BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 01 PHẦN І : TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ THU PHÁT 02 I. Tổng quan về máy phát vô tuyến điện. 02 1. Khái niệm: 02 2. Sơ đồ khối 03 3. Phân loại máy phát: 04 4. Các chỉ tiêu kĩ thuật của máy phát 05 II. Máy thu 07 1.Các tham số kĩ thuật 07 2.Phân loại máy thu 07 3. Máy thu khuếch đại thẳng: 08 4. Máy thu đổi tần ……….08 PHẦN II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI,SƠ ĐÒ TẦNG PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG ANTEN CỦA MÁY THU PHÁT VTĐ JSS-720 10 I. Phân tích phần phát 10 1. Khối phát của JSS 720 bao gồm các khối: 10 2. Nhiệm vụ các khối: 10 3. Phân tích 10 II. Phân tích phần thu 14 1. Phần thu gồm các khối: 14 2. Nhiệm vụ các khối: 14 3.Phân tích 14 III. Đi sâu phân tích bộ phối hợp trở kháng anten JSS-720. 17 1.Khái quát: 17 2.Sơ đồ khối của bộ điều hưởng: 19 IV. KẾT LUẬN. 26 trang:1 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thông tin vô tuyến thì thiết bị vô tuyến điện(VTĐ) đã đóng một vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải tin tức đi xa. Thiết bị thu phát được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thông tin như việc phát thanh truyền bá các thông tin đại chúng, các thông tin quân sự… Đặc biệt thiết bị thu phát được sử dụng trên các tàu thuyền nhằm phục vụ cho mục đích an toàn và cứu nạn trên biển. Thông tin liên lạc trước khi được truyền đi xa nó phải được điều chế để dịch lên miền tần số cao có khải năng tự bức xạ ra không gian. Thiết bị thực hiện xử lý tin tức, điều chế và bức xạ sóng điện từ gọi là máy phát vô tuyến điện. Thiết bị làm chức năng ngược lại gọi là máy thu vô tuyến điện. Mô hình truyền sóng trong không gian tự do của hệ thống thông tin VTĐ : Để nghiên cứu kĩ hơn sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu tổng quan về thiết bị vô tuyến điện và đi sâu phân tích chi tiết sơ đồ khối của máy thu phát VTĐ JSS-720.Phân tích chi tiết sơ đồ phối hợp trở kháng. trang:2 Máy phát vô tuyến điện Máy thu vô tuyến điện Môi trường truyền BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN PHẦN І : TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ THU PHÁT I. Tổng quan về máy phát vô tuyến điện. 1. Khái niệm: Máy phát vô tuyến điện là một thiết bị vô tuyến điện tạo ra dao động cao tần đưa vào anten để bức xạ ra không gian tự do dưới dạng sóng điện từ để truyền thông tin đi xa. 2. Sơ đồ khối +> Khối dao động: Tạo ra một tần số chuẩn đưa vào khối điều chế +> Nguồn tin gồm: Nguồn tin tương tự và nguồn tin số. Nó tạo ra tin tức mà phía thu yêu cầu. +> Khuếch đại tin tức: Khuếch đại biên độ tin tức đủ lớn để đưa tới khối điều chế. +> Điều chế: Trộn hai tần số từ khối dao động tới và từ nguồn tin tới cho ra tần số phát. +> Khuếch đại ra anten: Có nhiệm vụ: - Đảm bảo công suất bức xạ ra không gian. - Lọc hài bậc cao. - Phối hợp trở kháng. Để tăng hiệu quả của việc phát sóng vô tuyến điện người ta đưa ra sơ đồ khối phức tạp hơn như sau: trang:3 Dao động Điều chế KĐ tin tức KĐ ra anten Nguồn tin BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN +> Khối tổng hợp tần số và tạo tần số phát: Có nhiệm vụ tạo ra nhiều tần số phát theo yêu cầu từ tần số chuẩn của bộ dao động thạch anh. +> Tiền khuếch đại công suất: Có nhiệm vụ khuếch đại biên độ tín hiệu từ khối điều chế tới để có biên độ đủ lớn trước khi bức xạ ra không gian. +> Khuếch đại công suất: Có nhiệm vụ lọc hài, phối hợp trở kháng với mạch ra Anten. 3. Phân loại máy phát: Có nhiều cách phân loại khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng a.Phân loại theo nhóm công tác có các loại sau: - Máy phát liên tục: Các sóng siêu cao tần luôn luôn bức xạ ra không gian. - Máy phát không liên tục: Chỉ bức xạ ra không gian khi có tin tức. b.Phân loại theo tần số phát: Trong dải tần vô tuyến điện người ta chia ra các dải tần: -sóng dài: 30KHz ÷ 300KHz. -Sóng trung: 300KHz ÷ 3000KHz -Sóng ngắn: 3MHz ÷ 30MHz -Sóng cực ngắn: 30MHz ÷ 300MHz -Sóng siêu ngắn: 300MHz ÷ 3000Mhz -Sóng SHF: 3GHz ÷ 30GHz Theo cách này ta có máy phát sóng trung, sóng ngắn, sóng cực ngắn…. trang:4 T/H tần số tạo tần số K/Đ tin tức Điều chế K/Đ ra anten Tiền K/Đ công suất K/Đ công suất Dao động thạch anh Nguồn tin BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN c.Phân loại theo công suất phát bao gồm: -Công suất thấp. -Công suất trung bình. -Công suất lớn. d.Phân loại theo phương pháp điều chế gồm: - Điều biên - Điều tần - Điều fa - Kết hợp - Xung 4. Các chỉ tiêu kĩ thuật của máy phát a. Chỉ tiêu về điện: + Công suất phát của máy phát: là công để đưa ra anten để bức xạ ra không gian. Công suất này quyết định cự li thông tin của thiết bị gọi là công suất có ích P t . Công suất tổn hao P a , công suất tiêu thụ P 0 (tiêu thụ năng lượng của nguồn ). + Hiệu suất của máy phát: 0 t P P η = 2% 20% η = ÷ + Dải công tác: Là khả năng làm việc của máy phát (bức xạ ra anten) trong một dải tần số, đoạn tần số nào đó. + Độ ổn định tần số phát: Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất của máy phát nó đảm bảo được quá trình thông tin liên lạc nhanh chóng, thu hẹp được độ rộng dải tần không gây can nhiễu cho các đài phát khác. Độ ổn định tần số phụ thuộc chủ yếu vào tầng tạo dao động chủ của máy phát do đó để nâng cao độ ổn địnhcủa tần số dao động chủ người ta dùng thạch anh. + Độ chính xác của tần số: Là sự sai lệch giữa bộ chỉ thị tần số phát với tần số bức xạ thực tế của anten của máy phát đó ra không gian. Nó phụ thuộc vào cơ cấu chỉ thị của máy phát đó: trang:5 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN + Sóng hài: Là các tần số hài bức xạ ra không gian cùng với thành phần tần số cơ bản của máy phát, tần số hài sẽ gây nhiễu cho các đài phát khác và gây nhiễu cho đài xung quanh. + Tham số điều chế gồm: +/ Dải tần điều chế: Là gải tần số để thực hiện điều chế tin tức trong máy phát. Tuỳ theo từng loại tin tức mà sử dụng tần số điều chế thích hợp. +/ Phải đảm bảo độ sâu điều chế: Tức là sử dụng dải tần và tần số thích hợp, thường sử dụng cho phương pháp điều chế đơn biên. +/ Đặc tuyến tần số điều chế: Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc hệ số điều chế theo tần số. +/ Méo phi tuyến điều chế: Méo phi tuyến do tính chất phi tuyến của các phần tử phi tuyến gây nên. Mạch khuếch đại có đặc điểm là chèn ép tạp âm nên ta dựa vào đó để triệt tiêu các thành phần không có lợi. Trong mạch khuếch đại hệ số khuếch đại cũng không đồng đều với các tín hiệu khác nhau. b. Các chỉ tiêu kĩ thuật về kết cấu: Phụ thuộc vào điều kiện, mục đích sử dụng thiết bị để người ta xét đến chỉ tiêu: +/ Trọng lượng thể tích +/ Khả năng chịu va đập +/ Khả năng chịu nhiệt độ, độ ẩm +/ Thuận lợi cho việc thao tác sử dụng +/ Hệ số an toàn cơ khí của thiết bị +/ Giá thành của thiểt bị trang:6 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN II. Máy thu 1.Các tham số kĩ thuật a. Độ nhạy trong máy thu: Độ nhạy là khả năng thu được tín hiệu nhỏ nhất ở đầu vào mà máy thu cho ra được mức tín hiệu tin tức ở bộ chỉ thị bình thường. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng của máy thu. Độ nhạy phụ thuộc rất lớn vào các tầng đầu vào và phụ thuộc vào hệ số phẩm chất của các linh kiện. Đơn vị để đánh giá độ nhạy là mv hoặc μv b. Độ ổn định tần số: Độ ổn định tần số của máy thu được đánh giá bằng độ di tần ∆f của máy thu, ∆f càng nhỏ thì độ ổn định tần số càng cao. c. Độ chính xác của tần số: Được đánh giá bằng độ sai lệch tần số giữa tần số trên bộ chỉ thị của máy thu và tần số cộng hưởng ở đầu vào của máy thu đó. d. Dải tần công tác: Dải tần công tác là thông số đánh giá khả năng làm việc của máy thu trong một đoạn tần số công tác nhất định. e. Chế độ công tác: Chế độ công tác là khả năng máy thu có thể thu được các loại tín hiệu ở các chế độ điều chế khác nhau. f. Nguồn cung cấp: Nguồn cung cấp gồm điện áp sử dụng, công suất nguồn tiêu thụ. Ngoài ra còn một số thông số khác như kích thước, kết cấu làm việc,nhiệt độ, độ ẩm…. 2.Phân loại máy thu a. Phân loại theo dải tần số công tác gồm: + Máy thu sóng dài + Máy thu sóng trung + Máy thu sóng ngắn + Máy thu sóng cực ngắn + Máy thu sóng siêu cao tần trang:7 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN + Máy thu toàn sóng b. Phân loại theo chế độ thu gồm: + Máy thu điều biên: gồm máy thu đơn biên và máy thu đa biên + Máy thu điều tần + Máy thu điều pha c. Phân loại theo tín hiệu tin tức gồm: + Máy thu hình + Máy thu thanh + Máy thu chữ(Telex) + Máy thu ảnh + Máy thu Fax 3. Máy thu khuếch đại thẳng: + Mạch vào là khung cộng hưởng để cộng hưởng tần số cần thu, thường là khung dao động LC. + Khối tách sóng: tách tần số cần thu ra khỏi tần số cao tần. + Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại biên độ tín hiệu thu đủ lớn đưa ra loa. Nhược điểm của máy thu này là: Độ ổn định kém, dải tần làm việc hẹp, tạp âm lớn và nhiễu. Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền, không đòi hỏi công nghệ. 4. Máy thu đổi tần: trang:8 Tách sóng Mạch vào K/Đ công suất BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN + Mạch vào: Có nhiệm vụ chọn lọc tần số cần thu. Tín hiệu được chọn đưa vào khối K/Đ cao tần, ở đây không quan trọng hệ số khuếch đại mà điều quan trọng là tỉ số S/N. + Khối đổi tần: Trộn tần số từ khối khuếch đại cao tần với tần số ở khối dao động nội OSC để đưa ra tần số không đổi F tt tần số này được đưa qua khối khuếch đại nữa, tầng khuếch đại này quyết định độ nhạy của máy thu. + Khối tách sóng: Phục hồi lại tin tức đưa vào bộ khuếch đại công suất để đưa ra loa, tách một phần tín hiệu đưa vào bộ tự điều chỉnh khuếch đại. + Mạch tự điều chỉnh khuếch đại có nhiệm vụ bảo đảm tín hiệu đến bộ tách sóng là đủ lớn và ở trong giới hạn để bộ tách sóng có hiệu quả. Bộ tự điều chỉnh khuếch đại thực hiện điều này bằng cách cảm nhận mức tín hiệu ở đầu vào tới bộ khuếch đại cao tần, cũng như tín hiệu vào bộ khuếch đại tin tức và điều chỉnh hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại để duy trì nó ở mức ổn định. trang:9 K/Đ cao tần Đổi tần K/Đ trung tần OSC Tách sóng K/Đ công suất AGC Mạch vào Sơ đồ khối BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN PHẦN II. PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KHỐI,SƠ ĐÒ TẦNG PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG ANTEN CỦA MÁY THU PHÁT VTĐ JSS-720 I. Phân tích phần phát 1. Khối phát của JSS 720 bao gồm các khối: + Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB + Khối tổng hợp tần số và tạo tần số phát + Khối khuếch đại công suất + Khối điều hưởng Anten 2. Nhiệm vụ các khối: + Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB: Tín hiệu này được tạo ra bằng cách điều chế tín hiệu AF( tín hiệu âm thanh) với tần số sóng mang 455kHz. Nó được dùng cho mạch biến đổi tần số để biến đổi thành tần số phát. + Khối khuếch đại công suất: Khuếch đại biên độ tín hiệu đủ lớn để đưa ra Anten, loại bỏ tạp âm ra khỏi tín hiệu. + Khối điều hưởng Anten: Có nhiệm vụ bức xạ tín hiệu ra ngoài không gian, phối hợp trở kháng với tầng khuếch đại công suất. 3. Phân tích a, Khối tạo tín hiệu đơn biên SSB Dao động thạch anh tạo ra tần số 20MHz sau đó đựơc đưa qua bộ chia 4 và đưa vào mạch vòng khoá pha PLL tạo ra tần số 455kHz. + Nguyên lý tạo tần số 455kHz bằng mạch vòng khoá pha PLL. Sơ đồ khối mạch vòng khoá pha: trang:10 [...]... biến trở kháng tải trang:19 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN a, Bộ cảm biến về pha (phase sensor ) sơ đồ khối của bộ cảm biến pha: trang:20 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN về nguyên tắc để so sánh pha giữa dòng điện và điện áp thì chúng ta phải chuyển về cùng một đại lượng dòng điện hoặc điện áp sau đó đưa vào so sánh Ở đây người ta chuyển về điện áp, nguyên lý hoạt động... ngưỡng nhất định khi điện áp vào lớn hơn mức ngưỡng thì điện áp ra ở chân 15 của IC1 sẽ ở mức thấp ngược lại thì cho ra mức cao Để lấy pha của điện áp người ta trích một phần điện áp từ đương tín hiệu qua mạch phân áp với các thành phần R10 , R11, R12, R18 và tụ C23 và đưa vào chân 4 và 5 của IC4 IC4 hoạt động cũng tương tự như IC1 trang:21 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Ở đầu vào của... rơle được ngắt ra khỏi anten Vì máy thu làm việc ở dải tần rất rộng do đó để đảm bảo độ nhạy máy thu ở mạch vào của máy thu người ta chia thành 8 mạch vào dải rộng, khi đó cần thu đoạn tần số nào mạch điều khiển sẽ đóng mạch vào tương ứng với đoạn tần số đó, để đóng mở các mạch vào ta sử dụng chuyển mạch bầng diot trang:14 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN - Sơ đồ chuyển mạch sử dụng diot:... của các khối trong máy thu trang:16 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN III Đi sâu phân tích bộ phối hợp trở kháng anten JSS-720 1 Khái quát: một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của máy phát đó là việc phối hợp trở kháng giữa tầng KĐCS và anten để anten có thể bức xạ tốt nhất sóng điện từ ra không gian khi đó anten làm việc ở chế độ cộng hưởng nếu máy phát sử dụng một tần số... mạch: trang:24 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Mạch bao gồm cảm biến dòng T3,diode CD7 ,CD8; điện trở R26~R31; tụ điện C16~C20; cuộn cảm L7~L9 Bộ cảm biến này sẽ cảm biến và cho ta biết về trở kháng của anten (tải) nguyên lý của bộ cảm biến này là nó so sánh về độ lớn của dòng và áp ra anten hoạt động của mạch như sau: đầu ra của cuộn thứ cấp của biến áp dòng sẽ được mắc với điện trở R27,... cho f0 biến đổi trong dải tần từ 1.6MHz đến 27.5MHz Đây chính là dải tần làm việc của máy phát Tần số f L2 phụ thu c vào các hệ số chia M,N của các bộ vòng khoá pha (PLL) trang:12 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Tần số f0 sau khi qua bộ lọc được đưa tới khối khuếch đại công suất để tạo công suất đủ lớn đưa ra Anten c,Bộ khuếch đại công suất gồm: 4 khối chức năng: + Tiền khuếch đại (DRIVE... biến… có nhiệm vụ so sánh pha của tín hiệu dòng và áp nhằm phát hiện sự sai pha + AUTOMATIC ANTENNA TUNER: Dựa trên sự sai pha giữa dòng và áp nhận được từ SENSOR tự động điều khiển sự phối ghép cuae anten để anten làm việc ở chế độ cộng hưởng trang:13 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN II Phân tích phần thu * Sơ đồ NRD-740 1 Phần thu gồm các khối: + Mạch vào + Mạch K/Đ cao tần + Mạch đổi... được đặc trưng bởi tỉ số song đứng SWR-Standing Wave Ratio Sơ đồ mạch: trang:22 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Mạch này làm nhiệm vụ cảm biến về tỷ số điện áp sóng đứng SWR(bằng cách so pha của dòng phát đi và dòng phản xạ) thông qua hai tín hiệu Vf và Vr Trong đó Vf là tín hiệu đưa ra tầng trước(sóng phát đi; Vr là tín hiệu phản hồi về tầng sau(song phản xạ) Cảm biến Vf: tín hiệu... công suất và anten sơ đồ khối: trang:17 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN Sơ đồ tương đương của anten: Từ sơ đồ tương đương của anten ta nhận thấy rằng anten gồm có ba thành phần: phần cảm LA , thành phần điện dung CA , và thành phần tổn hao RA trong ba thành phần trên thì thành phần R A không phụ thu c vào tần số chỉ có hai thành phần LA và CA là phụ thu c vào tần số đặt vào anten Trở kháng... từ dòng thành áp đi qua diode CD5 , so sánh tín hiệu cảm biến về điện áp lấy từ C11 và C13.với tín hiệu trang:23 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN cảm biến đã đảo pha lấy từ biến áp dòng T2.Tín hiệu này được đua dến bộ so sánh IC5A thông qua R22,L59 Cảm biến Vr: tín hiệu lấy từ diode CD5.CD5 so sánh tín hiệu cảm biến về điện áp lấy từ C12 và C14.với tín hiệu cảm biến đã đảo pha lấy từ . phát vô tuyến điện Máy thu vô tuyến điện Môi trường truyền BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN PHẦN І : TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ THU PHÁT I trang:1 BÀI TẬP LỚN MÔN THIẾT BỊ THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thông tin vô tuyến thì thiết bị vô tuyến điện( VTĐ)