ĐỒ án kỹ THUẬT THU PHÁT vô TUYẾN điện đề tài PHÂN TÍCH sơ đồ máy THU AM đổi tần dải SÓNG TRUNG (sơ đồ 14)

Độ nhạy - Độ nhạy máy thu được xác định bằng giá trị nhỏ nhất của sức điện động EA hay công suất PA của tín hiệu cần thu trên anten để thiết bị cuối làm việc bình thường với độ tin cậy t

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ

* * * * *

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THU PHÁT VÔ TUYẾN ĐIỆN

ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MÁY THU AM ĐỔI TẦN DẢI

SÓNG TRUNG (SƠ ĐỒ 14)

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thùy Linh

MỤC LỤC

I NHIỆM VỤ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA MÁY THU 2

1 Các nhiệm vụ của máy thu 2

2 Các chỉ tiêu kĩ thuật của máy thu 3

II SƠ ĐỒ KHỐI CƠ BẢN VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU AM4 1 Sơ đồ khối cơ bản của máy thu AM 4

2 Chức năng và nhiệm vụ của các khối 4

III PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MÁY THU AM ĐỔI TẦN DẢI SÓNG TRUNG 5

1 Sơ đồ nguyên lí 5

2 Sơ đồ khối 6

3 Phân tích chi tiết mạch 6

IV KẾT LUẬN 11

1 Ưu, nhược điểm của sơ đồ phân tích 11

2 Ứng dụng của sơ đồ phân tích 11

3 Đề xuất các biện pháp nâng cao chất lượng 11

Tài liệu tham khảo 13

I NHIỆM VỤ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA MÁY THU

1 Các nhiệm vụ của máy thu

- Từ tập hợp các dao động điện trên anten thu, do các trường điện từ bên ngoài không gian cảm ứng vào, thực hiện tách lấy tín hiệu cao tần cần thu nhận từ máy phát truyền tới

- Khuếch đại tín hiệu cao tần thu nhận được

- Thực hiện giải điều chế (tách sóng) để tách lấy tín hiệu tin tức (tín hiệu điều chế)

từ tín hiệu cao tần thu nhận được

- Khuếch đại tin tức sau tách sóng

- Tái tạo tin tức

2 Các chỉ tiêu kĩ thuật của máy thu

- Tính chất các máy thu được đặc trưng bằng một loạt các chỉ tiêu và cũng như máy phát nó phụ thuộc vào các công dụng và cấp của máy thu

a Độ nhạy

- Độ nhạy máy thu được xác định bằng giá trị nhỏ nhất của sức điện động EA hay công suất PA của tín hiệu cần thu trên anten để thiết bị cuối làm việc bình thường (với

độ tin cậy tin cậy và sai số cho phép) EA min hay PA min có giá trị càng nhỏ thì máy thu

có độ nhạy càng cao

- Độ nhạy máy thu phụ thuộc vào hệ số khuếch đại của máy thu, hệ số khuếch đại càng lớn thì độ nhạy máy thu càng cao Ngoài độ nhạy, máy thu còn phụ thuộc vào nhiều tác động Khi mức nhiễu nhỏ hơn mức tín hiệu thì việc thu tín hiệu rất dễ dàng Nhưng khi mức nhiễu so sánh được với mức tín hiệu thì có thể không thu nhận được tín hiệu Do điều kiện tác động của nhiễu ở bên ngoài máy thu có mức độ rất khác nhau (phụ thuộc vào thời gian và dải tần công tác) Nên khi xác định độ nhạy máy thu người

ta chỉ xác định ảnh hưởng do tạp âm nội bộ gây ra ( không qua tỉ số tín/tạp ) Máy thu

có tạp âm cành nhỏ thì độ nhạy máy thu càng cao

b Dải tần công tác fmin ÷ fmax

- Dải tần công tác của máy thu cũng giống như máy phát Nó là dải tần số làm việc của máy thu mà các chỉ tiêu chất lượng chỉ thay đổi trong giới hạn cho phép Đôi khi

trong một số điện đài dải tần số công tác của máy thu khác với dải tần số của máy phát Trong các máy thu chuyên dụng khi hệ số bao tần Kb = thì dải tần số công tác

cũng được phân chia thành các băng tần con để đảm vảo cho các chỉ tiêu kỹ thuật được đồng đều trong toàn bộ dải tần số công tác

c Độ chọn lọc

- Độ chọn lọc đánh giá khả năng máy thu làm suy giảm tín hiệu ở các tần số khác Với tỉ số công tác (tần số tín hiệu cần thu) khó khăn nhất là làm suy giàm các nhiễu có tần số gần với tần số tín hiệu cần nhận (nhiễu lân cận) Vì vậy, để đánh giá độ chọn lọc của máy thu bao giờ cũng đưa ra độ chọn lọc nhiễu lân cận, người ta cũng sử dụng các

hệ thống chọn lọc phức tạp và đánh giá qua đặc tuyến cộng hưởng của máy thu Đối với máy thu đổi tần thì ngoài độ chọn lọc nhiễu lân cận còn có chọn lọc nhiễu ảnh và nhiễu trung gian

d Các chỉ tiêu chất lượng tin tức thu được.

- Các chỉ tiêu chất lượng tin tức thu được gồm có dải âm tần (với tín hiệu âm thanh) Tốc độ truyền tin (cho truyền tin tức điện báo), độ méo ảnh và sai màu (với tín hiệu hình)

- Tùy thuộc vào thiết bị cuối , sẽ yêu cầu các chỉ tiêu đầu ra khác nhau (điện áp , công suất) Độ méo tín hiệu ở đầu ra máy thu thường được đánh giá theo hệ số méo phi tuyến

e Công suất ra loa.

- Công suất ra loa Pra là công suất của tín hiệu được đưa tới thiết bị cuối

II SƠ ĐỒ KHỐI CƠ BẢN VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU

AM

1 Sơ đồ khối cơ bản của máy thu AM

Hình 1 Sơ đồ khối cơ bản của máy thu

2 Chức năng và nhiệm vụ của các khối

- Anten: Thực hiện biến đổi các sóng điện từ tác động thành các dao động điện cảm

ứng

- Mạch vào: Thực hiện ghép anten với máy thu và sơ bộ chọn lọc lấy tín hiệu có

tần số cần thu nhận Mạch vào gồm các hệ thống mạch lọc cộng hưởng được điều chình cộng hưởng ở tần số cần thu nhận hoặc bộ lọc dải tần xác định

- Tầng khuếch đại cao tần: Dùng để khuếch đại tín hiệu trong dải tần công tác của

máy thu Các bộ khuếch đại cao tần đa số là các bộ khuếch đại cộng hưởng hoặc bộ khuếch đại dải Nhờ hệ thống cộng hưởng được sử dụng trong các bộ khuếch đại cao tần

và trong mạch vào điểm báo cho máy thu được thực hiện được nhiệm vụ suy giảm các loại nhiễu ngoài dải tần số tín hiệu Mạch vào và tầng khuếch đại cao tần được gọi là tuyến tần số tín hiệu (hay tuyến cao tần) của máy thu

- Bộ tách sóng: Có nhiệm vụ tách lấy tín hiệu điều chế (tin tức) từ tín hiệu cao tần

thu nhận được Theo dạng điều chế của tín hiệu cao tần, ta phải dung bộ tách sóng tương ứng để thực hiện tách sóng

- Bộ khuếch đại tín hiệu điều chế: Thực hiện khuếch đại tín hiệu tin tức, sau tách

sóng (tín hiệu điều chế) đến mức đủ lớn để đưa tới thiết bị cuois của máy thu

- Thiết bị cuối: Làm nhiệm vụ tái tạo lại tin tức Tùy thuộc vào dạng tin tức cần tái tạo, thiết bị cuối có các dạng khác nhau: loa, máy fax, màn hình,…

- Nguồn nuôi: Có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho máy thu làm việc.

III PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MÁY THU AM ĐỔI TẦN DẢI SÓNG TRUNG

1 Sơ đồ nguyên lí

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý của máy thu AM đổi tần dải sóng trung (sơ đồ 34)

2 Sơ đồ khối

Hình 3: Sơ đồ khối máy thu AM đổi tần dải sóng trung (sơ đồ 14)

3 Phân tích chi tiết mạch

3.1 Phân tích chi tiết tầng khuếch đại trung gian (KĐTG)

 Tầng KĐTG1

a Sơ đồ mạch điện

Hình 4: Sơ đồ tầng khuếch đại trung gian 1

b Tác dụng linh kiện

- L5, L6: biến áp, ghép tín hiệu đầu ra của mạch trộn tần tự dao động, làm đầu vào của mạch KĐTG

- R1, R6: phân áp cho cực Bazo của Transistor T3

- T3: phân tử tích cực, khuếch đại tín hiệu

- C10: tụ lọc nguồn, khử tín hiệu xoay chiều

- C10, R6: tạo thành 1 mạch lọc thông thấp

- R8: phần tử hồi tiếp, ổn định điểm làm việc tĩnh cho Transistor

- C13: khử hồi tiếp âm xoay chiều

- C12, L7: tạo thành khung cộng hưởng đóng vai trò là tải cộng hưởng ở tần số trung gian danh định ftg

- L8: thực hiện ghép lấy tín hiệu ra

c Đặc điểm của mạch

- Từ mạch trên ta thấy đây là mạch KĐTG đơn có 1 mạch cộng hưởng đơn C12, L7 được điều chỉnh ở 1 tần số cộng hưởng là tần số trung gian danh định ftg

- Mạch KĐTG là sơ đồ Emitor chung hồi tiếp âm dòng điện 1 chiều

- Tín hiệu đầu ra ngược pha so với tín hiệu đầu vào

- Biên độ tín hiệu Ura thu được lớn hơn biên độ tín hiệu Uv nhiều lần mạch có

hệ số khuếch đại điện áp lớn

- Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng điện tín hiệu vào mạch có hệ số khuếch đại dòng điện lớn

- Trở kháng vào trung bình: Zv từ vài trăm đến hàng nghìn Ω

- Trở kháng ra khá cao: Zr khoảng 5 đến 50kΩ

- Sơ đồ Emitor chung được sử dụng rộng rãi khi tần số làm việc không quá cao

 Tầng KĐTG2

a Sơ đồ mạch điện

Hình 5: Sơ đồ tầng khuếch đại trung gian 2

b Tác dụng linh kiện:

- L7, L8: biến áp, ghép tín hiệu từ tầng KĐTG 1 sang tầng KĐTG 2

- T4: phần tử tích cực, khuếch đại tín hiệu

- R9, R10: cặp điện trở phân áp cho cực Bazo của Transistor T4

- C14: tụ lọc nguồn, khử tín hiệu xoay chiều

- R9, C15: tạo thành 1 mạch lọc thông thấp

- R11: phần tử hồi tiếp, ổn định điểm làm việc tĩnh cho transistor

c Đặc điểm của mạch

- Từ mạch trên ta thấy đây là mạch KĐTG đơn có 1 mạch cộng hưởng đơn C15, L9 được điều chỉnh ở 1 tần số cộng hưởng là tần số trung gian danh định ftg

- Mạch KĐTG là sơ đồ Emitor chung hồi tiếp âm dòng điện xoay chiều

- Tín hiệu đầu ra ngược pha so với tín hiệu đầu vào

- Biên độ tín hiệu Ura thu được lớn hơn biên độ tín hiệu Uv nhiều lần mạch có hệ

số khuếch đại điện áp lớn

- Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng điện tín hiệu vào mạch có hệ số khuếch đại dòng điện lớn

- Trở kháng vào trung bình: Zv từ vài trăm đến hàng nghìn Ω

- Trở kháng ra khá cao: Zr khoảng 5 đến 50kΩ

- Sơ đồ Emitor chung được sử dụng rộng rãi khi tần số làm việc không quá cao

3.2 Phân tích mạch tách sóng biên độ

a Sơ đồ mạch điện

Hình 6 Sơ đồ tầng tách sóng biên độ

b Tác dụng linh kiện

- L9, L10: ghép tín hiệu đầu ra của mạch KĐTG làm đầu vào của mạch tách sóng biên độ

- D1: phần tử tách sóng

- C17: tụ có chức năng là phần tử phóng nạp điện

- R12: biến trở làm thay đổi tín hiệu đưa đến tầng sau và 1 phần làm thay đổi âm lượng của máy thu

- C14: tụ ghép tầng, ghép giữa tầng tách sóng biên độ với tầng khuếch đại âm tần

c Đặc điểm của mạch:

- Đây là mạch tách sóng biên độ sử dụng diode

- Do tác dụng chỉnh lưu của điot, nên chỉ có nửa chu kỳ dương tín hiệu điều biên qua được điot Khi điện áp tăng thì tụ C được nạp, khi điện áp giảm thì tụ C phóng điện qua điện trở R Do sự nạp và phóng điện của tụ C nên điện áp UTS (điện áp tách sóng) ở đầu ra của bộ tách sóng cũng chính là điện áp trên tụ C sẽ biến đổi theo đường bao của điện áp cao tần đầu vào, đây chính là tín hiệu tin tức cần tách lấy

- Giá trị của tụ C và điện trở R phải chọn sao cho mạch lọc thông thấp RC chỉ cho qua thành phần tin tức tần số thấp và loại bỏ các thành phần tần số cao (sóng mang) vì vậy yêu cầu

<< R <<

Trong đó  : tần số của sóng mang cao tần

 : tần số cao tín hiệu điều chế (tín hiệu tin tức)

IV KẾT LUẬN

1 Ưu, nhược điểm của sơ đồ phân tích

a Ưu điểm

- Mạch đơn giản, dễ thực hiện

b Nhược điểm

- Mạch tách sóng biên độ dùng diot mà diot lại không khuếch đại tín hiệu  tín hiệu tách sóng nhỏ

- Do có 1 mạch cộng hưởng LC nên độ chọn lọc không cao

2 Ứng dụng của sơ đồ phân tích

- Sử dụng trong máy thu thanh vô tuyến và sử dụng trong thông tin quân sự,…

3 Đề xuất các biện pháp nâng cao chất lượng

- Để loại bỏ nhiễu ảnh, sử dụng sơ đồ máy thu AM đổi tần 2 lần.

- Thêm bộ lọc trung gian chất lượng cao sau mạch trộn tần và trước KĐTG để tăng khả năng chống nhiễu của máy thu

- Do mạch vào có độ chọn lọc không cao nên ta sử dụng mạch vào gồm nhiều mạch cộng hưởng Tuy nhiên mạch này cũng có nhược điểm là cấu trúc và điều chỉnh phức tạp, giảm độ nhạy, khó khăn đẩm bảo sự đồng đều chỉ tiêu chất lượng khi điều chỉnh cộng hưởng các mạch cộng hưởng trong dải tần làm việc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Sách KTMDT_Phần 1

[2] Sách KTMDT_Phần 2