kỹ thuật truyền thanh, chương 7

Kỹ thuật truyền thanh Trang
93
CHƯƠNG VII
MẠCH ĐỔI TẦN
I. Đònh nghóa và mục đích:
Mạch đổi tần số là mạch đổi sóng nhận được có tần số f
a
ra
sóng có tần số khác là f
tt
= f
o
– f
a
hoặc f
tt
= f
a
– f
o
tùy theo trường
hợp f
o
> f
a
hay f
a
> f
o
.
f

o
là một sóng có từ một mạch dao động hay mạch tổng hợp
tần số. Sóng có tần số f
a
nhận được có thể là sóng được điều biên
hay điều tần. Sóng từ mạch dao động hay mạch tổng hợp tần số
là sóng không được điều biến. Sóng tuy có tần số f
tt
khác nhưng
vẫn là sóng đã điều biến mang cùng nội dung tín hiệu gốc.
Mạch đổi tần số nói trên là mạch đổi tần số cao ra tần số
thấp hơn gọi là tần số trung gian hay trung tần được dùng trong
các máy thu bởi các lý do sau đây:
- Sóng tần số thấp hơn được khuếch đại thuận lợi hơn với linh
kiện cấp thấp hơn.
- Sóng có tần số trung gian có thể được khuếch đại với độ lợi
cao hơn mà không có hiện tượng hồi tiếp dương gây mất ổn đònh
cho mạch khuếch đại.
- Sóng trung tần có tần số cố đònh do vậy độ lợi và dải thông
mạch khuếch đại ổn đònh. Do vậy độ nhạy và độ tuyển lọc sóng
của máy thu ổn đònh, mạch dễ điều chỉnh ở tình trạng tối ưu.
- Mạch đổi tần số cũng có thể đổi tần số sóng nhận được f
a
ra
sóng có tần số
f
tt
= f
a
+ f

o
cao hơn. f
o
cũng là sóng từ một mạch dao động không
điều biến. Sóng mới có tần số cao hơn là f
tt
vẫn là sóng được điều
biến mang cùng nội dung tín hiệu gốc. Mạch đổi tần này còn
được gọi là mạch xê dòch phổ tần được dùng ở máy phát nhiều
kênh tương tự để dòch dải tần sóng điều biến đến vò trí quy đònh
trong dãi sóng rộng truyền nhiều kênh. Mạch dòch phổ tần về
phía cao hơn cũng có lý do là mạch điều biến đối xứng vòng hay
Trang
94
Nguyễn Xuân Khai
đối xứng không làm việc được ở tần số cao nên phổ tần sóng điều
biến quá thấp.
Nguyên lý mạch đổi tần số ra tần số thấp hơn hoặc cao hơn
được nói qua ở chương VI, mục III.
II. Nguyên lý và sơ đồ khối mạch đổi tần (H.VII-1):
Mạch đổi tần số gồm các khối sau:
- Khối trộn tần là khối cộng 2 tín hiệu v
a
= V
a
sin
a
t với v
o
=

V
o
sin
o
t.
- Khối dao động hay khối khối tổng hợp tần số phát sóng
không điều biến
v
o
= V
o
sin
o
t.
- Khối khuếch đại phi tuyến hay khối phi tuyến, khối này tạo
ra các sóng tần số có tần số sau đây:

a
, 2
a
, 3
a
, …

o
, 2
o
, 3
o
, …


o
- 
a
, 2
o
- 
a
, 
o
+
a
, 2
o
+
a
, …
Các tần số 2
o
, 3
o
, 2
a
, 3
a
do tính phi tuyến của khối.
Các tần số 
o
- 
a

, 2
o
-
a
, 2
a
-
o
, … do hiện tượng liên
điều biến hay điều biến chéo.
- Khối lọc thông dải để loại các dải tần ngoài ý muốn và giữ
lại dải tần cần thiết.
Trong thực tế khối trộn tần và khối khuếch đại phi tuyến là
một, vì thực chất mạch chỉ cần khối phi tuyến.
Khối
trộn
tần
Khối
khuếch đại
phi tuyến
Khối
dao
động
Khối lọc
thông dải
v
a
= V
a
sin

a
t
v
o
= V
o
sin
o
t
V
a
sin
a
t + V
o
sin
o
t
ra

a
;2
a
;...

o
;2
o
;...


o
-
a
;...
2

o
-
a
;...
2

a
-
o
;...

o
-
a
H.VII-1
Kỹ thuật truyền thanh Trang
95
- Khối lọc là mạch lọc thông dải dùng các phần tử R, L, và C,
tinh thể thạch anh, phần tử lọc gốm, sóng bề mặt có dải thông qui
đònh.
III. Một số mạch đổi tần dùng mạch dao động dùng trong máy
thu thanh:
1. Mạch đổi tần dùng một transistor:
Transistor được dùng làm mạch dao động và mạch trộn sóng

(H.VII-2). Transistor Q nhận sóng tần số f
a
từ cuộn dây điều hợp
anten và sóng tần số f
o
vào cực phát.
H.VII-3 cũng là mạch một transistor nhưng khác với H.VII-2
là mạch dao động có đường hồi tiếp đưa vào cực khiển thay vì
cực phát transistor.
C
va
và C
vo
là hai tụ điện
đồng chỉnh
H.VII-2
Fo
fo-fa=455KHz
Mạch điều hợp
anten
Mạch khuếch đại
trung tần
Biến áp trung tần
455Khz
AGC
Vcc
Cvo
To
La
Ta

CE
CB
Q1
Cva
RE
RB1
RB2
f
a
IB
Q
f
o
AGC
455Khz
Mạch khuếch đại
trung tần
Fo
Biến áp
trung tần 1
Mạch điều hợp anten
CE
CB
Vcc
Cvo
To
La
Ta
Q1
Cva

RE
RB1
RB2
C
va
và C
vo
là hai tụ điện
đồng chỉnh
H.VII-3
f
a
IB
Q
f
o
Trang
96
Nguyễn Xuân Khai
2. Mạch đổi tần dùng mạch dao động riêng (H.VII-4):
Có nhiều máy thu dùng mạch dao động có transistor khác với
transistor trộn sóng. Sóng dao động không điều biến từ mạch dao
động dùng transistor Q
2
được đưa vào cực khiển Q
1
cùng với sóng
thu từ anten f
a
hoặc đưa vào cực phát của Q

1
. Lưu ý: cả 3 mạch
H.VII-2, H.VII-3, và H.VII-4 các transistor Q
1
đều có dòng phân
cực IB
Q
rất thấp để có tính phi tuyến. Khối lọc tần số trung gian
f
o
- f
a
của cả ba mạch đều là máy biến áp trung tần 1 chỉnh ở tần
số trung gian 455KHz ở máy thu điều biên và 10,7MHz ở máy
thu FM. Máy biến áp trung tần 1 có thể được thay bằng bộ lọc
SAW như H.VII-5.
Fo
AGC
455Khz
Mạch khuếch đại
trung tần
Biến áp
trung tần 1
Vcc
Cvo
To
Q2
RE
CE
RB2

RB1
Vcc
Vcc
RB2
CE
CB
Vcc
La
Ta
Q1
Cva
RE
RB1
H.VII-4
SAW
Bộ lọc 455KHz
fo-fa
Fo
Mạch khuếch đại
trung tần
Vcc
RC
CE
CB
Vcc
Cvo
To
La
Ta
Q1

Cva
RE
RB1
RB2
H.VII-5
Kỹ thuật truyền thanh Trang
97
IV. Các biện pháp giải quyết vấn đề đồng chỉnh:
Muốn có tần số trung gian ổn đònh ở một tần số thí dụ như
455KHz thì tần số mạch dao động f
o
phải cao hơn (hay thấp hơn)
tần số cộng hưởng f
a
của mạch điều hợp anten 455KHz tức là f
o
-
f
a
= 455KHz với bất kỳ trò số nào của f
a
trong mỗi dải tần số máy
thu. Do vậy mà hai tụ điện biến đổi C
va
và C
vo
phải được điều
chỉnh đồng thời khi chỉnh dò đài. Để giải quyết vấn đề này hai
giải pháp dược đưa ra tùy theo máy thu có một dải hay nhiều dải
tần.

Nếu máy chỉ có một dải tần thì vấn đề được giải quyết bằng
cách tính toán thiết kế hình dạng điện cực quay của các tụ điện
biến đổi sao cho đạt điều kiện f
o
– f
a
= 455KHz ở mọi góc quay
của tụ như H.VII-6.
2055
1600
995
540
KHz
f
o
-f
o
= 455KHz
C
v
đóng lại0 30 60 90 120 150 180
o
H.VII-6
f
o
f
a
Nếu máy có nhiều dải tần cùng
sử dụng một đôi tụ điện đồng chỉnh
thì dùng các tụ điện đồng chỉnh T

o
,
T
a
, P
o
, P
a
để C
vo
và C
va
dung hợp với
mọi dải tần. Sau đây là sơ đồ khung
dao động LC của mạch điều hợp
anten và mạch dao động. các lõi ferit
F
a
và F
o
chỉnh L
a
, L
o
(H.VIII-7).
Ta
Pa
Cva
Fa
La

To
Po
Cvo
Fo
H.VII-7