Bài giảng Lý thuyết thông tin
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BÀI GIẢNG
LÝ THUYẾT THÔNG TIN
Hưng Yên 2015
(Tài liệu lưu hành nội bộ)
Ch¦¬ng I: thiÕt bÞ ®Çu cuèi ©m thanh
1.1. M¸y ph¸t thanh ®iÒu biªn.
1.1.1. Lêi giíi thiÖu.
Tín hiệu vô tuyến có thể tạo ra bằng sự biến thiên của điện từ trường và sự biến thiên này
được truyền lan trong không gian tự do. Thiết bị tạo nên sự biến thiên này được gọi là máy phát
và anten phát đảm bảo cho việc truyền sóng trong không gian tự do đạt hiệu quả. Để thu được tín
hiệu vô tuyến, người ta cần phải thu một phần năng lượng điện từ và chuyển nó sang dạng tín
hiệu mà con người có thể cảm nhận được bằng một trong số các giác quan của mình. Đó chính là
máy thu (sẽ được đề cập ở phần sau). Năng lượng sóng điện từ được thu và mạch điện sau đó
được biến đổi thành tín hiệu âm thanh.
Giả thiết rằng tại một thời điểm máy phát truyền đi một tín hiệu hoàn toàn ngẫu nhiên (đó
là tín hiệu chứa tất cả các thành phần tần số và biên độ). Trong không gian tự do, không một máy
phát nào hoạt động mà không bị nhiễu tác động vì không gian tự do là môi trường truyền sóng
trung gian cho tất cả sóng điện từ. Tuy nhiên khi chúng ta giới hạn mỗi máy phát có một tần số
xác định (tín hiệu dạng Sin liên tục) thì có thể tránh được nhiễu, Thêm vào đó bằng cách kết hợp
một bộ lọc băng hẹp ở phía thu để loại bỏ được tất cả các thành phần tần số không mong muốn.
Với con người chủ yếu giao tiếp với nhau theo hai phương thức chính đó là nói và nghe.
Tiếng nói bình thường chứa các tần số nằm trong dải 10 Hz cho tới 5kHz và dải biên độ bắt đầu
từ tiếng nói thầm cho tới tiếng hét lớn. Việc truyền tiếng nói trong không gian tự do vấp phải hai
trở ngại lớn. Trở ngại thứ nhất là do can nhiễu lẫn nhau do dùng chung môi trường truyền sóng
trung gian. Trở ngại thứ hai là tần số thấp như tiếng nói thì không thể truyền lan hiệu quả trong
không gian tự do, với tần số cao thì điều này có thể thực hiện được. Xong ở tần số cao trên 20
kHz thì con người lại không thể nghe được mặc dù với tần số này vẫn chưa lớn để có thể truyền
sóng trong không gian tự do. Nếu như chúng ta có thể thực hiện việc thay đổi một số thông số của
nguồn tín hiệu tần số cao dạng sin liên tục theo tiếng nói thì việc trao đổi thông tin trong không
gian tự do là việc hoàn toàn có thể thực hiện được đó chính là điều chế. Việc thay đổi biên độ của
tín hiệu cao tần (gọi là sóng mang) theo tiếng nói được gọi là điều chế biên độ (AM – Amplitude
Modulation). Việc thay tần số của sóng mang theo tần số tiếng nói được gọi là điều chế tần số
(FM – Frequency Modulation), hoặc góc pha trong trường hợp này được gọi là điều pha (PM –
Phase Modulation).
1) Âm thanh :
Sóng âm : là sự thay đổi tính chất của môi trường đàn hồi khi có năng lượng âm truyền qua.
Môi trường truyền dẫn sóng âm phải là môi trường đàn hồi nên sóng âm tryền qua vật chất dạng
rắn, lỏng, khí.. nhưng không truyền trong môi trường chân không.
Tham số của âm thanh :
-
Tốc độ truyền âm : Trong điều kiện khí quyển bình thường tốc độ truyền âm khoảng
330m/s, năng lượng âm bị tiêu hao dần nên không thể truyền xa được.
Tần số âm thanh : tần số của âm đơn là số lần dao động trong 1 giây của các phần tử
không khí khi truyền âm thanh đơn vị là Hz (Hertz) chia làm 3 khoảng tần khác nhau
1
-
+ Hạ âm < Tần số âm tần (16-20000Hz) < Siêu âm
-
-
Công suất âm thanh : Là năng lượng của âm thanh đi qua mặt phẳng vuông góc với
phương truyền âm tiết diện 1m2. Đơn vị tính Watt (W)
Cường độ âm : Là năng lượng của âm thanh đi qua tiết diện 1 cm2 đặt vuông góc với
phương truyền âm trong thời gian 1S. Đơn vị tính W/cm2
2) Sóng âm phẳng và điều hòa :
Khi âm thanh truyền trong không khí sẽ làm cho áp suất không khí bị thay đổi, lượng thay đổi đó
gọi là thanh áp P (áp suất âm thanh) đơn vị là Pascal
1Pa = N/m2
Thanh áp là hàm của các biến theo không gian thời gian P(x, y, z, t), nếu thanh áp không bị biến
đổi theo trục y và trục z mà chỉ phụ thuộc vào trục x và thời gian t thì ta có sóng âm là sóng
phẳng.
P = f(t-x/c), c : tốc độ truyền âm
Nếu sóng phẳng là điều hòa thì P phải là hàm điều hòa :
P= PmCos[2Πf (t-x/c)], Pm là biên độ, f là tần số.
3) Thính giác
Đặc điểm tai người : Có 3 bộ phận chính
- Tai ngoài có tác dụng định hướng nguồn âm, cộng hưởng tần số khoảng 3 KHz. Biến đổi âm
thanh thành năng lượng cơ học để truyền cho tai giữa.
- Tai giữa có 3 xương nhỏ nhất của cơ thể : Xương búa, xương đe, xương bàn đạp để phối hợp
trở kháng
- Tai trong : có tiền đình và màng basilar, tiền đình giúp cảm nhận sự thăng bằng, màng basilar
có khoảng 30000 tế bào lông xếp thành nhiều hàng dọc để cảm nhận và truyền tin âm thanh
lên não dưới dạng xung điện qua dây thần kinh.
Cảm thụ về biên độ gồm :
+ Ngưỡng nghe được : Là mức thanh áp nhỏ nhất của âm đơn mà tai người cảm thụ được là mức
giới hạn chuyển từ trạng thái nghe thấy sang không nghe thấy và ngược lại. Thanh áp hiệu dụng
điều hòa 1KHz bằng 2.10-5 N/m2.
+ Ngưỡng chói tai : Là mức thanh áp lớn nhất mà tai người cảm thụ được âm, là mức giới hạn mà
tai người cảm nhận được âm, nếu vượt quá sẽ gây tổn thương đến thính giác. Thanh áp hiệu dụng
điều hòa 1KHz bằng 20N/m2.
Cảm thụ về tần số :
Dải tần 16 – 20.000Hz là phạm vi tần số âm mà tai người có thể cảm thụ đươc gọi là âm tần. Cảm
thụ về tần số là thể hiện độ cao của âm, người ta thường dùng đơn vị đo Octave (Oct)
n= log2fn/ f0 = 3,34lg fn/ f0 , f0 = 20Hz
1Oct tương ứng với biến thiên gấp 2 lần về tần số so với tần số chuẩn f0
2
Tần số đường bao ωs
B
A
Tần số sóng mang ωc
Sóng mang chưa
điều chế
Sóng mang
điều chế
Hình 1.1: Dạng sóng điều chế biên độ AM
1.1.2. Lý thuyÕt ®iÒu chÕ biªn ®é.
1.Định nghĩa:
Điều chế là quá trình biến đổi một trong các thông số sóng mang cao tần (biên độ,hoặc tần
số, hoặc pha) tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc (BB - base band).
Mục đích của việc điều chế:
sóng của
−
Đối với một anten, bức xạ năng lượng của tín hiệu cao tần có hiệu quả khi bước
nó (tương ứng cũng là tần số) cùng bậc với kích thước vật lý của anten.
−
−
Tín hiệu cao tần ít bị suy hao khi truyền đi trong không gian
Mỗi dịch vụ vô tuyến có một băng tần (kênh) riêng biệt. Quá trình điều chế giúp
chuyển phổ của tín hiệu băng gốc lên các băng tần thích hợp.
Điều kiện điều chế
Tần số sóng mang cao tần f
:
−
≥
(8
÷10)
f
, trong đó
max
f
tần số cực đại tín hiệu điều
max
C
chế BB.
Thông số sóng mang cao tần (hoặc biên độ, hoặc tần số, hoặc pha) biến đổi tỷ lệ
độ tín hiệu điều chế BB mà không phụ thuộc vào tần số của nó.
Biên độ sóng mang cao tần V > V (bien độ tín hiệu điều chế BB)
với biên
−
−
ω
m
2. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ AM:
Điều chế biên độ là quá trình làm thay đổi biên độ sóng mang cao tần theo tín hiệu tin
tức (tín
hiệu băng gốc).
m(t)=V cos
ω
m
t
m
3
a. Phương trình điều chế và hệ số điều chế:
Để đơn giản hóa công thức điều biên, ta giả thiết tín hiệu cần điều chế và tín hiệu sóng mang đều
có dạng sin với tần số góc lần lượt là ωs và ωc.
Giả sử sóng mang có dạng.
uc(t) = A.cosωc.t
và tín hiệu cần điều chế có dạng
(1.1.1)
(1.1.2)
(1.1.3)
(1.1.4)
us(t) = B.cosωs.t
Theo lý thuyết điều biên thì tín hiệu điều biên có dạng
uđb(t) = (A + B.cosωs.t).cosωc.t
Biến đổi lượng giác của biểu thức 1.1.3 ta được.
uđb(t) = A.cosωc.t + kA/2[cos(ωc
+
ωs)t + cos(ωc ωs)t]
-
Umax −U
Với k = B/A là hệ số điều chế, trong đó: B =
min ; A =Umax − B (theo hình 1.2)
2
Biên độ
Sóng mang
Biên tần dưới
Biên tần trên
-
+
smin
smax
c
smax
c
c
smax
c
-
+
smin
c
smin
Hình 1.2: Phổ tần của sóng AM khi tín hiệu cần điều
chế là một dải tần âm thanh
4
T
ừ
bi
t: thành ph
i ωs bi đổi t
Tín hi u sóng mang thường là tín hi
Gi Xc(t) = Vccosωc
Tín hi u AM có d ng: YA (t) = [V + m(t)].cos
Xét trường h p m(t) là m
YA (t) = [V + V cos
ể
u th
ứ
c (1.1.4) ta th
n s sóng mang ωc, d
ωsmin đến ωsmax là d i t
ấ
y thành ph
ầ
n tín hi
i biên t n trên (ωc
n s a tín hi u âm thanh đầu vào.
n s cao
ệ
u
đ
i
ề
u biên g
ồ
m ba thành ph
ần tần số riêng
bi
ệ
ầ
n t
ầ
ố
ả
ầ
ầ
+
ωs) và d
ả
i biên t n dưới (ωc
ầ
-
ωs).
Vớ
ế
n
ừ
ả
ố
c
ủ
ệ
ệ
ệ
u sin có t
ầ
ố
ả
s
ử
t
ệ
ạ
ωt
M
c
ợ
ộ
t tín hi
ệu sin đơn t
ầ
n: m(t) = V cos
ω
m
t
m
ω
m
t].cosωct = V [1 + V /Vc cosωmt].cosωc
t
M
m
c
c
m
= Vc[1 + K.cosωmt].cosωc
K: h ố đ u ch (ch
ng các tín hi u sin đơn t
t
ệ
s
i
ề
ế
ỉ
s
ố đ
i
ề
u ch
ế). Để đ
i
ề
u ch
ế
không méo thì K
≤
1
Trong trường h
ợp m(t) là
t
ổ
ệ
ầ
n:
m(t) = V1 cosω1t + V2 cosω2t + V3 cosω3t + ……
d
2
mA = m 2 + m2 + m32 +...
1
vi
vmax − vmin
mi = ;i =1,2,3,.. trong trường h
ợ
p t
ổ
ng quát mA =
vc
vmax + vmin
b. Phổ của tín hiệu AM:
Ta có: YA (t) = [V + m(t)].cosω t = V .cosω t + m(t).cosω t
M
c
c
c
c
c
1
2
YAM
trong
Xét trường h
=
π
Vc
δ ω
(
−
ωc
+
δ ω
(
+
ωc
+
M
ω
−
ωc + M
)
ω
+
ωc
)
)
)
(
(
F
đ
ó:
m
(
t) →
p m(t) là một tín hiệu sin đơn tần: m(t) = V cosω t
M
(ω)
ợ
m
m
π
Vm
YAM
=
πVc δ ω
−
ωc
+
δ ω
(
+
ωc +
δ ω
−
ωc
−
ωm
+
δ ω
(
−
ωc
+
ωm
+
δ ω
(
+
ωc
−
ωm
+
δ ω
(
+
ωc
+
ωm
)
(
)
)
(
)
)
)
2
c. Công suất của tín hiệu AM:
Pc : Công su t sóng mang
PUSB= PLSB: Công su t 2 d
PUSB= PLSB= PC.K2/4
ấ
ấ
ải biên (USB Upper Sideband, LSB Lower Sideband)
Công su
ấ
t t
ổng của tín hiệu AM: Pt = PC + PUSB + PLSB
-
-
Dòng iệ
đ
n:
5
IC : dòng
It : Dòng
đ
i
ệ
n ch
ư
a
đ
i
ề
u ch
ế
đ
i
ệ
n sau
đ
i
ề
u ch
ế
K2
It
=
Ic. 1+
2
VD: Trong máy phát AM khi ch
ng sin i qua thì dòng Ant t ng lên 3A.
a) Tính h ố đ u ch K (ma)
b) Dòng n ch y trong Ant b
u tín hi u AM sau u chế được cho qua 1
i là công su
ư
a
điều chế tín hiệu thì dòng chạy qua Ant là 2,5A, cho tín hiệu
d
ạ
đ
ă
ệ
s
i
ề
ế
đ
i
ệ
ạ
ằ
ng bao nhiêu n
ếu K = 60%
N
ế
ệ
đ
i
ề
đ
i
ệ
n tr . Công su
ở
ất rơ
i trên
đ
i
ện trở
khi
đó
gọ
ấ
t chu
ẩn:
1
P
=
P
+
P
AM _ St
c_ St
m_ St
2
trong
đ
ó: Pc_st : công su
n tr R:
n áp thì:
ấ
t củ
a sóng mang; Pm_st : công su
ấ
t củ
a tín hi
ệu
điều chế
Khi cho qua
đ
i
ệ
ở
Nế
u tín hi
ệ
u là
điệ
P
AM _ St
P
=
AM
R
N
ế
u tín hi
ệ
u là dòng
đ
i
ệ
n thì:
ng công su
ệu AM.
P
= PAM _ St × R
AM
Hi
ệ
u su
ất
đ
ộ
i
ều ch
ế: B
ằ
ất có ích (công su
ấ
t mang tin t
ứ
c) chia cho công su
ất
củ
a toàn b
tín hi
1
1
P
P
m
m_ St
2
P
2
P
η
=
=
AM
AM _ St
Ví dụ: Tín hi
ệ
u AM áp đượ
c
đ
i
ề
u ch
ế
b
ở
i m
ộ
AM
2
t tín hi
ệ
u sin đơn tần m(t) = V cosω t. Biết
m
m
V
max
= 50V; V
= 10V. Tính m ? V ? P
trên t
ả
i R = 50Ω? Hi
ệu su
ấ
t
đ
iều chế.
min
A
m
P
vmax − vmin
vmax + vmin
AM _ St
2
G
ợi ý ( mA =
, Vm = mA.Vc, Pc_st = Vc /2, Pm_st = Vm /2,
P
=
,
AM
R
1
1
P
P
m
m_ St
Vmax +Vmin
2
P
2
P
η
=
=
; Vc =
)
2
AM
AM _ St
1.1.3. Thiết kế hệ thống
Vi c l a ch n t
định b i chính ph
ài phát v n có th gây nhi
lý thuy t m i máy phát ph i ho
không gây can nhi u l n nhau. Tuy nhiên, độ
và s ph c t p c a k thu t truy n d được s
n gây ra nhi u cho nhau tr khi chúng truy n tín hi
phát đượ đặt cách nhau kho ng cách đủ n. Khi máy phát thanh đượ
quan tr ng là ph định t n s này vì hai lý do:
ệ
ự
ọ
ầ
n s
và các hi
u l
động
ố
sóng mang cho m
ộ
t máy phát thanh nói chung được xem xét và
. Cho dù vi c ghép kênh phân chia theo t n s
n s sóng mang c a các biên quá g n nhau. Theo
nh định và có độ ng b ng thông đủ để
ng thông b n ch do ph i xét t i giá thành
ng. Trong th c t , hai máy phát khi làm vi
t m c công su t gi i h n và các máy
đăng ký t
quy
ế
t
ở
ủ
ệp
ước qu
ố
c t
ế
ệ
ầ
ố,
hai
đ
ẫ
ể
ễ
ẫn nhau n
ếu t
ầ
ố
ủ
ầ
ế
ỗ
ả
ạt
ở
m
ộ
t t
ầ
n s
ng b
ố
ấ
t
r
ộ
ă
lớn
ễ
ẫ
r
ộ
ă
ị
h
ạ
ế
ả
ớ
ự
ứ
ạ
ủ
ỹ
ậ
ề
ẫn
ử
d
ụ
ự
ế
ệc
v
ẫ
ễ
ừ
ề
ệ
u
ở
m
ộ
ứ
ấ
ớ
ạ
c
ở
ả
l
ớ
c
ầ
n s
ố
thì
đ
i
ề
u
6
ọ
ải
ổ
n
ầ
ố
- Th
ứ
nh
ất n
ếu t
ần s
ố
sóng mang b
ị
l
ệ
ch khi
ến thính gi
ả
ph
ải
điều chỉnh lại máy thu theo
t
ầ
n số đài phát,
đ
i
ề
u này không th
ể
ch
ài phát b
u.
ấ
p nh
ậ
n
đượ đối v
c
ớ
i h u h
ầ
ế
t khán giả.
- Th hai n
ng lên nhau gây ra nhi
Tín hi
chính xác. Trong th
động tinh th là m t tinh th
duy trì được t n s dao động v
là sơ đồ kh i c a m t máy phát thanh
a/ Bộ dao động tinh thể
ích c a b
i các máy phát khác, tín hi
t t n số ổ định. Độ sai l
chỉ ở khoảng vài Hz trên 107 Hz. Việc thiết kế
thường s ng m t tinh th th ch anh.
b/ Bộ nhân tần
ích c
o ra ở đầu ra m
a b nhân t đưa t
ứ
ếu m
ộ
t
đ
ị
l
ệch t
ầ
n s phía m
ố
v
ề
ộ
t
đài phát lân cận, các dải biên sẽ
ch
ồ
ễ
ệ
u sóng mang thường được t
c t thường s
th ch anh được c
ạ
o ra b
ằ
ng b
dao động b
t và ánh bóng b
không áng k ch
ộ
t
ạ
o dao động, để th
ng tinh th . Trung tâm c
ng các k thu t tinh vi để có th
m trong m t vài Hz. Hình 1.3
ỏ
a mãn yêu c
ầ
u v
ề
tần
s
ố
ự
ế
ử
d
ụ
ng b
ộ
ằ
ể
ủ
a b
ộ
dao
ể
ộ
ể
ạ
ắ
đ
ằ
ỹ
ậ
ể
ầ
ố
ớ
i giá tr
ị
sai s
ố
đ
ể
ỉ
n
ằ
ộ
ố
ủ
ộ
đ
i
ển hình.
M
ụ
c
đ
ủ
ộ
dao động tinh th
ể
là t
ạ
o ra tín hi
ệ
u sóng mang. Để gi
c nhỏ để máy phát có th
t gi i h n r t nh
dao động đặc bi t nh y trong th
ả
m t
ố
i thi
ể
u
can nhi
làm vi
ễ
u t
ớ
ệ
u này ph
ch t n s
ả
i có độ méo c
ự
ể
ệ
c
ở
m
ộ
ầ
n
ệ
ầ
ố
n
ằ
m trong m
ộ
ớ
ạ
ấ
ỏ, thường
m
ộ
t b
ộ
ệ
ư
v
ậ
ự
c
t
ế
ử
d
ụ
ộ
ể
ạ
M
ụ
c
đ
ủ
a b
ộ
nhân t
t t
ầ
n là để thu được m
n s fc. M t b nhân t
đầu vào sóng mang c
ộ
t tín hi
n có th
a bộ đ
ệ
u có t
là nhân đơn ho
u ch biên độ
ầ
n s
ố
fc/n, v
ớ
i n là s
ố
nguyên và t
ạ
ộ
ầ
ố
ộ
ộ
ầ
ể
ặ
c là nhân
đ
a
t
ầ
n. Đầu ra c
ủ
ộ
ầ
n
ớ
i
ủ
i
ề
ế
.
c/ Bộ điều chế biên độ
ộ đ u ch biên độ có hai đầu vào, đầu vào th
dao động tinh th và được nhân v i h nhân phù h
u ch (ti ng nói ho c âm nh c)
B
i
ề
ế
ứ
nh
ấ
t là tín hi
ệ
u sóng mang được t
ạ
o
ra t
hi
ừ
b
ộ
ể
ớ
ệ
s
ố
ợ
p, còn đầu vào th hai là tín
ứ
ệ
u
đ
i
ề
ế
ế
ặ
ạ
7
d/ Bộ khuếch đại âm tần
Các đầu vào b khu
ch đại âm t n s khu ch đại tín hi
u ch biên độ
e/ Bộ khuếch đại công suất cao tần
c công su ở đầu ra bộ đ
t yêu c để qu ng bá tín hi
ch đại cao t n th c hi n vi c khu
i h p tr kháng v i anten.
f/ Anten
Anten là thành ph
thành sóng n t c x
xác định d a vào t làm vi
n b c x công su t cách đồng đều theo m
u khi vi c b o m
có tính định hướng để gi
ộ
ế
ch đại âm t
ầ
n nh
ậ
n tín hi
ệ
u t
ừ
micrô và ngu
ồ
ầ
n cung c
ấ
p. B
i b
ộ
ộ
Khu
ế
ầ
ẽ
ế
ệ
u này t
ớ
i m t m
ộ
ứ
c tín hi u yêu c
ệ
u
để đưa t
ớ
đ
i
ề
ế
.
M
ứ
ấ
t
i
ề
u ch
đạt hi
ch đại công su
ế
thường ch
ỉ
n
ằ
ằ
m trong kho
m trong kho
ả
ng vài Watt trong khi
ng hàng ch c kW. B
o nhi m v ch c n ng
công su
khu
ph
ấ
ầ
u
ả
ệ
u
ệ
u qu
ả
l
ạ
i n
ả
ụ
ộ
ế
ầ
ự
ệ
ệ
ế
ấ
t
đồng th
ờ
i
đảm b
ả
ệ
ụ
ứ
ă
ố
ợ
ở
ớ
ầ
n m
vào không gian. Anten có nhi
c và mô hình b c x yêu c
i hướng. Trái l
óng vai trò quan tr ng (ví d trên
ạ
ch
đ
i
ệ
n có nhi
ệ
m v
ụ
bi
ế
n
đổi n
u hình d
u. Đối v
i trong l
n tho
ă
ng lượng ở đầu ra máy phát
ng v t lý khác nhau, đượ
i m ích phát thanh anten
nh v c truy n d n tín
i) thì anten c n ph
đ
i
ệ
ừ
b
ứ
ạ
ề
ạ
ậ
c
ự
ầ
n s
t m
t thông tin
m s
ố
ệ
ứ
ạ
ầ
ớ
ụ
c
đ
c
ầ
ứ
ạ
ấ
ộ
ọ
ạ
ĩ
ự
ề
ẫ
hi
ệ
ệ
ả
ậ
đ
ọ
ụ
đ
i
ệ
ạ
ầ
ả
i
ả
ự
thu nhận trái phép.
1.2. M¸y thu thanh ®iÒu biªn
1.2.1. Lời giới thiệu
Nhi
i v n t
n. Cường độ dòng
o ra dòng n khi có sóng
ễ
u
đ
i
ệ
n t
c ánh sáng. N
n ph
ừ
gây ra b
u sóng
thu
n t
ở
i máy phát được phát
n t t g p m
c vào cường độ
c x lên nó. Hai ch
đ
i t
t v
ường độ trường
c n ng c
ừ
anten phát và lan truy
t d n thì trên v t d n s
n t . Anten máy thu s
n c a máy thu radio là
ề
n trong không
gian v
ớ
ậ
ố
ế
đ
i
ệ
ừ
b
ắ
ặ
ộ
ậ
ẫ
ậ
ẫ
ẽ
xu t hi n dòng
ấ
ệ
đ
i
ệ
đ
i
ệ
ụ
ộ
c
đ
i
ệ
ừ
ẽ
t
ạ
đ
i
ệ
đ
i
ệ
ừ
b
ứ
ạ
ứ
ă
ơ
b
ả
ủ
- Tách ra được tín hi u mong mu
ệ
ố
n nh
ận
được t các tín hi
ừ
ệu khác nhau mà anten thu được
- Khôi ph c l được thông
ụ
ạ
i
đ
i
ệp
đ
ã
đượ
c
đ
i
ề
u ch vào sóng mang máy phát.
ế
1.2.2. M¸y thu c¬ b¶n : ThiÕt kÕ hÖ thèng.
Để tách được tín hi
anten thông d i quanh t n s
biên t n dưới. ngoài d i t
không còn kh ng gây nhi
c c ng hưởng LC mà t n s
Để khôi ph c l i toàn b
i là m ch tách sóng, nó bao g
ệ
u yêu c
sóng mang, có d
n c ng hưởng c
u cho tín hi u h
ng hưởng c a nó chính là t
thông tin t ngu n tin
m m t diode và m
ầ
u t
ừ
nh
ữ
ng tín hi
i thông đủ
a b c thì t
u ích. Để đơn gi
n s
phía phát người ta s
t m ch LC m c song song nh
ệ
u khác mà anten thu được, ta s
để có th ch được biên t
t c các t n s khác đều b
n người ta ch n ch
sóng mang.
ử
d
ụ
ng m
n trên và
suy hao
ộ
t
ả
ầ
ố
ả
l
ớ
n
ể
ứ
a
ầ
ầ
Ở
ả
ầ
ộ
ủ
ộ
l
ọ
ấ
ả
ầ
ố
ị
ả
n
ă
ễ
ệ
ữ
ả
ỉ
cầ
ế
t
ạo m
ộ
t b
ộ
l
ọ
ộ
ầ
ố
c
ộ
ủ
ầ
ố
ụ
ạ
ộ
ừ
ồ
ở
ử
d
ụ
ng m
ộ
t m
ạch
đ
i
ệ
n gọ
ạ
ồ
ộ
ộ
ạ
ắ
ư
hình 1.6
(a).
Khi
ng s
đ
ố
i
ệ
n áp c
th i gian càng l
khác d ng sóng đường bao khi
ủ
a d
ạ
ng sóng đường bao t
n thì độ n sóng càng nh
n áp vào
ă
ng thì độ
g
ợ
n sóng l
, tuy nhiên thì
ang gi m do s
ớ
n h
ơ
n khi
đ
i
ệ
n áp này gi
ảm.
N
ế
u h
ằ
ờ
ớ
gợ
ỏ
đ
i
ều này làm t
ăng khả
n
ă
ng
đ
i
ện áp ra s
ẽ
ạ
đ
i
ệ
đ
ả
ự
c
ắt theo đường
8
chéo. Trên th
ự
c t
i trong hình v
i vào m ch được bi
i cu n s p c a bi
n trên anten do t t c các tr m phát tín hi
đượ đưa vào m ch u hưởng LC ghép song song, m
tín hi u nào ó có t n s sóng mang gi ng v i t n s
y r ng ch có tín hi u chế đ được c ng hưởng m
ế
, t
ầ
n s
ố
sóng mang r
ấ
t l
ớ
n so v
ớ
i t
ầ
n số đ
i
ề
u ch
ế
do v
ậ
y
độ
g
ợ
n sóng nh
ỏ
hơn
rấ
t nhi u so v
ề
ớ
ẽ.
Tín hi
ưởng được n
ệu
đ
ạ
ể
u th
n áp. Ngu
u qu
ị
m
ộ
t cách thích h
n dòng lý tưởng này bi
ng bá trong không gian đưa t
ch này s ch n ra và làm t
ng hưởng c a m ch LC. Trong hình 1.6c
i xu t hi ở đầu vào c a m ch tách
ợ
p nh
ấ
t là b
ằ
ng m
ộ
t ngu
ồ
n dòng lý
t
ố
i v
ớ
ộ
ơ
c
ấ
ủ
ế
ồ
ểu th
ị
t
ất cả
các dòng
đ
i
ệ
ấ
ả
ạ
ệ
ả
ớ
i. Các tín hiệu
c
ạ
đ
i
ề
ạ
ẽ
ọ
ăng biên độ
của
ệ
đ
ầ
ố
ố
ớ
ầ
ố
c
ộ
ủ
ạ
ta th
ấ
ằ
ỉ
ệu
đ
i
ề
ã
ộ
ớ
ấ
ện
ủ
ạ
sóng.
Do diode ch
u xu t hi n trên
thông, tụ đ được n
ng t và t
ỉ
thông khi
n tr
đến giá trị đỉnh c
đ
i
ệ
n áp
ở
anode cao h
được m
n áp, khi
ơ
n so v
ớ
i catode nên ch
ỉ
có ph
n tr nên khi diode
n áp ã n p trên
ần dương của
tín hi
ệ
ấ
ệ
đ
iệ
ở
ra. B i vì tụ đ
ở
i
ệ
n
ắc song song v
ớ
i
đ
i
ệ
ở
i
ệ
n
ạ
p
ủ
a
đ
i
ệ
đ
i
ện áp vào th
ấp h
ơ
n
đ
i
ệ
đ
ạ
t
ụ
, diode s
ẽ
b
ị
ắ
ụ
s
ẽ
phóng
đ
i
ện qua
đ
i
ện tr
ở
v
ớ
i
đ
i
ện áp suy gi
ảm theo
hàm m
ũ
.
t
b)
c)
t
Hình 1.6:
a) M
ạ
ch tách sóng đường bao
u vào m ch tách sóng đường bao
u ra t ch tách sóng
b) Tín hi
c) Tín hi
ệ
ệ
ạ
mạ
ừ
V
ớ
i s
ự
l
ự
a ch
ọ
n h
ng sóng này th
sóng mang. Có th dùng b
ch n trong hình 1.6a
được thay th ng m t tai nghe tr
ằ
ng s
ố
th
ờ
i gian RC m
c ch t là đường bao c
c thông th để lo
được s ng khá t
kháng cao. Nh
ộ
t cách chính xác d
a tín hi
i b
ạ
ng sóng c
u sóng mang v
ng g n sóng này.
t nh t máy thu trong th
ng ch c ch n r ng m t m
ủ
a
đ
i
ệ
n áp ra s
ẽ
nh
ư
trong
ng
hình 1.6c. D
n s
ạ
ự
ấ
ủ
ệ
ớ
i
độ n sóng b
g
ợ
ằ
t
ầ
ố
ể
ộ
l
ọ
ấp
ạ
ỏ
nh
ữ
ợ
M
ạ
đ
i
ệ
đ
ã
ử
d
ụ
ố
ư
m
ộ
ực t
ế
với
đ
i
ện tr
ở
R
ế
b
ằ
ộ
ở
ư
ắ
ắ
ằ
ộ
ạch
đ
i
ện
9
đơn gi
phát và phía thu t
u hưởng LC là có h
khác. Nh ng h n ch
được mô ta dướ ây.
ả
n nh
ư
v
ậ
y s
ng lên, h
n do v
ẽ
có nh
ữ
ng h
ạ
n ch
ế
. N
ă
ng lượng trong m
ng tri t tín hi u nhi
t máy thu nh th ph
c ph c b ng cách s
ạ
ch được cung c
u t các máy phát khác c
i ch u nhi u l n t các máy phát
ng c u hình máy thu đổi t
ấ
p hoàn toàn t
ừ
phía
ă
ơ
n n
ữ
a kh
ả
n
ă
ệ
ệ
ễ
ừ
ủ
a m
ạch
đ
i
ề
ạ
ậ
y m
ộ
ư
ế
s
ẽ
ả
ị
ễ
ớ
ừ
ữ
ạ
ế
này có thể được kh
ắ
ụ
ằ
ử
d
ụ
ấ
ần
i
đ
1.2.3 Máy thu đổi tần : Thiết kế hệ thống.
Máy thu radio đổi t n nh n tín hi u cao t
trung t n (IF), khi ó s dàng h để th
chút độ i v công su t ho c khu ch đại thành tín hi
Máy thu đổi t n có nh ng m sau:
Độ khu ch đạ đồng đều h n trên c
định khi tín hi u vào thay đổi.
- M ch vào làm nhi m v ch
thu c ng nh các nhi u khác nh
úng b ng tín hi u c n thu f0.
- Khu ch đại cao t n nh m m
Anten.
- Bộ đổi t
tín hi u c n thu f0 ta được t
và t n s tín hi u c n thu
ầ
ậ
ệ
ầ
n và bi
c hi
u mong muố
ế
n
đổi nó thành m
n vi c l c nhi đồng th
n.
ộ
t t
ầ
n s
ố
c
ố định g
ọi là
t
ầ
n s
ố
ầ
đ
ẽ
d
ễ
ơ
n
ự
ệ
ệ
ọ
ễu
ờ
i cung c p một
ấ
l
ợ
ề
ấ
ặ
ế
ệ
ầ
ữ
ư
u
điể
-
ế
i
ơ
ả
b
ă
ng sóng vì t
ần s
ố
trung t
ầ
n tương đối th
ấp và
ổn
ệ
ạ
ệ
ụ
ọ
n l
ọ
c các tín hi
ệ
u c
ầ
n thu và lo
ạ
i trừ
các tín hi
ệ
u không c
ần
ũ
ư
ễ
ờ
có m ch c ng hưởng, t
ạ
ộ
ần s
ố
c
ộ
ng hưởng đượ
c
đ
i
ều ch nh
ỉ
đ
ằ
ệ
ầ
ế
ầ
ằ
ụ
c
đích khuếch đại bước đầu cho tín hiệu cao tần thu được từ
ầ
n g
ồ
m m
ạ
ch dao động n
ộ
i và m
ạ
ch tr
ộ
n t
ần. Khi tr
ộ
n 2 t
ần s
ố
dao động n
ội fn và
ệ
ầ
ầ
n s trung gian hay còn g
ố
ọ
i là trung t
ần, gi
ữ
a t
ầ
n s dao động nội
ố
ầ
ố
ệ
ầ
Ftt =f0 + fn = Const
u từ đài phát thay đổi t f0min →f0max thì t
o hi u s gi a chúng luôn là h
tt = 465KHZ hay 455KHz
Khi t
đổi t
ầ
n s
ố
tín hi
ệ
ừ
ầ
n s
ố
dao động nội cũng phải thay
ừ
fnmin →fnmax để đảm b
ả
ệ
ố
ữ
ằng s
ố.
f
Đối v
Đối v
ớ
ớ
i máy thu
i máy thu
đ
đ
i
i
ề
ề
u biên ( AM ):
f
tt = 10,7MHz
u t
ầ
n ( FM ):
n: có nhi
ch tách sóng. ây là m
ng hưởng úng b ng trung t n.
ng tách sóng: có nhi m v tách tín hi
đưa tín hi u vào m ch khu ch đại âm t
ơ đồ kh i thông thường c a m
Trên anten bao g m các dòng n t
t m ch u hưởng khu ch đại t n s
các biên c a nó. Máy thu được thi t k
ng cách thay đổi giá tr a tụ đ
c ’g p’ v i m t tụ đ n khác là m
n s a b dao động n i và t
a ch n theo cách nh sau: giá tr
a hai t n s trên. Tín hi u ra t
- B
ộ
khu
ế
ch đại trung t
ầ
ệ
m v
ụ
khu
ế
ch đại tín hi
ệ
u trung t
ầ
n
đến m
ộ
t giá trị đủ
l
ớ
n
để
đưa vào m
ạ
Đ
ộ
t t
ầ
ng khu
ếch đại ch
ọ
n l c, t i là m
ọ
ả
ạch c
ộ
ng hưởng có t
ầ
n
s
ố
c
ộ
đ
ằ
ầ
- Tầ
ệ
ụ
ệu âm t
ần ra kh
ỏ
i tín hi
ệ
u sóng mang cao t
ần, sau
đ
ó
ệ
ạ
ế
ầ
n.
S
ố
ủ
ộ
t máy thu đổi t
ần AM được bi
ể
u di
ễn nh
ư
trong hình 1.7.
đầu là s ng
n và
nh t
n này được ghép c khí
ch dao động n i.
ồ
đ
i
ệ
ừ
các máy phát khác nhau phát t
ớ
i nó. Bướ
c
ử
dụ
m
ộ
ạ
đ
i
ề
ế
ầ
ố
cao t
sao cho b
n trong m
t b ph n hình thành nên m
ần
để làm t
khu ch đại cao t
ch
ă
ng tín hi
ệ
u sóng mang mong mu
n có kh ng u ch
ố
ủ
ế
ế
ộ
ế
ầ
ả
n
ă
đ
i
ề
ỉ
ần
s
ố
b
ằ
ị
củ
i
ệ
ạ
đ
i
ề
u hưởng. Tụ đ
i
ệ
ơ
ho
ặ
ộ
ớ
ộ
i
ệ
ộ
ộ
ậ
ạ
ộ
T
ấ
ố
củ
ộ
ộ
ầ
n số đư đến m
a
ạ
ch khu ch đại cao t
thay đổi nh ng chúng duy trì s
dao động n i và b khu ch đại cao t
ế
ầ
n
đ
ã
điều hưởng
được l
ự
ọ
ư
ị
c
ủ
a b
ộ
tụ
ư
ự
sai khác c
ố
định gi
ữ
ầ
ố
ệ
ừ
b
ộ
ộ
ộ
ế
ần
đưa vào b
ộ
trộ
n
10
t
ầ
n. Th
hi u c
được cố định l
ụ đã b thay đổi.
ự
c ch
ấ
t b
n số đưa vào. Do s
i nên hi u c a chúng là m
ộ
tr
ộ
n t
ầ
n nhân hai tín hi
sai khác gi
t s
ệ
u trên v
a tín hi
không đổi và giá tr
ớ
i nhau và cho ra m
u cao t n thu được và t
này tương
ộ
t tín hi
ệ
u bao g
n s dao động n
ng v i giá tr
ồm tổng và
ệ
ủ
a hai t
ầ
ự
ữ
ệ
ầ
ầ
ố
ội
ạ
ệ
ủ
ộ
ố
ị
ứ
ớ
ị
của
b
ộ
t
ị
Hình 1.7. Sơ đồ kh
ố
i c
ủ
a máy thu đổi t
i. Trong m
ng hưởng c a m
ầ
n, tụ đ
t máy thu AM thông thường t
ch khu ch đại cao t n là 455 kHz trên toàn d
i
ề
u hướng cao t
ầ
n
được g
ộ
p v
ớ
i t
dao động n
i t
ụ
quy định
t
ầ
n s
luôn l
có thể đ
Tín hi u ra t
được thi t kế để
các t n s khác hi
445 kHz) yêu c u v
Đầu ra c a b
ch tách sóng đường bao. M
u âm t n, tín hi u này được khu
ố
c
ủ
a b
ộ
dao động n
ộ
ộ
ầ
n s
ố
ội
ớ
n h
ơn t
ầ
n s
ố
cộ
ủ
ạ
ế
ầ
ả
ầ
n
i
ều chỉ
nh.
ệ
ừ
b
ộ
tr
ộ
n t
n trên cùng v
n có. Khi hi u t được cố định l
c ph i tương đối d thi t k
ch đại trung t n g m t n s
ch tách sóng đường bao s
ch đại qua m ch khu ch đại âm t
n gi a tín hi u thu được t nh
khác bi t này m t m ch tự đ
ch tách sóng đường bao t i m
ng là tr n t n. Có hai ki u b
nhân t n tương t nhân tín hi u cao t
đượ u ch là :
ầ
n
đượ
c
đưa vào b
ộ
khu
ế
ch đại trung t
ầ
n, b
a nó đồng th
i các ài radio FM, t
i có đặc tuy n ngưỡng rõ ràng.
trung t n và hai biên t n c a nó đượ
lo i b n s trung t n, gi
i m c có thể đưa ra loa.
ng tr m phát m nh, n và
u khu ch (AGC) được s
t giá trị định trước. Bướ
tr n t n c n là b
n và tín hi u dao
ộ
khu
i làm suy gi
n s trung tâm là
ế
ch đại trung t
ầ
n
ế
l
ọ
c ra hi
ệ
u t
ầ
ớ
i các biên t
ầ
n củ
ờ
ảm t
ất cả
ầ
ố
ệ
ệ
ần
ại (v
ớ
đ
ầ
ố
ầ
ề
b
ộ
l
ọ
ả
ễ
ế
ế
và ph
ả
ế
ủ
ộ
khu
ế
ầ
ồ
ầ
ố
ầ
ầ
ủ
c
đư
a
t
ớ
i m
ạ
ạ
ẽ
ạ
ỏ
t
ầ
ố
ầ
ữ
lạ
i tín
hi
ệ
ầ
ệ
ế
ạ
ế
ần t
ớ
ứ
Rõ ràng s có s khác bi t l
m phát y u, xa. Để gi m thi u s
ng để đ u ch nh tín hi đưa vào m
lý áng quan tâm nh t trong h th
và ki u chuy n m ch. B
y, khi tín hi u sóng mang
ẽ
ự
ệ
ớ
ữ
ệ
ừ
ữ
ạ
ạ
ở
gầ
tr
ạ
ế
ở
ả
ể
ự
ệ
ộ
ạ
i
ề
ế
ử
d
x
ụ
i
ề
ỉ
ệ
u
ạ
ớ
ộ
c
ử
đ
ấ
ệ
ố
ở
b
ộ
ộ
ầ
ể
ộ
ộ
ầ
ơ
b
ả
ộ
nhân tương t
ự
ể
ể
ạ
ộ
ầ
ự
ệ
ầ
ệ
động n i, do v
ộ
ậ
ệ
đ
ã
c
đ
i
ề
ế
im(t) = A(1+ k sinωst)sinωct
(1.2.1)
(1.2.2)
Và tín hi
ệu dao động n
ộ
i là :
io(t) = BsinωLt
Thì tín hi
ệ
u ra c
ủ
a b
ộ
trộ
n t
ần là :
i(t) = A(1+ksinωst)sinωct×BsinωLt
(1.2.3)
11
1
i(t) = AB(1 + ksinωst)[cos(ωL - ωc)t – cos(ωL+ ωc)t]
(1.2.4)
(1.2.5)
2
1
i(t) = AB[cos(ωL - ωc)t – cos(ωL + ωc)t + ksinωstcos(ωL - ωc)t - ksinωstcos(ωL + ωc)t]
2
1
i(t) =
AB{cos(ωL - ωc)t – cos(ωL + ωc)t
2
1
+
k[sin(ωL - ωc - ωs) t + sin(ωL - ωc + ωs) t]
2
1
-
k[sin(ωL + ωc - ωs) t + sin(ωL + ωc + ωs) t]}
(1.2.6)
2
Tần số góc
Hình 1.8. Bi
ểu di
ễn ph
ổ
tần số
Ph
ổ
t
ầ
n c
ủ
a bi
ể
u th
ứ
c (1.2.6) được bi
n. S hình thành tích s
quá trình chính xác và nó có xu hướng t o ra nhi u t n s
n và tín hi u dao động n
u quan tr ng là lo i b
a chúng suy gi
i thêm hai sóng mang và các biên t
ng (ωL + ωc) và hi u (ωL - ωc) gi a tín hi
ể
u di
ễ
n
ở
hình 1.8. L
trong bi u th
ng sóng hài ph
i. Tín hi u cao t n và tín hi
t c nh ng tín hi u không mong mu
m xu ng r t th p. Có th th đượ
n c a chúng, hai sóng mang này có
u dao động n i và các t n s
ư
u ý
c (1.2.3) không ph
và sóng hài b
đ
ây là bi
ể
u th
ứ
c
đ
ã
đượ
c
đơn gi
ản hóa để cho rõ ràng h
ơ
ự
ố
ể
ứ
ải là m
ộ
t
ạ
ề
ầ
ố
ộ
do nh
ữ
ụ
ậ
c
cao h
được bi
ra kh i b ng t
ng s tr n t
n s ương
sóng mang.
Lúc này tín hi
máy thu. Chú ý r ng ho
bi đổi c a tín hi u x
ơ
n có trong tín hi
ệ
u cao t
ầ
ệ
ệ
ầ
ệu dao động
n
ộ
i
ểu th
ị
rõ ở đầu ra.
Đ
i
ề
ọ
ạ
ỏ
t
ấ
ả
ữ
ệ
ốn
ỏ
ă
ần trung t
ầ
n và làm biên độ
c
ủ
ả
ố
ấ
ấ
ể
ấ
y
c
rằ
ự
ộ
ầ
n sẽ đem l
ạ
ầ
ủ
t
ầ
ố
t
ứ
ng v i t
ớ
ổ
ệ
ữ
ệ
ộ
ầ
ố
ệ
u t
ầ
n mong mu
động c a b
y ra trong toàn b
ố
n (trung t
tr n t n không làm
th ng, b ng AM qu
ầ
n) có thể được l
ọ
c nh
ờ
t
ầng l
ọ
c trung t
ần của
ằ
ạ
t
ủ
ộ
ộ
ầ
ảnh hưởng đến các biên tầ
n. Để làm rõ
s
ự
ến
ủ
ệ
ả
ộ
h
ệ
ố
ă
ảng bá (600KHz ÷1600KHz)
12
được dùng làm ví d
dao động n i và chi
ụ
trong b
ả
ng 1.1. B
ộ
tr
ộ
n t
ầ
n
đặt ra hai v
tr n t n.
ấn
đề trự
c ti
ế
p là s
ự
lựa chọn tần số
ộ
ến lược thi
ế
t k a b
ế
c
ủ
ản thân b
ộ
ộ
ầ
T
ầ
n số ảnh là t
u dao động n i s cho ra t
n số ảnh nh ng vi c này s
nh.
ầ
n s
ố
c
ủ
a tín hi u không mong mu
n s trung t n. B khu ch đại cao t
p khó kh n n u tín hi u mong mu
ệ
ố
n,
đ
ó là t
n thông thường có th
n thu được r t y
ầ
n s
ố
khi được k
ế
t h
ợ
p v
ớ
i tín
hi
ệ
ộ
ẽ
ầ
ố
ầ
ộ
ế
ầ
ể
tri
ệt
đượ
c
t
ầ
ư
ệ
ẽ
g
ặ
ă
ế
ệ
ố
ấ
ếu còn tín hi
ệu
ảnh l
ạ
i rất mạ
Cao t
p
ầ
n (KHz)
Gi
ớ
i h
ạn t
ần s
ố
th
ấ
Gi
ớ
i h
ạn tần số cao
Tín hi
dao động n
trung t n, fk
ần số ảnha, fim
ệ
u
đến
600 5
1600 5
T
ầ
n s
ố
ội, fL
600+455=1055
455
1600+455=2055
455
T
ần s
ố
ầ
T
1055+455=1510
455 5
2055+455=2510
Đầu ra b
ộ
khu
ếch đại trung
455 5
t
ần, fk fs
M
ạch tách sóng đường bao
0÷5
0÷5
Bả
ng 1.1
n s dao động n
c hi n vi c này. T
nh dao động n i trên toàn d
i cao h n t n s cao t n thu được. Ngược l
là 62.4. S t khó để ch
(1) Qua b
hi u cao t
ả
ng 1.1 có th
n thu. Có nhi
để có thể đ
dao động n
n t trên s
ể
th
ấ
y
được r
để th
u ch
ằ
ng t
ầ
ố
ộ
i
được ch
ọ
n sao cho nó cao h
đại và c
ng bá là 3.79 trong
ơ
n tín
ệ
ầ
ề
u lý do t
ố
t
ự
ệ
ệ
ỷ
s
ố
gi
ữa giá tr
ị
cực
ực ti
ểu
củ
a
đ
i
ệ
n dung yêu c
trường h p ch n t n s
dao động n i th p h
dung sai thích h p.
(2) S tr n t ã s
động chính xác c a m
có thể được th c hi n b
tuy n tính. M t diode ti
n ki u chuy n m ch s
cao t n và s chuy n nó t
1. M ch vào :
Là m ch m
u t Anten, ch
Nh ng yêu c u c
- H truy
ầ
u
i
ề
ỉ
ộ
ải phát quả
ợ
ọ
ầ
ố
ộ
ơ
ầ
ố
ầ
ại, n
ếu ch
ọ
n t
ần s
ố
ộ
ấ
ơ
ỷ
s
ố
ẽ
ẽ
r
ấ
ế
t
ạo m
ộ
t bi
ến dung nh
ư
v
ậ
y v
ớ
i
độ
ợ
ự
ộ
ần
đ
ớ
m
đượ
t b nhân tương t
ng cách s ng m
p giáp p-n thông thường có thể được dùng để th
ng m t diode ho c m t transistor mang dòng
ng thái này sang tr ng thái khác t i t n s dao động n
c
đề
cậ
p
đến và được xem nh
là m t v
t thi t b
ư
vi
ệ
c nhân tương t
ng. M t b nhân tương t
có đặc tuy n áp – dòng n là không
c hi n vi
n t
ự. Tuy nhiên ho
ạt
ủ
ộ
ộ
ự
ộ
ấn
đề quan tr
ọ
ộ
ộ
ự
thô s
ơ
ự
ệ
ằ
ử
d
ụ
ộ
ế
ị
ến
đ
i
ệ
điệ
ế
ộ
ế
ự
ệ
ệ
c này. B
ộ
tr
ộ
n
u
t
ầ
ể
ể
ạ
ử
d
ụ
ộ
ặ
ộ
đ
i
ệ
ỷ
l
ệ
v
ớ
i tín hiệ
ầ
ẽ
ể
ừ
trạ
ạ
ạ
ầ
ố
ộ
i.
ạ
ạ
ắ
c gi
ữ
a Anten và t
c các tín hi
đối v i m ch vào:
đạt l n và định trên toàn b
ầ
ng đầu tiên c
ủ
a máy thu, có nhi
ệ
m v
ụ
ch
ủ
yếu là nh
ận tín
hi
ệ
ừ
ọ
n l
ọ
ệ
u c n thu, do v
ầ
ậ
y m ch vào thường là m
ạ
ạ
ch c ng hưởng.
ộ
ữ
ầ
ơ
b
ản
ớ
ạ
ệ
s
ố
ề
n
ớ
ổ
n
ăng sóng : KV = UV/EA
13
UV:
đ
i
ệ
n áp đư
động c
độ ch
c th ng.
độ méo t n s
n dung v i Anten.
ch và áp ng t n s
a
đến máy thu.
ng trên Anten.
c: ch n l c t n s
EA: su
ấ
t
đ
i
ệ
n
ả
m
ứ
-
-
Đảm b
c t n s
Đảm b
ả
o
đ
i
ệ
n
ọ
n l
ọ
ọ
ọ
ầ
ố
lân c
ận, t
ầ
n số ảnh fa = f0 2 ftt , và chọn
+
l
ọ
ầ
ố
l
ọ
ẳ
ả
o
ầ
ố
cho phép trong d
ả
i t
ần số làm việc từ fomin →fomax.
M
ạ
ch vào ghép
đ
i
ệ
ớ
S
ơ đồ
m
ạ
đ
ứ
ầ
ố:
Hình 1.9 : Sơ đồ
i v i m ch c
ng hưởng LC, g
ng hưởng đượ u ch
n L1: L2, tín hi u thu đượ
m
ạ
ch ghép n
ố
i
đ
i
ệ
n dung &
n dung ghép Cgh. M
t t tinh ch nh CT và m
ng t n s tín hi u c n thu fo. Qua
đến c c Base c a m ch khu ch đạ
đ
áp
ứng tần số
Anten được n
ng là m t khung c
dây L1. T n s
cu n ghép cao t
cao t n.
ố
ớ
ạ
ộ
ng hưởng thông qua
đ
i
ệ
ạ
ch c
ộ
ng
hu
ở
ộ
ộ
ồ
m m
ộ
t t
ụ
xoay Cx, m
úng b
đư
ộ
ụ
ỉ
ộ
t cu
ộn
ầ
ố
c
ộ
c
đ
i
ề
ỉ
nh b
ằ
ng
đ
ằ
ầ
ố
ệ
ầ
ộ
ầ
ệ
c
đượ
c
a
ự
ủ
ạ
ế
i
ầ
Tr
m : H
ch vào ghép
ơ đồ ch và
ị
s
ố
c
ủ
a
đ
i
ệ
n dung ghép Cgh= 5 →30pF
truy đạt không đồng đều trên c
n c m v i Anten.
ng t n s
Nhượ
c
đ
i
ể
ệ
s
ố
ề
n
ả
băng sóng.
M
ạ
đ
i
ệ
ả
ớ
S
m
ạ
đ
áp
ứ
ầ
ố:
Hình 1.10 Sơ đồ
mạch ghép n
ố
i
đ
i
ện cả
m &
đ
áp ứng tần số
14
- Tín hi
cu n dây L1. M
sang cu
- H
ệ
u t
ừ
Anten qua cu
ch c ng hưởng đượ
n L2 để đư đến c c Base c
truy đạt c a m ch vào d
n t ng độ nh y c a m
ng quá l n mà ph i ch n dung hòa hai giá tr
ng hưởng c a m ch.
- Nhượ m c a m ch ghép
sóng. Tuy nhiên so v i m ch ghép
truy n d n c ng đồng đều h n nên được s
ộ
n ghép Lgh c
ả
m
ứ
ng qua m
nh để ch n l
ch khu ch đại cao t
i h
ng L1 và gi
ạ
ch c
c l y tín hi
n.
ộ
ng hưởng g
ồm tụ Cx, CT và
ộ
ạ
ộ
c
đi
ều ch
ỉ
ọ
ọ
ấ
ệ
u c n thu và c
ầ
ả
m
ứng
ộ
a
ự
ủ
a m
ạ
ế
ầ
ệ
s
ố
ề
n
ủ
ạ
ạng này t
ỉ
l
ệ
v
ớ
ệ
số
ph
ẩ
m ch
ất c
ủ
a khung c
ộ
ũ
ng
ng
h
ưởng LC. Mu
không th
ố
ă
ạ
ủ
ạ
ch ph
ả
i t
ă
ảm Lgh, như
ng L1c
ể
t
ă
ớ
ả
ọ
ị
này để tránh
ả
nh hưởng đến t
ần
s
ố
cộ
ủ
ạ
c
đ
i
ể
ủ
ạ
đ
i
ệ
n c
ả
m là h
n dung thì m
ng r
ệ
s
ố
truy
ề
n d
ch này có độ ch
ng rãi trong th c tế.
ẫn cũng không đồng đều trên toàn băng
ớ
ạ
đ
i
ệ
ạ
ọ
n l
ọ
c cao h
ơ
n và h
ệ
số
ề
ẫ
ũ
ơ
ử
d
ụ
ộ
ự
2. M
ạ
ch khu
khu
định để đưa cho bộ đổi t
c CB. Đối v i b ng sóng AM thì ki
khu ch đại cao c a d ng ghép này, còn đối v
p h n vì có b ng thông làm vi
khu ch đại không c ng hưởng v i t
bi n h n c n là t i c ng hưởng t
ế
ch đại cao t
ần :
Bộ
ếch đại cao t
ầ
n có nhi
ệ
m v
ụ
khu
ch khu
u m c CE là thích h
i b ng sóng FM thì ki
ng. T ng khu ch đại cao t n c
n c m ho c R-L hay bi
ó.
ế
ch đại tín hi
ệ
u
đ
i
ề
u ch
ế
cao t
ầ
n
đến m
c ki
ng được h
u ghép CB là thích
ng có th là t ng
n áp nh ng ph
ộ
t giá
trị
nh
ấ
t
ần, các m
ạ
ế
ch đại cao t
ầ
n thường được m
ắ
ể
u CE
ho
ặ
ớ
ă
ể
ắ
ợ
p vì t n d
ậ
ụ
ệ
số
ế
ủ
ạ
ớ
ă
ể
h
ợ
ơ
ă
ệ
c r
ấ
t r
ộ
ầ
ế
ầ
ũ
ể
ầ
ế
ộ
ớ
ải là
đ
i
ệ
n tr
ở
,
đ
i
ệ
ả
ặ
ế
ư
ổ
ế
ơ
ả
v
ẫ
ả
ộ
ại m
ộ
t t
ầ
n s
ố
nào
đ
Hình 1.11 Mạch khuếch đại cao tần tải điện trở
Đ
ây là b
ộ
khu
đến vài MHz, tuy nhiên m
ng trong kho ng vài kΩ
ế
ch đại d
ả
i r
ộ
ng, có h
ệ
s
ố
khu
ế
ch đại tương đố
i
đồng đều trong m
ộ
t
t
ầ
n s
ố
.
Điện
d
ả
i r
ộ
ng t
ừ
vài ch
ụ
c
ạch không có kh
ả
n
ă
ng chọn lọc
tr
ở
t
ả
i R1 thường được s
ch đổi t
ch đổi t n là m
n và không đổi g
mà ch thay đổi t n s
đổi t n ( tr n t n ).
ử
d
ụ
ả
.
3. M
ạ
ần
M
ạ
ầ
ạ
ch bi
i là trung t
sóng mang.M
ế
n
đổi tín hi
n. D ng c
ch đổi t
ệ
u cao t
a tín hi
n g
ầ
n
đ
i
ề
u ch
ế
thành các tín hi
u ch sau khi đổi t
m 2 ph n: M ch t o dao động n
ệ
u có t
n không thay đổ
i và m ch
ần số thấp
h
ơ
ọ
ầ
ạ
ủ
ệ
u
đ
i
ề
ế
ầ
i
ỉ
ầ
ố
ạ
ầ
ồ
ầ
ạ
ạ
ộ
ạ
ầ
ộ
ầ
15
Hình 1.12 Tín hi
ng minh r ng n u tr
n thì s nh đượ ở đầu ra ngoài thành ph
ng f +f và hi u f -f . N u dùng m ch l c c ng hưởng ta d
ệ
u trước và sau tr
ộ
n t
ầ
n
Người ta
đ
ã ch
ứ
ằ
ế
ộ
n 2 tín hi u có t
ệ
ầ
n s
ố
khác nhau là f và f trên
1
2
m
ộ
t ph
ần t
ử
phi tuy
ế
ẽ
ậ
n
c
ầ
n f , f còn xu
ấ
t hi
dàng nh
Để tín hi
ệ
n các
1 2
thành ph
ần t
ổ
ệ
ế
ạ
ọ
ộ
ễ
ậ
n
u
1 2 1 2
được tín hi
trung t n có t
động n i c ng ph
ng cách s
ệ
u có t
ầ
n s u f -f , và t u này c ng chính là trung
ố
hi
ệ
ầ
n s
ố
hi
ệ
ũ
ệ
t
ầ
n.
đổi thì t
i quy t v
i.
m v
c E. Khi t
thành ghép BC và thành ph
đượ đư đến c c E b ng t C ,
n thu.
i mass cho E và T là m
1 2
ố định khi tín hi Anten có t
i thay đổi tương
ng các t xoay đồng tr
Trong sơ đồ hình 1.13 (T1 )v a làm nhi
áp tín hi đượ đưa vào c c B, n áp dao động n
thì C được xem nh i mass cho c c B, m ch tr
định dao động là khung L C , tín hi u dao động n
ầ
ần s
ố
c
ệu thu t
ừ
ần s
ố
f bi
o
ế
n
ần s
ố
dao
ộ
ũ
ả
ứng, trong máy thu thanh người ta gi
ả
ế
ấn đề này
b
ằ
ử
d
ụ
ụ
ụ
c
ở
mạ
ch vào
và m
dao động v
đượ đưa vào c
ạ
ch dao động n
ộ
ừ
ệm v
ụ
ừa làm nhi
ệ
ụ
tr
o dao động
n quy
ây
ộ
n t
ần.
Đi
ện
ệu
c
ự
đ
i
ệ
ộ
i
c
ự
ạ
ư
nố
ự
ạ
ở
ầ
ết
1
ệ
ộ
i
c
a
ự
ằ
ụ
đ
4 2
2
chính là thành ph
Khi làm nhi m v
đượ
ầ
n h
ồ
i ti
ế
p dương để tr n v i tín hi u cầ
ộ
ớ
ệ
ệ
ụ
trộ
n t
ầ
n thì C và L xem nh
ư
n
ố
ạch ghép CE.
2
4
1
Tín hi
C.
ệ
u trộ
n t
ần
c
đưa vào cực B và l
ấ
y ra t
ừ
cu
ộ
n cảm
ứng trên khung c
ộ
ng hưởng t
ừ
cực
Nhượ
c
đ
i
ểm c
ủ
a mạch này là độ ổ
n
định kém do transistor đảm nh
ận cùng lúc 2 nhi
ệm v
ụ
dao động và tr
ộ
n t n.
ầ
Hình 1.13 Mạch trộn tần
16
4. Khu
ế
ch đại trung t
Kh i khu ch đại trung t
đại tín hi u trung t đến m t giá trị đủ
trung t n quy định ph n l độ ch n l c và độ nh
u dùng transistor r i, kh i trung t n có th
u dùng IC thì m ch khu ch đại trung t
ần
ố
ế
ầ
n là m
ộ
t m
ạ
ch khu
ế
ch đại c
ộ
ng hưởng có nhi
ch tách sóng, b
a máy thu.
m 1, 2 ho c 3 t
p chung v
ệ
m v
ụ
khu
ếch
ệ
ần
ộ
l
ớ
n
để đưa vào m
ạ
ộ
khu
ếch đại
ầ
ế
t
ầ
ớ
n
ọ
ọ
ạ
ể
y củ
N
ế
ồ
ố
ầ
g
ồ
ặ
ầ
ng khu
ế
ch đại ghép, còn
n
ế
ạ
ế
ầ
n thường được tích h
ợ
ớ
i m
ạch tách sóng.
Hình 1.14 M
ng hưởng t i t n s
c cho m ch khu ch đại trung t
định nhi t và óng vai trò m
thoát cao t n ( lo i b i ti p áp n i ti
i ti p áp song song để ổ định tín hi
khu ch đại r t l n t i t n s trung t n, t
m nhanh chóng.
ạ
ch khu
ếch đại trung tần cộng hưởng kép
C L : khung c
ộ
ạ
ầ
ố
trung t
ần
•
4 2
• R R : phân c
ự
ạ
ế
ần
1 2
• R :
đi
ện trở ổ
n
ệ
đ
ạ
ch h
p )
u ra
i các t
ồ
i ti
ế
p dòng n
ố
i ti
ế
p
s
3
• C : t
ụ
ầ
ạ
ỏ
h
ồ
ế
ố
ế
2
• Tụ
C : h
3
ồ
ế
n
ệ
M
ạ
ch có h
ệ
s
ố
ế
ấ
ớ
ạ
ầ
ố
ầ
ạ
ầ
n s
ố
khác h
ệ
ố
khu
ế
ch đạ
i
gi
ả
Ư
u
đ
i
ểm: h
ệ
s
ố
khuếch đại khá lớn, độ chọn lọc cao
Nhượ
• D
•Mu
a m
ượng t
cho m
5. M
c
điể
m:
ả
i thông h
n t ng độ nh
ch khu ch đại trung t
kích. Vì v y người ta thường m
ẹ
p, độ trung th
y c a máy thu thường người ta ch
n, tuy nhiên trong m ch trên, khi t
c thêm t để o m
ực kém
ố
ă
ạ
ủ
ọ
n phương pháp t
ă
ng độ khu
khu
i ti p âm áp song song
ế
ch đại
c
ủ
ạ
ế
ầ
ạ
ă
ng h
ệ
s
ố
ếch đại → hiện
t
ự
ậ
ắ
ụ
C
t
ạ
ạch h
ồ
ế
3
ạ
ch
ạ
ch tách sóng đường bao
ch tách sóng biên độ thường s
n tr i g i là tách sóng diode, n
tách sóng song song. M ch tách sóng song song được dùng trong trường h
ph n m t chi u v i trung t n. Tuy nhiên, trong th c t người ta
i ti p.
Mạ
ử
d
ụ
ng là m
ạ
ch tách sóng diode. N
c song song v n tr
n ng
ch tách sóng
ế
u diode m
i g i là
n thành
ắc
n
ố
i ti
ếp v
ớ
i
đ
i
ệ
ở
t
ả
ọ
ếu diode m
ắ
ớ
i
đ
i
ệ
ở
t
ả
ọ
ạ
ợ
p c
ầ
ă
ầ
ộ
ề
ớ
ầ
ự
ế
hay dùng m
ạ
nố
ế
17
Hình 1.15 mạch tách sóng nối tiếp
Nguyên lý ho
u cao t n có tác d
n tín hi u âm t n.
Do m ch tách sóng ch
C ph i phù h p.
Trong th c t
i chuyên dùng. Trong m
transistor. Thông thường trong các m
u.
ạ
t
động c
ủ
a m
ạ
ch: diode D và t
ụ
C trong m
ạ
ch
đ
óng vai trò m
ạch
1
ch
ỉ
nh l
ư
ầ
ụ
ng ch
ỉ
nh l
ư
u và l
ọ
c thành ph
ầ
n tín hi u trung t
ệ
ầ
n và gi i thành
ữ
lạ
ph
ầ
ệ
ầ
ạ
ỉ
ho
ạ
t
động
ở
tần số trung tần nên việc chọn loại diode và giá trị
t
ụ
ả
ợ
ự
ế
C = 5 → 20nF; R = 5 → 10 KΩ. Diode tách sóng ph
t s máy thu người ta còn s ng m ch tách sóng dùng
ch này, transistor được phân c chế độ khu ch đại
ả
i sử
dụng
lo
ạ
ộ
ố
ử
d
ụ
ạ
ạ
ự
c
ở
ế
yế
6. M
Do nhi
nh, lúc y
cho âm lượng máy thu
thường trong các máy thu thanh được thi
cho các t ng khu ch đại cao t n và trung t
ng t ng lên và khi tín hi u thu t ng lên thì h
khu ch đại c a các t ng này gi i.
ạ
ch tự động
u nguyên nhân mà tín hi
ó d đến âm lượng thay đổi lúc to, lúc nh
định khi tín hi u vào thay đổi trong m
t k thêm m ch tự động u ch
n. Khi tín hi u thu y
đ
i
ề
u ch
ỉ
nh h
ệ
s
ố
khu
ếch đại
ề
ệu do máy thu thu được có th
ể
không đồng đều nhau, lúc
Để n chế đ u này và gi
t ph m vi r ng, thông
nh h khu ch đạ
khu ch đại các
m
ạ
ếu
đ
i
ề
u
đ
ẫ
n
ỏ
.
h
ạ
i
ề
ữ
ổ
n
ệ
ộ
ạ
ộ
ế
ế
ạ
đ
i
ề
ỉ
ệ
s
ố
ế
i
ầ
ế
ầ
ầ
ệ
ế
u, h
ệ
s
ố
ế
t
ầ
ă
ệ
ă
ệ
số
ế
ủ
ầ
ảm
đ
1.3. M¸y ph¸t thanh ®iÒu tÇn.
1.3.1. Lêi giíi thiÖu.
Biên độ
t tín hi u âm t
u ch khôi ph
Đối v i phát thanh
định theo biên độ a tín hi
t sóng mang hình sin đượ
c
ủ
a tín hi
n ( u ch
c l i tín hi
u t
u âm thanh. Biên độ sóng mang được gi
u ch i m t sóng d ng r ng c được vẽ ở hình 1.16.
ệ
u d
ạ
ng sin t
để cho m
u âm thanh ban đầu.
n (FM), t n s a sóng mang bi
ầ
n s
ố
cao (sóng mang) được bi
ế
n
đổi theo dạng sóng của
m
gi
ộ
ệ
ầ
đ
i
ề
ế
)
ộ
t sóng
đ
i
ề
u biên, d ng sóng này có thể được phát, thu và
ạ
ải
đ
i
ề
ế
ụ
ạ
ệ
ớ
đ
i
ề
ầ
ầ
ố
củ
ến thiên quanh m
ộ
t giá tr
ị
cố
c
ủ
ệ
ữ
c
ố định. D ng sóng của
ạ
m
ộ
c
đ
i
ề
ế
b
ở
ộ
ạ
ă
ưa
18
Vs
t
Vfm
t
Hình 1.16. T
quan h bi n thiên t
có quan h
ầ
n s
ố
d
ạ
ng xung r
n số đ được phóng đại lên cho rõ. Trong phát thanh FM s
i sóng mang nh n 0,15%.
ă
ng c
ư
a Vs,
đ
i
ề
u ch
ế
m
ộ
t sóng mang để cho ra Vfm. L
ư
u ý r
ằng
ệ
ế
ầ
ã
ự
bi
ến thiên tần
s
ố
ệ
vớ
ỏ
hơ
T
ấ
t c
ả
các tín hi
i t p âm. B
p âm có thể đượ
u ». Trong các h th
mang. Do ó t p âm s xu
tín hi u. Trong các h th ng FM thông tin được truy
mang quanh m t giá tr xác định. Biên độ a tín hi
biên độ a tín hi u FM, chúng s
c so sánh nh trên, có th th y r ng các h
ệ
u
được truy
ề
n t
độ nh
định ngh
ả
i b
ở
i b
ấ
t k
ỳ
h
ệ
th
ố
ng truy
ề
n d
ẫ
n nào dù s
ớ
m hay mu
đề
ng lên
u sóng
c làm sai l ch
a t n s sóng
th c n u có
u ch
đối v i vi
ộn
c
ũ
ng b
c quan tr
tín hi
ị
tác động b
ở
ạ
ở
i v
ậ
y
ạ
y c
ủ
a h
ệ
th
là « s
n t
ố
ng thông tin đối v
ớ
i t
u nhiên ch
ở đường bao c a tín hi
ạp âm là v
ấ
n
hết
s
ứ
ọ
ng. T
ạ
c
ĩ
a nh
ư
ự
bi
ế
n
đổi ng
ẫ
ồ
ng t
ầ
ệ
ệ
ố
ng AM, thông tin được truy
ề
ả
i n
ằ
m
ủ
ệ
đ
ạ
ẽ
ấ
t hi n trên đường bao và
ệ
đ
óng vai trò tr
n t i n m trong s
u FM được gi
lo i b ng cách c
ng FM ít nh
ự
c ti
ế
p trong vi
ệ
ệ
ệ
ệ
ố
ề
ả
ằ
ự
bi
ế
n thiên c
ủ
ầ
ố
ộ
ị
củ
ệ
ữ
không đổi và qu
i trước khi
y c m h
ả
ự
ế
các thay đổi v
i vi
m do t
1.3.2. Lý thuyÕt vÒ ®iÒu chÕ tÇn sè.
ề
c
ủ
ệ
ẽ
b
ị
ạ
ỏ
b
ằ
ắ
t
đ
đ
i
ề
ế.
V
ớ
ệ
ư
ể
ấ
ằ
ệ
th
ố
ạ
ả
ơ
n
ớ
ệc
suy gi
ả
ạp âm.
Trong khi m
u ch sin là d
n áp d ng sin có thể được bi
ộ
t tín hi
ệ
u
đ
i
ề
u ch
ế
xung r
t xu t phát t
u di n nh
ă
ng c
ư
a cho d
ạ
ng đơn gi
ả
n c
ủ
a tín hi
ệ
u FM, thì tín
hi
ệ
u
đ
i
ề
ế
ạng đơn gi
ả
n nh
ấ
ấ
ừ
các bi
sau :
ểu th c toán h
ứ
ọ
c
để bi u di
ể
ễn tín hiệu
FM. M
ộ
t
đ
i
ệ
ạ
ể
ễ
ư
Uc(t) = Acosωct
Uc(t) = Acosθ(t)
(1.3.1)
(1.3.2)
V
ớ
i ω là h
ằ
ng s
ố
bi
ể
u di
c góc được cho b
(t)
ễ
n v
ậ
n t
ố
c góc c
ủa hình sin còn θ là góc pha. Nói chung, mối
quan h
ệ
gi
ữ
a góc pha và v
ận t
ố
ở
i :
d
θ
=ω(t)
(1.3.3)
ố định ωc, theo tín hiệu
dt
Trong m
ộ
t h
ệ
th
ố
ng
đ
i
ều t
ần, ω được bi
ế
n
đổi quanh m
ng sin :
ộ
t giá tr
ị
c
đ
i
ề
u chế được gi
ả
thi
ết trong trường h
ợ
p này c ng là dạ
ũ
Us(t) = Bcosωst
(1.3.4)
19
Tải về để xem bản đầy đủ
155 trang
12/01/2024
18241
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lý thuyết thông tin", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_ly_thuyet_thong_tin.pdf
