Tài liệu Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 4 pptx

Chương 4:
SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU
BIẾN AM
Tại máy phát ,nơi xảy ra quá trình điều biến bắt buộc phải có
mạch điện để xác đònh là máy phát mức cao hay mức thấp. Quá trình
điều biến ở phần trước được thay bằng thành phần ngõ ra tầng cuối cùng
của phần phát, phần trước cực thu cuả transistor ngõ ra đối với bộ phận
máy phát dùng đèn bán dẫn ưu điểm của điều biến mức thấp là công suất
tín hiệu thấp và yêu cầu đặt ra là phần trăm điều biến phải cao.
Đối với điều biến mức cao thì sự điều biến được thay cho phần sau
cuả tầng cuối, nơi đó biên độ sóng mang đạt giá trò cực đại. Vì vậy, yêu
cầu biên độ tín hiệu điều biến phải lớn hơn để đạt được phần trăm điều
biến tối đa. Với điều biến mức cao, tín hiệu được điều biến sau cùng phải
được khuếch đại để cung cấp công suất cho tất cả các dải biên. Công suất
dải biên phải lớn hơn 33% tổng công suất phát. Những thuận lợi của điều
biên mức thấp là đạt được công suất cao. Khi tất cả các tín hiệu khuếch
đại ở tần điều biến phải là khuếch đại tuyến tính điều này thực hiện được
nhưng kém hiệu quả.
1 . Mạch điều AM mức thấp.
Một tín hiệu nhỏ khuếch đ hạng A được biểu diễn trên hình 2.7a
có thể được sử dụng để điều biến biên độ AM. Tuy nhiên, mạch khuếch
đại phải có 2 ngõ vào. Ngõ vào thứ nhất là tín hiệu sóng mang và ngõ
vào thứ hai là tín hiệu điều biến. Hiện tại khi không có tín hiệu điều biến
thì mạch hoạt động giống như mạch khuếch đại tuyến tính hạng A và ngõ
ra là tín hiệu sóng mang được khuếch đại bởi độ lợi áp tónh.
Tuy nhiên, khi đặt tín hiệu điều biến vào mạch khuếch đại hoạt
động không tuyến tính và xảy ra quá trình nhân tần số tín hiệu được mô
tả bởi biểu thức 2.9a. Trên hình 2.7a tín hiệu sóng mang được đưa vào
cực nền B của transistor. Tín hiệu điều biến được đưa vào cực phát E. Vì
vậy, được gọi là mạch điều hợp cực phát E. Tín hiệu điều biến thay đổi
theo độ lợi của mạch khuếch đại dưới dạng hình sin và bằng với tần số

ban đầu của tín hiệu điều biến. Độ lợi áp của mạch điều hợp cực phát
được minh họa bằng biểu thức toán học sau:
Av = Aq (1 + m.Sin2
f
m.
t) (2.18)
Trong đó : Av là hệ số khuếch đại áp khi có tín hiệu điều biến.
Aq là hệ số khuếch đại áp tónh (không có tín hiệu điều
biến)
Sin2
f
m
t thay đổi từ giá trò cực đại +1 đến giá trò cực tiểu -1
cho nên biểu thức 2.18 được viết lại như sau :
Av = Aq (1
 m) (2.19)
Trong đó: m là hệ số điều biến, khi điều biến 100
 thì m =1.
Nên : A
v(max)
= 2Aq
A
v(min)
= 0V
Hình 2.7b vẽ dạng sóng ra của hình 2.7a, tín hiệu điều biến đưa
vào mạch thông qua biến áp T
1
tới cực phát của Q
1
và sóng mang V

c
được
đưa trực tiếp vào cực nền B. Tín hiệu điều biến sẽ điều khiển mạch trên
hoạt động ở hai trạng thái dẫn bão hoà và ngưng dẫn. Cho nên, cần thiết
phải tạo ra sự khuếch đại phi tuyến khi xảy ra quá trình điều biến. Tụ
điện C
2
có nhiệm vụ là di chuyển tần số tín hiệu điều biến từ dạng sóng
AM ra. Vì vậy sinh ra bao hình AM đối xứng tại V
out
.

Tín hiệu điều biến
Hình bao AM
DSBFC Vout
t
t

Q







V
m
V
C

C1
C2
C3
T1
R2
R
E
R
L
R1
Rc
Vcc=30VDC
Vout
(a)

Hình 2.7 : (a) Mạch điều hợp cực phát dùng 1 trasistor.
(b) Dạng sóng ngõ ra của mạch.
Với mạch điều hợp cực phát, biên độ tín hiệu ngõ ra phụ thuộc vào
tín hiệu sóng mang ngõ vào và độ lợi áp của mạch khuếch đại. Hệ số
điều biến hoàn toàn phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu điều biến. Những
ưu điểm chính của mạch điều hợp cực phát là mạch hoạt động ở chế độ
A, mà ở chế độ này thì hệ số khuếch đại không cao. Mạch điều hợp cực
phát cũng có nhược điểm là tiêu thụ công suất lớn ở dạng sóng ngõ ra.

2 . Mạch điều biên AM công suất trung bình:
Máy phát AM công suất trung bình và cao bò hạn chế bởi việc sử
dụng đèn chân không, đó là những linh kiện thụ động. Tuy nhiên kể từ
giữa năm 1970, máy phát sử dụng linh kiện bán dẫn được đưa vào sử
dụng, từ đó công suất ra được nâng cao đến hàng ngàn Watts. Những
thiết bò này dần dần được cải tiến bằng cách thay thế những mạch khuếch

đại công suất song song với việc phối hợp pha của tín hiệu ngõ ra.
Hình 2-8a trình bày sơ đồ nguyên lý của mạch điều biến AM công
suất trung bình dùng 1 transistor. Quá trình điều biến được thực hiện tại
cực thu là thành phần tín hiệu ra của transistor. Như vậy, nếu đây là tầng
làm việc cuối cùng của máy phát thì đó là điều biến mức cao (không có
sự khuếch đại công suất điều biến và Anten).
Để mạch làm việc có hiệu quả, đạt công suất cao. Mạch điều biến
AM công suất trung bình và cao thưòng hoạt động ở chế độ C. Do đó
công suất thực tế của mạch có thể đạt hơn 80%. Sơ đồ mạch điện 2.8a là
mạch khuếch đại chế độ C với hai ngõ vào: Ngõ vào sóng mang (V
c
) và
ngõ vào tín hiệu điều biến đơn tần (V
m
).
Vc
0,7Vc
0V
fc
Vout
(b)
Vout



Q









T2=1:1
T1=1:1
RFC
Vcc
Tín hiệu điều
biến đơn tần
Sóng mang chưa
điều biến
C1
R1
(a)
Hình 2.8 : Mạch điều biến AM công suất trung bình dùng 1 transistor.
(a) Sơ đồ nguyên lý.
(b) Dạng sóng cực thu khi không có tín hiệu điều
biến.
(c) Dạng sóng cực thu khi có tín hiệu điều biến
Vì transistor phân cực ở chế độ C nên hoạt động không tuyến tính
và có khả năng mạch cũng trộn không tuyến tính. Mạch này được gọi là
mạch điều hợp cực thu (C) bởi tín hiệu điều biến được đưa trực tiếp vào
cực thu C. RFC là cuộn cản tần số sóng vô tuyến, nó hoạt động như sau:
Hở mạch đối với thành phần DC đồng thời ngắn mạch đối với tần số RF.
Cho nên, RFC ngăn cách nguồn cung cấp DC giữa sóng mang cao tần với
tần số biên, trong khi đó vẫn cho phép tín hiệu tần số thấp điều biến tại
cực thu của Q
1
.

Hoạt động của mạch điện như sau:
Khi biên độ của sóng mang vượt qua hàng rào thế của mối nối B
(khoảng 0,7V đối với transistor silic) Q
1
dẫn và sinh ra dòng cực thu I
c
.
Khi biên độ tín hiệu sóng mang giảm xuống nhỏ hơn 0,7V Q
1
ngưng dẫn,
dòng cực thu biến mất. Thông thường Q
1
ngắt dẫn ở hai trạng thái: Trạng
thái dẫn bão hòa và ngưng dẫn được điều khiển bởi tín hiệu sóng mang,
0V
2Vcc
Vcc
0V
Vout
f
c
V
c
0,7V
V
m
0V
V
p
=Vcc

(c)