Trờng đại học bách khoa hà nội Khoa điện tử viễn thông ********************* đồ án thiết kế mạch Analog Thiết kế máy thu đổi tần thu băng FM, tính toán chi tiết mạch vào Giáo viên hớng dẫn Sinh viên thực Lớp : Tạ Quang Đởn : Phạm Đức Vinh : ĐT K43 Hà nội 6/2002 Thiết kế máy thu đổi tần bắt sóng FM I Chỉ tiêu kỹ thuật máy thu theo tiêu chuẩn cấp củaNga Tiêu chuẩn cấp Nga cho máy thu đổi tần bắt sóng FM: Băng sóng : Sóng cực ngắn:4,56-4,11m Tần số trung gian : ftt=6,5 0,1(MHz) Độ nhạy Pra=50mW 5mW ( công suất nhỏ) tới 150mW: 0,7mV/m anten từ 10àV anten Độ chọn dốc đặc tuyến cộng hởng khoảng 6-26dB : 0,2dB/kHz Chọn lọc tần số ảnh : 22dB Dải thông tần băng sóng cực ngắn :120-180 kHz Dải thông tần Hz ( méo 14dB theo áp suất âm ) : Máy để bàn : 80-12000 Máy lu động : 150-12000 Chống diều biên kí sinh:16dB Điện áp cung cấp chiều : -> 12 V II Chọn phơng án thiết kế máy thu: 1.Chọn loại phần tử khuếch đại máy thu : Trong máy thu thờng dùng hai loại đèn chủ yếu: bán dẫn (tranzixto) đèn điện tử khống chế tĩnh điện kết hợp hai loại này.Trong phần chọn phơng án chọn loại đèn chủ yếu dùng máy thu tầng cụ thể đợc xét phần sau Dùng bán dẫn có nhiều u điểm so với đèn điện tử: - Hiệu suất cao - Điện áp yêu cầu thấp - Công suất nguồn cung cấp yêu cầu ít, kích thớc trọng lợng nhỏ Đèn bán dẫn có nhợc điểm độ ổn định kém, tham số thay đổi theo nhiệt độ Tuy nhiên nhợc điểm khắc phục nhiều biện pháp khác Vì ta chọn đèn bán dẫn cho việc thiết kế Chọn loại sơ đồ cho máy thu : Căn vào yêu cầu độ nhạy,độ chọn loc,dải thông tần số để chọn sơ đồ máy thu(tách sóng thẳng hay khuếch đại thẳng,khuếch đại có hồi tiếp dơng,đổi tần lần hai lần ) Máy thu tách sóng thẳng có độ chọn lọc tần số lân cận kém, độ nhậy độ méo lớn có kết cấu đơn giản đờng thu kí sinh nên ta không chọn Máy thu khuếch đại thẳng đờng thu kí sinh Máy có độ chọn lọc kém, tần số cao, độ nhậy kém, độ méo lớn phải tách sóng bình phơng; Máy thu đổi tần máy thu đạt đợc tiêu cao độ nhậy, độ chọn lọc độ khuyếch đại chọn lọc chủ yếu dựa vào thành phần tần số trung gian nên tính chất máy thu hầu nh không thay đổi thay đổi tần số thu Chọn loại nguồn cung cấp cho máy thu: Căn vào tiêu kĩ thuật cho trớc mà ta có loại nguồn cấp khác VD: Nguồn xoay chiều:110v,220v Nguồn chiều:có loại 3;4,5;6;9;12V Đối với máy thu cấp 1,nguồn cung cấp chiều khoảng 9-12v III.Tính toán sơ lập sơ đồ khối : 1.Xác định tần số trung gian ftg( hay tần số trung tần ftt): - Xét phẩm chất tín hiệu, chọn tần số trung gian lớn dải thông tần rộng , độ méo tần số thấp, tần số trung gian cao tần số điều chế nhiều dễ tách sóng - Xét độ chọn lọc tần số lân cận chọn tần số trung gian thấp dễ đạt đợc độ chọn lọc lân cận cao dải thông tần hẹp Đối với máy thu độ chọn lọc tần số lân cận quan trọng định mức can nhiễu chủ yếu đầu máy thu hay nối cách khác tham gia định độ nhạy máy thu - Đối với độ chọn lọc tần số ảnh tăng cao tần số trung gian làm cho độ chọn lọc tần số ảnh cao độ khuyếch đậi tần số trung gian ngợc lại Tóm lại chọn tần số trung gian cao phẩm chất tín hiệu tốt hơn, độ chọn lọc tần số ảnh tốt hơn, nhng độ chọn lọc tần số lân cận, độ khuyếch đại, tiêu hệ số tạp âm , độ ổn định Điều kiện đảm bảo độ chọn lọc tần số ảnh ftg : f tg f B max d tdR S a = 73 ì 200 10 2, =4,5MHz Tra bảng Sa=22dB (Sa:Độ chọn lọc tần số ảnh) hay S a=102,2 độ chọn lọc tần số ảnh băng sóng cực ngắn dtdR:hệ số suy giảm tơng đơng mạch cộng hởng dtdR=1/Qtdmax,chọn Qtdmax=140 2.Phân phối méo tần số cho tầng: Các phần máy thu nhiều gây méo tần số (do tụ nối tầng, tụ Ce , ghép biến áp, cộng hởng LC gây ra) Nhng gây méo tần số nhiều phần có tính chọn lọc cao nhất: phần tần số trung gian Vì phân phối độ méo tần số, phần tần số trung gian đợc u tiên Độ méo tất phần máy: M (dB) = MTR (dB) + MTG (dB) + MTT (dB) M (dB) = 14 dB Méo tần số radio: MTR (dB) = (0,1 - 0,2)M(dB) Chọn MTR (dB) = 0,15 ì 14=2,1 dB Méo tần thấp: MTT (dB) = ( 0,3 - ) x M (dB) Chọn MTT (dB) = 0,3 x 14 = 4,2 dB Vậy méo phần tần số trung gian là: MTG (dB) = 14-2,1- 4,2 = 7,7 (dB) Phân phối tiêu độ chọn lọc cho tầng: Tính toán yêu cầu hệ chọn lọc: Từ tiêu ta có độ chọn lọc độ lệch cộng hởng f (f = 10 z ) S f = 46dB độ méo cho phép M xác định hệ số hình chữ nhật cần thiết máy thu mức Sf : K cnS = 2f D Nh hệ số hình chữ nhật thực tế lọc K cnl phải nhỏ hệ số hình chữ nhật yêu cầu K cnl K cnS = 2f D Hệ số phẩm chất hệ số hình chữ nhật loại mạch tính nh sau: Mạch cộng hởng đôi, ghép tới hạn: n K cnl = Qtd = n S f So fo ì f n S f n : số tầng Qtđ : hệ số phẩm chất tơng đơng mạch cộng hởng Đối với phần tần số trung gian độ chọn lọc tính mức lệch cổng hởng 10 KHz với n=2 thoả mãn điều kiện K cnl K cnS Vậy số tầng trung gian hai tầng với hai mạch cộng hởng kép Do dùng phơng pháp đổi tần nên sinh nhiễu tần số ảnh nhiễu trung tần (lọt thẳng) Điều phải đợc giải mạch vào tầng khuyếch đại cao tần Độ chọn lọc tần số lân cận đợc giải tầng tần số trung gian chủ yếu Tính sơ hệ số khuếch đại tổng cộng máy : Độ nhạy máy thu 10àV, công suất 150mW thì,nói chung anten máy thu đa đợc công suất khoảng 1,5.10-12W Do cần phải có hệ số khuếch đại tổng cộng cho toàn máy : 150.10 K = 10 log = 110dB 1,5.10 12 Để đảm bảo cho đặc tuyến tách sóng đờng thẳng, đầu vào tách sóng cần phải có công suất khoảng 8àW Do hệ số khuếch đại máy thu trớc tách sóng cần phải đạt : 10 log 8.10 = 67 dB 1,5.10 12 5.Từ tính toán sơ ta có sơ đồ khối máy thu đổi tần nh sau: 6.Nguyên lý làm việc máy thu : Anten Mạch vào fth Trộn tần ftt Khuếch đại trung tần Tách sóng fns Khối nguồn Mạch TĐK Dao động ngoại sai Khuếch đại công suất Khuếch đại âm tần Tín hiệu cao tần từ máy phát sóng truyền tới anten đợc anten thu lại đa vào mạch thu Tại đây, tín hiệu cao tần đợc cộng hởng với mạch LC để chọn lấy tín hiệu cần thu Sau đợc xử lí sơ bộ, sóng cao tần đợc chuyển tới mạch đổi tần Và đây, tín hiệu cao tần đợc trộn với tín hiệu ngoại sai từ dao động ngoại sai đa tới để thu đợc tín hiệu trung tần Tần số trung tần thu đợc nh tín hiệu cao tần có tần số khác không thay đổi qui luật điều chế Bộ tạo tín hiệu ngoại sai có tần số thay đổi đợc thoả mãn : fth= fns + ftt Tín hiệu trung gian có chứa âm tần đợc khuếch đại thêm qua khối khuếch đại trung tần để đảm bảo công suất đầu đủ lớn đợc đa sang khối tách sóng Tại đây, tín hiệu âm tần đợc tách từ tín hiệu trung tần tiếp tục đợc khuếch đại thêm lần qua khối khuếch đại âm tần khối khuếch đại công suất để đa loa Phần mạch TĐK có chức điều chỉnh độ khuếch đại tầng khuếch đại trung tần để tín hiệu đợc ổn định giới hạn cho phép Mạch hoạt động dựa nguyên lí hồi tiếp dòng chiều lấy từ đầu tách sóng đa đầu vào mạch khuếch đại trung tần để điều chỉnh độ khuếch đại mạch Điện áp cung cấp cho mạch làm việc ổn định khoảng 9V Giá trị đủ lớn để cung cấp cho transistor làm việc tốt theo yêu cầu chế độ, thực tế giá trị điện áp phù hợp dựa theo nguồn điện sẵn có nh điện áp nắn dòng chiều, loại pin thông dụng tiện lợi cho việc cấp điện để máy thu hoạt động tốt Phân phối tiêu cho tầng : Dựa vào sơ đồ khối thông số kĩ thuật ta chia tầng để xét tiêu cụ thể, từ chọn điểm làm việc nh tính toán giá trị linh kiện cụ thể cho mạch Mạch vào chọn sóng : Chuyển tín hiệu radio từ anten tới đầu vào máy thu chọn lọc tần số tín hiệu cộng hởng Hệ số truyền đạt theo yêu cầu -3dB Khối khuếch đại cao tần : Dùng để nâng cao độ nhạy thực tế độ chọn lọc tần số ảnh cho máy thu Hệ số truyền dạt yêu cầu khoảng 25 dB Khối đổi tần : Trộn tín hiệu cao tần với tín hiệu ngoại sai từ khối tạo tín hiệu ngoại sai để tạo tần số trung gian 6,5MHz ứng với tín hiệu cao tần thu đợc nhờ mạch cộng hởng tần số Hệ số truyền đạt sơ : 20dB Suy giảm ghép biến áp : -6,5dB Khối khuếch đại trung tần : Đảm bảo phần lớn tiêu độ nhạy, định độ chọn lọc tần số lân cận Hệ số khuếch đại : Ktt=40dB Suy giảm biến áp trung tần : -6,5dB Khối tách sóng : Lọc tín hiệu âm tần từ tín hiệu trung tần đa vào khối khuếch đại âm tần Nó định tần số tín hiệu cần thu Khối sử dụng diode với hệ số khuếch đại bị suy giảm -20dB Khối khuếch đại âm tần : Khuếch đại tín hiệu âm tần đủ lớn để giữ nguyên dạng tín hiệu đa khuếch đại công suất, đảm bảo tín hiệu không bị méo Hệ số khuếch đại âm tần : KAT = 40dB Suy giảm biến áp : - 0,7dB Khối khuếch đại công suất : Khuếch đại công suất cho tín hiệu đủ lớn đa loa Công suất thu đợc phải không lớn chọn mạch khuếch đại cho dải tần đầu không bị ảnh hởng nhiều.Thờng dùng mạch khuếch đại đẩy kéo Hệ số khuếch đại công suất : KCS = 25dB Suy giảm biến áp : - 0,7dB Hệ số khuếch đại toàn máy : K =-3 + 25 +20- 6,5 + 40 - 6,5 - 20 + 40 - 0,7 + 25 - 0,7 = 110dB IV.Chọn mạch chi tiết cho khối : 1.Mạch vào : Nhiệm vụ mạch vào : mạch vào giữ nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ anten đến tầng đầu máy thu Nó đảm nhiệm phần nhiệm vụ chọn lọc máy thu (chọn lọc tần số ảnh, chọn lọc lọt thẳng) Yêu cầu mạch vào chủ yếu là: Có hệ số truyền đạt lớn Đảm bảo yêu cầu chọn lọc với độ chọn lọc tần số ảnh 22 dB Độ chọn lọc lân cận 10 dB Đảm bảo tiêu dải thông, méo tần số nhỏ Tần số cộng hởng bị biến thiên yếu tố bên Chọn phơng án: chọn mạch ghép số phần tử điều chỉnh tăng, độ ghép mạch cộng hởng nói chung phụ thuộc vào tần số nên điều chỉnh khó khăn mạch cộng hởng ghép thờng dùng cho mạch vào làm việc tần số cố định mạch vào làm việc đoạn sóng dài, sóng trung ta chọn mạch cộng hởng đơn Có loại mạch cộng hởng đơn -Mạch vào ghép điện dung với anten kết cấu đơn giản nhng hệ số truyền đạt không ổn định tham số anten ảnh hởng nhiều đến mạch cộng hởng, đợc dùng máy thu thu đài cố định phạm vi tần số hẹp -Mạch vào ghép hỗ cảm với anten ghép hỗ cảm nên hệ số truyền đạt giảm -Mạch vào ghép hỗn hợp ( vừa điện dung vừa hỗ cảm )với anten khắc phục đợc nhợc điểm Vì ta chọn loại Anten : chọn loại anten đồng chuẩn, cần phải phối hợp trở kháng để đảm bảo hệ số khuyếch đại hệ số tạp âm cực tiểu nên cần cần ghép kiểu hỗn hợp với mạch vào Chọn phơng thức điều chỉnh tần số Hệ số trùm băng: K'B = f B' max C = max ' C f B (fB' max, fB' : giới hạn tần số có nới rộng so với băng tần ) Phạm vi tần số tơng đối rộng nên cần có phơng thức điều chỉnh tần số tụ điện có điện dung biến đổi cuộn dây có điện cảm biến đổi Tụ điện biến đổi dễ đợc chế tạo cách xác, đảm bảo hệ số trùm băng lớn phạm vi biến thiên điện dung (tỉ số Cmax/Cmin) thờng lớn chọn phơng thức điều chỉnh tụ điện biến đổi Sơ đồ nguyên lý mạch vào : Cgh Lgh Ll L Cl C Co Cd Ra KĐCT Tụ ghép Cgh có tác dụng tránh ảnh hởng anten tới phẩm chất mạch vào Cgh phải có giá trị nhỏ để tín hiệu cao tần cảm kháng tiến dần tới Do tín hiệu cao tần không bị mát hay tổn hao tụ Cgh Cuộn Ll tụ Cl có mục đích nâng cao độ chọn lọc khử nhiễu lọt thẳng Cuộn Ll tụ Cl tạo thành mạch cộng hởng nối tiếp Mạch cộng hởng cộng hởng tần số trung tần ftt= 6,5MHz Đồng chỉnh mạch vào mạch dao động ngoại sai: Trong máy thu đổi tần thu tín hiệu phải có: fth- f ns = ftg số không đổi Vì f th thay đổi fns phải thay đổi tơng ứng để đơn giản việc điều chỉnh ta dùng tụ xoay kép có hai ngăn, ngăn dùng cho mạch vào ngăn dùng cho mạch dao động Các phiến động ngăn tụ xoay nối liền với trục chung Nh hai ngăn tụ xoay mạch vào mạch dao động đồng trục Tụ điện C mạch vào đồng trục với tụ điện C mạch dao động Tụ điện C2 có tác dụng đồng chỉnh hai đầu băng sóng mạch vào mạch dao động Mạch khuếch đại cao tần: Trong máy thu bình thờng,ít có tầng khuếch đại cao tần.Tuy nhiên máy thu chất lợng cao lắp thêm tầng khuếch đại cao tần mạch vào mạch đổi tần Tác dụng chủ yếu tầng khuếch đại cao tần nâng cao độ nhạy thực tế độ chọn lọc tần số anhr cho máy thu.Ngoài tầng khuếch đại cao tần làm giảm ảnh hởng gia mạch vào mạch ngoại sai.Tầng khuếch đại cao tần mắc theo kiểu EC,CC BC nhng mạch EC có hệ số khuyếch đại lớn nên dùng loại mạch Yêu cầu: Hệ số khuếch đại tín hiệu phải đồng lớn dải tần số,không gây méo Cùng với mạch vào đảm bảo đợc độ chọn lọc tần số ảnh Độ ổn định cao Mức tạp âm phải nhỏ Hình mạch KĐCT không cộng hởng Lk:cuộn chặn cao tầnđể nâng cao thêm hệ số khuếch đại tầng phía tần số cao R1,R2:tạo thiên áp cho transistor Mạch đổi tần : Trong máy thu đổi tần, tác dụng chủ yếu tầng đổi tần biến đổi tín hiệu cao tần điều biên thành tín hiệu trung tần Việc thay đổi tần số thực đợc nhờ đặc tính không đờng thẳng transistor Để thực việc đổi tần, máy thu cần phải có dao động ngoại sai trộn tần Mạch điện tổ hợp dao động ngoại sai với trộn tần đợc gọi mạch đổi tần Mạch đổi tần phân làm hai loại : loại dùng transistor vừa làm nhiệm vụ tạo dao động vừa làm nhiệm vụ trộn tần Mạch yêu cầu transistor phải có tần số cắt cao hệ số khuếch đại lớn , nhng kết cấu mạch điện tơng đối đơn gián , linh kiện , dợc dùng máy thu thông thờng Còn loại mạch điện dùng hai transistor cao tần riêng biệt, transistor chuyên tạo dao động , transistor chuyên làm nhiệm vụ trộn tần Mạch điện phức tạp , nhiều linh kiện nhng có dộ ổn định cao , tợng trôi tần số nhỏ, thờng dùng máy thu chất lợng cao nhiều băng sóng a)Mạch dao động ngoại sai : Mạch dao động dùng transistor giống mạch tạo dao động dùng đèn điện tử, dùng diện dung(RC) điện cảm điện dung (LC) để tạo thành mạch dao động , khác chỗ trở kháng vào transistor nhỏ , điện kháng vào điện cảm điện dung mắc bazơ emitter transistor nhỏ Trong máy thu , dao động ngoại sai hầu hết dùng mạch tạo sóng LC Nói chung mạch điện dao động đợc mắc theo ba kiểu nh sau : + Mạch dao động ba điểm điện cảm + Mạch dao động ba điểm điện dung + Mạch dao động ghép biến áp L1 L Rb R3 C C1 C C2 + Ec + Ec L2 C1 Re R2 C4 R1 C2 C3 Để mạch điện dao động , điện kháng phải thoả mãn điều kiện pha nh sau : Xce Xbe dấu Xcb phải khác dấu với hai điện kháng b)Mạch trộn tần: Trộn tần trình tác động lên hai tín hiệu cho đầu trộn tần nhận dợc thành phần tần số tổng hiệu hai tần số Thông thờng hai tín hiệu tín hiệu đơn âm (có vạch phổ), tín hiệu dó đợc gọi tín hiệu ngoại sai có tần số f ns , tín hiệu lại tín hiệu hữu ích với tần số f th cố định biến thiên phạm vi Tín hiệu có tần số monh muốn đợc tách nhờ lọc , tần số đợc gọi tần số trung gian f tg Cũng giống điều biên, để trộn tần dùng phần tử phi tuyến phần tử tuyến tính tham số Trong máy thu , việc trộn tần lợi dụng đoạn phi tuyến đặc tuyến transistor dể tiến hành Giữa emitter bazơ transistor coi nh diode, việc lợi dụng đặc tuyến không đờng thẳng diode biết, đa cách riêng rẽ đồng thời điện áp tín hiệu điện áp dao động ngoại sai vào bazơ emitter transistor việc trộn tần xảy phận xuất tín hiệu , tần số tổng hiệu hai tần số vào Tần số tạo dao động ngoại sai fd tần số tín hiệu bên ft sai khác trung tần Theo nguyên tắc sai pha f t fd lớn hay nhỏ trung tần đợc Nhng máy thu sóng dài , sóng trung, sóng ngắn thờng chọn fd >ft, máy thu sóng cực ngắn chọn fd điện áp hai đầu 5-6 là: U=U5+U6=U0 Vì có thêm tụ C0 nên dù biên độ điện áp vào hai đầu 1-2 có thay đổi điện áp U0 trì không đổi.Nếu biên độ điện áp vào tức thời tăng lên,dòng điện nạp cho tụ C0 tăng lên,điện trở vào tơng đơng mạch tách sóng giảm xuống làm cho biên độ điện áp vào giảm nhiều ngợc lại.Kết biên độ điện áp vào đợc cố định.Tuy dòng điện nạp cho 12 cho Co có biến đổi song dung lợng Co lớn nên số thời gian C0R1R2 lớn,do điện áp đầu không đổi 5.Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại(TĐK) : Thực tế máy thu có tợng âm lợng lúc to lúc nhỏ thu đài khác nhau, chiết áp đặt vị trí Nguyên nhân cờng độ sóng điện từ thu đợc máy phụ thuộc vào cự li đài phát Để khắc phục tợng trên, giữ cho âm lợng thu đồng cho loại máy, ta dùng Lấy từ mạch tách sóng mạch khuếch đại trung tần + Rtdk Ctdk +V mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại Nguyên lí mạch : dùng tín hiệu âm tần sau tách sóng đa hồi tiếp cho tầng khuếch đại trung tần Sơ đồ mạch nh sau : Khi tín hiệu lớn, dòng điện âm tần lớn, điện áp hồi tiếp âm qua R TĐK tác động qua cực bazơ transistor T làm giảm hệ số khuếch đại đầu ra, dòng điện âm tần đợc giảm; ngợc lại tín hiệu nhỏ, dòng điện âm tần nhỏ, điện áp hồi tiếp âm làm tăng hệ số khuếch đại -> dòng điện âm tần tăng, công suất ổn định Tụ CTĐK có vai trò lọc san điện áp âm tần, để lấy điện áp chiều có biên độ tăng giảm tỉ lệ thuận với tín hiệu Chọn Rtdk=5,1k , Ctdk=50àF Mạch khuyếch đại âm tần công suất : Khối khuếch đại âm tần có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu sau tách sóng để đạt trị số đủ lớn đa loa Các tầng khối khuếch đại âm tần làm 9V việc mức tín hiệu lớn nên ta phải đảm bảo tín hiệu đầu không bị méo dạng Sơ đồ: R1 C2 Uv C1 + + NPN + R2 C3 R1,R2 điện trở định thiên.Thờng chọn R2 khoảng 5-10k.R3 điện trở tải,thờng có trị số từ 1-10k.Nếu điện trở tải nhỏ,hệ số khuếch đại nhỏ,nếu điện trở tải lớn,điện áp sụt điện trở tải lớn làm điện áp đa colectơ nhỏ,làm hiệu suất thấp gây méo dạng tín hiệu C1,C2 tụ nối tầng,nó có nhiệm vụ ngăn dòng chiều tầng,đồng thời đa tín hiệu âm tần từ tầng trớc sang tầng sau.C1,C2 có giá trị khoảng 3-10 uF.Tụ điện phân đờng C3 có ảnh hởng lớn đến dặc tính tần số đoạn tần số thấp,trị số C3 chọn từ 30uF trở lên 13 Ưu điểm:gọn nhẹ,đơn giản Khuyết điểm:hệ số khuếch đại thấp không phối hợp đợc trở kháng tầng Khối khuếch đại công suất có nhiệm vụ khuếch đại công suất âm tần đa loa +V 9V R1 NPN C1 R2 DIODE + + C2 + R3 C3 Hình mạch khuếch đại công suất làm việc chế độ A trợt Đặc điểm:thiên dòng Ib transistor biến đổi theo nguồn tín hiệu đa vào.Khi cha có tín hiệu,điều chỉnh R1 cho dòng colectơ khoảng24mA.Khi có tín hiệuvào,tín hiệu đợc transistor khuếch đại lên.Điện áp âm tần colectơ phần đợc đa qua tụ C2 trở mạch nắn điện bao gồm diốt D, C3, R2,R3.Dòng nắn điện qua baz,emitơ transistor làm tăng dòng Ib làm tăng dòng Ic.Tín hiệu lớn,dòng colectơ tăng,vì tín hiệu lớn,mạch khuếch đại không bị méo C dùng để ngăn dòng chiều đa dòng âm tần vềmạch nắn điện V.Tính chi tiết mạch vào: Mạch vào có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần từ Anten đến tầng đầu máy thu.Nó đảm nhận phần nhiệm vụ chọn lọc máy thu Việc tính toán mạch vào bao gồm : -Tính toán hệ thống cộng hởng -Tính toán mạch ghép mạch vào với Anten với tầng đầu máy thu Yêu cầu chủ yếu mạch vào là: -Có hệ số truyền đạt lớn -Đảm bảo yêu cầu độ chọn lọc(Chủ yếu độ chọn lọc tần số ảnh tần số trung tần) -Tần số cộng hởng bị biến đổi yếu tố bên ngoài(VD:do biến thiên trở kháng vào tơng đơng Anten,của trở kháng vào tầng đầu ) Sơ đồ mạch vào: Cgh Lgh Ll L Cl C Co Cd Ra KĐCT 14 Trong đó,mạch cộng hởng gồm tụ điện biến đổi C,cuộn cảm L,tụ điện nửa điều chỉnh Cd,điện dung phân bố C0 bao gồm điện dung thân cuộn dây,điện dung lắp ráp điện dung Anten.Cd đợc thêm vào để đảm bảo hệ số trùm băng Mạch cộng hởng đợc ghép hỗn hợp với Anten ngoài.(Lgh Cgh) Để nâng cao độ chọn lọc tần số trung tần,ta mắc thêm mạch lọc phụ bao gồm Cl Ll ghép Anten mạch cộng hởng 1.Tính toán mạch cộng hởng: Để tính toán mạch cộng hởng,ta cần phải xác định trớc: -Phạm vi tần số băng hệ số trùm băng,trong băng FM: fmin =65,8MHz,fmax=73 MHz theo tiêu cấp Từ đó,ta có hệ số trùm băng là:KB= fmax/ fmin=1,109 -Yêu cầu độ chọn lọc: Độ chọn lọc tần số ảnh:22dB Việc tính toán đợc tiến hành theo bớc sau: a.Chọn phơng thức điều chỉnh tần số : mạch vào đợc điều chỉnh tụ điện có điện dung biến đổi cuộn cảm có điện cảm biến đổi.Nhng đây,ta dùng tụ điện có điện dung biến đổi vì: -Tụ điện biến đổi dễ đợc chế tạomột cách xác -Đảm bảo đợc hệ số trùm băng lớn phạm vi biến thiên điện dung (Cmin-Cmax) thờng lớn b.Chon sơ đồ mạch cộng huởng: Ta chọn mạch điện cộng hởng điều chỉnh tụ điện biến đổi L C Co Cd Các giá trị mạch phải thoả mãn quan hệ sau: C max + C + C d = KB C + C + C d c.Chọn phần tử mạch cộng hởng: -Chọn tụ điện biến đổi: Khi chọn tụ điện biến đổi phải ý vấn đề sau: +Chọn sản phẩm tiêu chuẩn,có sản xuất hàng loạt +Phạm vi biến thiên phải thoả mãn điều kiện: 15 KB < C max C +Giá trị Cmax lớn tần số cộng hởng mạch vào ổn định điện dung phân bố không ổn định,tuy nhiên,hệ số truyền đạt lại thấp +ở băng tần số thấp,nếu Cmax qúa nhỏ điện cảm lớn,do khó chế tạo cuộn dây +Đối với máy thu sóng cực ngắn,nên chọn tụ biến đổi có điện môi không khí để giảm suy hao tần số cao +Đối với máy thu nhiều băng,ta nên chọn tụ điện biến đổi cho tất băng +Trong máy thu sóng mét,trị số Cmax Cminthờng đợc chọn nh sau: Cmax=20-50pF,Cmin=3-7pF Sau xét điều kiện trên,ta chọn giá trị tụ điện biến đổi nh sau: Cmin=6pF,Cmax=20pF Tính giá trị cuộn cảm L mạch cộng hởng,giá trị L đợc tính theo công thức: KB L= (2 f max ) (C max C ) Nếu giá trị cuộn cảm,tụ điện,tần số tính đơn vị àH, pF, MHz, ta có : 253.10 ( K B 1) L= f max (C max C ) Từ công thức trên,ta tính đợc L=5,6àH Vậy giá trị cuộn cảm tụ xoay mạch cộng hởng là: L=5,6àH, Cmin=6pF,Cmax=20pF d.Ước tính điện dung phân bố Co: Điện dung phân bố thờng gồm có thành phần sau : Điện dung thân cuộn dây điện cảm (CL) Điện dung lắp ráp (Clr) Điện dung anten phản ánh vào (CA) Điện dung thờng không ổn định, độ ghép anten mạch vào phải chọn đủ nhỏ để giảm bớt ảnh hởng Vì thờng bỏ qua CA tính giá trị C o Tóm lại : Co = CL + Clr + CA CL + Clr Điện dung CL ớc lợng nh sau (dùng cho băng sóng ngắn, sóng mét) : 16 CL (0,5 đến 3) DL Trong đó, DL đờng kính ống dây, tính centimet (thờng vào khoảng 0,5 đến 1,5 cm), CL tính picofara (pF) Nên : CL x = pF Clr = ữ pF chọn Clr = pF Co = CL + Clr = + = pF e.Tính giá trị tụ nửa điều chỉnh Cd: Cd đợc tính theo công thức sau: C d = Co C max K B C K 2B Từ công thức trên,ta tính đợc Cd=4,5pF Cd giá trị trung bình.Tụ Cd tụ nửa điều chỉnh.Bảng dới cho ta giá trị số tụ nửa điều chỉnh: Giá trị TB Cd Phạm vi biến thiên Cd 4,5 2-7 9,5 4-15 15,5 6-25 19 8-30 33 6-60 Các giá trị bảng đợc tính theo pF.Vậy từ bảng ta có Cd=2-7pF 2.Xác định hệ số phẩm chất mạch cộng hởng: a.Nguyên tắc chung: Gọi Qtd hệ số phẩm chất tơng đơng mạch cộng hởng,Qo hệ số phẩm chất thân mạch cộng hởng,ta có vấn đề cần lu ý sau: -Giá trị Qtd cần thiết phải nhỏ giá trị Qo - Giá trị Qtd phải cao ,nếu yêu cầu độ chọn lọc cao Giá trị Qtd phải thấp,nếu yêu cầu độ méo tín hiệu chặt chẽ b.Xác định giá trị Qtd : Xác định Qtd để đảm bảo tiêu chọn lọc: Ta đa định nghĩa độ lệch cộng hởng tổng quát =Qtdcl(fn/fB-fB/fn) Trong đó, Qtdcllà hệ số phẩm chất tơng đơng tính theo độ chọn lọc fn:tần số nhiễu ,tức tần số lân cận,tần số ảnh trung gian tuỳ trờng hợp fB:tần số băng cần thu.Nếu tính theo yêu cầu độ chọn lọc,đối với độ chọn lọc tần số ảnh tần số lân cận fB= fBmax.Đối với độ chọn lọc tần số trung gian,phải lấy tần số gần tần số trung gian hai tần số fmin fmax Công thức đợc tính gần là:=Qtdcl.2f/ fB (1) Trong đó:fn= fB-2 ftg, f=2 ftg 17 Mạch vào dùng mạch cộng hởng đơn: = S MV SMV:độ chọn lọc tần số ảnh.Theo tiêu cấp một, SMV=22dB.Vậy =21,9 Thay vào (1) ta có Qtdcl=61,5 Ta có Qtd > Qtdcl.Vậy chọn Qtd =62 Hệ số phẩm chất thân mạch cộng hởng phải thoả mãn điều kiện:Qo > Qtd Khi làm việc tần số cao(trên 30 MHz),ta có: Qo 2Qtd Vậy ta chọn Qo=2Qtd=2.62=124 3.Xác định Cgh Lgh: Mạch cộng hởng vừa ghép điện cảm vừa ghép điện dung với anten,mạch có u điểm hệ số truyền đạt đồng băng sóng Khi tính toán,ta phải quan tâm đến thông số sau: LA,CA,rA.Đó điện cảm,điện dung ,điện trở tơng đơng anten.Chúng biến thiên theo tần số Đối với anten dài,ta có: LA=15-20àH,CA=10-20pF,rA=10 -Tính Cgh: C gh B f C Ao (C Ao + C A max ) LC A max f A f d td f =4 A n Với dtd=1/Qtd=1/62,n=1,CAmax=20-10=10pF,L=5,6àH, CAo=15pF,B=2.fB = 458.106rad Ta tính đợc:Cgh=0,5.10 12 F=0,5pF -Tính Lgh: Lgh đợc tính theo công thức sau: Với amin=fBmin/fA, fAlà tần số thân mạch sơ cấp(An ten).Thờng L gh = a 2 f B C A L A amin=1,3-3.Ta chọn amin=2.Từ công thức trên,ta tính đợc:Lgh=2,5àH 4.Xác định mạch lọc tần số trung tần: Từ công thức : 18 Ll C l = f tg Với Cl chọn khoảng 50 đến vài trăm pF.Chọn Cl =100pF.Vậy ta có: Ll = f tg C l = àH 5.Tổng kết: Ta tính đợc giá trị linh kiện mạch vào nh sau: -Mạch cộng hởng: L=5,6àH, Cmin=6pF,Cmax=20pF -Mạch chọn lọc tần số trung tần: Cl =100pF, Ll =6àH -Mạch ghép: Cgh=0,5pF, Lgh=2,5àH -Hệ số phẩm chất mạch cộng hởng: Qtd =62, Qo=124 19 Sơ đồ chi tiết toàn máy +V 9V + Cgh Lo Lgh Co NPN NPN L1 Mạch vào NPN NPN Khuếch đại CT Trộn tần T.Đ.K KĐ TT DIODE + DIODE + NPN NPN + C1 NPN C2 + + + + Tách sóng KĐAT DIODE KĐCS [...]... lớn ,mạch khuếch đại vẫn không bị méo C 2 dùng để ngăn dòng một chi u và đa dòng âm tần v mạch nắn điện V .Tính chi tiết mạch vào: Mạch vào có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần từ Anten đến tầng đầu của máy thu. Nó cũng đảm nhận một phần nhiệm vụ chọn lọc của máy thu Việc tính toán mạch vào bao gồm : -Tính toán hệ thống cộng hởng -Tính toán các mạch ghép giữa mạch vào với Anten và với tầng đầu của máy thu. .. Anten.Cd đợc thêm vào để đảm bảo hệ số trùm băng Mạch cộng hởng đợc ghép hỗn hợp với Anten ngoài.(Lgh và Cgh) Để nâng cao độ chọn lọc đối với những tần số bằng trung tần, ta mắc thêm một mạch lọc phụ bao gồm Cl và Ll ghép giữa Anten và mạch cộng hởng 1 .Tính toán mạch cộng hởng: Để tính toán mạch cộng hởng,ta cần phải xác định trớc: -Phạm vi tần số của băng và hệ số trùm băng, trong băng FM: fmin =65,8MHz,fmax=73... l 2 = 6 àH 5.Tổng kết: Ta đã tính đợc các giá trị của các linh kiện trong mạch vào nh sau: -Mạch cộng hởng: L=5,6àH, Cmin=6pF,Cmax=20pF -Mạch chọn lọc đối với tần số bằng trung tần: Cl =100pF, Ll =6àH -Mạch ghép: Cgh=0,5pF, Lgh=2,5àH -Hệ số phẩm chất của mạch cộng hởng: Qtd =62, Qo=124 19 Sơ đồ chi tiết toàn máy +V 9V + Cgh Lo Lgh Co NPN NPN L1 Mạch vào NPN NPN Khuếch đại CT Trộn tần T.Đ.K KĐ TT DIODE... phẩm chất tơng đơng tính theo độ chọn lọc fn :tần số nhiễu ,tức là tần số lân cận ,tần số ảnh hoặc trung gian tuỳ các trờng hợp fB :tần số trong băng cần thu. Nếu tính theo yêu cầu về độ chọn lọc,đối với độ chọn lọc tần số ảnh và tần số lân cận fB= fBmax.Đối với độ chọn lọc tần số trung gian,phải lấy tần số nào gần tần số trung gian nhất trong hai tần số fmin và fmax Công thức trên đợc tính gần đúng là:=Qtdcl.2f/... cờng độ sóng điện từ thu đợc trong máy phụ thu c vào cự li của đài phát Để khắc phục hiện tợng trên, giữ cho âm lợng thu đồng đều cho các loại mọi máy, ta dùng Lấy từ mạch tách sóng đi về mạch khuếch đại trung tần + Rtdk Ctdk +V mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại Nguyên lí của mạch là : dùng tín hiệu âm tần sau khi tách sóng đa về hồi tiếp cho tầng khuếch đại trung tần Sơ đồ mạch nh sau : Khi tín... cầu chủ yếu đối với mạch vào là: -Có hệ số truyền đạt lớn -Đảm bảo yêu cầu về độ chọn lọc(Chủ yếu là độ chọn lọc tần số ảnh và tần số bằng trung tần) -Tần số cộng hởng ít bị biến đổi vì các yếu tố bên ngoài(VD:do biến thiên trở kháng vào tơng đơng của Anten,của trở kháng vào của tầng đầu ) Sơ đồ mạch vào: Cgh Lgh Ll L Cl C Co Cd Ra KĐCT 14 Trong đó ,mạch cộng hởng gồm tụ điện biến đổi C,cuộn cảm L,tụ... thì tần số cộng hởng của mạch vào càng ổn định khi các điện dung phân bố không ổn định,tuy nhiên,hệ số truyền đạt lại thấp +ở những băng tần số thấp,nếu Cmax qúa nhỏ thì điện cảm quá lớn,do đó khó chế tạo cuộn dây +Đối với máy thu sóng cực ngắn,nên chọn tụ biến đổi có điện môi không khí để giảm suy hao ở tần số cao +Đối với các máy thu nhiều băng, ta nên chọn một tụ điện biến đổi cho tất cả các băng. .. trùm băng là:KB= fmax/ fmin=1,109 -Yêu cầu về độ chọn lọc: Độ chọn lọc tần số ảnh:22dB Việc tính toán đợc tiến hành theo các bớc sau: a.Chọn phơng thức điều chỉnh tần số : mạch vào có thể đợc điều chỉnh bằng tụ điện có điện dung biến đổi hoặc cuộn cảm có điện cảm biến đổi. Nhng ở đây,ta dùng tụ điện có điện dung biến đổi vì: -Tụ điện biến đổi dễ đợc chế tạomột cách chính xác -Đảm bảo đợc hệ số trùm băng. .. chính nh sau: Tách sóng điều tần dùng mạch tách sóng lệch cộng hởng Tách sóng điều tần dùng mạch lệch cộng hởng kép Tách sóng ĐT dùng mạch cộng hởng Tách sóng ĐT dùng mạch tách sóng tỷ số Trong những mạch trên,ta thờng dùng mạch tách sóng tỷ số ,mạch này có u điểm là vừa có tác dụng tách sóng vừa có tác dụng hạn biên Ta chọn sơ đồ của một mạch tách sóng tỷ số nh hình vẽ.Trong mạch này có một số đặc điểm... Loại khuếch đại trung tần không cộng hởng Dòng điện collector của mỗi tầng khi làm việc : Dòng collector của tầng khuếch đại trung tần đầu (T 1) là 0,4mA đến 0,6mA Dòng collector của tầng khuếch đại trung tần sau (T 2) là 0,6mA đến 0,9mA Chọn transistor dùng cho mạch khuếch đại trung tần chủ yếu xét đến 2 điểm : Chọn transistor có đặc tính tốt khi làm việc ở tần số cao, tần số cắt f cao Chọn transistor