Đề tài tìm HIỂU máy PHÁT HÌNH

Điều chế là phơng pháp dùng các tín hiệu thông tin cần truyền nh âmthanh, hình ảnh, làm thay đổi một trong ba thông số cơ bản nh biên độ, tần số và pha của tín hiệu cao tần RF hay tín hi

Trờng đại học bách khoa hà nội

khoa điện tử - viễn thông

Lời mở đầu

Cùng với sự phát triển chung của nền khoa học kỹ thuật, ngành

Điện tử - viễn thông đã đạt đợc những bớc tiến nhảy vọt, trong đó phải kể

đến kỹ thuật phát thanh - truyền hình Từ những bớc chập chững ban đầu với hệ thống truyền hình ảnh và âm thanh đơn sơ, rồi dần chuyển sang truyền hình màu và truyền hình số với chất lợng ngày càng đợc nâng cao.

ở nớc ta hiện nay, hệ thống phát thanh - truyền hình cũng không ngừng phát triển, do đó việc xây dựng, khai thác và quản lý hệ thống phát thanh - truyền hình đòi hỏi phải có một đội ngũ giỏi và thành thạo về kỹ thuật Các yêu cầu trong quản lý, khai thác cũng nh bảo dỡng là nhiệm vụ hết sức quan trọng của ngành phát thanh - truyền hình ở nớc ta và đề cập đến ngành phát thanh - truyền hình chúng ta không thể không nhắc đến một mắt xích quan trọng không thể thiếu đó là hệ thống phát hình.

Trải qua một quá trình học hỏi, tích luỹ kiến thức và đợc sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo, của đồng nghiệp và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Thái Vinh Hiển đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Nhng do trình độ của bản thân và thời gian tìm hiểu có hạn nên đồ án tốt nghiệp của

em chắc chắn còn nhiều thiếu sót Những kiến thức ban đầu này sẽ là tiền

đề để em tìm hiểu sâu hơn trong quá trình công tác sau này Em rất mong nhận đợc sự quan tâm chỉ bảo của các thầy, cô giáo và đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên thực hiện

phần i cơ sở kỹ thuật truyền hình

Hình 1-1 Mô hình phát, thu sóng.

Sóng điện từ đợc đặc trng bởi các đại lợng điện trờng E, từ trờng H và

hớng của chúng Các đại lợng này đợc biểu diễn bằng các vectơ vuông gócvới nhau và nằm trong một mặt phẳng vuông góc với hớng truyền sóng(Hình 1-2)

Máy phát Máy thu

Căn cứ vào vectơ E có thể chia thành 2 dạng phân cực sóng.

- Phân cực đứng (thờng ký hiệu là V): nếu vectơ E nằm trong mặtphẳng thẳng đứng, còn vectơ H nằm trong mặt phẳng nằm ngang(hình 1-2-a)

- Phân cực ngang (thờng ký hiệu là H): nếu vectơ E nằm trong mặtphẳng nằm ngang, còn vectơ H nằm trong mặt phẳng thẳng đứng(hình 1-2- b)

Ngoài ra còn có phân cực tròn và phân cực elip

- Phân cực tròn- còn gọi là phân cực vòng: có phân cực vòng trái vàphân cực vòng phải Các vectơ E và H quay theo quỹ đạo tròn và vuông gócvới hớng truyền sóng (hình 1-2- c)

- Phân cực elip: các vectơ E và H quay theo quỹ đạo là đờng elip vàluôn vuông góc với hớng truyền sóng (hình 1-2- d)

Các dạng phân cực sóng xác định cấu trúc của anten phát và thu Trong

kỹ thuật thông tin vô tuyến điện nói chung sử dụng tất cả các loại phân cực.Trong kỹ thuật truyền hình thờng sử dụng loại phân cực ngang và phâncực đứng Còn trong thông tin vệ tinh sử dụng thêm cả phân cực tròn đốivới phát thanh FM hiện nay ngời ta cũng đã sử dụng phân cực tròn

1.2 Sự lan truyền của sóng điện từ.

1.2.1 Phân loại truyền sóng.

* Sóng thẳng (còn gọi là sóng trực tiếp).

Những sóng điện từ truyền lan trong một môi trờng đồng nhất, trong đó

kể cả khoảng không vũ trụ là một đờng thẳng gọi là sóng truyền tự do haysóng thẳng

Những sóng này khi xuyên qua khí quyển của trái đất có thể theo quỹ

đạo bị lệch một chút do phản xạ, tán xạ và mặt phẳng phân cực có thể bịquay

Những sóng thẳng này có thể thấy khi máy phát đặt ở mặt đất, máy thu

đặt trên vệ tinh, hoặc giữa hai điểm trong vũ trụ

Các sóng đối lu chỉ có thể truyền lan đợc với bớc sóng λ < 10m

* Sóng trời (còn gọi là sóng ion hay sóng điện ly).

Sóng trời bao gồm các sóng:

- Những sóng điện từ truyền lan ở cự ly xa và uốn vòng theo trái đấtnhờ phản xạ một hoặc nhiều lần từ tầng ion.

- Những sóng tán xạ do không đồng nhất với phản xạ từ các vật thể vũtrụ của tầng ion Đây là những sóng trong băng sóng mét (sóng ngắn củaphát thanh là chủ yếu)

1.2.2 Đặc điểm của sóng truyền hình.

Dải tần số dành cho sóng truyền hình có bớc sóng λ = 10m ữ 1mm.Trong dải tần này có các sóng mét: λ = 10m ữ 1m, có tần số

1.3 Quy định dải tần, kênh, băng VHF, UHF của CCIR

Kỹ thuật truyền hình sử dụng sóng cực ngắn ở băng VHF (dải sóngmét) và băng UHF (sóng decimet)

Các băng tần này lại chia thành các dải tần

Băng tần Dải tần Tần số ( MHZ ) Số thứ tự kênh

II 76 ÷ 100 3, 4, 5III 174 ÷ 230 6 ÷ 12UHF IV 470 ÷ 582 21 ÷ 34

B¶ng 1-2 C¸c kªnh ph¸t h×nh b¨ng UHF theo tiªu chuÈn OIRT

Bảng 1-3 nêu lên các thông số kỹ thuật của các hệ.

- Hệ FCC của Mỹ

- Hệ OIRT (Organisation Intenational Radio and Television) của Tổchức phát thanh và truyền hình quốc tế

- Hệ CCIR (Colsultative Commitee International de Radio) của Uỷ ban

t vấn phát thanh quốc tế

Qua bảng 1-3 ta thấy các hệ truyền hình trên thế giới khác nhau về cácthông số kỹ thuật cơ bản nh: độ rộng của một kênh truyền hình; độ rộng củadải tần số hình; khoảng cách giữa tải tần hình và tải tần tiếng; kiểu điều chếhình và tiếng; số dòng trong một mặt; tần số dòng và tần số mặt

Bảng 1-3 Các hệ truyền hình và các thông số kỹ thuật tơng ứng.

tt C¸c th«ng sè kü thuËt

C¸c hÖ truyÒn h×nh bbc rtf fcc ccir oirt

6 Thêi gian quÐt 1 dßng (ms) 98,7 48,8 63,5 64 64

7 Thêi gian quÐt mÆt (ms) 20 20 16,4 20 20

19 §iÒu chÕ sãng mang tiÕng AM AM FM FM FM

H : thêi gian quÐt hÕt mét dßng

AM : ®iÒu biªn

FM : ®iÒu tÇn

ch¬ng ii

lý thuyÕt ®iÒu chÕ

Thông tin vô tuyến điện là dạng thông tin nhờ năng lợng của sóng điện

từ truyền lan trong không gian

Vì các tín hiệu cần truyền nh âm thanh hay hình ảnh không thể trực tiếpbức xạ từ anten Do đó phải nhờ tới năng lợng của sóng cao tần mới có thểtruyền tới máy thu Phơng pháp cơ bản để thực hiện thông tin vô tuyến gọi

là điều chế

Điều chế là phơng pháp dùng các tín hiệu thông tin cần truyền nh âmthanh, hình ảnh, làm thay đổi một trong ba thông số cơ bản nh biên độ, tần

số và pha của tín hiệu cao tần (RF) hay tín hiệu trung tần (IF)

Nh vậy, tín hiệu sau khi đã điều chế bao gồm hai tín hiệu: cao tần RF( còn gọi là tải tần ) và âm hoặc thị tần Tín hiệu này nhờ anten phát thànhsóng điện từ truyền lan trong không gian

ở đầu thu, qua bộ tách sóng các tín hiệu âm thanh hay hình ảnh sẽ đợctách ra, đa tới màn hình và loa của máy thu

Hiện nay, tất cả các hệ truyền hình trên thế giới (hệ phát ở mặt đất) đềudùng điều chế biên độ (AM) để điều chế tín hiệu sóng mang hình Phần lớncác hệ sử dụng điều chế tần số (FM) để điều chế sóng mang tiếng Riêngcác tiêu chuẩn của Anh và Pháp dùng AM để điều chế tiếng

Ict là biên độ sóng mang cao tần.

ωt là tần số góc của sóng mang, ωt = 2πft.Tín hiệu cần truyền ví dụ có dạng hình sin đơn điệu:

iat = Iatsinωst

Iat là biên độ âm tần

ωs là tần số âm tần , ωs = 2πfs Sau khi điều chế AM, biên độ của sóng mang cao tần Ict sẽ bị thay đổitheo dạng tín hiệu âm tần sinωst, còn tần số và pha vẫn giữ nguyên khôngthay đổi

iAM = Ict cos ωtt + 1/2 m Ictsin(ωt +ωs)t + 1/2 m Ictsin(ωt - ωs)t

Trên hình 2-1 cho thấy tần phổ của tín hiệu AM đợc điều chế bằng âmtần đơn điệu (một tần số sin chẳng hạn) Hình 2-1 b) biểu thị tần phổ của tínhiệu AM điếu chế bởi âm thanh phức tạp Hình 2-1 c) biểu thị tần phổ củatín hiệu AM đợc điếu chế bởi tín hiệu hình

ict ict ict

ibd ibtr ibd ibtr ibd ibtr

fct-F fct fct-F fct fct

2∆fct 2∆fct= 12MHz

fct-Ftr fct-Fd fct+Fd fct+Ftr

a) b) c)

Hình 2-1 Tần phổ của tín hiệu đợc điều chế AM.

Một dải tần số bao gồm tải tần cao tần và hai biên tần gọi là một kênhcủa máy phát

iat(t)

- Tû lÖ tÝn hiÖu trªn t¹p nhiÔu nhá h¬n so víi ®iÒu chÕ FM.

- VÒ mÆt n¨ng lîng th× ®iÒu chÕ AM cã hiÖu suÊt kh«ng cao nh ®iÒu chÕ

FM (nhÊt lµ hiÖu suÊt sö dông chñ sãng) khi ®iÒu chÕ c¸c biªn tÇn lÊy n¨nglîng cña chñ sãng

- Ngoài hai biên tần, trong tín hiệu điều chế AM còn có các hài cao củatải tần thờng hay gây nhiễu cho các kênh khác Vì thế phải lọc hài ngay khithực hiện điều chế, hoặc ở những tầng khuếch đại điều chế kế tiếp theo sau.

- Sau khi điều chế AM, nếu còn sót lại tải tần thì phải khử đi để tănghiệu suất cho chủ sóng

* Ưu điểm.

- Nếu ta dùng điều chế FM để điều chế sóng mang hình thì phải cần dảitần rộng cỡ từ 20 ữ 30MHz Nếu dùng điều chế AM phát biên tần cụt thì sẽtiết kiệm đợc dải tần cho một kênh truyền hình (8MHz cho cả tiếng)

- Tuy tỷ số S/N nhỏ hơn ở điều chế FM, nhng đối với hình ảnh thì nhiễu

và các loại méo khó phát hiện hơn là đối với âm thanh, ảnh hỏng đến chất ợng hình ảnh không đáng kể Do vậy hiện nay hầu hết các hệ truyền hìnhtrên thế giới đều sử dụng điều chế AM đối với tải tần hình

l-2.2 Điều chế tần số.

2.2.1 Định nhĩa.

Điều chế tần số FM là phơng thức biến đổi tần số của tải tần cao tầntheo dạng của tín hiệu thông tin cần truyền

2.2.2 Các biểu thức, tần phổ và các dạng sóng minh hoạ.

Sau khi điều chế tần số FM, tần số của tải tần cao tần sẽ biến đổi theobiên độ của tín hiệu cần truyền, còn biên độ và pha vẫn giữ nguyên khôngthay đổi

Giả sử ta có phơng trình tải tần:

ict = Ictsin ( ωt + ϕo ) với giả thiết ϕo = O

Tín hiệu cần truyền là: sinΩt

Sau khi điều chế, tải tần sẽ là:

Nh vậy biên độ của tín hiệu cần truyền xác định độ di tần ∆f và di pha

∆ϕ Còn tần số F âm tần xác định tốc độ thay đổi tần số hoặc thay đổi pha.Biên độ âm tần càng lớn càng cần dải thông rộng

2∆f = 2∆fMAX

∆fMAX là độ di tần cực đại

Nếu độ di tần quá lớn thì số hài cũng tăng vọt

Trên hình 2-3 mô phỏng dạng tần phổ của tín hiệu đợc điều chế FM ứngvới các tần số âm tần F khác nhau iFM hoặc UFM.

Theo lý thuyết, tần phổ của tín hiệu điều tần iFM là vô tận và dải thôngcũng rộng vô tận

Trong thực tế ngời ta sử dụng các biên tần có biên độ cỡ 3 ữ 5% biên độcủa sóng mang khi cha điều chế và dải thông tần cũng tính nh vậy

Số cặp biên tần đối xứng qua sóng mang fct ≈ mf và cách sóng mangkhoảng tần số ± nF ( n = 1, 2, 3 )

Hai biên tần cạnh nhau cách nhau đúng một khoảng tần số bằng tần số

âm tần ( F )

F = 15KHz mf = 4 mf=10

2∆f = 2∆fMAX 2∆f = 2∆fMAX

Hình 2-3 Dạng tần phổ của tín hiệu điều chế FM.

Trên hình 2- 4 mô phỏng các dạng sóng minh hoạ quá trình điều chế

FM

ia t

a)

Trên hình 2- 4d biểu thị đồ thị thay đổi tần số theo thời gian, ở đây ±

∆fMAX là biên độ cực đại của độ di tần ∆f Hình 2- 4a là dạng tín hiệu âm tầncần truyền Hình 2- 4b là dạng sóng mang Hình 2- 4c là dạng sóng đã điềutần FM

2.2.3 Đặc điểm của điều chế tần số FM.

* Ưu điểm.

- Khả năng phòng vệ nhiễu cao hơn điều chế AM

- Tỷ số tín hiệu/tạp âm cũng lớn hơn điều chế AM

- Về mặt năng lợng điều chế FM có hiệu suất cao hơn điều chế AM.

- Khi không điều chế hoặc có điều chế, công suất ra không thay đổi

- Khi có điều chế các biên tần lấy năng lợng của tải tần

* Nhợc điểm.

- Độ rộng kênh truyền tín hiệu FM theo lý thuyết là vô tận Nhng trong thực tế chỉ sử dụng các biên tần có biên độ cỡ 3 ữ 5% biên độ sóng mang khi cha điều chế và gọi là các biên tần hiệu dụng, tơng ứng dải thông cũng tính từ các biên tần này Nếu dùng điều chế FM để điều chế tín hiệu hình thìphải cần dải tần rộng cỡ 20 ữ 30MHz Vì thế về mặt tiết kiệm dải tần thì

điều chế FM không bằng điều chế AM

- Không thể phát FM đơn biên nh AM đợc

- Trong các mạch khuếch đại tín hiệu FM cần phải có mạch xén biên độ

để khử điều biên ký sinh

- Độ di tần phải ổn định và tỷ lệ với biên độ âm tần Ngợc lại sẽ xuất hiện méo phi tuyến và méo hài

Hiện nay hầu hết các hệ truyền hình trên thế giới sử dụng điều chế FM cho phần tiếng Độ di tần thờng là ±50KHz và ±75KHz, với dải thông 2∆f =200KHz, chất lợng âm thanh rất cao

Chơng iii

Nguyên lý máy phát hình

3.1 Chức năng của Máy phát hình.

Máy phát hình là thiết bị để tạo ra năng lợng dới dạng sóng vô tuyến

điện có chứa thông tin về hình ảnh và âm thanh rồi qua hệ thống antentruyền thông tin này vào không trung Tín hiệu thu đợc ở lối ra máy phát đ-

ợc gọi là tín hiệu truyền hình Chất lợng tín hiệu tốt hay xấu phụ thuộc rấtnhiều vào công suất, chất lợng và độ ổn định sóng ra của máy phát hình.

3.2 Nhiệm vụ của máy phát hình.

Tín hiệu hình và tiếng sau khi đã gia công, xử lý đợc đa vào đầu vàocủa máy phát hình Hai tín hiệu này tiếp tục đợc sửa, bù, ghim mức đảm bảochất lợng tín hiệu, khuếch đại đủ mức cần thiết Điều chế AM sóng manghình, điều chế FM sóng mang tiếng có tần số cao tần ở kênh phát Cao tầnhình, tiếng đã điều chế đợc khuếch đại tới công suất yêu cầu, lọc, qua cápcao tần đa lên hệ thống anten, bức xạ vào không trung dới dạng sóng vôtuyến điện

19 20 21

Hình 3-1 Sơ đồ khối máy phát hình điều chế ở mức công suất lớn.

3.3.1.2 Chức năng các khối.

K1: Chủ sóng tạo tần số cơ bản của sóng mang hình kênh phát f0

K2: Bội tần tạo tần số đúng bằng tần số sóng mang hình kênh phát fh = nf0

K3: Các mạch khuếch đại cao tần sóng mang hình nhằm đảm bảo đủcông suất kích cho tầng công suất cuối cùng

K4: Khuếch đại công suất cao tần cuối sóng đã đợc điều chế AM

K5: Khuếch đại vào tín hiệu hình, sửa bù, ghim, khôi phục thành phầnmột chiều nhằm đảm bảo chất lợng tín hiệu hình

K6: Các mạch sửa méo phi tuyến, méo pha, sửa méo thời gian, méo biên

độ, méo xung của tín hiệu video

K7: Các mạch khuếch đại tuyến tính (tiền điều chế) nhằm khuếch đại đủmức điện áp và công suất cần thiết để kích thích cho khối điều chế

K8: Khối khuếch đại công suất hình nhằm đảm bảo công suất hình ởmức cao tơng đơng với mức công suất của sóng mang hình

K9: Các mạch sửa phần tiếng nhằm nâng tần số cao để giảm nhiễu trớckhi đa vào điều tần

K10: Dao động LC nhằm tạo tần số cơ bản của sóng mang tiếng

K11: Điều tần FM (điều tần tiếng tại tần số cơ bản)

K12: Bội tần sóng mang tiếng để đợc sóng mang tiếng của kênh phát ft

= nf0t (f0t: Tần số cơ bản của sóng mang tiếng)

K13+14: Khuếch đại và lọc hài sóng mang tiếng

K15: Bộ trung hợp giữa hình và tiếng nhằm trung hợp giữa hình và tiếngvới tỷ lệ 5/ 1 hoặc 10/ 1 Phải bảo đảm dải thông yêu cầu từ 0 ữ 6MHz đồng thờiphải bảo đảm khoảng cách sóng mang hình và sóng mang tiếng.

K16: Bộ lọc hài nhằm tránh sự xuyên lẫn sóng sang các kênh lân cận

K17: Cáp đồng trục cao tần dẫn sóng tới anten

K18: Anten phát, bức xạ sóng cao tần hình và tiếng đã điều chế vàokhông trung

K19: Hệ thống nguồn cấp cho máy phát hình

- Sóng mang hình RFh sau khi đợc điều chế AM ở khối 4 cũng đợc khuếch

đại tới mức công suất danh định, đa sang bộ trung hợp 15

Trong trờng hợp khuếch đại cao tần RF hình, tiếng chung thì không cần bộtrung hợp 15 nữa

* Phần máy phát tiếng.

- Tải tần tiếng cơ bản ở khối 10 có thể do một bộ tạo dao động riêng, hoặccũng có thể đợc trích ra từ chủ sóng hình, đợc khuếch đại đủ mức để đa tới điềuchế FM ở khối 12

- Âm tần tiếng sau khi đợc sửa ở khối 11 đợc đa tới khối điều chế FM ở khối12

- Tín hiệu FM tiếng đợc đa ra bộ nhân tần để khối 13 tạo ra tải tần tiêng ởkênh phát

- Cao tần tiếng RFt sau khi đợc khuếch đại ở các khối 14, đợc đa tới bộ trunghợp 15.

- Sau bộ trung hợp, tín hiệu cao tần đợc đa qua bộ lọc hài và đa ra cùng mộtanten phát

3.3.1.4 Đặc điểm của loại máy phát điều chế ở mức công suất lớn.

* Nhợc điểm.

Do sóng mang hình cao tần của kênh phát đợc tín hiệu hình điều chế ởtầng công suất cuối cùng, do đó cần thiết phải có biên độ tín hiệu hình lớntuỳ theo công suất ra của máy phát mà phải có hàng loạt mạch khuếch đạitín hiệu video vừa đảm bảo dải tần rộng của tín hiệu hình 6MHz Điều này

về mặt kỹ thuật thực hiện rất khó khăn, đây là nhợc điểm chính của loạimáy phát này Ngoài ra giá thành tăng thêm do phải có thêm một tầng côngsuất cuối cùng của video tơng đơng với máy phát hình có 2 khối công suất

3.3.2 Máy phát hình điều chế ở mức công suất thấp.

3.3.2.1 Sơ đồ khối (Hình 3-2).

Sơ đồ khối Hình 3-2 này dùng cho các loại máy phát hình sản xuất hiệnnay thuộc thế hệ mới, sóng mang điều chế ở mức công suất thấp tại tần sốtrung tần

1 Chủ sóng: dao động thạch anh tạo ra tần số sống mang hình cơ bản

2 Bội tần: tạo trung tần hình

3 Điều chế biên dộ ở mức thấp tại trung tần hình

4 Trộn tần: tạo tần số sóng mang kênh phát

5 Khuếch đại cao tần: gồm các tầng khuếch đại RF sóng mang đã đ ợc

điều chế đủ mức kích thích cho tầng công suất

6 Khuếch đại công suất cao tần hình cuối

7 Tiền điều chế: sửa méo tuyến tính, méo vi sai biên độ, méo vi saipha, sửa xung đồng bộ màu khuếch đại đủ mức và đúng cực tính điều chế

8 Sửa tín hiệu tiếng

9 Dao động LC tạo tần số khoảng cách giữa tần số mang hình và mangtiếng, đồng thời thực hiện điều tần ở tần số đó

10 Trộn tần: tạo tần số trung tần tiếng

11 Chủ sóng thạch anh chính để phách với trung tần tạo sóng mang củakênh phát

12 Trộn tần tạo số sóng mang tiếng của kênh phát

13 Khuếch đại cao tần tiếng: gồm các tầng khuếch đại cao tần sóngmang tiếng sau khi điều tần đủ mức kích thích cho tầng khuếch đại cuốicùng

14 Khuếch đại công suất cao tần FM cuối cùng

15.Trung hợp giữa RF hình và RF tiếng

AM 3, một phần đợc đa sang bộ trộn tạo trung tần tiếng ở khối 10 Nh vậy

độ ổn định khoảng cách giữa sóng mang hình và sóng mang tiếng dễ thựchiện

- Tín hiệu hình qua tầng điều chế 7, đợc sửa để có chất lợng tốt đa vàotầng điều chế 3

- Tại tầng điều chế AM ở khối 3, đáp tuyến biên tần cụt của máy pháthình sẽ đợc hình thành từ bộ lọc biên, qua các tầng khuếch đại trung tần tớimức đủ đa sang bộ trộn 4

- Chủ sóng 2 thạch anh và các tầng nhân tần tạo chủ sóng cấp hai cho

bộ trộn hình và tiếng

- Sau bộ trộn 4 cao tần hình RFh của kênh phát đa sang các tầng khuếch

đại kích 5, tiếp tục đa tới tầng khuếch đại công suất hình cuối cùng để đạt

đợc công suất danh định theo thiết kế Cuối cùng cao tần hình đợc đa tới bộtrung hợp, bộ lọc hài, cáp cao tần ra anten

* Phần máy phát tiếng.

- Âm tần tiếng qua bộ sửa 8 đợc đa sang bộ điều chế FM 9

- Bộ điều chế FM 9 là chủ sóng tạo tải tần tiếng cơ bản, đồng thời thựchiện điều chế FM ở đây luôn Đây gọi là trung tần tiếng 1 Trung tần tiếng 1tiếp tục đợc đa sang bộ trộn 10 tạo trung tần tiếng 2

- Chủ sóng trộn từ khối 11 đa tới bộ trộn tiếng 12, phách với trung tầntiếng 2 để tạo trung tần tiếng ở kênh phát Sau đó cao tần tiếng RFt quakhuếch đại kích 13 tới tầng công suất cuối cùng 14, đa tới bộ trung hợp 15,qua bộ lọc hài 16, cáp cao tần 17 ra anten 18

3.3.2.4 Đặc điểm của loại máy phát điều chế ở mức công suất thấp

*Ưu điểm

- Sóng mang hình và tiếng điều chế ở mức công suất thấp tại trung tần

có u điểm nổi bật loại trừ các tầng khuếch đại tín hiệu hình có mức điện ápcao, mà tại các mạch đó rất khó khăn thực hiện đợc độ tuyến tính Điều chếmức công suất thấp nên độ tuyến tính của đặc tuyến tần số dải phổ video

đạt đợc không khó khăn

- Không cần các mạch lọc, hạn chế đợc biên dới của kênh

- Độ bền vững và độ tin cậy cao

- Hiệu quả kinh tế, giảm giá thành của máy do không cần các tầngkhuếch đại tín hiệu hình mức điện áp và công suất cao

* Nhợc điểm

Nhợc điểm của loại máy phát này là tầng khuếch đại cao tần sau AM

ở mức công suất thấp đồng thời phải thoả mãn vừa khuếch đại sóng mang

RF vừa đảm bảo thông dải tần tín hiệu hình 6MHz

Nhiều thành phần phải hiệu chỉnh, điều chỉnh từng phần cục bộ vàtổng thể các tầng khuếch đại.

3.3.3 Máy phát hình điều chế ở mức công suất thấp tại tần số trung tần,

trung hợp ở mức công suất thấp

Hình 3-3 Sơ đồ khối máy phát hình điều chế ở mức công suất thấp tại

tần số trung tần, trung hợp ở mức công suất thấp.

3.3.3.2 Chức năng các khối.

1 Sửa bù tín hiệu hình

2 Chủ sóng thạch anh tạo tần số của trung tần hình 38,9 MHz

3 Điều chế AM mức công suất thấp tại tần số trung tần hình

4 Khuếch đại trung tần hình

5 Lọc hài trung tần hình

6 Khuếch đại và sửa trớc tín hiệu audio

7 Dao động LC và điều tần tiếng tại tần số trung tần tiếng 32,4 MHz

8 Lọc trung tần tiếng

9 Khuếch đại trung tần tiếng

14 Các mạch khuếch đại cao tần ngoại sai RF.

15 Bộ trộn tần tạo tần số sóng mang hình và tiếng kênh phát

16 Khuếch đại chung cho sóng mang hình và sóng mang tiếng kênh phát

17 Bộ lọc hài kênh phát

18 Cáp cao tần

19 Anten phát

3.3.3.3 Đặc điểm.

Do điều chế ở mức công suất thấp tại tần số trung tần do vậy độ ổn

định tần số và độ sâu điều chế dễ thực hiện hơn

Khoảng cách sóng mang hình và tiếng ổn định khá hơn Kết cấu máygọn nhẹ, thuận tiện nhng để có công suất phát vẫn cần có hàng loạt cácmạch khuếch đại công suất có dải tần số làm việc vừa cao vừa rộng chungcho cả hình và tiếng Việc này thực hiện khó khăn hơn, việc lọc hài cũngkhó triệt để

Loại máy phát hình kiểu này đợc sử dụng cho các máy phát có côngsuất cỡ nhỏ, rất thuận tiện với các mạch khuếch đại công suất cao tần hình

và tiếng là các Modul

3.3.4 Máy phát hình điều chế ở mức công suất thấp tại tần số trung tần, trung hợp hình và tiếng ở mức cao.

3.3.4.1 Sơ đồ khối (Hình 3-4).

Hình 3-4 Sơ đồ khối máy phát hình điều chế ở mức công suất thấp tại tần

số trung tần, trung hợp hình và tiếng ở mức cao.

6 Khuếch đại đủ mức công suất theo yêu cầu của bộ điều chế AM

7 Bộ điều chế AM ở mức công suất thấp cỡ mW

8 Các mạch khuếch đại trung tần hình đã điều chế và lọc nhiễu hài,chặn biên trên, biên dới

9 Chủ sóng tạo tần số cơ bản của sóng mang kênh phát.

10 Bộ nhân tần nhằm tạo đúng tần số sóng mang kênh phát

11 Bộ khuếch đại cao tần và phân đờng

12 Bộ trộn tần nhằm tạo sóng mang hình kênh phát:

13 Các mạch khuếch đại cao tần hình và các mạch lọc, chặn hài

14 Khuếch đại công suất cao tần hình kênh phát

15 Sửa bù trớc khi đa vào điều tần

16 Dao động tạo khoảng cách giữa hình và tiếng

17 Điều tần tiếng FM tại tần số khoảng cách

18 Trộn tần tạo tần số trung tần tiếng

19 Các mạch khuếch đại trung tần tiếng và lọc

20 Bộ trộn tần tạo tần số sóng mang tiếng kênh phát

21 Các mạch khuếch đại kích sóng mang tiếng

22 Bộ khuếch đại công suất cao tần sóng mang tiếng kênh phát

23 Bộ trung hợp sóng mang hình và sóng mang tiếng kênh phát

Loại trừ hàng loạt các mạch khuếch đại tuyến tính tín hiệu hình có mức

điện áp và công suất lớn nh ở loại máy điều chế ở mức công suất cao Do

điều chế ở tần số trung tần nên dễ đạt đợc độ sâu điều chế và ổn định tần sốcao

Do thực hiện trung hợp hình và tiếng ở mức công suất cao nên khôngcần thực hiện các mạch khuếch đại cao tần hình, tiếng trùng với dải tầnrộng, do đó khoảng cách giữa sóng mang hình và sóng mang tiếng kênhphát rất ổn định Việc chặn, lọc hài kênh phát đơn giản hơn và dễ dàng triệt

để hơn

Loại máy phát hình kiểu này phức tạp hơn và tốn kém hơn, kết cấucồng kềnh vì phải dùng đến hai tầng khuếch đại cao tần cho sóng mang hìnhriêng và cho sóng mang tiếng riêng

Máy phát hình kiểu này đợc sử dụng cho các máy có công suất lớnchuyên dụng, có chất lợng cao

Thế hệ máy phát chuyên dụng hiện nay thờng sử dụng máy phát kiểunày

3 4 Nguyên lý làm việc, mạch điện cơ bản của các khối trong máy

phát hình.

3.4.1 Khối chủ sóng hình.

* Nguyên lý.

Chủ sóng hình là bộ tự tạo dao động để tạo ra điện áp hình sin, có tần

số dao động bằng tần số sóng mang hình hoặc tần số cơ bản của sóng manghình

Chủ sóng hình rất quan trọng, nó quyết định chất lợng hình của kênhphát Tuỳ theo những hãng sản xuất và tuỳ theo thế hệ, máy phát hình cóchủ sóng hình khác nhau

Chủ sóng hình tạo dao động có tần số bằng tần số kênh phát fn[MHz]Thí dụ kênh 6 có tần số mang hình: fh =175,25MHz

Chủ sóng tạo dao động có tần số cơ bản fo, sau đó bội tần để đợc tần sốsóng mang hình của kênh phát.

fh = nfo[MHz]

n : số lần bội

Loại điều chế ở trung tần gồm hai chủ sóng:

- Chủ sóng tạo ra dao động có tần số trung tần hình fT1.

- Chủ sóng tạo ra dao động có tần số cao tần fRF để sau đó khi trộn(cộng hoặc trừ) với tần số trung tần hình để tạo ra tần số sóng mang của kênh phát :

- Tránh không bị can nhiễu từ bên ngoài vào

* Các biện pháp kỹ thuật để đạt chỉ tiêu cho chủ sóng hình.

- Thiết kế chọn mạch tự dao động bằng thạch anh, có độ ổn định, độchính xác cao

- Có mạch sửa cho mạch t dao động, giữ đợc độ ổn định nhất định,không bị tác động nhiệt bên ngoài làm thay đổi các tham số thành phầntham gia dao động, nhất là thạch anh và các phần tử tích cực

- Bọc kim thành từng ngăn và bọc kim toàn bộ chủ sóng tránh cannhiễu lẫn nhau và tránh can nhiễu từ ngoài vào

- Chọn phần tử tích cực (đèn, tranzito ) có công suất nhỏ để tránh bịtác động nhiệt

- Chân các linh kiện phải thật ngắn để tránh gây cảm kháng, dungkháng tạp tán ảnh hởng đến tần số dao động và phải đợc hàn chắc chắn,nhằm chống rung động

- Các chỉ số linh kiện thụ động phải chính xác, sai số không lớn hơn0,1 %

- Điện áp nguồn cấp cho bộ chủ sóng phải đợc ổn định, phải có ổn ápmột chiều và chống nhiễu

- Dùng dây đồng trục có trở kháng ra nhỏ để ghép với các tầng

* Mạch điện điển hình của chủ sóng hình.

Mạch điện ở hình 3-5 là mạch điện cơ bản của chủ sóng hình Mạch

tự dao động bằng thạch anh X Thạch anh X có tần số dao động bằng tần số cần có của sóng mang hình kênh phát

+E c

C8 R13 C9 R14 R1 L R3 R5 R7 R10

C6

R9 C4 T3

R C5 X

C3 C2

R2 C1 R4 R6 R8 R11 R12

Hình 3-5 Mạch điện điển hình của chủ sóng hình.

Khởi đầu T2 làm việc nh mạch khuếch đại một chiều do R5 và R6 địnhthiên chế độ công tác Điện áp một chiều ở emitơ UE áp vào một má củathạch anh X làm cho nó tự dao động ở tần số của nó, ở má kia truyền dao

động đó qua tụ C5 vào emitơ của T1 khuếch đại cao tần mắc bazơ chung Tảicao tần của dao động lấy ra ở mạch cộng hởng song song L//(C2+C3), C3 tinhchỉnh cộng hởng để đợc đúng tần số sóng mang R1, R2 định thiên chế độlàm việc cho T1 Sau đó đa tới khuếch đại cao tần tiếp ở T2 Tải lấy ra ởcolectơ rồi qua tụ C6, R9 vào T3 mắc tải emitơ(định thiên bởi R10,R11) sau đóqua tụ C7 sang tầng tiếp theo Cao tần của chủ sóng ra ở điểm R

Nguồn cung cấp Ec qua điện trở R14 , tụ xuyên C9 và đợc sụt áp trên

điện trở R13 cung cấp cho cả 3 tranzito của chủ sóng Tụ C8 , C1 thoát cao tầnxuống đất

Đờng đứt nét thể hiện bọc kim cho chủ sóng để tránh can nhiễu từbên ngoài vào

3.4.2 Mạch bội tần.

Bội tần hay nhân tần là mạch khuếch đại cao tần , trong đó sử dụngcác biện pháp kỹ thuật để đầu ra có điện áp cao tần lớn nhất với tần số đợcnhân lên n lần tần số gốc

Chức năng chính của bội tần là: nhân tần số của tín hiệu cao tần cơbản do chủ sóng tạo ra để đạt đợc tín hiệu cao tần có tần số sóng mang hìnhcủa kênh phát

* Ưu điểm của nhân tần.

- Dùng chủ sóng ở tần số thấp dễ ổn định hơn

- Trong bộ nhân tần, tần số ra và tần số và cách xa nhau Do đó tầng

nọ ghép với tầng kia không gây ảnh hởng lẫn nhau, máy ổn định

- Không phải dùng thạch anh có tần số cao ở chủ sóng, mà loại thạchanh này mỏng, vừa dễ vỡ, vừa dao động yếu, chỉ cần chủ sóng ổn tần số gốccơ bản (thấp) mà sau khi nhân tần ta đợc tần số sóng mang (gấp n lần theo ýmuốn ) ổn định

- Mở rộng đợc dải tần nhiều lần hơn, khi chủ sóng dải tần không rộng

- Vì tần số cách xa nhau, các tầng không bị gây nhiễu cho nhau,không cần các bộ trung hoà ở bộ nhân tần để khử ký sinh

+Ec

R3 C2 C4 R2 C5

3.4.3 Bộ tiền điều chế.

Ngăn tiền điều chế bao gồm các loại mạch sửa, hiệu chỉnh, khuếch

đại tín hiệu hình màu toàn phần đủ tiêu chuẩn kỹ thuật điều chế sóng manghình

Tín hiệu hình màu toàn phần ở trung tâm(studio) ra đã đủ tiêu chẩn

kỹ thuật Qua đờng truyền dẫn(cáp, viba ) đến máy phát hình, tín hiệu đó

bị tổn hao, méo nên nhất thiết phải đợc xử lý lại Các thông số về mức, vềthời gian, về dải tần video, sóng mang màu, xung đều phải sửa và bù.Trong ngăn điều chế có các loại mạch để xử lý các vấn đề trên Ngăn tiền

điều chế là cực kỳ quan trọng, nó quyết định chất lợng hình ảnh truyền tớingời xem

Video vào

B

8 Vra

A D

Hình 3- 7 Sơ đồ khối ngăn tiền điều chế.

- Khối 1: mạch khuếch đại ổn định luôn đảm bảo mức ra 1Vpp vàcòn thực hiện sửa, bù tần số, khử nhiễu 50Hz

2

75

4

6

- Khối 2: tách xung đồng bộ, tại đây tạo ra xung ghim, xung đồng bộtổng hợp và xung xoá tổng hợp.

- Khối 3: sửa mức trắng, mức đen, ghim, khôi phục thành phần mộtchiều

- Khối 4: sửa xung, tại đây những tổn hao mức, dạng xung, độ rộng

bị méo đều đợc sửa bù, cộng xung đồng bộ tổng hợp, xung xoá tổng hợpmới

- Khối 5: sửa trễ thời gian, hạn chế biên trên của đờng truyền, sửapha vi sai và độ méo biên độ vi sai không tuyến tính

- Khối 6: sửa bù tần số thấp, tần số cao, tần số mang màu, xung đồng

bộ màu

- Khối 7: mạch ra, khuếch đại đủ mức, phối hợp trở kháng cho tầng

điều chế Ngoài ra còn có đầu ra cho kiểm tra

- Khối 8: chuyển mạch ra cho phép mạch ra làm việc một trong các chế

độ của tín hiệu vào bộ đó Bình thờng làm việc với chế độ sửa bù đầy đủ,công tắc chuyển mạch ở vị trí A Vì lý do nào đó mà hỏng các khối chứcnăng của ngăn tiền điều chế thì ta chuyển về vị trí không sửa ở D ở sơ đồkhối thể hiện chuyển mạch tợng trng về nguyên lý Thực tế các máy hiệnnay đều dùng chuyển mạch điện tử

* Mạch điện của bộ tiền điều chế.

Mạch ghim khôi phục thành phần một chiều

+Ec C3 C4

_

Hình 3- 8 Mạch ghim dùng Tranzito

Tranzito T1 là đèn ghim, T2 là tầng tải emitơ Cả hai tranzito đềudùng loại npn Tín hiệu hình trên dờng truyền dẫn tới máy phát cũng nh quacác mạch , tụ ngăn, tụ nối tầng bị mất thành phần một chiều(độ chói trungbình) làm cho hình ảnh kém trung thực Do đó cần phải đợc hồi phục lại.Tín hiệu này đa vào đầu V qua tụ ghim C1 tới Bazơ của T2 Nếu không cómạch T1 thì tầng tải emitơ T2 không làm việc T1 làm việc nh một khoá điện

tử Xung ghim cực tính dơng có độ rộng 3,5às, biên độ 7Vdd qua tụ C2 vàobazơ của T1 Tại thời điểm có xung dơng T1 mở (điện trở trong rất nhỏ), tụ

C1 nạp rất nhanh với hằng số thời gian:

τm = RmC1 3,5às

Rm : điện trở trong khi T1 mở ( rất nhỏ )

C1: tụ ghim và nối tầng tín hiệu hình

Tụ C1 đợc nạp tới điện áp một chiều xác định bằng mức ghim, mứcghim điều chỉnh bằng chiết áp R3

Thời gian không xung (thời gian quét thuận của dòng ), T1 đóng, tụ C1

phóng điện qua điện trở trong của T1 và Rd có trị số điện trở trong rất lớn,nên dòng phóng rất chậm Tại bazơ của T2 luôn giữ mức điện áp một chiềubằng mức ghim, mức điện áp này đồng thời cũng là thiên áp làm việc cho

đèn T2 Tầng tải emitơ T2 hoạt động bình thờng, tín hiệu lấy ra ở emitơ (tải

R5) tại điểm Vr đã đợc khôi phục thành phần một chiều

Hằng số thời gian T1 đóng là:

τd = Rd C1 ≈ 52às

Rd : điện trở rất lớn khi T1 đóng

Điều kiện để mạch ghim làm việc tốt , bền vững là:

- Rmô Rd

- T1 chọn sao cho nh khoá tắt mở dứt khoát để có thời gian chuyểntiếp cực nhanh