Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Kỹ thuật truyền thanh
Kỹ thuật truyền thanh Trang CHƯƠNG VIIMẠCH ĐỔI TẦNI. Đònh nghóa và mục đích:Mạch đổi tần số là mạch đổi sóng nhận được có tần số fa ra sóng có tần số khác là ftt = fo – fa hoặc ftt = fa – fo tùy theo trường hợp fo > fa hay fa > fo.fo là một sóng có từ một mạch dao động hay mạch tổng hợp tần số. Sóng có tần số fa 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 ftt 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 fa ra sóng có tần số ftt = fa + fo cao hơn. fo cũng là sóng từ một mạch dao động không điều biến. Sóng mới có tần số cao hơn là ftt 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 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 va = Vasinωat với vo = Vosinωot.- Khối dao động hay khối khối tổng hợp tần số phát sóng không điều biếnvo = Vosinωot.- Khối khuếch đại phi tuyến hay khối phi tuyến, khối này tạo ra các sóng tần số có tần số sau đây:ωa, 2ωa, 3ωa, …ωo, 2ωo, 3ωo, …ωo - ωa, 2ωo - ωa, ωo +ωa, 2ωo +ωa, …Các tần số 2ωo, 3ωo, 2ωa, 3ωa do tính phi tuyến của khối.Các tần số ωo - ωa, 2ωo -ωa, 2ωa -ωo, … do hiện tượng liên điều biến hay điều biến chéo.93 - 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 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 fa từ cuộn dây điều hợp anten và sóng tần số fo 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.Trang 94 Nguyễn Xuân KhaiKhối trộn tầnKhối khuếch đại phi tuyếnKhối dao độngKhối lọc thông dảiva = Vasinωat vo = Vosinωot Vasinωat + Vosinωotraωa;2ωa; .ωo;2ωo; .ωo-ωa; .2ωo-ωa; .2ωa-ωo; .ωo-ωaH.VII-1Cva và Cvo là hai tụ điện đồng chỉnhH.VII-2Fofo-fa=455KHzMạch điều hợpantenMạch khuếch đạitrung tầnBiến áp trung tần455KhzAGCVccCvoToLaTaCECBQ1CvaRERB1RB2faIBQfoAGC455KhzMạch khuếch đạitrung tầnFoBiến áptrung tần 1Mạch điều hợp antenCECBVccCvoToLaTaQ1CvaRERB1RB2Cva và Cvo là hai tụ điện đồng chỉnhH.VII-3faIBQfo Kỹ thuật truyền thanh Trang 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 Q2 được đưa vào cực khiển Q1 cùng với sóng thu từ anten fa hoặc đưa vào cực phát của Q1. Lưu ý: cả 3 mạch H.VII-2, H.VII-3, và H.VII-4 các transistor Q1 đều có dòng phân cực IBQ rất thấp để có tính phi tuyến. Khối lọc tần số trung gian fo - fa 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.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 fo phải cao hơn (hay thấp hơn) tần số cộng hưởng fa của mạch điều hợp anten 455KHz tức là fo - fa = 455KHz với bất kỳ trò số nào của fa trong mỗi dải tần số máy thu. Do vậy mà hai tụ điện biến đổi Cva và Cvo 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 fo – fa = 455KHz ở mọi góc quay của tụ như H.VII-6.95FoAGC455KhzMạch khuếch đạitrung tầnBiến áptrung tần 1VccCvoToQ2RECERB2RB1VccVccRB2CECBVccLaTaQ1CvaRERB1H.VII-4SAWBộ lọc 455KHzfo-faFoMạch khuếch đạitrung tầnVccRCCECBVccCvoToLaTaQ1CvaRERB1RB2H.VII-5 To và Ta: chỉnh phía tần số cao trong dãi tần.Fo, Fa: chỉnh phía tần số thấp hay giữa.Po, Pa: thường là tụ điện điện dung lớn kết hợp với tụ điện tinh chỉnh để Cva và Cvo dung hợp với từng dải tần số máy thu.II. Mạch đổi tần số dùng mạch tổng hợp tần số kỹ thuật số (DPLL Synthesize):Mạch dao động thay đổi tần số có thể được thay bằng mạch tổng hợp tần số đã nói ở phần III chương VI.Sau đây là sơ đồ khối phần đổi tần dùng mạch tổng hợp tần số và vòng khóa pha kỹ thuật số (H.VII-8). Nếu tần số mạch dao động thạch anh là 4MHz.Ta thử tính trong hai trường hợp:a. Máy thu FM:Dải từ 88MHz -108MHz. Mạch chia R = 160 cho tần số chuẩn fch bằng:MHzRffcch025,01604===; fif = 10,7MHz.fo = fa - fif. Vậy:fomin = famin – fif = 88 –10,7 = 77,3 MHz.Trang 96 Nguyễn Xuân Khai20551600995540KHzfo -fo = 455KHzCv đóng lại0 30 60 90 120 150 180oH.VII-6fofaNếu máy có nhiều dải tần cùng sử dụng một đôi tụ điện đồng chỉnh thì dùng các tụ điện đồng chỉnh To, Ta, Po, Pa để Cvo và Cva 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 Fa và Fo chỉnh La, Lo (H.VIII-7).TaPaCvaFaLaToPoCvoFoH.VII-7Khuếch đại trung tầnTrộnVCệmfofVSo phafVfVPfcfc÷Rfiftách sóngfcXTALfVPfNMáy AM: R=8000Máy FM: R=160fcfchfoH.VII-8fo Kỹ thuật truyền thanh Trang fomax = famax – fif = 108 –10,7 = 98,7 MHz.chofNf=; choffN=. Vậy:3092025,03,77minmin===choffN3932025,03,98maxmax===choffNb. Máy thu AM:Dãi tần từ 540KHz -1600KHz. Mạch chia R = 8000 cho tần số chuẩn fch bằng:KHzRffcch5,080004000===; fif = 455KHz.fo = fa + fif. Vậy:fomin = famin + fif = 540 + 455 = 995 KHz.fomax = famax + fif = 1600 + 455 = 2055 KHz.chofNf=; choffN=.Vậy:19905,0995minmin===choffN41105,02055maxmax===choffNSau đây là sơ đồ khối mạch đổi tần có mạch đổi tần dùng mạch tổng hợp tần số dùng vòng khóa pha kỹ thuật số máy AM-FM (H.VIII-9).III. Sóng ảnh ở máy thu đổi tần:Với máy thu đổi tần số ở dãi sóng ngắn AM chúng ta gặp trường hợp máy thu được cùng một sóng ở hai tần số cộng hưởng của mạch điều hợp anten là fa1 và fa2. Thực ra tần số sóng chỉ là một, vò trí thứ hai của kim chỉ tần số không phải là tần số thứ hai mà là tần số gọi là tần số ảnh. Đó là tần số kim chỉ thò chỉ khi mạch dao động có tần số thấp hơn 97TrộnAMTrộnFMKhuếch đại trung tần FMKhuếch đại trung tần AMVCOAMĐệmĐệmSo phiều khiểnHiển thòfNfofcfc÷RXTALsóng FMsóng AMVCOFMfif =10,7MHzfif = 455KHzH.VII-9 tần số sóng xuất hiện ở anten bằng fa-455KHz. Vậy kim chỉ thò (hay số chỉ thò nếu là máy có mạch tổng hợp tần số) chỉ tần số ảnh thấp hơn tần số thật của sóng một giá trò bằng 2x455KHz. Tần số ảnh và tần số thật được minh họa bởi H.VII-10.Tần số ảnh = tần số thật – (tần số trung gian x 2)= 17,76MHz – (0,455MHz x 2) = 16,85MHz.Trang 98 Nguyễn Xuân Khai10MHz 30MHz16,85MHz 17,76MHztần số ảnh tần số thậtSW2H.VII-10 . R=160fcfchfoH.VII-8fo Kỹ thuật truyền thanh Trang fomax = famax – fif = 108 –10 ,7 = 98 ,7 MHz.chofNf=; choffN=. Vậy:3092025,03 ,77 minmin===choffN3932025,03,98maxmax===choffNb.. antenCECBVccCvoToLaTaQ1CvaRERB1RB2Cva và Cvo là hai tụ điện đồng chỉnhH.VII-3faIBQfo Kỹ thuật truyền thanh Trang 2. Mạch đổi tần dùng mạch dao động riêng (H.VII-4):Có nhiều