nhược điểm là thiết bò phát và thu phức tạp vì khi
thu được sóng, sóng mang phải được tái tạo và chèn vào sóng biên thì quá trình giải điều
biến mới thực hiện được. Tuy nhiên, tốn kém trong thiết bò được bù lại bởi số kênh truyền
tăng gấp đôi.
- Kỹ thuật truyền đơn biên với sóng mang giảm biên độ, gọi tắt là kỹ thuật SSBRC
(Single Side Band Reduced Carrier), kỹ thuật này cũng có ưu điểm như kỹ thuật SSBSC ở
trên, nhờ có sóng mang hạn chế biên độ nên sóng mang có thể được tái tạo lại được dễ
dàng tại máy thu.
c. Kỹ thuật truyền hai dải biên độc lập:
Gọi tắt là kỹ thuật ISB (Independent Side Band), kỹ thuật này truyền cả hai dải
sóng biên, mỗi dải mang một nội dung tin độc lập nhau. Như vậy là với cùng một sóng có
thể được hai tin khác nhau.
d. Kỹ thuật truyền sóng biên triệt sóng mang:
Gọi tắt là kỹ thuật DSBSC (Double Side Band Suppressed Carrier), kỹ thuật truyền

hai dải sóng biên, sóng mang không truyền. Như vậy không phải mất công suất sóng
mang nhưng ở máy thu phải dùng mạch giải điều biến tích số tốn kém hơn mạch giải điều
biến đường bao. Ở máy thu, sóng biên có sóng mang thường gặp.
e. Kỹ thuật truyền một dải biên hẹp:
Gọi tắt là kỹ thuật VSB (Vestigal Side Band), kỹ thuật này được gặp trong truyền
hình, không được dùng trong kỹ thuật truyền thanh. Đây là kỹ thuật tổng hợp của kỹ thuật
truyền sóng biên với kỹ thuật truyền một dải biên.
II. Mạch điều biến biên độ:
Vò trí mạch điều biến trong máy phát cho biết mạch máy phát thuộc loại được điều
biên ở mức thấp hay cao. Ở máy điều biên mức thấp, mạch điều biến ở phía trước điện
cực ra của tầng khuếch đại công suất phát sóng tức là điện cực trước cực thu của transistor
khuếch đại công suất cao tần phát công suất như cực khiển hay cực phát. Nếu là đèn điện
tử thì phải trước anode tức là lưới khiển, lưới màn cathode. Nếu là transistor trường thì
phải trước cực thoát là cổng hay nguồn. Ưu điểm của kỹ thuật điều biến mức thấp là
không yêu cầu công suất tín hiệu điều biến cao để có tỷ số điều biến cao. Trong máy điều
biến mức cao, mạch điều biến ở ngay điện cực ra của tầng khuếch đại công suất cao tần
phát sóng tức là ở ngay cực thu của transistor công suất cao tần, anode đèn khuếch đại
công suất cao tần hay cực thoát transistor trường khuếch đại công suất cao tần. Nhược
điểm của kỹ thuật này là phải có công suất tín hiệu điều biến cao.
1. Mạch điều biến mức thấp:
a. Mạch điều biến cực phát transistor:
Có sơ đồ như sau:
H.III-5
n1=n2
Sóng mang
Tín hiệu điều biến
R a
+V
30V
Q1

C1
C2
C3
n1 n2
R1
2K
R2
10K
Rc
10K
Re
10K
Rtai
2K
e
c
= E
c
sinω
c
t
e
m
= E
m
cosω
m
t
Tín hiệu điều biến
e

m
= E
m
cosω
m
t
Sóng mang
e
c
= E
c
sinω
c
t
Điện áp tại cực
thu V
c
Sóng đã điều biến
tại ngõ ra
Mạch điều biến cực phát
E’
c
H.III-6
Nguyên lý làm việc:
Tín hiệu điều biến vào cực phát làm thay đổi điện trở mặt tiếp giáp giữa cực phát
với cực khiển r
e
vì
E
e

I
r
6,2
=
. Với I
E
: dòng vào cực phát bằng miliampe. Hệ số khuếch đại
sóng mang của transistor bằng
ie
V
h
RC
A
β
−=
, mà hie ≈ βr
e
, do vậy hệ số khuếch đại biến
thiên theo dòng tín hiệu điều biến vào cực phát: điện áp tín hiệu điều biến tăng, dòng i
e
giảm do điện áp phân cực transistor ổn đònh, r
e
tăng, A
v
giảm. Ngược lại, khi tín hiệu điều
biến giảm i
e
tăng, r
e
giảm, βr

e
giảm, A
v
tăng. Do đó, ta có điện áp ra tại cực thu và sóng đã
điều biến tại ngõ ra. Mạch này đạt yêu cầu đối với máy phát công suất nhỏ nhưng không
đạt ở máy công suất cao do transistor làm việc ở chế độ A, hiệu suất mạch kém (xem
dạng sóng H.III-6).
b. Mạch điều biến cực thu transistor:
Nếu mạch này là tầng khuếch đại công suất cuối cùng của máy phát thì đây là mạch
điều biến mức cao vì điện áp điều biến đặt vào cực thu là ngõ ra của mạch khuếch đại cao
tần phát sóng. Nếu là tầng khuếch đại đặt trước mạch khuếch đại công suất cuối cùng thì
đây là mạch điều biến mức thấp. Sơ đồ mạch như sau:
H.III-7
Nguyên lý làm việc:
Transistor Q
1
khuếch đại sóng mang e
c
ở chế độ C. Sóng mang e
c
được đưa vào cực
khiển, khi e
c
< 0.6V, Q
1
không dẫn, khi e
c
> 0.6V, Q
1
dẫn, mỗi chu kỳ sóng mang Q

1
chỉ
dẫn trong một góc nhỏ hơn 180
o
. Tín hiệu điều biến làm thay đổi điện áp nuôi transistor vì
được mắc nối tiếp với điện áp một chiều Vcc (xem hình dưới đây)
Ra
L: cuộn cảm cách ly
n1=n2
n1=n2
Sóng mang
Tín hiệu điều biến
+V
n1
n2
n1
n2
Q1
C2R1
e
m
= E
m
cosω
m
t
e
c
= E
c

sinω
c
t
e
m
Tín hiệu điều biến
e
m
= E
m
sinω
m
t
t
i
c
H.III-8
Như vậy, điện áp ra có tín hiệu điều biến sóng mang và thành phần một chiều Vcc
(H.III-8). Do Q
1
làm việc không tuyến tính nên còn các thành phần khác như f
c
± f
m
, 2f
c
,
2f
m
, RC

2
là mạch tự phân cực ghim điện áp âm vào cực khiển Q
1
làm việc ở chế độ C.
Mạch được cải thiện có thêm mạch cộng hưởng L
1
C
1
thay cho cuộn cảm L để loại các
thành phần không cần thiết như hình sau đây:
H.III-9
2. Mạch điều biến mức cao:
Mạch điều biến cực thu vừa nói trên được phân vào loại điều biến mức cao nếu cực
thu là ngõ ra của máy phát. Q
1
là transistor công suất khuếch đại cao tần cuối cùng. Để có
hiệu suất cao, transistor làm việc ở chế độ C tức là chỉ dẫn trong thời gian ngắn hơn một
nửa chu kỳ sóng. Với mạch điều biến cực thu, ta có tỉ số điều biến m cao hơn, tín hiệu gốc
ít biến dạng hơn, nhưng nếu là mạch mức cao tức là mạch phát sóng ra thì tín hiệu điều
biến cần có công suất tương ứng với sự phân bố công suất.
Để có thể điều biến sâu hơn với tín hiệu gốc ít méo hơn nữa ta có thể sử dụng mạch
điều biến đồng thời cực khiển và cực thu sau đây:
Tín hiệu
điều biến
Sóng mang
chưa điều biến
Tụ điện trung hòa
chống dao động
ra
Vcc

Q1
Cth
C1
C2
C1
C3
L1
n2
n1
n1 n2
R1
t
e
c
t
V
ce
t
0.6v Sóng mang
e
c
= E
c
sinω
c
t
Điện áp ra
2Vcc
Vcc
V

CEbh
= 0
e
m
= E
m
cosω
m
t
e
c
= E
c
cosω
c
t
Sóng đã điều biến
11
2
1
CL
f
c
π
=
Sóng đã điều biến tại cực
thu Q1
Sóng đã điều biến tại cực
thu Q1
Sóng chưa điều biến

Sóng đã điều biến e
A n t e n
Vcc
Q1
Q2
Q3
H.III-10
Tín hiệu điều biến đã được đưa vào cực thu của hai transistor khuếch đại công suất
cao tần phát sóng Q
2
và Q
3
và cực thu của transistor khuếch đại sóng cao tần Q
1
. Như vậy,
ở các cực khiển của Q
2
và Q
3
là các sóng đã điều biến một phần phát ra từ Q
1
. Các sóng
này lại được điều biến lần thứ nhì bởi cùng một tín hiệu tại các cực khiển và cực thu của
Q
1
và Q
3
. Mạch này ít làm méo tín hiệu điều biến và sóng được điều biến với tỉ lệ cao
hơn.
3. Vi mạch điều biến:

Vi mạch tạo hàm có thể dùng làm mạch điều biên phù hợp với các đặc tính máy
phát tần số rất ổn đònh, rất ít gây méo tín hiệu điều biến, rất gọn nhẹ, thiết kế giản đơn.
Nhược điểm của vi mạch là công suất ra thấp, phạm vi tần số hẹp.
Một trong các vi mạch tạo hàm đơn khối là vi mạch XR-2206 của Exar Corporation
có thể tạo các sóng sin - vuông - tam giác, tạo hàm dốc với độ chính xác và ổn đònh cao.
Ngõ ra sóng lại có thể điều khiển biến tần số hay biên độ. Tần số làm việc trong phạm vi
từ (0.01Hz ÷ 1MHz). Giáo trình chỉ giới thiệu cho độc giả ở phần mạch phát sóng và tín
hiệu.
4. Mạch điều biến dùng đèn điện tử:
Do quỹ thời gian có hạn, kiến thức cơ sở cần giới thiệu cho các sinh viên có nhiều
phần quan trọng hơn nên phần này chỉ được giới thiệu sơ lược.
Kể từ năm 1970, đã có các máy phát bán dẫn công suất vài kilowatt. Như vậy, đèn
điện tử chỉ được dùng cho công suất thật cao như đài phát thanh hay truyền hình công suất
cực cao. Độc giả nào cần nghiên cứu sâu hơn nên tham khảo tài liệu về đèn điện tử.
III. Mạch giải điều biến:
Phần này chỉ giới thiệu một mạch giải điều biến cơ bản nhất được gọi là mạch tách
sóng đường bao, mạch tách sóng đỉnh hay mạch tách sóng thứ nhì do mạch ở phía sau
mạch đổi tần số gọi là mạch tách sóng thứ nhất. Mạch cơ bản chỉ là một mạch khép kín
cuộn thứ cấp máy biến áp trung tần, diode chỉnh lưu nhỏ D và bộ đôi điện trở R
d
mắc song
song với tụ điện C
d
.
e
m
= E
m
cosω
m

t
e
c
= E
c
cosω
c
t
Rd
Cd
D
H.III-11
Máy biến áp trung tần nhận sóng đã điều biến e = E
c
(1 + E
c
mcosω
m
t)sinω
c
t có tần số
ω
c
= 2πf
c
, f
c
= 455KHz. Lý do tại sao tần số sóng f
c
= 455KHz sẽ được giải thích ở phần

đổi tần máy thu thanh điều biên. Diode D là diode gecmani nhỏ có chức năng chỉnh lưu
một nửa chu kỳ sóng. Điện trở R
d
gọi là điện trở tách sóng có chức năng nhập tín hiệu gốc
trong quá trình giải điều biến. C
d
gọi là tụ điện tách sóng có nhiệm vụ loại sóng mang có
tần số 455KHz vì sóng này đã làm xong chức năng mang tin. Diode D gọi là diode tách
sóng.
Sau đây là các dạng sóng đã điều biến trước khi đến mạch tách sóng và sau quá
trình giải điều biến hay quá trình tách sóng.
H.III-12
Điện áp sóng tại cuộn thứ cấp máy biến áp trung tần là sóng đã điều biến. Để đơn
giản hóa, ta hãy tạm coi tín hiệu gốc là tín hiệu đơn tần, biên độ cực đại bằng E
m
, tần số
ω
m
:
e
m
= E
c
(1 + mcosω
m
t)sinω
c
t. Hình (1)
E
c

E
m
= mE
c
m = 0,5
đường bao
(1)
E
c
E
m
đường bao
(2)
V
AB
khi chưa có tụ C
d
Ec: trò trung bình điện áp
chỉnh lưu nửa chu kì
E
c
đường bao
(3)
V
AB
khi
fm
cực đại
<<1/(2πR
d

C
d
)<<f
c
E
c
đường bao
(4)
V
AB
khi điện dung C
d
quá lớn
-E
c
đường bao
(5)
V
BA
ngược cực tính
(4)
E
c
: biên độ cực đại sóng mang có tần số ω
c
= 2πf
c
(rad/s) hay f
c
= 455KHz ở máy thu

AM.
Nếu không có tụ C
d
mắc song song với R
d
thì điện áp tại tụ điện tách sóng đã điều
biến được chỉnh lưu nửa chu kỳ. Nếu tính trò trung bình điệp áp có dạng hình (2) thì ta có
giá trò này chính bằng E
c
.
Nếu có tụ điện tách sóng C
d
thì ta có điện áp ra như ở hình (3), nếu thỏa điều kiện
f
mcực đại
<< 1/(2πR
d
C
d
) << f
c
. Hình (4) là trường hợp C
d
quá lớn, tín hiệu gốc sẽ mất thành
phần tần số cao nếu tần số tín hiệu gốc như tín hiệu âm tần nằm trong dãi âm tần qui đònh
nào đó.
Nếu C
d
cực lớn thì tín hiệu gốc sẽ mất hoàn toàn, ta chỉ còn thành phần một chiều
tức là trò trung bình bằng biên độ cực đại sóng mang chưa điều biến là E

c
. Điều này sẽ
được nói đến ở phần mạch tự động điều tiết độ lợi của mạch khuếch đại trung tần và cao
tần máy thu thanh điều biên.
Hình (5) là điện áp ra mạch tách sóng nếu nối đất điểm A của mạch coi điện áp
điểm A bằng 0. Như vậy, điện áp ra đảo cực tính so với trường hợp nối đất điểm B. Điện
áp trung bình ra điểm B bằng -E
c
thay vì +E
c
như ở hình (3).
Sau đây là các dạng mạch tách sóng điều biên thường gặp:
H.III-14
Để loại thành phần sóng mang có tần số f
c
triệt để hơn, hai tụ điện lọc C và C
d
thường được lắp thành hai mạng lọc các mạch cho điện áp ra có trò trung bình dương được
sử dụng kết hợp với mạch tự động điều tiết độ lợi trong máy thu dùng transistor PNP. Máy
dùng transistor NPN sử dụng mạch tách sóng có điện áp trung bình ra âm.
Tín hiệu gốc (âm tần)
B
A
455KHz
C
D
R
Rd
Cr
Cd

e
s
U
AB
e
S
: sóng đã điều biến
tần số 455KHz
(máy thu AM)
V
ABtrung bình
= +Ec
a)
-
+
B
A
C
D
R
Rd
Cr
Cd
U
AB
b)
U
AB
c)
+

-
A
B
C
D
Cr
Cd
R
Rd
IV. Kỹ thuật điều biến góc:
Sóng cao tần có ba đặc tính có thể thay đổi được là biên độ, tần số và góc pha. Phần
trước đã giới thiệu kỹ thuật điều biến biên độ gọi tắt là kỹ thuật điều biên. Phần này sẽ
giới thiệu kỹ thuật điều biến tần số và kỹ thuật điều biến góc pha gọi tắt là kỹ thuật điều
tần và kỹ thuật điều pha là hai dạng của kỹ thuật điều biến góc.
Kỹ thuật này được đề nghò từ năm 1931 do có ưu điểm ít bò can nhiễu công nghiệp
hơn kỹ thuật điều biên. EHARMSTRONG là người đã từng phát triển máy thu thanh đổi
tần và cũng đã triển khai hệ thống vô tuyến truyền thanh bằng sóng điều tần năm 1936,
đài phát thanh điều tần đầu tiên ở châu Mỹ và được phát sóng thường xuyên vào năm
1939. Ngày nay kỹ thuật điều biến góc được sử dụng rộng rãi mọi nơi trong ngành vô
tuyến truyền thanh và các hệ thống truyền viba qua các trạm tiếp sóng mặt đất hay vệ
tinh.
Tuy nhiên, kỹ thuật này cũng có một số nhược điểm nhất đònh là các mạch điện tử
phức tạp hơn và dãi thông rộng hơn ở cả máy phát lẫn máy thu.
1. Đònh nghóa:
Sóng đã điều biến có biểu thức như sau:
e
m
= E
c
cos[ω

c
t + θ(t)]
E
c
: biên độ cực đại của sóng.
[ω
c
t + θ(t)]: góc pha tức thời trong đó ω
c
= 2πf
c
là tần số góc tính bằng (rad/s) của
sóng mang.
f
c
: tần số sóng mang tính bằng Hz.
θ(t): góc lệch pha tức thời (rad).
ω
c
t: góc pha qui chiếu.
- Tần số tức thời của sóng: là tần số sóng tại một thời điểm, là đạo hàm bậc nhất
của góc pha tức thời
[ ]
)(
)(
'
t
dt
ttd
c

c
t
θω
θω
ω
+=
+
=
(rad/s).
hay
π
θ
2
)(
)(
'
t
ftf
cc
+=
(Hz).
- Tần số lệch tức thời: là tần số lệch tại một thời điểm, là đạo hàm bậc nhất của
góc lệch pha tức thời:
∆ω
t
= θ'(t) (rad/s) hoặc
π
θ
2
)(

)(
t
tf =∆
(Hz).
- Kỹ thuật điều biến tần số: là kỹ thuật điều biến góc làm tần số lệch tức thời ∆ω(t)
= θ'(t) biến thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến e
m
:
∆ω(t) = θ'(t) = K
f
.e
m
(t) (rad/s)
K
f
: hệ số tỷ lệ.
e
m
(t): tín hiệu điều biến.
- Kỹ thuật điều biến pha: là kỹ thuật điều biến góc làm góc lệch pha tức thời biến
thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến e
m
:
θ(t) = K
p
.e
m
(t) (rad)
K
p

: hệ số tỷ lệ.
e
m
(t): tín hiệu điều biến.
2. Quan hệ giữa kỹ thuật điều biến tần số với điều biến pha:
Từ đònh nghóa về kỹ thuật điều biến tần số và điều biến pha, ta có thể phân biệt
được sóng điều tần và sóng điều pha bằng cách xác đònh tần số hay góc pha sóng biến
thiên trực tiếp tỷ lệ với tín hiệu điều biến e
m
(t). Như vậy, sóng điều tần có tần số lệch tức
thời ∆
ω
(t) = θ'(t) được xử lý cho biến thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến tức là:
∆
ω
(t) = θ'(t) = K
f
.e
m
(t).
Sóng điều pha có góc lệch pha tức thời θ(t) được xử lý cho biến thiên tỷ lệ với tín
hiệu điều biến tức là:
θ(t) = K
p
.e
m
(t).
Khi điều biến tần số, góc lệch pha tức thời của sóng cũng biến thiên nhưng không tỷ
lệ với tín hiệu điều biến. Ngược lại khi điều biến góc pha, tần số tức thời của sóng cũng
biến thiên không tỷ lệ với tín hiệu điều biến.

Sự tương quan giữa hai kỹ thuật này cần phải được xác đònh để có cơ sở chuyển đổi
mạch điều tần thành mạch điều pha hay ngược lại.
Để xác đònh sự biến thiên góc lệch pha tức thời θ(t) của sóng điều tần theo tín hiệu
điều biến e
m
(t), ta có:
θ(t) = ∫θ'(t)dt , sóng điều tần ta có: θ'(t) = K
f
.e
m
(t). Vậy:
θ(t) = ∫ K
f
.e
m
(t)dt = K
f
∫e
m
(t)dt
Do vậy, ta có thể dùng mạch điều biến tần số tạo ra sóng điều biến pha bằng sơ đồ
khối sau:
Ta cũng có thể dùng mạch điều biến pha để tạo sóng điều tần theo sơ đồ:
Ta cũng có thể giải điều biến sóng điều pha (PM) bằng mạch giải điều tần và giải
điều biến sóng điều tần bằng mạch giải điều pha bằng hai sơ đồ sau:
Ta có thể tìm biểu thức tổng quát sóng điều biến góc trong trường hợp tín hiệu điều
biến dạng sin từ bảng tổng kết sau đây:
Loại sóng Tín hiệu điều biến Biểu thức sóng điều biến
Mạch
vi phân

Mạch điều biến
tần số FM
Sóng điều biến
pha (PM)
e
m
(t)
dt
tde
m
)(
Mạch
tích phân
Mạch điều biến
pha PM
Sóng điều tần
(FM)
e
m
(t)
∫
dtte
m
)(
Mạch
tích phân
Mạch giải
điều tần
Sóng điều pha
e

m
(t)
dt
tde
m
)(
Mạch
vi phân
Mạch giải
điều pha
Sóng điều tần
e
m
(t)
∫
dtte
m
)(