Đồ án tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy thu âm AM

đồ án mạch tương tự
bảng thông đồ án môn học.
họ và tên:
lớp :
tên đồ án: thiết kế máy thu am.
lần ngày nội dung nhận xét
chữ ký
gvhd
1
2
3
4
5
……….
……….
……….
……….
………

nhận xét chung:



chú ý :điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy đủ và
có đầy đủ chũ ký của gvhd xác nhận.
vinh, ngày tháng 6 năm 2010

giáo viên hướng dẫn

1
đồ án mạch tương tự
nguyễn
mục lục:
mở đầu: 3
i. mục đích: 4
ii. yêu cầu: 4
iii. tổng quan về đề tài: 4
1, khái niệm chung về máy thu radio: 4
1.1. khái niệm: 4
1.2. điều chế tín hiệu radio: 4
1.3. phân loại máy thu radio: 5
2, lý thuyết máy thu radio: 7
2.1. máy cổng hưởng tần số: 8
2.2. máy biến áp: 9
2.3. mạch khuếch đại: 10
3.1. mạch tách sóng: 16
iv. giới thiệu sơ đồ từng khối của máy thu am: 18
1. nguồn cung cấp: 18
2. khối anten và mạch vào: 18
3. khối khuếch đại cao tần và mạch tách sóng: 18
4. khối khuếch đại tiền công suất: 20
5. khối khuếch đại công suât: 20
v. phân tích, thiết kế và tính toán: 21
1. sơ đồ nguyên lý: 21
2. khối anten và mạch vào: 21
3. khối khuếch đại cao tần và tách sóng: 23
4. khối khuếch đại tiền công suât: 24
5. khối khuếch đại công suât: 25
6. nguyên lý làm việc chung: 26

7. lắp ráp mạch, điều chỉnh để thu được sóng am 27
a, sơ đồ lắp rắp: 27
b, giá trị linh kiện: 28
vi. kết luận: 30
2
đồ án mạch tương tự
mở đầu
trước sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật thì các thiết bị
điện tử đóng vai trò rất quan trọng. nó giúp con người thực hiện các công việc
một cách nhanh chóng và chính xác, làm tăng năng suất lao động và rút ngắn
thời gian làm việc. các loại thiết bị hiện đại dần dần thay thế con người làm các
công việc nặng nhọc và các công việc mang tính chất nguy hiểm.
bên cạnh các thiết bị phục vụ cho lợi ích con người thì nhu cầu về giải trí
của con người khồng ngừng thay đổi. con người không ngừng thu thập và trao
đổi và nắm bắt các nguồn thông tin. từ đó nảy sinh ra các thiết bị điện tử như:
radio, máy nghe nhạc, tivi từ các thiết bị điện tử cồng kềnh của thời xưa thì
nay các thiết bị gần như tinh vi, siêu nhỏ nhưng tính năng và hiệu quả làm việc
của chúng thì rất cao và bền.
trong lĩnh vực phát thanh, truyền hình ở nước ta, ngày nay đã có nhiều
tiến bộ đáng kể do có nhiều nhà khoa học, nhiều chuyên gia, nhiều kỹ sư giỏi về
khoa học kỹ thuật cùng tham gia nghiên cứu và triển khai ứng dụng. kết quả có
rất nhiều thiết bị mới được đưa vào thay thế các thiết bị, máy móc cũ mang lại
hiệu quả kinh tế cao. tuy vậy, về phát thanh truyền hình cần có nhiều lĩnh vực
cần tiếp tục nghiên cứu, học hỏi và phát triễn thêm đối với người làm kỹ thuật
phát thanh truyền hình nói riêng và các kỹ sư điện tử nói chung.
dựa trên những kiến thức đã học về môn kỹ thuật mạch điện tử, chúng em
nghiên cứu nguyên lý thu sóng radio am thông qua đề tài: “ tìm hiểu nguyên lý
hoạt động của máy thu am ”.
tuy có nhiều cố gắng thực hiện thành công đồ án nhưng không thể tránh
khỏi những hạn chế thiếu sót, nếu có điều kiện nhóm thực hiện sẽ nghiên cứu

sâu hơn và hoàn thiện hơn. mong nhận được sự góp ý chỉ bảo thêm của thầy cô
và các bạn để đề tài có thể hoàn thiện tốt hơn.
em xin chân thành cảm ơn cô giáo nguyễn thị hằng đã chỉ bảo tận tình
trong quá trình thực hiện đề tài này.
3
đồ án mạch tương tự
i. mục đích:
- giúp sinh viên nắm được kỹ thuật làm mạch.
- biết được nguyên lý của máy thu thanh.
- biết lắp ráp và điều chỉnh.
ii. yêu cầu:
- hiểu được các mạch điện cơ bản: mạch cộng hưởng lc, mạch khuếch đại tín
hiệu nhỏ, mạch khuếch đại công suất, khuếch đại thuật toán, mạch tách sóng.
- mạch thiết kế phải thu được sóng am.
iii. tổng quan về đề tài:
1 khái niệm chung về máy thu radio:
1.1 khái niệm:
máy thu radio hay còn gọi là máy thu thanh là một thiết bị hoàn chỉnh
dùng để thu nhận sóng radio mang thông tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin và
khuếch đại đến giá trị ban đầu và đưa ra loa.
1.2 điều chế tín hiệu radio:
trong kỹ thuật radio có hai cách điều chế tín hiệu cơ bản:
1.2.1 điều chế biên độ – am (amplitude modulation):
phương pháp điều chế biên độ (điều biên) am sử dụng một sóng có tần số
cao (rất lớn hơn tần số tín hiệu – gọi là sóng mang) phối hợp với tín hiệu để tạo
ra một dạng sóng có tần số là tần số sóng mang, nhưng biên độ thay đổi theo
dạng sóng tín hiệu. sóng am được phát ra ngoài không gian.
sóng am trong radio được chia thành các dải tần:
- sóng trung – mw (medium wave) có tần số từ 530 khz – 1600 khz.
- sóng ngắn 1 – sw1 (short wave) có tần số từ 2.3 mhz – 7mhz.

- sóng ngắn 2 – sw2 (short wave) có tần số từ 7mhz – 22 mhz.
4
m chạ
v oà
kđ
rf
kđ
if
kđ
âm
t nầ
tr n ộ
t nầ
dao
ngđộ
n iộ
tách
sóng
đồ án mạch tương tự
khi nói đến dải tần của một băng sóng, tức là nói đến tần số sóng mang
của dải tần đó.
1.2.2 điều chế tần số – fm (frequency modulation):
khác với điều biên, điều chế tần số (điều tần) fm là làm thay đổi tần số
sóng mang theo biên độ tín hiệu. tần số sóng mang fm rất lớn hơn tần số sóng
mang trong am. dải tần fm từ 88 mhz – 108 mhz. .
trong hai cách điều chế, thì phương pháp điều chế fm cho tín hiệu đến nơi
thu trung thành hơn, ít sai lệch hơn là điều chế am, bởi vì đường truyền ảnh
hưởng rất ít đến tần số sóng truyền, nhưng lại tác động rất lớn lên biên độ của
nó. tuy nhiên, sóng fm vì tần số rất lớn hơn tần số am nên không truyền được xa
như sóng am.

1.3 phân loại máy thu radio và sơ đồ khối của máy thu:
căn cứ vào cấu trúc sơ đồ mà người ta chia máy thu thanh thành hai loại:
- máy thu thanh đổi tần.
- máy thu thanh khuếch đại thẳng.
1.3.1 máy thu thanh đổi tần:
tín hiệu cao tần đã điều chế từ anten được khuếch đại lên và biến đổi về
một tần số trung gian không đổi gọi là tần số trung tần if. trung tần này được
chọn thấp hơn cao tần. tín hiệu trung tần này 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.
sơ đồ khối của một máy thu đổi tần có dạng như sau:
5
đồ án mạch tương tự
hình 1: sơ đồ máy thu đổi tần.
- bộ đổi tần: gồm mạch dao động nội và mạch trộn tần. khi trộn hai tần số
của tín hiệu dao động nội f
n
và tín hiệu cần thu f
0
ta được tần số trung gian hay
còn gọi là trung tần if giữa tần số dao động nội và tần số cần thu.
f
tt
= f
n
– f
0
= const.
khi tần số tín hiệu từ đài phát thay đổi từ f
0min

đến f
0max
thì tần số dao
động nội cũng phải thay đổi từ f
nmin
đến f
nmax
.
đối với máy thu điều biên (am): f
n
= 455 khz hoặc 465 khz.
đối với máy thu điều tần (fm): f
n
= 10.7 mhz.
- 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.
- tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang
cao tần sau đó đưa qua mạch khuếch đại âm tần trước khi đưa qua loa.
máy thu thanh đổi tần tuy có nhiều ưu điểm hơn máy thu thanh khuếch đại
thẳng, nó truyền tín hiệu tốt hơn nhưng rất khó để làm mạch thật nên trong đề
tài này chúng em làm máy thu thanh khuếch đại thẳng:
1.3.2 máy thu thanh khuếch đại thẳng:
tín hiệu cao tần thu từ anten được khuếch đại thẳng và đưa đến mạch tách
sóng, mạch khuếch đại âm tần mà không qua mạch đổi tần.
- ưu điểm: máy thu am có thể truyền sóng đi xa tới hàng nghìn km.
- nhược điểm: của sóng am là dễ bị can nhiễu, dải tần âm thanh bị cắt xén do
đặc điểm của mạch tách sóng điều biên, do đó chất lượng âm thanh bị hạn chế.
sơ đồ khối của máy thu khuếch đại thẳng như sau:

6

đồ án mạch tương tự
hình 2: sơ đồ khối của máy thu thanh khuếch đại thẳng.
- mạch vào: là mạch mắc giữa anten và tầng 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.

tần số:
f
ht
ff
.01
==
.
những yêu cầu cơ bản đối với mạch vào:
+ hệ số truyền đạt: là tỉ số giữa điện áp ra của mạch vào điều chỉnh cộng
hưởng ở một tần số nào đó và sức điện động cảm ứng trên anten (e
a
).

A
o
MV
E
V
A =
.
a
mv
càng lớn thì hệ số khuếch đại chung của toàn máy càng lớn.

A
E
: suất điện động cảm ứng trên anten.
+ dải tần làm việc:
gọi dải tần số làm việc của máy thu là: f
omin
- f
omax
. tần đoạn làm việc được định
nghĩa như sau:
min
max
o
o
doan
f
f
A =
.
+ đảm bảo biên độ chọn lọc: chọn lọc tần số lân cận, tần số ảnh
a
f
=
0
f
+
tt
f2
,
và chọn lọc tần số lọc thẳng.

+ đảm bảo độ méo tần số cho phép trong dải tần số làm việc từ
max0
min
0
ff
→
.
- mạch khuếch đại cao tần: nhằm mục đích khuếch đại bước đầu cho tín hiệu
cao tần thu được từ anten.
- tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang cao tần
sau đó đưa qua mạch khuếch đại trước khi đưa qua loa. mạch tách sóng bao
gồm diode d1 tách lấy bán kỳ dương của tín hiệu, sau đó được mạch lọc rc lọc
bỏ các thành phần cao tần, ở đầu ra thu được tín hiệu âm tần là đường bao của
tín hiệu cao tần.
- mạch khuếch đại tiền công suất: có tác dụng nâng cao tín hiệu cao tần đủ lớn
để kích thích tầng công suất.
7
đồ án mạch tương tự
- mạch khuếch đại công suất: dùng để cung cấp công suất đủ lớn để đưa ra loa.
2. lý thuyết máy thu radio am:
trong phạm vi đề tài này người thực hiện chỉ thiết kế máy thu radio am
hoạt động theo nguyên lý máy thu thanh biến đổi thẳng, thu được sóng trung
mw (medium wave) có tần số từ 530 khz – 1600 khz.
2.1 mạch cộng hưởng tần số:
dùng mạch dao động lc mắc song song để tạo sự cổng hưởng với tần số
cần thu. ta thường sử dụng sơ đồ sau đây:

hình 3: mạch lc dùng làm mạch cộng hưởng tần số.
trở kháng tương đương của mạch:
t

Z

=
CL
CL
ZZ
ZZ
+
=
1LC
L
2
+ω
ω

≈

LC
L
2
ω
ω
=
C
1
ω
.

ω
v

LC
trạng thái
0 v l đóng mạch

o
ω
0
z
=
L
z
C
vô hạn v c đóng mạch
khi z
l
= z
c
, mạch điện cổng hưởng tai tần số
ω
=
0
ω
và được tính bằng:
ω
l =
C
1
ω
hay
0

ω
=
LC
1
.
8
đồ án mạch tương tự
tần số cộng hưởng: f
0
=
LC2
1
∏
.
2.2 . máy biến áp:
2.2.1 định nghĩa và ký hiệu:
biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo gồm một cuộn
sơ cấp (đưa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử
dụng) cùng quấn trên một lỏi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit. để tránh dòng
điện fuco chạy trong mạch và làm nóng mạch các lá thép làm lõi được dát mỏng
và ghép cách điện với nhau.
trong mạch điện biến áp được ký hiệu như sau:
hình 4: kí hiệu của biến áp.
trong đó:
n
1
: số vòng dây cuộn sơ cấp. u
1
: điện áp vào cuộn sơ cấp.
n

2
: số vòng dây cuộn thứ cấp. u
2
: điện áp ra cuộn thứ cấp.
2.2.2 nguyên lý làm việc:
khi đặt vào cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều hình sin u
1
, trong lõi thép
xuất hiện một từ trường biến thiên theo quy luật điện áp vào. từ trường biến
thiên làm xuất hiện từ thông biến thiên, từ thông biến thiên này cảm ứng sang
cuộn thứ cấp làm xuất hiện một điện áp xoay chiều hình sin. điện áp, số vòng
dây cuộn sơ cấp và điện áp, số vòng dây cuộn thứ cấp liên hệ theo công thức
sau:
2
1
U
U
=
2
1
N
N
=
1
2
I
I
.
9
hình 6: gi n ả đồ

th i gian tín hi u ờ ệ
v o v raà à
đồ án mạch tương tự
2.2.3 công suất:
công suất của máy biến áp phụ thuộc vào tiết diện của lõi từ, và phụ
thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều.
công suất vào ra của máy biến áp được tính theo công thức sau:
p
1
= u
1
i
1
; p
2
=u
2
i
2
khi hiệu suất của máy biến áp cao thì: p
1

≈
p
2
suy ra u
1
i
1

≈
u
2
i
2
.
2.3 mạch khuếch đại:
2.3.1 tính khuếch đại của bjt:
xem mạch điện hình 5:
giả sử đưa một tín hiệu xoay chiều có
dạng sin, biên độ nhỏ vào chân b của bjt như
hình vẽ. điện thế ở chân b ngoài thành phần
phân cực v
b
còn có thành phần xoay chiều của
tín hiệu v
i
(t) chồng lên: v
b
(t) = v
b
+ v
i
(t).
các tụ c
1
, c
2
ở ngõ vào và ngõ ra được chọn
như thế nào để có thể xem như nối tần. dung

kháng rất nhỏ ở tần số tín hiệu. như vậy tác dụng của các tụ liên lạc c
1
, c
2
là cho
thành phần xoay chiều của tín hiệu đi qua và ngăn thành phần phân cực một
chiều.
- khi v
b
(t) < v
b
, tức bán kỳ dương của tín
hiệu v
be
tăng tức dòng i
b
tăng và do đó i
c
=
β
i
b
nên
dòng cực thu i
c
cũng tăng. do đó điện thế tại cực
thu v
c
(t) = v
cc

– r
c
i
c
(t) giảm hơn trị số tĩnh v
c
.
- khi v
b
nhỏ hơn v
b
, tức bán kỳ âm của tín
hiệu, dòng i
b
giảm đưa đến dòng i
c
cũng giảm và
dòng v
c
(t) tăng.
như vậy ở mạch trên ta thấy v
c
(t) biến thiên
ngược chiều với v
b
(t) tức v
0
(t) ngược pha với v
i
(t)

10
hình 5:
đồ án mạch tương tự
2.3.2 mạch khuếch đại công suất:
mạch khuếch đại công suất có nhiêm vụ đưa ra công suất đủ lớn để kích
thích cho tải. công suất ra của nó cỡ vài phần mười w đến lớn hơn 100w. công
suất này được đưa đến tằng sau dưới dạng điện áp hoặc dòng điện có biên độ
lớn.
2.3.3 chế độ công tác và định điểm làm việc cho tần khuếch đại công suất:
các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân
cực cho transistor, tùy theo vào mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại được
phân cực khuếch đại ở chế độ a, b, ab hoặc chế độ c. đồ thị trên hình 7 minh
họa các chế độ khác nhau của tầng khuếch đại và dạng dòng điện ra trên colecto
ứng với các chế độ khuếch đại. với các chế độ khác nhau, góc cắt
θ
cũng khác
nhau
11
đồ án mạch tương tự
hình 7: các chế độ khác nhau của tầng khuếch đại.
chế độ a: tín hiệu được khuếch đại gần như tuyến tính, góc
θ
= t/2 =
180
0
. khi tín hiệu vào hình sin thì ở chế độ a dòng tĩnh colecto luôn luôn lớn
hơn biên độ dòng ra. vì vậy hiệu suất của bộ khuếch đại chế độ a rất thấp
(<50%). do đó chế độ a chỉ dùng trong trường hợp công suất nhỏ (p
r
< 1w).

i
c
p
cmax
hypebol
công
su tấ
b
ab
a
0
u
ce max
khu v c t tự ắ
khu v c ự
b o hoả à
i
c
u
ce
i
c
i
co
a
t
2
t
1
t

i
c
i
co
ab
t
2
t
1
t
b
t
2
t
1
t
i
c
i
c
c
t
2
t
1
t
12
đồ án mạch tương tự
chế độ ab: có góc cắt 90
0

<
θ
< 180
0
. ở chế độ này có thể đạt hiệu suất
cao hơn chế độ a (< 70%), vì dòng tĩnh i
c0
lúc này nhỏ hơn dòng tĩnh ở chế độ a.
điểm làm việc nằm trên đặc tuyến tải gần khu vực tắt của transistor.
chế độ b: có góc cắt
θ
= 90
0
. điểm làm việc tĩnh được xác định tại u
be
=
0. chỉ một nữa chu kỳ âm (hoặc dương) của điện áp vào được transistor khuếch
đại.
chế độ c: có góc cắt
θ
< 90
0
. hiệu suất chế độ c khá cao (lớn hơn 78%),
nhưng méo rất lớn. nó thường được dùng trong các bộ khuếch đại tần số cao và
dùng với tải cộng hưởng để có thể lọc ra được hài bậc nhất như mong muốn.
chế độ c còn được dùng trong mạch logic và mạch khoá.
điểm làm việc tĩnh được xác định trong khu vực cho phép trên đặc tuyến
transistor (hình 7). khu vực đó được giới hạn bởi: hyperbol công suất, đường
thẳng ứng với dòng colecto cực đại, đường thẳng ứng với điện thế colecto –
emito cực đại, đường cong phân cách với khu vực bảo hoà và đường thẳng phân

cách với khu vực tắt của transistor. ở chế độ động (khi có tín hiệu vào), điểm
làm việc có thể vượt ra ngoài hyperbol công suất (nếu vẫn đảm bảo được điều
kiện công suất tổn hao nhỏ hơn công suất tổn hao cho phép), nhưng không được
vượt quá các giới hạn khác.
2.3.4. mạch khuếch đại đẩy kéo:
- những vấn đề chung về tầng khuếch đại đẩy kéo:
để tăng công suất, hiệu suất và giảm méo phi tuyến, người ta dùng tầng
khuếch đại đẩy kéo.
tầng khuếch đại đẩy kéo là tầng gồm có hai phần tử tích cực mắc chung
tải.
để biểu diễn và phân loại các sơ đồ đẩy kéo, có thể dùng sơ đồ cầu như
hình 8:
13
đồ án mạch tương tự
hình 8: phân loại các tầng khuếch đại đẩy kéo.
a) sơ đồ đẩy kéo song song. b) sơ đồ đẩy kéo nối tiếp.
trong sơ đồ đẩy kéo song song, các phần tử tích cực được mắc trong các
nhánh bên trái của cầu. trong các nhánh phải của cầu là điện trở tải, có điểm
giữa nối với nguồn cung cấp, tải nằm trong nhánh chéo của cầu. ngược lại,
trong sơ đồ đẩy kéo nối tiếp nguồn cung cấp có điểm giữa nối với tải, tải nằm
nằm trong nhánh chéo của cầu. tóm lại sơ đồ đẩy kéo song song có các phần tử
tích cực đấu song song về mặt một chiều và sơ đồ đẩy kéo nối tiếp có các phần
tử tích cực đấu nối tiếp về mặt một chiều.
các tầng đẩy kéo có thể làm việc ở chế độ a, ab hoặc b, nhưng thông
thường người ta hay dùng chế độ ab hoặc b. mỗi transistor chỉ khuếch đại một
nửa dương hoặc một nửa âm tín hiệu vào. hai nửa tín hiệu này sẽ được tổng hợp
lại thành tín hiệu hoàn chỉnh trên điện trở tải.
- sơ đồ đẩy kéo song song:
tất cả các sơ đồ đẩy kéo song song đều phải dùng biến áp ra để phối ghép
giữa hai nữa điện trở tải r

t
. mạch điện nguyên lý biểu diễn trên hình 9. để có
điện áp đặt vào hai transistor ngược pha, dùng biến áp ba
1
.
nếu điện áp đặt vào có dạng sin thì hai transistor thay nhau khuếch đại
hai nữa hình sin, vì điện thế đầu cuộn thứ cấp ba
1
ngược pha. các điện trở r
1,
r
2
được chọn sao cho dòng tĩnh qua chúng nhỏ (chế độ ab). khi cho r
2
= 0 thì u
b
=
0, do đó bộ khuếch đại làm việc ở chế độ b. ở chế độ ab dòng tĩnh colecto nằm
trong khoảng (10
÷
100)
µ
a.
ph n tầ ử
kđ
ph n tầ ử
kđ
u
cc
t

t
ph n tầ ử
kđ
ph n tầ ử
kđ
r
t
u
cc
a) b)
14
đồ án mạch tương tự
hai nửa hình sin của điện áp được phối hợp lại trên biến áp ba
2
. điện trở
của mỗi transistor được xác định như sau: r
’
t
= n
2
r
t
, trong đó n là hệ số của máy
biến áp: n = n
1
/n
2
, n
1
, n

2
theo thứ tự là số vòng dây của một nữa cuộn sơ cấp và
số vòng của cuộn thứ cấp. vậy ta có quan hệ:
i
c
= u
ce
/r
’
t
và u
ce
= nu
r
.
công suất ra của mạch:
t
2
2
CE
t
2
r
r
Rn2
U
R2
U
P ==
.

hình 9: tầng công suất đẩy kéo song song.
ng t i xoay chi uđườ ả ề
u
cc
u
ce
i
c
u
cer
u
ce
t
0
u
ce
p
0
, p
r
, p
c
u
r
/ u
r max
10,5 0,64
p
r
p

c max
p
0 max
0,78p
0max
r
t
u
r
n
2
i
rx
u
v
n
a
i
c1
n
1
ba
2
ba
1
i
c2
t
2
t

1
n
b
r
1
r
2
b)
a)
c)
15
đồ án mạch tương tự
biên độ điện áp ra cực đại giữa colecto và emito của một transistor (hình
9b): u
cemax
= u
cc
- u
cer
.
do đó nhận được công suât cực đại:
t
2
2
CERCC
maxr
Rn2
)UU(
P
−

=
.
nếu giả thiết bộ khuếch đại làm việc ở chế độ b, ta tính được dòng colecto
trung bình:
∏
==
∫
C
2/T
0
CC
I
dt)t(i
T
1
i
.
do đó công suất cung cấp một chiều:
t
2
CCCE
CCC0
Rn
UU
2
UI
2
P
∏
=

∏
=
.
vậy công suất cung cấp một chiều phụ thuộc vào mức điện áp ra u
ce
(xem
hình 9c). công suất tiêu hao trên colecto là hiệu công suất cung cấp p
0
với công
suất ra tải p
r
. thay p
0
và p
r
vào ta có:
t
2
2
CE
t
2
CCCE
r0C
Rn2
U
Rn
UU
2
PPP −

∏
=−=
.
p
c
thay đổi theo u
ce
và đạt cực đại khi:
CCCE
U
2
U
∏
=
.
ở chế độ b, công suất tổn hao cực đại là:
maxr
2
maxC
P
4
P
∏
=
.
hiệu suất cực đại của mạch:
%5,78%100
4
%100
P

P
max0
maxr
max
≈
∏
≈=η
- sơ đồ đẩy kéo nối tiếp dùng transistor cùng loại:
để tạo tín hiệu ngược pha đưa vào bazo hai transistor t
1
và t
2
, dùng tầng
khuếch đại đảo pha t
3
. ở đây thay cho nguồn cung cấp có điểm giữa nối đất,
người ta dùng nguồn đối xứng
CC
U±
. trong sơ đồ, t
1
được mắc theo kiểu mạch
colecto chung và t
2
theo kiểu mạch emito chung. t
3
ngoài nhiệm vụ khuếch đại
đảo pha, còn làm nhiệu vụ định điểm làm việc cho t
1
và t

2
nhờ điện áp tĩnh trên
colecto và emito của nó. trong các mạch rời rạc thường dùng ghép điện dung
giữa tầng khuếch đại đảo pha và tầng ra, bằng cách đó có thể định điểm làm
việc riêng cho t
1
và t
2
, các điện trở r
c
và r
e
lúc này chỉ chọn theo yêu cầu đối với
biên độ điện áp kích cho tầng ra.
16
đồ án mạch tương tự
trên hình 10: là hai sơ đồ nối tiếp dùng transistor cùng loại:
hình 10: tầng ra mắc theo sơ đồ đẩy kéo nối tiếp.
trong kỹ thuật tích hợp không thực hiện được điều đó, vì vậy sơ đồ
trên hình 9a thường gặp khó khăn trong việc chọn r
e
để thoả mãn yêu cầu về độ
méo và công suất ra. để khắc phục phần nào khó khăn đó, người ta thay điện trở
r
e
bởi một diode như trên hình 9b. diode làm nhiệm vụ hạn chế điện áp bazo –
emito của t
2
, nhờ đó khắc phục được hiện tượng quá tải của t
2

. để giảm méo còn
dùng mạch hồi tiếp âm gồm r
ht1
và r
ht2
.
trong mạch hồi tiếp ta tính được:
v
v
ht
'
vv
R
U
III =+=
;
vht
'
v
'
v
URIU +=
.
suy ra:
vuv1htth
'
v
UKURIU =+=
. do đó hệ khuếch đại điện áp của mạch
khi tính đến hồi tiếp âm được xác định như sau:

v1ht2ht1htu
u
2ht
1ht
'
v
'
r
'
u
R/RR/R1K
K
R
R
U
U
K
+++
−==
, trong đó k
u
và r
v
là hệ số
khuếch đại điện áp và điện trở vào của mạch khi chưa có hồi tiếp.
3.1 mạch tách sóng:
-u
cc
-u
cc

+u
cc
r
t
u
r
t
1
t
2
r
e
r
c
r
1
r
2
t
3
u
v
+u
cc
r
t
u’
r
t
1

t
2
d
r
c
t
3
u’
v
r
ht1
i
ht
r
ht2
u
v
i
v
a) b)
17
đồ án mạch tương tự
3.1.1 khái niệm về tách sóng:
tách sóng là quá trình tìm lại tín hiệu điều chế. tín hiệu sau khi tách sóng
phải giống dạng tín hiệu điều chế ban đầu. thực tế tín hiệu điều chế u
s
sau khi
qua điều chế và qua kênh truyền đưa đến bộ tách sóng đã bị méo dạng thành u
’
s

.
do méo phi tuyến trong bộ tách sóng, nên sau khi tách sóng ta nhận được u
’’
s
khác dạng với u
’
s
. như vậy tín hiệu thu được sau tách sóng thường khác với
dạng tín hiệu nguyên thuỷ (tin tức) u
s
. vì vậy một trong những yêu cầu cơ bản
đối với quá trình tách sóng là yêu cầu về méo phi tuyến.
tương ứng với các điều chế, người ta cũng phân biệt các loại tách sóng
sau đây: tách sóng biên độ và tách sóng tần số.
3.1.2 tách sóng biên độ:
tách sóng biên độ được thực hiện nhờ mạch chỉnh lưu (dùng phần tử phi
tuyến) hoặc các mạch dùng phần tử tuyến tính tham số.
a. tách sóng biên độ bằng chỉnh lưu:
có hai sơ đồ tách sóng dùng mạch chỉnh lưu: sơ đồ tách sóng nối tiếp và
sơ đồ tách sóng song song. trong sơ đồ tách sóng nối tiếp (hình 11a), điot tách
sóng mắc nối tiếp với tải, còn sơ đồ tách sóng song song, diode tách sóng mắc
song với tải (hình 11b).
nếu tín hiệu vào đủ lớn sao cho điot làm việc trong đoạn tương đối thẳng
của đặc tuyến và đặc tuyến của diode có thể coi là một đường gấp khúc thì ta có
quá trình tách sóng tín hiệu lớn. lúc đó quan hệ volt – ampe của diode được
biểu diễn bởi phương trình sau:






≤
≥
=
0UKhi0
0UKhiSu
i
D
DD
D
trong các sơ đồ dưới điot chỉ thông đối với nữa chu kỳ dương của dao
động cao tần ở đầu vào. hình bao của dao động cao tần nhận được nhờ sự phóng
nạp tụ c (hình 11).
18
rc
a)
u
”
s
u
’
s
u
bđ
rd
c
u
”
s
u

’
s
u
bđ
b)
đồ án mạch tương tự
hình 11: sơ đồ tách sóng biên độ bằng mạch chỉnh lưu.
iv. giới thiệu sơ đồ từng khối của máy thu am.
1. nguồn cung cấp:
nguồn cung cấp cho mạch là nguồn +9v, -9v được tạo bằng mạch chính lưu
hoặc chúng ta có thể dùng pin.
2. khối anten và mạch vào:
a, anten là phần tử biến đổi năng lượng sóng điện từ thành tín hiệu cao tần, ở
ngõ vào của máy thu.
b, mạch vào là: mạch điện nối liền anten với đầu vào của máy thu.
nó có đặc điểm như sau:
- truyền đạt tín hiệu từ anten vào máy thu.
- là tầng quan trọng quyết định chất lượng máy thu.
- bảo đảm hệ số truyền đạt lớn và đồng đều trong cả dải băng sóng.
- chọn lọc tần số cần thu.
ta có thể thay đổi tần số thu f
thu
bằng cách thay đổi c
1
(cách thông thường).
bình thường dải tần từ 0 -> ∞ mạch có thể thu được nhưng do qua l
1
, c
1
ta chỉ

thu được 1 tần số duy nhất.
3. khối khuếch đại cao tần và tách sóng :
tác dụng của mạch này là nâng cao mức độ biên độ cao tần đủ lớn để có thể
tách sóng.
a, mạch khuếch đại cao tần:
điện áp tín hiệu do mạch vào chọn lọc (mà ta muốn thu) có trị số rất bé, tần
số rất cao cần phải khuếch đại tín hiệu tới mức cần thiết để sử dụng ở tầng sau.
19
đồ án mạch tương tự
tầng khuếch đại cao tần không những nâng cao độ nhạy đầu thu mà ngoài
ra tầng khuếch đại cao tần còn làm giảm ảnh hưởng giữa mạch vào và mạch
ngoại sai.
hình 12: mạch khuếch đại cao tần.
tác dụng của từng linh kiện:
q
1
: khuếch đại cao tần.
d
1
: diode tách sóng.
r
1
,r
2
: định thiên cho q
1
(cung cấp dòng 1 chiều cho q
1
).
r

5
, c
5
: có tác dụng lọc nhiễu từ nguồn, chống tụ tích.
c
2
, c
3
: thoát cao tần (ngắn mạch với tín hiệu cao tần).
c
4
: nối tầng.
l
c
: cuộn dây chặn tín hiệu cao tần.
b, nguyên lý hoạt động của mạch tách sóng:
tách sóng chính là quá trình tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần.
20
đồ án mạch tương tự
sau khi tín hiệu được khuếch đại qua hai tầng khuếch đại cao tần, tín hiệu
được đưa sang mạch tách sóng.
mạch tách sóng bao gồm diode d
1
tách lấy bán kỳ dương của tín hiệu sau
đó được mạch lọc rc lọc bỏ thành phần cao tần, ở đầu ra ta thu được tín hiệu âm
tần là đường bao của tín hiệu cao tần.
chính mạch lọc rc của mạch tách sóng am đã loại bỏ mất các thành phần
tần số cao của tín hiệu âm tần, do đó chất lượng âm thanh bị giảm.
4. khối khuếch đại tiền công suất:
tác dụng của mạch này là nâng cao mức tín hiệu cao tần đủ lớn để kích tầng

công suất.
hình 13: khối khuếch đại tiền công suất.
5. khối khuếch đại công suất:
- nhiệm vụ: cung cấp công suất đủ lớn
để đưa ra loa.
khối khuếch đại công suất khuếch đại
tín hiệu từ khối khuếch đại đưa đến thông qua
tụ c6 để thu được công suất đủ lớn đưa ra loa .
trường hợp này ta sử dụng loa có điện trở r
t
=
21
đồ án mạch tương tự
8Ù, công suất cực đại p
m
= 8w nên ta tính được điện áp nguồn cung cấp cho
toàn mạch:
V8
5.0
8*8*2
PR2
V
Mt
CC
==
η
=
.
chọn v
cc

= 9v.
hình 14. khối khuếch đại công suất.
nhiệm vụ cung cấp công suất đủ lớn theo yêu cầu để đưa ra loa.
tác dụng của từng linh kiện:
r
8
, r
9
, d
2
, d
3
: phân áp.
q
2
, q
3
: khuếch đại ở chế độ ab.
v. phân tích, thiết kế và tính toán:
1. sơ đồ nguyên lý:
hình 15: sơ đồ nguyên lý.
2. khối anten và mạch vào:
trong đồ án này ta thiết kế máy thu radio am cho băng sóng mw 530khz -
1600khz, v
o
= 20
µ
v .
22
đồ án mạch tương tự

mạch vào có 3 thành phần:
- hệ thống cộng hưởng, có thể điểu chỉnh đến tần số cần thu.
- mạch ghép với nguồn tín hiệu từ anten.
- mạch ghép với tải của mạch vào (tầng khuếch đại cao tần).
sơ đồ thực hiện như sau: (hình 17).
để điều chỉnh cộng hưởng mạch vào, người ta thường
sử dụng các tụ điện có điện dung biến đổi vì chúng dễ chế
tạo chính xác hơn là cuộn dây có điện cảm biến đổi (đặc biệt
trong trường hợp cần đồng chỉnh nhiều mạch cộng hưởng).
mặt khác, phạm vi biến đổi của tụ điện lớn, bền chặt, ổn định
(c ít biến đổi theo điều kiện bên ngoài). tụ điện được kết hợp
với cuộn dây l
1
của biến áp t
1
để tạo thành mạch cộng hưởng
tần số. biến áp t
1
làm thêm một nhiệm vụ nữa là ghép tầng
giữa mạch vào và tầng tiếp theo (khuếch đại cao tần).
tần số cộng hưởng của mạch: f
0
=
11
CL2
1
π
.
radio am thu được tín hiệu trong dãy tần số 530
÷

1600 k

hz.
chọn l
1
= 1 mh, khi f
0
= 530 khz, ta tính được:
c
1
=
1
2
0
2
Lf4
1
π
= 9,2.10
-11
f = 92.10
-12
f
≈
92 pf.
khi f
0
= 1600 khz ta tính được c
1
= 9,8946.10

-12
f


≈
10 pf.
vậy tụ xoay có giá trị thay đổi trong khoảng: 10
÷
100 pf.
nhưng trong thực tế ta chọn tụ xoay có giá tri thay đổi trong khoảng (10
÷
350pf).
530khz 1600khz
v
o
=20 và
hình 16: h s truy n t ng u c b ng sóng ệ ố ề đạ đồ đề ả ă
mw.
23
hình 17: m ch v o.ạ à
đồ án mạch tương tự
điện áp lối ra của mạch vào phải có giá trị nhỏ để tần tiếp theo hoạt động
tốt. vì thế trong thực tế người ta thường chọn l
2
= 1/(10l
1
) = 0,1 mh.
cho sóng am ở dãi tần làm việc vào dãi tần ta thu được kết quả sau: (hình
16):
hình 16: tín hiệu vào và ra ở khối mạch vào.

3. khối khuếch đại cao tần và tách sóng:
a, khối khuếch đại cao tần:
tín hiệu cao tần qua anten thu và mạch vào có tác dụng hấp thụ và chọn lọc
tín hiệu cần thu mạch vào là mạch cộng hưởng gồm tụ xoay c1 và cuộn dây l
1
.
trong đó:
c
1
= (10- 350)pf.
l
1
: 65 -75 vòng.
l
2
: 7 vòng (=1/10 l1).
tần số tín hiệu: f = 1/2
π
LC
.
cuộn l
C
chặn tín hiệu cao tần. gồm 600 vòng quấn trên lõi không khí.
tụ xoay c biến đổi => tần số thay đổi. tín hiệu có tần số nằm trong dải
(530
→
1600)khz. tín hiệu chọn lọc tại điểm cộng hưởng có điện áp lớn, trở
kháng lớn.
- nguyên lý hoạt động:
tín hiệu cao tần cảm ứng từ l

1
qua l
2
đặt vào chân b của đèn q
1
, (r
1
phân
áp), được khuếch đại đưa ra chân c của đèn q
1
, sau đó bị cuộn chặn l
C
chặn lại,
tín hiệu cao tần được đưa qua d
1
để tách sóng.
24
đồ án mạch tương tự
thành phần cao tần qua c
2
xuống mass, thành phần âm tần qua l
2
về chân b
của q
1
và khuếch đại lúc này tín hiệu âm tần qua cuộn l
C
, thành phần cao tần
còn lại qua c
3

xuống mass và tín hiệu âm tần qua c
4
vào chân 2 của đế khuếch
đại.
tính các giá trị r1,r2= r7, r3, biết nguồn +9v, -9v.
tụ c2 và c3 có giá trị 10nf.
cho biết dòng ngược :
i
C
q1= i
C
q2= i
C
q3= 2,5
÷
3ma.
dòng tĩnh toàn mạch i
≥
7,5a.
với d1, d2, d3 khi thông ta có: udt=0,5v.
xét đèn q1,d1. vì diode khi thông có: udt=0,5v.
ta có : u
=
1CE
udt+ u
BE
= 0,5+0,7=1,2v.
u
+
23R

u
1CE
= 9v
⇒

U
123
9
CER
UV −=
.
r
23R
= u
23R
/i
C
= 9-1,2/3= 2,6k
Ω
.
ta thường chọn r
3
= 600
Ω
⇒
u
3R
= i
C
×

r
C
=3
×
600= 1,8v.
r
2
=u
2R
/i
C
=6/3=2k
Ω
( với u
2R
= 6v).

⇒
r
2
= r
7
= 2k
Ω
.
u
1R
=9- u
1BE
- u

3R
= 9- 0,7- 1,8= 6,5 v.
r
1
= u
1R
/i
B
=
β
u
1R
/i
C
= 100.6,5/3= 216,6k
Ω
.
thực tế ta chọn r
1
= 1m
Ω
để ubt1 gần bằng 0 (khi chưa có tín hiệu vào).
b, mạch tách sóng:
rts là điện trở của q
1
.
khi d
1
dẫn => c
3

nạp.
khi d
1
ngưng dẫn => c
3
phóng.
25