Báo cáo BTL Hệ Thống Viễn Thông

Thit K B 


Ging d Trang 1
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 3
Mở đầu 4
Nội dung 5
I. Cơ sở lý thuyết 5
1. Tín hiệu điều tần 6
a. Dạng sóng  6
b. Dạng phổ của điều tần 7
2. Chỉ số điều biên FM 8
II. Sơ đồ khối 9
1. Sơ đồ khối mạch phát 9
2. Sơ đồ khối mạch thu 9
III. Tính toán các thông số và nguyên lý hoạt động của mạch 10
1. Mạch phát 10
a. Mạch khuếch đại âm tần 10
b. Mạch tạo dao động và điều chế 15
c. Mạch khuếch đại công suất cao tần 20
2. Mạch thu 23
a. Mạch vào 23
b. Mạch khuếch đại cao tần 25
c. Mạch giải điều chế 29
d. Mạch tạo dao động 29
e. Mạch khuếch đại tiền công suất 30
f. Mạch khuếch đại công suất 31
IV. Sơ đồ khối mạch hoàn chỉnh 32
1. Sơ đồ nguyên lý mạch phát 32
2. Sơ đồ nguyên lý mạch thu 33

Thit K B 


Ging d Trang 2
3. Sơ đồ layout mạch phát 34
4. Sơ đồ layout mạch thu 35
KẾT LUẬN 36
DANH MỤC HƢỚNG NGHIÊN CỨU VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 37












Thit K B 


Ging d Trang 3

LI C
Lc gi li cn PGS.TS Vũ Văn Yêm  giáo
ng dn b môn Hệ Thống Viễn Thông ca Vin t Vin thông. Chúng
em cm  và tu ki chúng em có th làm quen vi vic làm
bài tp ln ca môn hc. T n các k n thit ca mt k  vic

la ch n trin khai công vin khi có kt qu trong công vic. Qua vic
làm bài tp ln này chúng em thêm yêu công vic cng trong

c thy giáo ch bnh ch tài “Thiết kế Bộ
Đàm”. Chúng em thy rc s là m tài hay giúp chúng em hi
v  tip cn vi vic làm mt sn phm thuc truyn sóng mà trong
n quan trng nht là phân tích và thiết kế Bộ Đàm cho h thng  giúp
chúng em có nhiu kinh nghim và k n thit ca mt k c trong
c vin thông. Nhóm chúng em thy rng qua vic tìm hiu nghiên cu qua sách
vc hc rt nhiu và t tin ch tài
này và quy n ht kh  ca chính mình.
Mc  gng ht s hoàn chnh phn phân tích và thit k
B  cn có th hoàn thin và không th tránh khi nhng sai sót Vì vy
chúng em rc s quan tâm, ch b ca thy cùng s làm vic tích
cc và có trách nhim ca mi thành viên trong nhóm, hi v tài “Thiết kế Bộ
Đàm” ca chúng em s c kt qu n!
Chúng em xin chân thành cy!





Thit K B 


Ging d Trang 4
M U

Trong nhc phát trin các thit b không dây là ng
c chú tri nhiu các thành tu khoa hc.

ng này không ch  c phát trin mà c n
t rõ nét. Nhng li ích ca các thit b không dây là rt l
: chi phí n li cho vic lt và cung cp dch v
Bên cnh nhng ng dung ca các thit b n thông
qung bá, mn thong, truyn nhn thông tin v tinh, thông tin vi
 c quan tâm trong truyn nhn tín hiu thoi trong
phm vi ngn mà s liên li thông tin m
m ca b t ln trong truyn tín hiu thoi trong c li ng
phí lt thp, chi phí s dng dch v tht nhiu so vi các loi khác,
tin li s dng vì các thit b rt nh gn có th 













Thit K B 


Ging d Trang 5
NI DUNG

Cơ sở lý thuyết I.

 Thông tin mà chúng ta truyt (âm thanh ) phn ln nm  khong tín
hiu thp, nu ch c khi phát bng sóng vô tuyn
, s gp phi nhiu v ng cách truyn, tn hao,
nhiu, gii h khc phc nhng vn
 i ta s dng nhiu k thu n s ca tín
hiu mang tin lên khong tn s cao ,phù hp vi hoàn cnh và thit b .
i ta g thuu chu ch là quá trình ghi tin tc
vào mng cao tn nh bii mt thông s : biên
, tn s rng cao tn theo tin tc.
 ng hp này, tin tc gi là tín hiu chng cao
tc gi là tng cao tn mang tin tc gi là dao
ng cao tu ch.
 u ch rng , bao gm c u ch cho
tín hi và cho tín hiu s t trong nh
n cho tín hi u tn  frequency
modulation (FM).
 u tn là quá trình ghi tín hiu tin tc  tn s thp vào mng 
tn s cao làm bii tn s theo tín hiu tin tu tn, tín hiu
u ti quanh tín hiu t
 ca sóng mang hay còn gu ch  -
amplitude modulation (AM) . Trong k thut truy , giá tr
ca tín hiu mang tin s ng trc tip lên tn s ca sóng mang .
 Mu ch là chn mt ph tn thích hp cho vic truyn thông
tin, vi các tn s i ta có th truyn nhiu tín
hiu có cùng ph tn trên các kênh truyn khác nhau ca cùng mng
truyn. Xét tín hiu ti tin U
t
(t) = U
mt
cos 

t
t
Nu 
t
ng vi ngun thông tin, ta có tín hiu ch tn
s (FM). Mt k thuu ch  u ch pha PM ((t) thay
i). Trong phm vi bài tp này, ta ch xét k thuu tn.
Thit K B 


Ging d Trang 6
1. Tín hiệu điều tần
Xét 2 tín hiu:
Tin tc U
s
(t) = U
ms
cos 
s
t
Ti tin U
t
(t) = U
mt
cos 
t
t
u ch tn s, tn s cng cao tn bin thiên t l vi tín hiu
u ch nh


dt
= 
t
+ K
dt
.U
ms
cos 
s
t

t
là tn s trung tâm ca tín hiu tn.
f
max
= K
dt
.U
ms
gng di tn ci
a. Dạng sóng 



dt
= 
t
+ K
dt
.U

ms
cos 
s
t
Có 
dt

dt
(t)/ dt

dt
 
dt
(t).dt
 (
t
+ K
dt
.U
ms
cos 
s
t).dt

t

max

s
t .dt

= 
t

max
/ 
s
). Sin 
s
t
Biu thc cu tn : U
dt
= U
mt
cos (
t

max
/ 
s
). Sin 
s
t)
= U
mt
cos (
t
.t + m
f
Sin 
s

t)











Hình 1.1 : Sơ đồ mô tả điều chế FM
Thit K B 


Ging d Trang 7
Vi mu ch tn s  
tn s  ca tín hiu âm t tín hiu âm tn
n s cao t âm tn gim thì tn s cao tn gim.
y sóng mang FM có tn s m theo tín hiu

Hình 1.2 : Tín hiệu trước và sau điều tần
b. Dạng phổ của điều tần

- U
dt
= U
mt
cos (
t
.t + m
f
Sin 
s
t) có th biu din dng chui mà h
s là các hàm Bessel loi 1 bc K.
- U
dt
= U
mt

cos (t.t + m
f
Sin 
s
t)
=U
mt
+ J
0
(m
f
) cos 
t
t + U
mt

2k
(m
f
)[sin(
t
+ 2k
s
)t + sin (
t
- 2k 
s
)t]
+ U
mt


2k+1
(m
f
)[cos(
t
+ (2k+1)
s
)t - cos (
t
- (2k+1) 
s
)t] +
Thit K B 


Ging d Trang 8
- Tín hiu tn có vô s thành phn tn s, trong diu tn di hp
f
max
<< 
s

f
<< 1. Nên các thành phn tn s cao bng 0,
còn 3 thành phn tn s 
t
,
t
+

s
,
t
- 
s











Hình 1.3 : Phổ tín hiệu điều tần

2. Chỉ số điều biên FM




mang :
()
m
mm
f x t
f
h

ff





m
f
 h<<1
          2f
m
     

2 f






Thit K B 


Ging d Trang 9
Sơ đồ khối II.
1. Sơ đồ khối mạch phát

Hình 2.1 : Sơ đồ khối mạch phát
2. Sơ đồ khối mạch thu










Hình 2.2 : Sơ đồ khối mạch thu
Mch vào
Mch khuch
i âm tn
Mu ch
tín hiu
Anten phát
Mch lc thông
di
Mch khuch
i công sut

Mch to dao
ng

Anten thu
Mch vào
Mch
khui
cao tn
Mch
khui
tin công
sut
Mch dao
ng
Loa
Mch
khui
công sut
Mch gii
u ch
Thit K B 


Ging d Trang 10
Tính toán các thông số và nguyên lý hoạt động của mạch III.
1. Mạch phát
a. Mạch khuếch đại âm tần


Hình 3.1 : Module mạch khuếch đại âm tần

n tr 

phân cc cho microphone
T 

là t liên lc
T bypass 


Transistor C1815 có hfe = 100, =0.7,
 Phân cc DC
Chon 

= 8.2 k , 

= 47 k ; 

= 10 k; 

la chn tùy
n áp cc

= 8.25 k ; 

= 2.1 V.


=









 1.09 (mA)
V
CEQ
= VCC  I
CQ
*(R
12
+R
13
) = 5V
=> R
13
= 5.22 k
Thit K B 


Ging d Trang 11
  

Hình 3.2 : Sơ đồ tương đương

hie =




= 2,3kΩ
 Ch  AC

Gi s tín hiu t  Vi = 20 mV, qua mch
khui s có biên  i :
 Do ch cn mch thu trong dãy tc ci t 20Hz
 20KHz. Phân tích  ng hp tng quát
  c tn s cn cn thêm t C vào BC, t
bypass 

có giá tr gii hn.






Thit K B 


Ging d Trang 12
T nguyên lý

Hình 3.3 : Sơ đồ nguyên lý
Transistor C1815 có 

= 2pF, hfe =100
hie =


= 2.3 k , 

= 8.25k, Ri = 2k

  n s thp

Hình 3.4: Sơ đồ tương đương tần số thấp

















Thit K B 


Ging d Trang 13


























→ 



  n s cao

Hình 3.5 : Sơ đồ tương đương tần số cao






















  




 





 






  








Thit K B 


Ging d Trang 14









 



 













// 

// 

 = 0.95 k












 






 







8.38 nF


=
37.2 pF


35.2 pF

  mch hoàn chnh

Hình 3.6: Sơ đồ hoàn chỉnh khối khuếch đại âm tần
Thit K B 


Ging d Trang 15
b. Mạch tạo dao động và điều chế

Hình 3.7: Mạch tạo dao động và điều chế










VCC = 12 V
Transistor 

: Các t 

 , 

 , 



n áp phân cc ca varicap là 5V nên t 


T 

 liên lc ni vi tn s n dung ln.

 Ch  DC




// 











 








 




 






 

 


 

(5.12mA ; 6.88V)
Thit K B 


Ging d Trang 16
  ng 










Hình 3.8: Sơ đồ tương đương

H s truyt mch hi tip:



















 



 li khuch n áp không hi tip:












Vi 











=(hib // 

). (





= 2244.15 (T công thc tr kháng khung cng
ng)




// 








// 

)
Mà : 












. 



// 


V mch có th c cn chn giá tr tr kháng t l
thu king.






// Z
0

Thit K B 


Ging d Trang 17
 Chn A
v
. B
f
= 1.5

R
eq
// Z
0
=216  Z
0
= 239.5 V
y phi có Z
0
 
Chn Z
0
= 240 Ω
Tn s hong F= 90 MHz, các t C
1
= 68pF , C
2
= 2nF, C
3
= 47 pF
n áp phân cc ca varicap là 5V nên C
v
= 8pF
+ Do nhánh 


// 

có tr kháng ln nht khi 



= 


Chn 

= 4.7 k


 Z
cv
// Z
amtan
= 220.8∟-87.3
0
(Ω)
(Z
cv
// Z
amtan
) + Z
c3
= 258.4∟-87.69
0
(Ω)
+ Nhìn vào phía 

: 





 tha mãn Z
0
= 240 Ω
Chn 


Các thông s yêu ci vi các tn s ghép ni vi mng:
 Tr kháng vào các tng khui công sut cao t
 Tr kháng ra tng khui âm tn Z
amtan
= 4.7kΩ
 Tính toán các phn t mng
 Phân tích mng dùng vericap

Thit K B 


Ging d Trang 18

Hình 3.9: Sơ đồ tương đương

Gi s C
v
= C
min
÷C
max

 C
a
, C
b
:
C
a
=









;
C
b
=








;

 

= 
















 















 Tính toán cun dây ng vi tn s mong mun
Các giá tr  C
1
= 68 pF, C
2
=2nF, C
3
=47pFn áp phân
cc ca vericap là 5V nên Cv=8pF, yêu cu thit k tn s 90MHz
C
a
=









= 65.76 pF

C
b
=









 = 6.84 pF

Thit K B 


Ging d Trang 19
C
total
=72.6pF























Ta có mch hoàn chnh



Hình 3.10 : Mạch hoàn chỉnh

Thit K B 


Ging d Trang 20
c. Mạch khuếch đại công suất cao tần

 mch nguyên lý:


Hình 3.11: Khuếch đại cao tần

 Tính toán phân cc
 Các thông s ca BJT :
+ 



+ 


+ 


+ 






+ 


+ 
+ 



 Phân cc DC



Thit K B 


Ging d Trang 21








 











=



Chn



 















 








Hình 3.12: Mạch cộng hưởng












 





Thit K B 


Ging d Trang 22










 

 



  


Hình 3.13 : Sơ đồ tương đương




  


g = 0.112 (s)





 








    

 





// 

// 





// 

= 1.02 kΩ
Thit K B 


Ging d Trang 23


















- 0.78

 hoàn chnh


Hình 3.14 : Sơ đồ hoàn chỉnh mạch khuếch đại cao tần

2. Mạch thu
a. Mạch vào
 Mch vào là mn ni lin anten vu vào ca tu tiên ca máy thu.
Nó có nhim v chuyn tín hiu cao tn nhc t n tu tiên
m nhim mt ph chn lc ca máy thu.
- Mch vào bao gm 2 thành phn:
+H thng cc kép) có th u chn tn s cn thu.
+Mch ghép vi ngun tín hiu ca mch vào (anten).
 Mch ghép vi ti ca mch vào (tn khui cao tu tiên).
  u chnh cng mng s dng các t n có
n dung C bii vì chúng d ch tn cm
bii. Do phm vi bii ca t n ln C
max
/C
min
, bn chc, nh (do C
ít biu kin bên ngoài).

Thit K B 


Ging d Trang 24
 Các mch ghép anten vi mch cng vào:


Hình 3.15: Mạch vào

Ta có:


=








và 

=







= 2

(1)
 f < 30 Mhz anten có 

 do anten c nh (l = consn s li
i (ng vi sóng dài, trung, và ngng có


= 20÷60 () ,

= 10÷30 (), 

= 50÷250 (pF).
Nên ta chn tr kháng anten: 

=50Ω.  

=

=50Ω.



















=> 

=







=






= 4.97 

(H)
Chọn: 


= 56(nH)
n tr c
R
td1
= 2f
RF
.Q
0
. L= 2 x 10 .10
6
x 100 x 56.10
-9
= 352 ().
Ta có :
f
0
=






=> 

=
















  


Ta có : 
















Chn: C
1
=12(nF)
Thit K B 


Ging d Trang 25
































  


Chn: C
2
=7.5(nF)
 ch  1 chiu R
lc
c ngung có giá tr 
 Chn : R
lọc
=1(kΩ)
Ta có : 





 







C
lc












  





Vy ta chn : C
lọc
=180(pF)

b. Mạch khuếch đại cao tần

Hình 3.16 :Khuếch đại cao tần
 Chn transistor Q
1
= 2SC1214 có các thông s k thut sau:
 V
max
= 20V.