BAI GIANG TBDC

Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

LỜI NĨI ĐẦU
***
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành Viễn thông, bên cạnh
các dịch vụ viễn thông đa dạng, là hàng loạt các thiết bị đầu cuối viễn thông mới,
tiên tiến liên tục ra đời phục vụ công việc, cuộc sống của mỗi một con người ngày
càng thuận tiện. Thiết bị đầu cuối viễn thông đã trở thành phương tiện không thể
thiếu của mỗi cá nhân, tổ chức, cơ quan… trong thời đại hiện nay. Để nắm được vai
trò của các thiết bị đầu cuối Viễn thơng, tìm hiểu và tự mình làm cho các thiết bị đầu
cuối viễn thơng hữu ích hơn nữa là vấn đề cần quan tâm của sinh viên hiện nay.
“Thiết bị đầu cuối Viễn thông” là môn học giới thiệu một số thiết bị đầu cuối
ứng dụng rộng rãi trong ngành Viễn thông. Mục đích mơn học nhằm giúp sinh viên
nắm được cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như các thông số kỹ thuật của các thiết
bị đầu cuối khác nhau.
Giáo trình “Thiết bị đầu cuối Viễn thông” này gồm 6 chương:
Chương 1: Máy thu thanh
Chương 2: Máy thu-phát hình
Chương 3: Máy điện thoại bàn
Chương 4: Máy điện thoại di động
Chương 5: Máy fax và camera
Chương 6: CD Player và DVD Player

Trang 1


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

Chương 1: MÁY THU THANH
TĨM TẮT CHƯƠNG
Lịch sử phát triển của thơng tin trải qua rất nhiều sự kiện quan trọng như phát

minh ra máy điện báo, máy điện thoại, phát minh ra diode đường hầm…đã đánh dấu
sự phát triển vượt bậc của lĩnh vực điện tử, thông tin vào những năm cuối thế kỷ 19.
Sự ra đời của thiết bị máy thu thanh trong những năm đầu thế kỷ 20 có ý nghĩa rất
quan trọng, nó giúp cho việc trao đổi thơng tin được nhanh chóng và tiện lợi. Máy
thu thanh là một thiết bị điện tử hoàn chỉnh dùng để thu nhận sóng radio mang
thơng tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin ban đầu, khuếch đại đến giá trị yêu cầu và
đưa ra loa để truyền đến tai người nghe.
Mục tiêu của chương này yêu cầu sinh viên nắm được những điểm chính về
máy thu thanh gồm:
- Máy thu thanh là gì?, các thơng số kỹ thuật của máy thu thanh
- Sơ đồ khối máy thu AM và FM Stereo
- Nguyên lý làm việc của máy thu thanh
- Cấu tạo và chức năng các mạch trong máy thu thanh
1.1

Khái niệm

Máy thu thanh là một thiết bị điện tử dùng để thu nhận sóng radio mang
thơng tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin ban đầu, khuếch đại đến giá trị yêu cầu và
đưa ra loa.
1.2 Các thông số kỹ thuật của máy thu thanh
- 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 µ V → 10 µ V. Ngồi ra máy thu cịn phải có khả năng chọn lọc và
nén tạp âm, tức là đảm bảo tỷ số S/N ở mức cho phép. Thơng thường thì để thu
tốt thì biên độ tín hiệu phải lớn hơn tạp âm ít nhất 10 lần ( tức 20 dB).
Muốn nâng cao độ nhạy của máy thu thì hệ số khuếch đại của nó phải lớn và
mức tạp âm nội bộ của nó phải thấp (giảm tạp âm của tầng đầu).
Ở siêu cao tần (f>30MHz) độ nhạy của máy thu thường được xác định bằng
công suất chứ không phải bằng sức điện động cảm ứng trên anten.

- Độ chọn lọc: là khả năng chèn ép các dạng nhiễu không phải là tín hiệu cần
thu. Nghĩa là độ chọn lọc là khả năng lựa chọn tín hiệu ra khỏi các loại nhiễu tồn tại ở
đầu vào máy thu. 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.

Trang 2


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

Độ chọn lọc được ký hiệu:

Se 

A0
1
Af

+ Ao: là hệ số khuếch đại tại tần số f0
+ Af: là hệ số khuếch đại tại tần số f
Độ chọn lọc thường được tính bằng đơn vị dB SedB  20 log Se
Đặc tuyến chọn lọc lý tưởng của máy thu có dạng chữ nhật, nghĩa là trong dải
thơng B biên độ tín hiệu khơng đổi.
- 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 → 1605KHz
+ 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 thu điều tần FM thì dải tần âm thanh có thể từ
30Hz → 15KHz.
Ngồi ra người ta cịn quan tâm đến các thơng số khác như méo phi tuyến
và công suất ra của máy thu thanh.
1.3 Phân loại máy thu thanh
Căn cứ vào cấu trúc sơ đồ mà người ta chia máy thu thanh thành 2 loại:

1.3.1 Máy thu 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 khơng cao, độ chọn lọc kém, khơng ổn định và khả năng thu khơng đồng
đều trên cả băng sóng. Vì vậy, hiện nay loại máy thu này gần như khơng cịn được
sử dụng.

Trang 3


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Mạch
vào

Mạch
KĐCT

KĐ
Âm
tần

Tách
sóng

Hình 1.1 Sơ đồ khối của máy thu khuếch đại thẳng
Việc nâng cao độ nhạy và độ chọn lọc của máy thu này bị hạn chế bởi những lý
dao sau đây:
+ Số tầng khuếch đại không thể tăng lên một cách tuỳ ý vì khi số tầng càng tăng
thì tính ổn định của bộ khuếch đại cao tần càng giảm ( tụ ký sinh Cbc có thể gây ra
dao động tự kích). Ngồi ra, khi số tầng càng tăng thì số mạch cộng hưởng cũng tăng
làm hệ thống điều chỉnh cộng hưởng phức tạp, cồng kềnh và đắt tiền.
+ Tần số cao khó đạt được hệ số khuếch đại lớn.
+ Tần số càng cao thì dải thơng càng rộng(B=fo/Q), làm giảm độ chọn lọc của
máy thu. Muốn dải thông hẹp phải dùng mạch cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao,
có khi vượt quá khả năng chế tạo.
+ Do không dùng được các hệ thống cộng hưởng phức tạp nên khơng có khả
năng đạt đặt tuyến tần số có dạng chữ nhật lý tưởng.
Để khắc phục những nhược điểm trên, người ta chế tạo ra các máy thu đổi tần
có sơ đồ khối như bên dưới.
1.3.2 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.

Mạch
vào

Mạch
KĐCT

Mixer

KĐ
trung
tần

Tách
sóng

Dao
động
nội

Hình 1.2 Sơ đồ khối của máy thu đổi tần
 Một số ưu điểm của máy thu đổi tần như sau:
Trang 4

KĐ
âm
tần

Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

+ Có khả năng lựa chọn kênh thu tuỳ ý bằng các thay đổi tần số dao động nội.
+ Tần số tín hiệu được hạ thấp thành tần số trung tần nên có thể dùng nhiều
mạch khuếch đại trung tần để đạt hệ số khuếch đại tồn máy cao, mà vẫn bảo đảm
tính ổn định cho máy thu. Số tầng trung gian không bị hạn chế (8-10).
+ Do trung tần không đổi nên mạch cộng hưởng có kết cấu đơn giản, gọn, giá
thành rẽ và khơng bị hạn chế trong máy thu. Nó thường là những mạch cộng hưởng
đôi để tăng hệ số phẩm chất và tăng dải thông.
+ Do tần số trung tần khơng đổi nên có thể sử dụng những hệ thống cộng
hưởng phức tạp (như bộ lọc tập trung) để đạt được đặc tuyến tần số lý tưởng
 Nhiệm vụ của các tần
- Mạch vào làm nhiệm vụ chọn lọc các tín hiệu cần thu và loại trừ các tín
hiệu khơng 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 f0.
- 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 fn và tín hiệu cần thu f0 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: ftt = fn-f0 = 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.

1.4 Sơ đồ khối máy thu thanh
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:

Trang 5


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng
Kênh AM
Mạch
vào

Mạch
KĐCT

Tách
sóng
FM

Mạch
đổi tần
KĐ
trung
tần

Mạch
vào

Mạch

KĐCT

Giải
mã
Stereo
FM

KĐ
âm tần

Tách
sóng
AM

Mạch
đổi tần

Kênh FM

Hình 1.3 Sơ đồ khối máy thu AM, FM Stereo
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.

Đối với mạch tách sóng tần số: thường sử dụng sơ đồ tách sóng tỉ lệ vì có
độ
nhạy cao.
Khối giải mã Stereo FM: 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.
1.5 Phân tích mạch cơ bản trong máy thu thanh

1.5.1 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. Các yêu cầu đối với mạch vào:
o Hệ số truyền đạt lớn và ổn định trên tồn băng sóng :
UV
KV =

EA
UV: điện áp đưa đến máy thu.
EA: suất điện động cảm ứng trên Anten.
o Đảm bảo được độ chọn lọc: chọn lọc tần số lân cận, tần số ảnh f a = f 0 + 2 ftt , và
chọn lọc tần số lọc thẳng.
o Đảm bảo độ méo tần số cho phép trong dải tần số làm việc từ fomin → fomax
 Mạch vào bao gồm 3 thành phần:
+ Hệ thống cộng hưởng (đơn hoặc kép) có thể điều 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 đầu tiên)
Trang 6


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

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).
 Các loại mạch vào:

1/ Mạch vào ghép điện dung
Sơ đồ mạch vào ghép điện dung được mơ tả như hình vẽ:

Hình 1.4 Sơ đồ mạch vào ghép điện dung
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 fo
- Nhược điểm : Hệ số truyền đạt khơng đồng đều trên cả băng sóng
-

2/ Mạch vào ghép điện cảm
Sơ đồ mạch vào ghép điện cảm được mơ tả như hình vẽ:

Hình 1.5 Sơ đồ mạch vào ghép điện cảm
- Tín hiệu từ Anten qua cuộn ghép Lgh cảm ứng qua mạch cộng hưởng
Trang 7


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

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 L1 cũng 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 là hệ số truyền dẫn cũng khơng đồng
đều trên tồn 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.

3/ Mạch ghép hổn hợp điện cảm – điện dung
Sơ đồ mạch ghép hỗn hợp được mô tả như hình vẽ

Hình 1.6 Sơ đồ mạch ghép hỗn hợp
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 tồn 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 cuộn cảm
ứng L2 tương ứng. Một số máy thu chất lượng cao ở mạch vào cịn có thêm bộ lọc
khử nhiễu lọt thẳng, tức là nhiễu có tần số đúng bằng trung tần.

1.5.2 Mạch KĐCT
Bộ khuếch đại cao tần có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều chế cao tần
đến một giá trị nhất định để đưa vào bộ đổi tần.
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
Trang 8


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

tải cộng hưởng tại một tần số nào đó.

1/ Mạch khuếch đại cao tần với tải là điện trở:

Hình 1.7 Sơ đồ mạch KĐCT với tải là điện trở
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 khơng có khả năng
chọn lọc tần số. Điện trở tải R1 thường được sử dụng trong khoảng vài k Ω

2/ Mạch khuếch đại cao tần với tải là cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở R

Hình 1.8 Sơ đồ mạch KĐCT với tải là cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở R
Mạch khuếch đại cao tần với tải cộng hưởng là dạng mạch được sử dụng rộng
rãi trong thực tế, 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.

Trang 9


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

3/ Mạch khuếch đại cao tần với tải cộng hưởng đơn

Hình 1.9 Mạch khuếch đại cao tần với tải là mạch cộng hưởng đơn
Tải của mạch là khung cộng hưởng L1C, cực C của transistor được mắc vào
một phần của cuộn L1. Tại tần số cộng hưởng fo, hệ số khuếch đại của mạch là
lớn nhất, 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 tín hiệu tần số cần thu ở mạch nhờ tụ xoay đồng
trục

1.5.3 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 khơng 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).
Tín hiệu trước và sau khi trộn tần được mơ tả như hình vẽ

Trang 10


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

f0
+

Mixer

ftt

- fn

Người ta đã chứng minh rằng nếu trộn 2 tín hiệu có tần số khác nhau là f1 và f2
trên một phần tử phi tuyến thì sẽ nhận được ở đầu ra ngồi thành phần f1, f2 cịn
xuất hiện các thành phần tổng f1+f2 và hiệu f1-f2. Nếu dùng mạch lọc cộng hưởng ta
dễ dàng nhận được tín hiệu có tần số hiệu f1-f2, và tần số hiệu này cũng chính là
trung tần.
Có 2 dạng mạch đổi tần thơng dụng:

1/ Mạch đổi tần dùng 1 transistor vừa làm nhiệm vụ dao động vừa làm nhiệm vụ

trộn tần.

Hình 1.10 Mạch trộn tần

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 L4C, 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 EC. Tín hiệu trộn tần được đưa vào cực B và lấy ra từ cuộn cảm ứng
Trang 11


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

trên khung cộng hưởng từ cực C.
Nhược điểm: độ ổn định kém do transistor đảm nhận cùng lúc 2 nhiệm vụ
dao động và trộn tần.
2/ Mạch đổi tần dùng 2 transistor
Trong sơ đồ mạch bên dưới T1 đóng vai trị mạch trộn tần, T2 đóng vai trị
mạch dao động nội, tần số dao động nội được quyết định bởi L4, C7 và C8
Hoạt động của mạch như sau: tín hiệu cao tần từ khung CL1 cảm ứng qua
L2 kết hợp với tín hiệu từ mạch dao động nội cảm ứng trên cuộn L3, được đặt vào
cực B của T1. T1 thực hiện việc trộn lẫn 2 tín hiệu và khuếch đại chọn lọc để lọc
lấy tín hiệu trung tần nhờ khung cộng hưởng CL6 mắc ở cực C của T1. Tín hiệu
trung tần này được cảm ứng qua L7 để đi đến các tầng tiếp theo.
Việc phân cực ( chọn giá trị cho R1, R2 ) là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng
đến khả năng trộn tần và khuếch đại của mạch.

Trong các máy thu hiện đại, thường người ta dùng 1 IC để thực hiện các
chức năng: khuếch đại cao tần, tạo dao động nội, trộn và đổi tần

Hình 1.11 Mạch đổi tần dùng 2 transistor
1.5.4 Mạch khuếch đại trung tần
Khối khuếch đại trung tần là một mạch khuếch đại cộng hưởng có nhiệm
vụ khuếch đại tín hiệu trung tần đến một giá trị đủ lớn để đưa vào mạch tách
sóng, bộ khuếch đại trung tần quyết định phần lớn độ chọn lọc và độ nhạy của máy
thu.
Trang 12


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

Các dạng mạch khuếch đại trung tần:

1/ Mạch khuếch đại trung tần cộng hưởng đơn:

Hình 1.12 Mạch KĐTT cộng hưởng đơn
▪ C4L2: khung cộng hưởng tại tần số trung tần
• R1R2: phân cực cho mạch khuếch đại trung tần
• R3: điện trở ổn định nhiệt và đóng vai trị mạch hồi tiếp dịng nối tiếp
• C2: tụ thốt cao tần ( loại bỏ hồi tiếp áp nối tiếp )
• Tụ C3: hồi tiếp áp song song để ổn định tín hiệu ra
Ưu điểm: hệ số khuếch đại khá lớn, độ chọn lọc cao
Nhược điểm:
• Dải thơng hẹp, độ trung thực kém
• Muốn tăng độ nhạy của máy thu thường người ta chọn phương pháp tăng
độ khuếch đại của mạch khuếch đại trung tần, tuy nhiên trong mạch trên, khi
tăng hệ số khuếch đại → hiện tượng tự kích. Vì vậy người ta thường mắc thêm

tụ C3 để tạo mạch hồi tiếp âm áp song song cho mạch.

Trang 13


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

2/ Mạch khuếch đại trung tần cộng hưởng kép:

Hình 1.13 Mạch KĐTT cộng hưởng kép
Nguyên tắc hoạt động tương tự như mạch cộng hưởng đơn, nhưng trong
mạch này sử dụng bộ ghép hai khung cộng hưởng tại các tần số lân cận trái và
phải của tần số trung tần. Kết quả ta c ải thiện được khuyết điểm băng tần hẹp
của mạch cộng hưởng đơn.

3/ Mạch khuếch đại trung tần sử dụng mạch cộng hưởng có tham số tập trung
(hay bộ lọc tập trung )

Hình 1.14 Mạch KĐTT sử dụng bộ lọc tập trung
Hiện nay trong một số sơ đồ máy hiện đại người ta cịn dùng bộ lọc gồm
áp điện, có kích thước nhỏ, hệ số phẩm chất cao. Bộ lọc dạng này hoạt động
dựa trên nguyên lý áp điện.

Trang 14


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Hình 1.15 Bộ lọc theo nguyên lý áp điện
Khi đặt vào ngõ vào In 1 điện áp có tần số đúng bằng tần số dao động riêng

của tinh thể thạch anh sẽ tạo ra được 1 dao động cơ học trên tinh thể này với
tần số dao động đúng bằng tần số dao động của nó. Tại đầu cuối của tinh thể này
người ta áp một điện cực vào để tạo ra tín hiệu điện có biên độ đủ lớn và tần số lựa
chọn.
1.5.5 Mạch tách sóng: gồm 2 loại mạch

1/ Mạch tách sóng biên độ
Mạch tách sóng biên độ thường sử dụng là mạch tách sóng diode. Nếu
diode mắc nối tiếp với điện trở tải gọi là tách sóng diode, nếu diode mắc song
song với điện trở tải gọi là tách sóng song song. Mạch tách sóng song song được
dùng trong trường hợp cần ngăn thành phần một chiều với trung tần. Tuy nhiên,
trong thực tế người ta hay dùng mạch tách sóng nối tiếp

Hình 1.16 Mạch tách sóng nối tiếp
Ngun lý hoạt động của mạch: diode D1 và tụ C trong mạch đóng vai trị
mạch chỉnh lưu cao tần có tác dụng chỉnh lưu và lọc thành phần tín hiệu trung tần
và giữ lại thành phần tín hiệu âm tần.
Trong một số máy thu người ta còn sử dụng mạch tách sóng dùng
transistor. Thơng thường trong các mạch này, transistor được phân cực ở chế độ
khuếch đại yếu.

Trang 15


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Hình 1.17 Mạch tách sóng dùng transistor
Tín hiệu trung tần cảm ứng trên cuộn L2 được đưa đến cực B của T1 để
khuếch đại. Tín hiệu sau khi khuếch đại được lọc bởi tụ C3, chỉ giữ lại thành phần
tín hiệu âm tần lấy ra nhờ biến trở tải để đưa đến mạch khuếch đại âm tần.

2. Mạch tách sóng tín hiệu điều tần
Tách sóng tín hiệu điều tần là q trình biến đổi độ lệch tần số tức thời của tín
hiệu đã điều tần so với tần số trung bình biến thiên điện áp ở đầu ra
Mạch sử dụng phổ biến là mạch tách sóng tỉ lệ ( FM radio detector ).

Hình 1.18 Mạch tách sóng điều tần tỉ lệ
Tín hiệu điều tần cảm biến trên cuộn L2 tạo ra hai điện áp bằng nhau nhưng
ngược pha nhau 1800. Hai diode D1, D2 mắc ngược chiều để nạp cho tụ C6 một điện
áp không đổi.
Tụ điện C4 = C5 ; điện trở R1 = R2. Điện áp tại điểm giữa cuộn dây L2 đúng
bằng điện áp tín hiệu trung tần Utt nhờ tụ ghép C2, do vậy điện áp đặt trên hai
đầu D1 và D2 có giá trị lần lượt là :
U tt + U1 và U tt −U1
Hai thành phần điện áp này được tách sóng biên độ nhờ diode D1, C4, R1 và
Trang 16


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

D2, C5, R2.
Khi tần số thay đổi điện áp trên C4 và C5 thay đổi làm điện áp ra thay đổi theo,
nhờ đó tín hiệu âm tần được phục hồi
1.5.6 Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại
Do nhiều nguyên nhân mà tín hiệu do máy thu thu được có thể khơng đồng
đều nhau, lúc mạnh, lúc yếu điều đó dẫn đến âm lượng thay đổi lúc to, lúc nhỏ. Để
hạn chế điều này và giữ cho âm lượng máy thu ổn định khi tín hiệu vào thay
đổi trong một phạm vi rộng, thông thường trong các máy thu thanh được thiết kế
thêm mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại cho các tầng khuếch đại cao tần
và trung tần.

Hình 1.17 Mạch tự động điều chỉnh hệ số KĐ trung tần

Hình 1.19 Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại
Trong hình trên, R1, R2 là mạch phân cực ban đầu cho tầng khuếch đại T1.
Khi tín hiệu thu lớn, điện áp ngõ ra mạch tách sóng D1 âm mạnh, thành phần
điện áp này được hồi tiếp một phần về phân cực lại cho T1 nhờ điện trở hồi
tiếp Rf, điều này làm T1 dẫn yếu do đó giảm độ khuếch đại của mạch.
Khi tín hiệu thu nhỏ, điện áp sau mạch tách sóng D1 ít âm hơn, điều này
làm tăng điện áp phân cực T1 và làm tăng hệ số khuếch đại của mạch.
Cấu trúc của dạng mạch trên đơn giản nhưng có nhược điểm lớn là làm
thay đổi điểm làm việc tĩnh của T1 cho nên dễ dẫn đến hiện tượng méo dạng
tín hiệu.
Để cải thiện nhược điểm này, trong thực tế người ta sử dụng mạch phân
dòng bằng diode

Trang 17


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Hình 1.20 Mạch phân dòng dùng diode
Transistor Q1 là tầng khuếch đại trung tần đầu tiên sau bộ đổi tần. Diode
D được mắc giữa điểm A và B để làm nhiệm vụ phân dịng. Khi chưa có tín hiệu,
mạch được điều chỉnh sao cho điện thế tại điểm B dương hơn điểm A, diode
phân cực ngược, xem như hở mạch. Mạch cộng hưởng L1, C1 hoạt động bình
thường.
Khi tín hiệu vào lớn, điện áp tại C từ tầng tách sóng hồi tiếp về làm
transistor Q1 dẫn yếu, dòng điện IC giảm, kéo theo điện áp tại B giảm, lúc này
điện áp tại A lại lớn do đó diode phân cực thuận, điểm A xem như nối tắt với

điểm B làm tín hiệu vào giảm nhanh chóng. Điều này làm giảm đáng kể tín hiệu ra
của mạch.
1.5.7 Máy thu FM-Stereo
Sơ đồ khối máy phát FM Stereo như hình vẽ:
Ngun tắc điều chế tín hiệu FM hai kênh L, R như sau: Trước tiên, tín
hiệu L và R được đưa vào khối mạch ma trận để tạo thành tín hiệu tổng L+R và
tín hiệu L-R. Tín hiệu L+R được đưa đến bộ trộn ngang qua một dây trễ. Tín hiệu
L-R được đưa đến mạch điều biên cân bằng sử dụng tần số sóng mang phụ
38Khz. Rồi đưa đến bộ trộn tín hiệu để trộn lẫn với tín hiệu L+R đã được làm trễ.
Vì mạch điều chế cân bằng đã triệt tiêu tần số sóng mang phụ 38KHz nên
ta phải mở rộng thêm tín hiệu sóng mang chính ( tín hiệu lái) 19KHz vào bộ trộn
và đưa ra tầng khuếch đại phát FM

Trang 18


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Hình 1.21 Sơ đồ khối máy phát FM Stereo
Do cấu trúc của máy phát FM Stereo có dạng như trên, nên sơ đồ khối của
máy thu FM Stereo có dạng như sau:

Hình 1.22 Sơ đồ khối máy thu FM Stereo
Sau mạch tách sóng FM ta nhận được 3 tín hiệu: tín hiệu L+R được tách ra
nhờ LPF; tín hiệu R-L được điều biên tại tần số 38KHz và tín hiệu lái 19KHz. Để
phục hồi tín hiệu L – R người ta sử dụng bộ dao động VCO được điều khiển bởi
sóng mang 19KHz dao động tạo ra bởi VCO ( 76KHz) được chia đơi để đưa đến
mạch tách sóng biên độ hồi phục tín hiệu L – R. Tín hiệu L + R và L – R được đưa
vào khối ma trận để tạo tín hiệu 2L, 2R.
1.6 Kết luận

Máy thu thanh là thiết bị điện tử ra thu nhận thông tin đơn giản, xuất hiện rất
sớm. Vì vậy việc nắm vững nguyên lý làm việc của máy thu thanh, hiểu được và phân
tích các mạch khuếch đại, các mạch vào ra trong máy thu thanh sẽ là cơ sở quan
Trang 19


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

trọng, giúp sinh viên sẽ dễ dàng phân tích các mạch trong máy thu phát hình ở
chương sau.
1.7 Câu hỏi ơn tập
1. Trình bày sơ đồ khối của máy thu AM và FM
2. Phân tích ưu điểm và nhược điểm của máy thu AM và FM
3. Trình bày nguyên lý làm việc của máy thu thanh
4. Trình bày cấu tạo của máy thu thanh. Phân tích chức năng các mạch trong
máy thu thanh
5. Mạch dao động để chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có độ
từ cảm L = 1,76mH và một tụ điện có điện dung C = 10pF. Giả sử điện dung và
độ tự cảm của các phần khác trong mạch không đáng kể. Mạch dao động trên bắt
được sóng vơ tuyến có tần số bao nhiêu ?
a. 0,8.106Hz
b. 1,0.106Hz
c. 1,2.106 Hz
d. 1,4.106Hz
6. Mạch dao động của một máy thu thanh gồm 1 cuộn dây có độ tự cảm
và một tụ điện C. Máy thu được sóng có bước sóng 25m. Giá trị của C
là :
a. 17,6.10-10F
b. 1,54.10-12F
c. 1,54.10-10F

d. 1,76.10-10F
7. Mạch dao động điện từ có
. Để thu được sóng điện từ có
bước sóng
, người ta ghép thêm vào mạch một tụ
. Phải ghép như
thế nào và giá trị của
là bao nhiêu :
a. Ghép nối tiếp; Cx=2,42nF
b. Ghép song song; Cx=1,25nF
c. Ghép nối tiếp ; Cx=1,25nF
d. Ghép song song; Cx=2,42nF
8. Sóng của đài FM phát trên tần số 300KHz. Kênh phát của đài này có bước sóng
là:
a. 1km
b. 300m
c. 300km
d. 3km
9. Mạch chọn sóng của một máy thu vơ tuyến điện gồm một cuộn thuần cảm có
độ tự cảm L = 0,3mH và một tụ điện có điện dung C = 0,48pF. Mạch này thu
được sóng điện từ có bước sóng là:
a. 2.26 m
b. 22,6m
c. 226m
d. 2260m
10. Phân tích nguyên lý làm việc của mạch khuếch đại micro sau

Trang 20

Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

11.Phân tích mạch khuếch đại âm thanh cơ bản dùng BJT sau:

Trang 21


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thông

Chương 2: MÁY THU – PHÁT HÌNH
TĨM TẮT CHƯƠNG
Máy thu phát hình hay cịn gọi là máy truyền hình là thiết bị rất cần thiết trong
cuộc sống ngày nay. Máy truyền hình đã không ngừng phát triển trong những năm
qua, đa dạng về hình thức và cách thức truyền hình như truyền hình số, truyền hình
vệ tinh…Vì vậy việc nắm được những vấn đề cơ bản nhất về máy thu phát hình, phân
tích được những khối cơ bản trong máy truyền hình…là yêu cầu cần thiết đối với
chúng ta.
Mục đích của chương này nhằm giới thiệu về các vấn đề chủ yếu sau:
- Phương pháp qt hình trong tín hiệu truyền hình
- Dải tần của tín hiệu truyền hình
- Phân biệt được tín hiệu truyền hình đen trắng và tín hiệu truyền hình màu
- Sơ đồ khối q trình thành lập tín hiệu truyền hình
- Phân biệt các hệ thống truyền hình màu
2.1 Phương pháp qt hình trong tín hiệu truyền hình
2.1.1 Phương pháp quét hình
Để thay thế bộ cảm biến gồm 108 sensor của mắt cảm nhận hình ảnh của vật
thể thì người ta sử dụng camera thiết bị gồm một hệ thống thấu kính và các mạch
điện tử để chuyển đổi các điểm của hình ảnh theo từng dịng thành các tín hiệu
điện. Ở máy thu, để tái tạo lại hình ảnh này người ta dùng phương pháp quét, tổng
quát như sau:

Dịng 1

Dịng 1

Dịng 2

Dịng 2

Dịng n

Dịng n

Khung

ảnh

Hình 2.1 Ngun lý quét hình
Một hình ảnh tổng quát sẽ được cắt ra thành n dòng, các điểm ảnh trên
từng dòng lần lượt được chuyển thành các tín hiệu điện có độ mạnh yếu tương
ứng với độ sáng và màu sắc. Khi tái tạo lại ảnh các tín hiệu điện trên từng dịng
trên sẽ được đưa vào điều khiển một súng điện tử để vẽ lại hình ảnh trên màn
hình. Tùy theo độ mạnh yếu của tín hiệu tại các điểm trên một dịng mà độ sáng
của màn hình sẽ khơi phục lại như hình ảnh ban đầu.
2.1.2 Số dịng qt trong một ảnh và số hình trong 1 giây
Trang 22


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

a/ Số dịng quét trong một ảnh

Chất lượng hình phụ thuộc vào độ phân giải. Số dịng qt càng nhiều, chất
lượng hình ảnh càng đẹp. Do đó, việc chọn số dịng qt mỗi hình phải đủ lớn để
đảm bảo sao cho khi mắt người cách màn hình một khoảng bằng 6 chiều cao của
hình thì góc tạo bởi mắt người đến 2 dịng liên tiếp trên màn hình phải nhỏ hơn 1
phút (1/60 độ). Có như vậy, mắt ta mới khơng phân biệt được ranh giới giữa 2 dịng
và hình nhìn thấy sẽ mịn, khơng bị sứa ngang.

h
  1/ 60 độ

l= 6h
Hình 1.2 Cách xác định số dịng qt trên mỗi hình

Từ đó xác định được số dịng qt tương ứng với các chuẩn FCC, CCIR và OIRT
lần lượt là 525, 625 và 625.

b. Số hình trong 1s là 25
Người ta chọn số hình trong 1s lớn hơn số hình tương ứng với thời gian lưu
ảnh của mắt thì hình sẽ hiện ra liên tục, không gây cảm giác bị gián đoạn. Số hình
càng lớn thì càng có cảm giác liên tục. Mắt có thời gian lưu ảnh từ 1/25s – 1/8s. Do
đó nếu chọn số hình trong 1s lớn hơn hoặc bằng 25 hình thì đạt u cầu. Ngồi ra,
cần phải chọn số hình là ước số của tần số mạng điện xoay chiều để tránh hiện tượng
hình bị rung, lắc hoặc có vết đen trơi trên màn hình khi bộ lọc nguồn không bảo đảm
chất lượng. Tổng hợp các điều kiện trên, các chuẩn truyền hình FCC, CCIR và OIRT
chọn số hình trong 1s lần lượt là 30, 25 và 25.(tương ứng với tần số mạng điện xoay
chiều lần lượt 60Hz, 50Hz và 50Hz.
(Ví dụ: khảo sát tần số chớp tắt f của một bóng đèn, nếu f>25Hz (25lần trong
1s) thì do khả năng lưu ảnh nên mắt người có cảm giác đèn ln sáng)
Số dịng qt trong một ảnh và số hình trong 1 giây được xác định dựa trên các
tiêu chuẩn truyền hình:

- OIRT (International Radio-Television Organisation) và CCIR(Comité
Consultatif International de Radio et Television): là tiêu chuẩn truyền
hình châu Âu, trong đó qui định số dịng qt là 625 dòng và số ảnh/s ~ 25
ảnh.
- FCC (Federal Communications Commssion ): là tiêu chuẩn truyền hình của
Trang 23


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Mỹ trong đó qui định số dòng quét là 525 dòng và số ảnh quét trong 1 giây
~30 ảnh.
Tuy nhiên, trong thực tế để tăng chất lượng của ảnh người ta sử dụng
phương pháp qt xen dịng:
Dịng 1

4

Dịng 3

n
Dịng n-1

Hình 2.2 Ngun lý quét xen dòng ở máy thu
Việc quét xen dòng đảm bảo số dịng qt trong một giây khơng tăng nhưng
số lần lặp lại của các bán ảnh tăng gấp đôi dẫn đến đảm bảo chất lượng ảnh quét.
2.2 Các dải tần của tín hiệu truyền hình
Dải tần của tín hiệu hình gồm 2 băng tần:
- VHF (very high frequency): 49,75Mhz  223,25Mhz
- UHF (ultra high frequency): 470Mhz  958Mhz

Do tần số của tín hiệu hình thay đổi từ 30Hz đến 4,2Mhz nên độ rộng của
mỗi kênh truyền hình cũng rất rộng và cụ thể phụ thuộc vào tiêu chuẩn truyền
hình:
- Chuẩn OIRT: mỗi kênh có độ rộng 8 Mhz
Sóng mang
Audio

Sóng mang
Video
0,75 Mhz

6,5 Mhz

6 Mhz
1,25 Mhz
8 Mhz

Hình 2.3 Dải thơng của tín hiệu truyền hình màu OIRT
-

Chuẩn FCC: mỗi kênh có độ rộng 6 Mhz

Trang 24


Bài giảng Thiết bị đầu cuối Viễn thơng

Sóng mang
Video

Sóng mang
Audio

0,75 Mhz

4,5 Mhz

4,2 Mhz
1,25 Mhz
6 Mhz

Hình 2.4 Dải thơng của tín hiệu truyền hình màu FCC
Ở Việt Nam sử dụng tiêu chuẩn OIRT (hệ truyền hình màu PAL D/K)
2.3 Nguyên lý phát của đài truyền hình và thu truyền hình
2.3.1 Nguyên lý phát của đài truyền hình
- Tiếng nói trên tivi mà ta nghe được và hình ảnh ta thấy là 2 tín hiệu riêng biệt
- Tiếng nói con người có dải tần hẹp 20Hz -20kHz, người ta thu nó tại các buổi
ghi hình bằng micro. Để truyền đi cùng với tín hiệu hình có dải tần rất cao 4,5MHz6MHz người ta điều chế tín hiệu âm thanh đó với sóng mang cao tần 4,5MHz-6MHz
bằng phương pháp FM ta thu được tín hiệu audio.
- Hình ảnh thu được bằng camera ở các buổi ghi hình có dải tần 0-6MHz qua
thiết bị camera đó người ta chèn thêm các xung đồng bộ mành(Hsyn) và xung đồng
bộ dịng (Vsyn) tạo ra tín hiệu video.
- Các tín hiệu audio và video qua bộ trộn tạo ra tín hiệu truyền hình tổng hợp
gồm video, xung Hsyn, xung Vsyn, và FM
- Đài phát chỉ cần điều chế tín hiệu truyền hình tổng hợp bằng phương pháp
AM ở các dải tần băng VHF hoặc UHF, khuếch đại công suất phát đưa đến anten và
bức xạ ra không gian
2.1.2 Ngun lý thu truyền hình
- Các sóng truyền hình khác nhau đập vào anten, các dải sóng nào cũng muốn
được thu nhưng chỉ có 1 dải tần được thu, đó chính là kênh mà người sử dụng muốn

xem
- Để chọn kênh người ta thiết kế mạch vào sử dụng một bẫy cộng hường để
chọn tần số trùng với tần số cộng hưởng được phép đi vào, tín hiệu siêu cao tần qua
bộ trộn tần để đưa từ tần số siêu cao tần (VHF, UHF) về trung tần của nó (6MHz)
Sau khi đưa về trộn tần tín hiệu gồm 3 thành phần chính: video, xung đồng bộ,
Trang 25