Máy phát hình RF

PHAÀN GIÔÙI THIEÄULÔØI NOÙI ÑAÀU Ngaøy nay, khoa hoïc kyõ thuaät treân theá giôùi coù nhieàu tieán boä, nhieàu thaønh töïu ñaùng keå. Nhaát laø lónh vöïc kyõ thuaät, coâng ngheä thoâng tin, kyõ thuaät viba, truyeàn hình soá, toång ñaøi ñieän thoaïi voâ tuyeán, kyõ thuaät phaùt hình… ñaõ vaø ñang phaùt trieån vöôït baäc. Caùc thieát bò ñieän töû ngaøy caøng ñöôïc tinh goïn, sieâu nhoû nhöng tính naêng vaø hieäu quaû laøm vieäc cuûa chuùng thì raát cao vaø raát beàn. Trong lónh vöïc phaùt hình ôû nöôùc ta, ngaøy nay ñaõ coù nhieàu tieán boä ñaùng keå do coù nhieàu nhaø khoa hoïc, nhöõng chuyeân gia, nhöõng kyõ sö gioûi veà khoa hoïc kyõ thuaät, coù nhieàu heä thoáng thieát bò môùi ñöôïc ñöa vaøo ñeå thay theá caùc maùy cuõ. Tuy vaäy, veà phaùt hình vaãn coøn nhieàu lónh vöïc caàn tieáp tuïc nghieân cöùu, hoïc hoûi vaø phaùt trieån noù theâm ñoái vôùi ngöôøi laøm kyõ thuaät truyeàn hình noùi rieâng vaø caùc kyõ sö ñieän töû noùi chung. Trong ñeà taøi luaän vaên toát nghieäp naøy, ngöôøi thöïc hieän xin trình baøy veà kyõ thuaät naøy qua ñeà taøi: “MAÙY PHAÙT HÌNH RF”. Trong chöøng möïc thôøi gian ngaén nguûi vaø löôïng kieán thöùc tích luyõ coøn haïn cheá, taøi lieäu chöa nhieàu, ngöôøi thöïc hieän chæ khaûo saùt veà maùy phaùt hình vaø thi coâng moâ hình moät maùy phaùt hình coù coâng suaát raát nhoû. Hy voïng vôùi ñeà taøi naøy, ngöôøi thöïc hieän coù theâm nhöõng hieåu bieát veà kyõ thuaät phaùt hình vaø ñeå laïi moät keát quaû thöïc tieãn toát sau khi ra tröôøng. Tuy coù nhieàu coá gaéng ñeå thöïc hieän thaønh coâng luaän vaên toát nghieäp, nhöng cuõng khoâng traùnh khoûi nhöõng haïn cheá. Neáu coù ñieàu kieän, ngöôøi thöïc hieän seõ nghieân cöùu saâu hôn vaø hoaøn thieän hôn. Raát vui loøng vaø xin nhaän taát caû caùc yù kieán ñoùng goùp ñeå xaây döïng ñeà taøi naøy toát hôn ôû quyù thaày, quyù coâ vaø caùc baïn ñoàng nhgieäp. Sinh vieân thöïc hieän Nguyeãn Hoaøng Phöông LÔØI CAÛM TAÏ Sau thôøi gian taùm tuaàn laøm luaän vaên toát nghieäp, vôùi söï noã löïc cuûa baûn thaân, söï taän tình höôùng daãn cuaû quyù thaày: LEÂ VIEÁT PHUÙ vaø NGUYEÃN DUY THAÛO, cuøng söï ñoùng goùp yù kieán veà kyõ thuaät cuûa caùc baïn ñoàng nghieäp, söï ñoäng vieân, an uûi, giuùp ñôõ raát nhieàu cuûa gia ñình veà tinh thaàn laãn vaät chaát. Luaän vaên toát nghieäp ñaõ hoaøn thaønh ñuùng thôøi gian vaø ñaït keát quûa cao. Ngöôøi thöïc hieän luaän vaên xin thaønh thaät baøy toû loøng bieát ôn saâu saéc ñeán hai aân sö ñaõ tröïc tieáp höôùng daãn: LEÂ VIEÁT PHUÙ vaø NGUYEÃN DUY THAÛO, xin caûm ôn quyù thaày coâ khaùc ôû khoa Ñieän-boä moân Ñieän töû cuûa tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät ñaõ ñoùng goùp yù kieán cuõng nhö taøi lieäu tham khaûo. Xin caûm ôn ba meï, gia ñình ñaõ ñoäng vieân, chia seû, giuùp ñôõ thaät nhieàu veà tinh thaàn vaø vaät chaát. Xin caûm ôn caùc baïn ñoàng nghieäp ñaõ ñoùng goùp, giuùp ñôõ cho ngöôøi thöïc hieän hoaøn thaønh luaän vaên toát nhieäp naøy. Xin thaønh taâm töôûng nieäm thaày TRAÀN SUM – tröôûng khoa Ñieän-boä moân Ñieän töû, ñaõ coù nhieàu coâng lao, ñoùng goùp cho khoa vaø khoùa hoïc 95KÑÑ hoaøn thaønh ñuùng thôøi gian hoïc qui ñònh. Sinh vieân thöïc hieän Nguyeãn Hoaøng Phöông PHAÀN NOÄI DUNG CHÖÔNG I: DAÃN NHAÄP Nöôùc ta hieän nay ñang trong thôøi kyø ñoåi môùi töø kinh teá-xaõ hoäi, khoa hoïc coâng ngheä, ñeán giaùo duïc - ñaøo taïo, thoâng tin vaø nhieàu laõnh vöïc khaùc nöõa… nhaèm ñaùp öùng yeâu caàu phaùt trieån nöôùc nhaø thaønh moät nöôùc coâng nghieäp tieân tieán vaøo naêm 2020, trong ñoù truyeàn hình ñaõ goùp phaàn ñaùng keå cho neàn kinh teá nöôùc ta. Tuy kyõ thuaät phaùt hình cuûa nöôùc ta coøn non treû, song cuõng ñaõ coù nhieàu tieán boä vôùi vieäc aùp duïng nhieàu kyõ thuaät cao. Truyeàn hình ñöôïc söû duïng roäng raõi trong ñôøi soáng ngöôøi daân. Nhôø kyõ thuaät truyeàn hình maø ñôøi soáng vaên hoùa, xaõ hoäi cuûa ngöôøi daân ñöôïc naâng leân, naém baét nhieàu thoâng tin, caäp nhaät haøng ngaøy tin töùc treân theá giôùi. Caùc nhaø doanh nhgieäp ñaõ döïa vaøo truyeàn hình ñeå quaûng caùo saûn môùi cuûa mình, caùc lónh vöïc veà khoa hoïc, quaân söï, y hoïc, daân soá… ñeàu ñöôïc ñöa ñeán ngöôøi daân qua heä thoáng truyeàn hình. Noùi chung kyõ thuaät truyeàn hình laø raát caàn thieát vaø khoâng theå thieáu ñöôïc trong moät nöôùc. Tröôùc moät thôøi ñaïi ñang buøng noå veà thoâng tin, kyõ thuaät truyeàn hình ngaøy caøng phaùt trieån hôn, laø moät sinh vieân ñang theo hoïc nghaønh kyõ thuaät ñieän töû cuûa tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät, vaø ñöôïc phaân coâng laøm luaän vaên toát nghieäp, ngöôøi thöïc hieän xin ñöôïc trình baøy ñeà taøi: “MAÙY PHAÙT HÌNH RF”. A. MUÏC ÑÍCH YEÂU CAÀU: I. MUÏC ÑÍCH: Döïa vaøo nhöõng kieán thöùc ñaõ hoïc keát hôïp vôùi thöïc teá, ngöôøi thöïc hieän laøm luaän vaên toát nghieäp vôùi ñeà taøi treân nhaèm tìmhieåu veà lónh vöïc phaùt hình, hieåu roõ hôn veà nhöõng kieán thöùc kyõ thuaät ñaõ hoïc. Sau khi tìm hieåu, nghieân cöùu qua saùch vôû, taøi lieäu nöôùc ngoaøi vaø daïng maïch thöïc teá, ngöôøi thöïc hieän seõ thi coâng moät moâ hình maùy phaùt hình vôùi coâng suaát raát nhoû nhaèm öùng duïng trong giaûng daïy cuûa xöôûng thöïc taäp Ñieän töû ôû tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät. II. YEÂU CAÀU: Döïa vaøo nhöõng ñieàu hoïc ñöôïc keát hôïp vôùi thöïc teá ñeå hoaøn thaønh taäp luaän vaên toát nghieäp vaø thi coâng maïch hoaït ñoäng toát ñuùng thôøi gian qui ñònh. B. NOÄI DUNG ÑEÀ TAØI: Goàm coù caùc chöông: Chöông I: Daãn nhaäp. Chöông II: Giôùi thieäu veà maùy phaùt. Chöông III: Giôùi thieäu veà maùy phaùt hình. Chöông IV: Soùng mang – Moâi tröôøng truyeàn vaø ñöôøng truyeàn. Chöông V: Kyõ thuaät ñieàu cheá. Chöông VI: Caùc vaán ñeà veà maïch taïo dao ñoäng. Chöông VII: Khueách ñaïi coâng suaát cao taàn . Chöông VIII: Anten. Chöông IX: Thi coâng moät maùy phaùt hình RF coâng suaát nhoû. C. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU: Ñaây laø ñeà taøi luaän vaên toát nghieäp neân noù ñöôïc thöïc hieän nhö sau: + Tìm hieåu veà kyõ thuaät phaùt hình. + Tìm hieåu, nghieân cöùu ñeå tính toaùn cho maïch cuûa moâ hình maùy phaùt. + Döïa vaøo taøi lieäu, taïp chí, saùch nöôùc ngoaøi vaø trong nöôùc ñeå tham khaûo vaø öùng duïng vaøo luaän vaên. + Sau cuøng laø thi coâng moät maùy phaùt hình RF coù coâng suaát nhoû. D. KEÁ HOAÏCH THÖÏC HIEÄN: Caên cöù vaøo noäi dung ñeà taøi, ngöôøi thöïc hieän seõ tieán haønh theo caùc chöông.Trong quaù trình thi coâng thì coá gaéng tìm hieåu, ñoïc theâm taøi lieäu ñeå tính toaùn cho maïch. Moãi chöông sau khi hoaøn thaønh seõ trình cho giaùo vieân höôùng daãn xem. Coá gaéng thöïc hieän hoøan thaønh ñuùng thôøi gian qui ñònh.  CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU MAÙY PHAÙT I. ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI MAÙY PHAÙT: Maùy thu Maùy phaùt Moâi tröôøng truyeàn soùng Anten phaùt Anten thu Moät heä thoáng thoâng tin bao goàm: maùy phaùt, maùy thu, vaø moâi tröôøng truyeàn soùng. Trong ñoù maùy phaùt laø moät thieát bò phaùt ra tín hieäu döôùi daïng soùng ñieän töø ñöôïc ñieàu cheá döôùi moät hình thöùc naøo ñoù. Soùng ñieän töø coøn goïi laø soùng mang hay taûi tin laøm nhieäm vuï chuyeån taûi thoâng tin caàn phaùt ñi ñeán nôi thu (maùy thu). Thoâng tin naøy ñöôïc loàng vaøo (gaén vaøo) taûi tin (soùng mang) baèng hình thöùc ñieàu cheá thích hôïp. Maùy phaùt phaûi phaùt ñi coâng suaát ñuû lôùn ñeå cung caáp tæ soá tín hieäu treân taïp aâm (S/N : signal/ noise) ñuû lôùn cho maùy thu. Maùy phaùt phaûi söû duïng söï ñieàu cheá chính xaùc ñeå baûo veä caùc thoâng tin ñöôïc phaùt ñi, khoâng bò bieán daïng quaù möùc. Ngoaøi ra, caùc taàn soá hoaït ñoäng cuûa maùy phaùt ñöôïc choïn caên cöù vaøo caùc keânh vaø vuøng phuû soùng theo qui ñònh cuûa hieäp hoäi thoâng tin quoác teá (ITV). Caùc taàn soá trung taâm (soùng mang) cuûa maùy phaùt phaûi coù ñoä oån ñònh taàn soá cao. Do ñoù caàn quan taâm moät soá chæ tieâu kyõ thuaät cuûa maùy phaùt nhö sau: Coâng suaát ra cuûa maùy phaùt. Ñoä oån ñònh taàn soá : Df/f0 = 10-3 ¸ 10-7 Caùc chæ soá ñieàu cheá : AM (mAM) ; FM ( mFM) ... Daûi taàn soá ñieàu cheá ... * Phaân loaïi maùy phaùt: Ngöôøi ta phaân loaïi maùy phaùt döïa chuû yeáu theo caùc ñieàu kieän sau ñaây: 1. Theo coâng duïng: Ñöôïc phaân loaïi theo sô ñoà mieâu taû sau: PHAÙT ÖÙNG DUÏNG PHAÙT CHÖÔNG TRÌNH PHAÙT THOÂNG TIN Ño khoaûn caùch Phaùt hình Phaùt thanh Di ñoäng Coá ñònh Ra ña. MAÙY PHAÙT 2. Theo taàn soá: Cuõng phaân loaïi töông töï nhö maùy thu * Ñoái vôùi phaùt thanh: + Töø (3 ¸30) KHz » (100 km ¸ 10 km ): Ñaøi phaùt soùng cöïc daøi (VLW). + Töø (30 ¸300) KHz » ( 10km ¸ 1km): Ñaøi phaùt soùng daøi (LW). + Töø (300 ¸3000) KHz »(1 Km ¸ 100m ): Ñaøi phaùt soùng trung (MW). + Töø (3 ¸30) MHz » (100m ¸ 10m ): Ñaøi phaùt soùng ngaén ( SW). * Ñoái vôùi phaùt hình: + Töø (30 ¸300) MHz » (10 m ¸ 1m): Ñaøi phaùt soùng meùt. + Töø (300 ¸3000) MHz » (1 m ¸ 0,1m): Ñaøi phaùt soùng dm. * Ñoái vôùi thoâng tin viba vaø raña: + Töø (3 ¸30) GHz » (0,1 m ¸ 0,01m): Ñaøi phaùt soùng cm. + Töø (30 ¸ 300) GHz » (0,01 m ¸ 0,001m): Ñaøi phaùt soùng mm. 3. Theo phöông phaùt ñieàu cheá: + Maùy phaùt ñieàu bieân (AM). + Maùy phaùt ñôn bieân (SSB). + Maùy phaùt ñieàu taàn (FM) vaø maùy phaùt ñieàu taàn aâm thanh noåi (FM stereo). + Maùy phaùt ñieàu xung (PM). Ngaøy nay, maùy phaùt soá ñang ñöôïc nghieân cöùu ñeå öùng duïng vaøo taát caû caùc loaïi maùy phaùt thoâng tin soá, phaùt thanh soá, phaùt hình soá … 4. Theo coâng suaát: + Maùy phaùt coâng suaát nhoû: Pra < 100 W. + Maùy phaùt coâng suaát trung bình: 100W £ Pra £ 10 KW. + Maùy phaùt coâng suaát lôùn: 10 KW £ Pra £ 1000 KW. + Maùy phaùt coâng suaát cöïc lôùn: Pra ³ 1000 KW. Caùc maùy phaùt coù Pra nhoû coù theå söû duïng hoaøn toaøn baèng transistor; coøn laïi loaïi khaùc coù Pra vöøa vaø lôùn, cöïc lôùn thì phaûi duøng caùc ñeøn ñieän töû ñaëc bieät. II. SÔ ÑOÀ KHOÁI TOÅNG QUAÙT MOÄT SOÁ LOAÏI MAÙY PHAÙT: Maïch ra KÑCSCTaàn Tieàn KÑ CSCT Chuû soùng (DÑ) AFC KÑCSAÂT Thieát bò an toaøn vaø laøm nguoäi Nguoàn cung caáp Tieàn KÑAÂT Ñieàu cheá Micro Anten 1/. Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maùy phaùt ñieàu bieân (AM): * Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maùy phaùt AM. + Khoái chuû soùng coù nhieäm vuï taïo ra dao ñoäng cao taàn (soùng mang) coù bieân ñoä vaø taàn soá oån ñònh; coù taàm bieán ñoåi taàn soá roäng. Muoán vaäy ta phaûi duøng maïch dao ñoäng LC keát hôïp vôùi maïch töï ñoäng ñieàu chænh taàn soá (AFC). + Khoái tieàn khueách ñaïi coù theå duøng ñeå nhaân taàn hoaëc khueách ñaïi dao ñoäng cao taàn ñeán möùc caàn thieát ñeå kích thích taàng coâng suaát laøm vieäc. Noù coøn coù nhieäm vuï ñeäm, laøm giaûm aûnh höôûng cuûa caùc taàng sau ñeán ñoä oån ñònh taàn soá cuûa khoái chuû soùng. Vì vaäy maø khoái tieàn khueách ñaïi coù theå coù nhieàu taàng: taàng ñeäm; taàng nhaân taàn vaø taàng tieàn khueách ñaïi cao taàn. + Khoái khueách ñaïi coâng suaát cao taàn coù nhieäm vuï taïo ra coâng suaát caàn thieát theo yeâu caàu coâng suaát ra Pra cuûa maùy phaùt. Coâng suaát ra yeâu caàu caøng lôùn thì soá taàng khueách ñaïi trong khoái khueách ñaïi coâng suaát cao taàn caøng nhieàu. + Maïch ra ñeå phoái hôïp trôû khaùng giöõa taàng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn cuoái cuøng vaø anten ñeå coù coâng suaát ra toái öu nhaát (Pra toái öu). + Anten ñeå böùc xaï naêng löôïng cao taàn (bieán ñoåi naêng löôïng dao ñoäng cao taàn cuûa maùy phaùt thaønh soùng ñieän töø truyeàn ñi trong khoâng gian). + Boä ñieàu cheá ñeå ñieàu chænh dao ñoäng cao taàn. Ñoái vôùi maùy phaùt AM thì bieân ñoä ñieän aùp aâm taàn yeâu caàu lôùn ñeå coù ñoä ñieàu cheá saâu (heä soá m lôùn) neân tín hieäu aân taàn töø micro phaûi ñöa qua boä tieàn khueách ñaïi aâm taàn vaø boä khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn. Tín hieäu aân taàn ñöôïc ñöa tôùi Collector cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn cuoái cuøng hoaëc ñöôïc ñöa tôùi caû Collector cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn tröôùc cuoái ñeå thöïc hieän ñieàu cheá Collector phuï. + Nguoàn cung caáp ñieän aùp thöôøng phaûi coù coâng suaát lôùn ñeå cung caáp cho transistor coâng suaát hoaëc ñeøn ñieän töû. + Ngoaøi ra maùy phaùt phaûi coù thieát bò an toaøn vaø thieát bò laøm nguoäi. Thieát bò an toaøn bao goàm caùc thieát bò baûo veä baûo hieåm, thieát bò ñoùng môû, thieát bò kieåm tra cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùy phaùt. Thieát bò laøm nguoäi cho caùc Transistor coâng suaát laø caùc phieán toûa nhieät cöïc lôùn vaø laøm nguoäi cho caùc ñeøn ñieän töû coâng suaát baèng phöông phaùp thoåi khoâng khí baèng quaït gioù vaøo Anode, duøng nöôùc bôm vaøo Anode theo moät chu trình kín, phöông phaùp boác hôi ... 2/. Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maùy phaùt ñôn bieân (SSB: single sideband) Ta bieát raèng trong kyõ thuaät truyeàn song bieân coù soùng mang (DSBFC, AM) noäi dung tín hieäu ñöôïc chöùa ôû moät trong hai daûi bieân; do vaäy kyõ thuaät truyeàn nhöõng daûi bieân coù theå hoaøn toaøn thöïc hieän ñöôïc. Kyõ thuaät naøy coù caùc öu ñieåm sau ñaây so vôùi kyõ thuaät truyeàn song bieân coå ñieån: + Daûi soùng coù beà roäng coøn moät nöõa so vôùi kyõ thuaät cuõ, heä quaû laø ta coù theå truyeàn ñöôïc nhieàu keânh trong cuøng moät daûi soùng quy ñònh. + Coâng suaát truyeàn soùng giaûm moät löôïng ñaùng keå. + Daûi thoâng thieát bò phaùt vaø thu giaûm, do vaäy ñoä lôïi moãi taàng khueách ñaïi taêng, ta coù theå duøng thieát bò ít taàng hôn. + Coù theå söû duïng kyõ thuaät gheùp nhieàu keânh truyeàn qua cuøng moät keânh. ¨ Ngoaøi caùc yeâu caàu kyõ thuaät chung cuûa maùy phaùt, maùy phaùt ñôn bieân (SSB) phaûi coù theâm moät soá chæ tieâu kyõ thuaät sau: + Möùc meùo phi tuyeán : - 35 dB. + Beà roäng cuûa moãi keânh thoaïi vaø toång soá keânh phaùt hình (thoaïi). + Daûi taàn soá laøm vieäc : 3, 5, ...., 30 MHz. Vieäc xaây döïng sô ñoà khoái cuûa maùy phaùt ñôn bieân coù moät soá ñaëc ñieåm rieâng so vôùi maùy phaùt ñieàu bieân (AM). f2 f1 Anten Boä loïc 2 Heä thoáng DÑ taàng ra KÑDÑ ñieàu cheá Boä loïc 1 Boä ñoåi taàn Suy giaûm Boä ñieàu cheá ñôn bieân Thieát bò ñaàu vaøo Nguoàn cung caáp Boä toång hôïp taàn soá Thieát bò an toaøn vaø laøm nguoäi Boä kích thích ñôn bieân Caùc boä ñieàu bieân caân baèng vaø boä loïc daûi heïp ñöôïc söû duïng ñeå taïo neân tín hieäu ñôn bieân (SSB), nhöng coâng suaát ra bò haïn cheá chæ vaøi mW. Neáu soùng mang ôû daûi taàn soá cao (soùng trung, soùng ngaén) thì khoâng theå thöïc hieän ñöôïc boä loïc vôùi caùc yeâu caàu caàn thieát (daûi thoâng heïp, söôøn doác ñöùng ... ), nhö vaäy seõ coù nhieãu xuyeân taâm giöõa caùc keânh, laøm giaûm tyû soá tín hieäu treân nhieãu (S/N). Bôûi vaäy ñoái vôùi maùy phaùt ñôn bieân thì taàn soá soùng mang cô baûn ñeå taïo tín hieäu ñôn bieân ôû khoaûng taàn soá trung gian: (100 ¸ 500) KHz. Do ñoù sô ñoà caáu truùc cuûa maùy phaùt ñôn bieân goàm moät boä taïo tín hieäu ñôn bieân ôû taàn soá trung gian (100 ¸ 500) KHz, sau ñoù nhôø moät hay moät vaøi boä ñoåi taàn ñeå chuyeån ñeán phaïm vi taàn soá laøm vieäc (1 ¸ 30 MHz), roài chuyeån ñeán boä khueách ñaïi tuyeán tính ñeå khueách ñaïi ñeán coâng suaát caàn thieát. Thieát bò ñaàu vaøo thöôøng laøm nhieäm vuï khueách ñaïi tín hieäu aâm taàn, neáu tín hieäu naøy coøn beù hoaëc haïn cheá tín hieäu aâm taàn neáu tín hieäu aâm taàn quaù lôùn. Boä ñieàu cheá ñôn bieân trong caùc maùy phaùt coâng suaát lôùn thöôøng ñöôïc xaây döïng theo phöông phaùp loïc toång hôïp. Trong caùc maùy phaùt coâng suaát nhoû, do yeâu caàu kyõ thuaät khoâng cao neân ñoâi khi coù theå xaây döïng boä ñieàu cheá ñôn bieân theo phöông phaùp loïc - quay pha. Khi ñoù vieäc ñieàu cheá tín hieäu ñôn bieân ñöôïc thöïc hieän ngay ôû taàn soá laøm vieäc neân khoâng caàn coù boä ñoåi taàn vaø boä loïc 1. Boä toång hôïp taàn soá cuûa maùy phaùt ñôn bieân laø moät thieát bò chaát löôïng cao vaø phöùc taïp. Noù phaûi ñaûm baûo taàn soá soùng mang goác f1 vaø caùc taàn soá khaùc (f2 ...) coù ñoä baát oån ñònh taàn soá raát nhoû (10-7 ¸ 10-9), vì vaäy ta phaûi duøng thaïch anh ñeå taïo caùc taàn soá goác. ÔÛ sô ñoà khoái treân, boä toång hôïp taàn soá phaûi taïo ra hai taàn soá f1 vaø f2 . Trong ñoù f1 laø taàn soá soùng mang goác, khoâng ñoåi (100 ¸ 500) KHz. Coøn taàn soá f2 laø taàn soá laøm vieäc cuûa maùy phaùt (taàn soá ôû ñaàu ra). Boä ñoåi taàn thöïc chaát laø boä khueách ñaïi coäng höôûng ñeå laáy thaønh phaàn haøi nf1 ( f2 = nf1). Chính nhôø boä ñoåi taàn maø ñoä oån ñònh taàn soá cuûa maùy phaùt taêng leân. Boä loïc 1 coù nhieäm vuï loïc caùc saûn phaåm cuûa quaù trình ñoåi taàn. Boä khueách ñaïi dao ñoäng ñieàu cheá phuï thuoäc vaøo coâng suaát ra maø coù soá taàng töø 2 ¸ 4. Ñeå ñieàu chænh ñôn giaûn moät, hai taàng ñaàu laø khueách ñaïi daûi roäng khoâng ñieàu höôûng. Coøn moät, hai taàng sau laø boä khueách ñaïi coäng höôûng. Heä thoáng dao ñoäng taàng ra duøng ñeå trieät caùc böùc xaï cuûa caùc haøi vaø cuõng ñeå phoái hôïp trôû khaùng. Trong caùc maùy phaùt ñôn bieân, boä loïc ñaàu ra thöôøng laø 1 hay 2 maïch loïc hình P, gheùp vôùi nhau vaø giöõa chuùng thöôøng coù phaàn töû ñieàu chænh ñoä gheùp seõ nhaän ñöôïc taûi toát nhaát cuûa maùy phaùt. Taàng khueách ñaïi dao ñoäng ñieàu cheá ñôn bieân söû duïng ñôn giaûn hôn so vôùi taàng ñaåy keùo. Song söû duïng taàng ñôn thì gaëp khoù khaên laø khoâng phoái hôïp trôû khaùng vôùi anten soùng ñoái xöùng. Ñoái vôùi maùy phaùt coâng suaát ra Pra = (20 ¸ 40) KW. Ngöôøi ta duøng bieán aùp ra ñoái xöùng coù loõi ferit. Coøn ñoái vôùi maùy phaùt coâng suaát ra Pra = 100 KW thì ngöôøi ta duøng bieán aùp ñoái xöùng khoâng coù loõi. Caùc maùy phaùt ñôn bieân thöôøng coù daïng ñaåy keùo ôû taàng khueách ñaïi dao ñoäng ñieàu cheá (coøn goïi laø khueách ñaïi coâng suaát cao taàn). Boä loïc hai duøng ñeå trieät tieâu caùc thaønh phaàn taàn soá cao taàn xuaát hieän trong daûi taàn soá truyeàn hình, neân coøn goïi laø "boä loïc tín hieäu truyeàn hình". Ñoái vôùi maùy thu ñôn bieân ta phaûi ñoåi tín hieäu ñôn bieân thaønh tín hieäu ñieàu bieân (AM) ñeå thöïc hieän vieäc taùch soùng trung thöïc. Muoán vaäy ta phaûi phuïc hoài taàn soá soùng mang. Nhöng neáu do moät lyù do naøo ñoù maø taàn soá soùng mang cuûa maùy phaùt khaùc vôùi taàn soá soùng mang cuûa maùy thu thì tín hieäu ñaàu ra cuûa maùy thu seõ bò meùo. Do vaäy ôû maùy phaùt khoâng trieät tieâu hoaøn toaøn taàn soá soùng mang, maø giöõ laïi moät phaàn taàn soá soùng mang coù bieân ñoä baèng (5 ¸ 20)% bieân ñoä soùng mang. Taàn soá naøy coøn ñöôïc goïi laø taàn soá laùi flaùi ñöôïc phaùt ñi cuøng tín hieäu ñôn bieân. Nhôø coù taàn soá laùi neân maùy thu ñôn bieân coù theå khoâi phuïc moät caùch chính xaùc nhôø heä thoáng AFC (töï ñoäng ñieàu chænh taàn soá). Ñeå taïo taàn soá laùi thì töø taàn soá soùng mang goác (f1) moät phaàn soùng mang ñöôïc qua boä suy giaûm ñònh tröôùc ñeán thaúng ñaàu ra boä ñieàu cheá tín hieäu ñôn bieân. Caùc maùy phaùt ñôn bieân coâng suaát trung bình vaø coâng suaát lôùn bao goàm hai thieát bò ñoäc laäp: + Boä kích thích ñôn bieân goàm hai phaàn: Boä toång hôïp taàn soá vaø boä ñieàu cheá tín hieäu ñôn bieân. + Boä khueách ñaïi tuyeán tính goàmkhueách ñaïi dao ñoäng ñieàu cheá; heä thoáng dao ñoäng taàng ra vaø boä loïc 2. Do möùc tín hieäu ôû ñaàu ra boä kích thích ñôn bieân nhoû (7 ¸ 10mv) neân boä khueách ñaïi tuyeán tính phaûi coù heä soá khueách ñaïi coâng suaát raát lôùn (> 50 dB) ñeå taïo ra coâng suaát lôùn hôn 1KW. AFC Chuû soùng (DÑ) KÑCSCT Maïch ra Tieàn KÑ cao taàn Pre-emphasic Tieàn khueách ñaïi aâm taàn Anten phaùt Micro Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maùy phaùt ñieàu taàn (FM): Caùc khoái trong sô ñoà naøy coù nhieäm vuï gioáng nhö caùc khoái trong sô ñoà khoái toång quaùt cuûa maùy phaùt ñieàu bieân (AM). Nhöng ñoái vôùi maùy phaùt ñieàu taàn thì yeâu caàu ñieän aùp aâm taàn khoâng lôùn laém, neân tín hieäu aâm taàn töø micro chæ caàn qua moät boä tieàn khueách ñaïi aâm taàn roài ñöa tôùi boä chuû soùng. Maëc khaùc do tín hieäu ñieàu taàn coù taàn soá laøm vieäc cao hôn nhieàu so vôùi tín hieäu ñieàu bieân neân soá taàng nhaân taàn trong boä tieàn khueách ñaïi coâng suaát nhieàu hôn. Ñoàng thôøi duøng nhieàu taàng nhaân taàn thì ñoä di taàn lôùn hôn (Df = ±75 KHz). Ñoä oån ñònh taàn soá cuûa maùy phaùt ñieàu taàn cuõng yeâu caàu cao hôn (10-5 ± 10-7), neân heä thoáng AFC thöôøng coù caáu taïo phöùc taïp hôn. III. CAÙC MAÏCH GHEÙP TRONG MAÙY PHAÙT: Maïch gheùp ñeå gheùp giöõa caùc taàng vaø gheùp giöõa taàng ra cuûa maùy phaùt vôùi anten. Yeâu caàu chung ñoái vôùi caùc maïch gheùp: 1/. Phoái hôïp trôû khaùng: Phaûi laøm sao cho trôû khaùng vaøo cöûa taàng keá tieáp phaûn aùnh veà cuøng trôû khaùng ra cuûa boä coäng höôûng taàng tröôùc taïo thaønh trôû khaùng phaùt soùng toái öu, ñaûm baûo coâng suaát ra vaø hieäu suaát cuûa taàng ñaèng tröôùc laø lôùn nhaát. Phoái hôïp trôû khaùng giöõa anten vaø taàng ra cuûa boä khueách ñaïi coâng suaát cao taàng ñeå ñaït ñöôïc coâng suaát theo yeâu caàu. 2/. Ñaûm baûo daûi thoâng (D): Maïch loïc ñaàu ra phaûi ñaûm baûo sao cho ngoaøi bieân ñoä khoâng giaûm quaù 3 dB. Maët khaùc daûi thoâng laïi tyû leä nghòch vôùi heä soá phaåm chaát cuûa khung coäng höôûng ( D = f0/Q). Vì vaäy ñeå ñaûm baûo caû daûi thoâng vaø heä soá phaåm chaát ta phaûi duøng nhieàu boä loïc gheùp vôùi nhau. 3/. Ñaûm baûo heä soá loïc haøi cao: Ñoái vôùi nhöõng maùy phaùt coù coâng suaát lôùn, yeâu caàu caùc thaønh phaàn haøi raát nhoû. Maïch gheùp phaûi ñaûm baûo ñoä suy giaûm yeâu caàu ôû nhöõng taàn soá mong muoán. 4/. Ñieàu chænh maïch gheùp: Trong moät daûi taàn soá roäng vaø thay ñoåi ñoä gheùp vôùi caùc taûi ñeå coù taûi toái öu. Noùi chung khoâng theå ñoàng thôøi thoûa maõn caùc yeâu caàu treân maø tuyø töøng tröôøng hôïp cuï theå ñeå xeùt yeâu caàu naøo laø quan troïng, yeâu caàu naøo laø thöù yeáu. Ví duï: + Ñoái vôùi taàng tieàn khueách ñaïi, yeâu caàu phoái hôïp trôû khaùng laø chính, khoâng yeâu caàu ñoä choïn loïc cao, khoâng caàn hieäu suaát cao neân chæ caàn duøng maïch coäng höôûng ñôn. + Ñoái vôùi taàng ra yeâu caàu hieäu suaát cao, ñoä loïc haøi cao neân duøng maïch coäng höôûng phöùc taïp. ¨ Sau ñaây laø moät soá maïch gheùp chính trong maùy phaùt: 1. Gheùp bieán aùp ( gheùp hoã caûm): Ñoái vôùi caùc taàng tröôùc cuoái thì ñieän trôû taûi chính laø ñieän trôû vaøo cuûa caùc taàng keá tieáp sau. Coøn ñoái vôùi caùc taàng cuoái thì ñieän trôû taûi chính laø ñieän trôû cuûa phi - ñô. Thöïc chaát phi - ñô coù theå laø thuaàn trôû (rA), dung khaùng (rA - jXA) hoaëc caûm khaùng(rA + jXA). Nhöng chæ khi anten laø thuaàn trôû thì coâng suaát ra anten môùi lôùn nhaát. Muoán vaäy ta phaûi chænh anten coäng höôûng ôû taàn soá laøm vieäc baèng boä phaän tinh chænh. Neáu laø (rA - jXA) thì chænh laø LC, neáu laø (rA + jXA) thì chænh laø CC. Hình minh hoïa tinh chænh cuûa anten Töø maïch gheùp bieán aùp ôû treân; ta ñöa veà sô ñoà töông ñöông beân sô caáp nhö sau: (wM)2 X2gh Trong ñoù : rfa' = __________ = __________ RL RL * M : Hoå caûm = K * L1, L2 : Trò soá ñieän caûm cuûa cuoän sô caáp vaø thöù caáp. * K : Heä soá gheùp phuï thuoäc keát caáu cuûa cuoän daây. + Neáu : · Soùng ngaén : K = 0,01 ¸ 0,1 ® gheùp raát loûng. · Soùng trung : K = 0,5 ¸ 0,9 (cuoän daây coù loõi töø tính) ® gheùp raát chaët. * Ñieän trôû coäng höôûng rieâng cuûa maïch sô caáp: RK = = p = * Ñieän trôû coäng höôûng khi coù taûi: * Xeùt hieäu suaát cuûa maïch gheùp bieán aùp ta coù: PL hBA = __________ P1 Vôùi : · PL : laø coâng suaát höõu ích treân taûi. PL I2BC . rfa' rfa' + r - r r hBA = ____= __________________ = _______________ = 1 - __________ P1 I2k (r + rfa') r + rfa' r + rfa' · P1 : Coâng suaát Transistor cho (P treân cuoän sô caáp) (*) Töø bieåu thöùc (*) treân ta thaáy: ñeå hieäu suaát bieán aùp cao (hBA = 0,9 ¸ 0,45) thì rfaù = (10 ¸ 20 ).r (wM)2 X2gh Töø coâng thöùc: rfa' = __________ = __________ , neáu muoán rfa' lôùn thì ta thaáy RL phaûi RL RL nhoû vaø bieán aùp phaûi gheùp chaët ñeå coù hoã caûm lôùn (M lôùn). Thöôøng ñieän trôû taûi cho tröôùc RL = Const, neân ñeå taêng rfa' ta phaûi taêng M. Bieåu thöùc ôû treân coù theå bieán ñoåi laïi döôùi daïng sau: p2/Rk Rtñ hBA = 1 - __________ = 1 - ___________ p2/Rkt Rk Vôùi : Rk, Rtñ laø ñieän trôû töông ñöông cuûa maïch coäng höôûng kho RL = µ Nhö vaäy; ñeå hieäu suaát bieán aùp cao thì Rk phaûi lôùn, maø: Rk = Q0 . p Vôùi Q0: heä soá phaåm chaát cuûa rieâng khung coäng höôûng ® Q0 phaûi lôùn (Q0 = 50 ¸200). Maëc khaùc ta thay ñoåi ñoä gheùp hoã caûm M sao cho Rtñ = Rtñ tôùihaïn ñeå coù hieäu suaát cao nhaát. 2/. Maïch gheùp coù 2 maïch coäng höôûng: Phaàn naøy ñöôïc trình baøy coù sô ñoà vaø ñöôïc tính toaùn vôùi coâng thöùc sau: Söùc ñieän ñoäng caûm öùng beân thöù caáp: E12 = wMI1 = Xm I1 E12 I1wM I2 = __________ = __________ Z2 r'2 Vôùi : Rtñ woL2 r'2 = __________ = __________ Q22 Q2 (Rtñ = Rk // RL vôùi Rk = r2 Q202 = w0L2Q02 ) 1 1 w2M2 1 P2 = ____ I22 . r'2 = _____ I21 . __________ = _____ I21 . rfa' 2 2 r'2 2 1 P1 = ____ I21 (r1 + rfa' ) 2 P2 rfa' r1 h = ______ = __________ = 1 - __________ P1 r1 + rfa' r1 + rfa' 3/. Caùc böôùc thieát keá moät maïch gheùp bieán aùp: Khi thieát keá ta thöôøng ñöôïc bieát tröôùc caùc ñieàu kieän: PL ; w vaø choïn Q1 tuøy theo taàn soá. Ta seõ tieán haønh moät soá böôùc tính toaùn nhö sau: 1. Bieát PL, choïn hBA = 0,8 ¸ 0,98 tuøy theo coâng suaát yeâu caàu theo baûng döôùi ñaây: Coâng suaát ra Hieäu suaát PL < 1W 0,7 ¸ 0,8 1W £ PL < 10W 0,75 ¸ 0,85 10W £ PL < 100W 0,84 ¸ 0,93 100W £ PL < 1KW 0,92 ¸ 0,96 1KW £ PL < 10KW 0,95 ¸ 0,98 PL ³ 10KW 0,97 PL 2. Xaùc ñònh P1 = _________ hBA 3. Choïn Vcm = (0,8 ¸ 0,9) Vcc V2cm 4. Ñieän trôû coäng höôûng khi coù taûi Rtñ = _________ 2p1 5. Choïn heä soá phaåm chaát cuûa khung coäng höôûng sô caáp khi ñaõ coù taûi: Q1 = (10 ¸5) Rtñ 6. Tính trôû khaùng ñaëc tính cuûa maïch sô caáp P1 = _________ Q1 7. Xaùc ñònh L1, C': P1 1 L1 = _________ ; C' = C1 + C ks = _______ w w P1 C ks = C CE cuûa Transistor ; neáu C1 ³ 10 CCE thì C' » C1 8. Heä soá phaåm chaát rieâng cuûa khung coäng höôûng sô caáp: Rk Rtñ Q0 = _________ ; Trong ñoù Rk = ___________ P1 1 - hBA 9. Tính ñieän trôû toån hao cuûa cuoän sô caáp khi khoâng vaø coù taûi: r1 = vaø r1 = suy ra : rfa' = r - r1 hoaëc r1 = vaø r1 = 10/. Tính hoã caûm : M = M2 11/. Tính giaù trò cuoän caûm beân thöù caáp : L2 = _________ K2.L1 (wM)2 Trong tröôøng hôïp gheùp hai maïch coäng höôûng chæ khaùc ôû choã : rfa' = _________ r'2 IV. CAÙC MAÏCH LOÏC CÔ BAÛN TRONG MAÙY PHAÙT: Trong maùy phaùt thöôøng söû duïng caùc maïch loïc haøi hình G, T, P trong ñoù hay duøng nhaát laø maïch loïc P ñôn vaø P ñoâi. + Maïch caùc maïch loïc taàn giöõa + Maïch loïc taàng ñaàu vaøo + Maïch loïc taàng cuoái f(kHz) Qtñ=2 Qtñ=0,5 12dB/0ctane +6dB 0dB -6dB -12dB -18dB -24dB R1=1kW 1/. Maïch loïc : G ñôn : Caùc boä loïc chæ coù moät phaàn töû L, hoaëc C, coù ñoä doác suy giaûm ôû treân f caét raát chaäm. Nghóa laø caùc tín hieäu coù taàn soá f > fc cuõng seõ qua boä loïc nhöng chæ vôùi moät ñoä suy giaûm nhoû. Ñeå taêng ñoä choïn loïc vaø ñeå phoái hôïp trôû khaùng ngöôøi ta söû duïng caùc maïch loïc 2 phaàn töû L, C nhö G, T, P trong caùc maùy phaùt, thu. ÔÛ treân laø moät maïch caét, heä soá truyeàn ñaït thay ñoåi moät caùch ñaùng keå (12db). Ñoä doác 12dB/ octave laø giaù trò tieâu bieåu ñoái vôùi boä loïc 2 phaàn töû L/C baát kyø. ÔÛ taàn soá lôùn hôn taàn soá caét ta coù: XL = wL ³Ri vaø Xc = £ RL Khi ñoù ta coù: H(S) = = * Taïi taàn soá coäng höôûng noái tieáp cuûa L,C ta coù: Qi = ( caùc thaønh phaàn noái tieáp) vaø Q0 = ( caùc thaønh phaàn song song) Khi ñoù heä soá phaåm chaát chung cuûa toaøn maïch (daïng cuûa ñöôøng cong) phuï thuoäc vaøo toå hôïp cuûa caû hai giaù trò: Qtñ = ( caùc thaønh phaàn noái tieáp) ¨ Ñeå söï truyeàn ñaït coâng suaát lôùn nhaát vaø ñaùp tuyeán taàn soá baèng phaúng nhaát, ta thieát keá maïch sao cho Qi = Q0, nghóa laø Qtñ = 0,5 Qi ./. 2/. Boä loïc P ñôn: Neáu 2 tuï C1, C2 coù chung giaù trò (C) vaø ñieän trôû nguoàn baèng ñieän trôû taûi (Ri= RL) thì maïch loïc P coù d0aùp öùng taàn soá nhö treân. Ñoái vôùi maïch loïc 3 phaàn töû ñoái xöùng ta coù: Qi = Q0 = vôùi w0 = ¨ Neáu C1 # C2 ; Ri # RL thì maïch loïc ñôn P ñôn thoûa maõn ñoàng thôøi 3 yeâu caàu: + Phoái hôïp giöõa ñieän trôû nguoàn vaø maïch loïc: X2C1 = (1) + Phoái hôïp maïch loïc vôùi taûi: X2C2 = X2C1 . (2) + Ñieàu kieän coäng höôûng S X = 0 nghóa laø : XL = - (XC1 + XC2) (3) Giaûi (1), (2), (3) ta coù: XC1 = - ; XC2 = - XL = - (XC1 + XC2) = + Vôùi R = Qtñ = Qi + Q0 3/. Maïch loïc P ñoâi: Ta xeùt sô ñoà maïch loïc sau: ¨ Neáu C1 # C2 # C3 ; L1 # L2 ; Ri # RL thì maïch loïc P ñoâi phaûi thoûa maõn ñoàng thôøi 5 yeâu caàu sau: + Ñieàu kieän phoái hôïp maïch loïc vôùi ñieän trôû nguoàn vaø maïch loïc vôùi taûi: XL1 = ; XL2 = + Ñieàu kieän lieân heä XC2 = - = - + Ñieàu kieän coäng höôûng XL1 = - ( XC1 + XC2) XL2 = - ( XC2 + XC3) Giaûi 5 phöông trình treân ta coù: XC1 = - XC2 = - XC3 = - vôùi R = XL1 = - ( XC1 + XC2) XL2 = - ( XC2 + XC3) Vôùi Qi = ; Q0 = ; Qtñ = vaø Qtñ = Qi = Q0 ( khi maïch ñoái xöùng) ¨ Tröôùc khi tieán haønh tính toùan maïch, ta phaûi kieåm tra xem ñieän trôû taûi (Ranten hay Rphiñô ) coù lôùn hôn giaù trò toái thieåu cho pheùp khoâng: Ñoái vôùi maïch P ñôn: RLmin ³ Ñoái vôùi maïch P ñoâi: RLmin > Vôùi Qtñ ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: Qtñ = = = ¨ Ngoaøi ra, theo taøi lieäu nöôùc ngoaøi thì ngöôøi vieát coù ñöa ra ñònh nghóa heä soá loïc haøi: FS = / = / = n . Trong ñoù : + IC1, ICn : laø thaønh phaàn haøi baäc 1 vaø baäc n cuûa doøng ñieän collector. + IL1, ILn : laø thaønh phaàn haøi baäc 1 vaø baäc n cuûa doøng ñieän treân taûi. + ai, ar : laø heä soá phaân giaûi xung doøng collector baäc 1 vaø baäc n. + : Toång coâng suaát cuûa caùc thaønh phaàn haøi baäc 1. + : Toång coâng suaát cuûa caùc thaønh phaàn haøi baäc n. Caùc tham soá thuoäc MCH Loïc P ñôn Loïc P ñoâi + Heä soá loïc haøi F1 = n3 Qtñ F2 = n5 Q2tñ + Daûi thoâng 2Df = 2Df = 1,41 + Hieäu suaát h1 = 1 - » 1 - Q1/n3Q0 h2 = 1 - » 1 - V. TRUNG HOØA VAØ CHOÁNG DAO ÑOÄNG KYÙ SINH: 1/. Hieän töôïng tröïc thoâng vaø hoài kyù sinh: Hieän töôïng tröïc thoâng laø hieän töôïng moät phaàn coâng suaát vaøo ñi thaúng ñeán ñaàu ra thoâng qua Transistor laø hieän töôïng coâng suaát ra quay trôû laïi ñaàu vaøo goïi laø hieän töôïng hoài tieáp kyù sinh. Ví duï : Ñoái vôùi transistor ôû taàn soá cao xuaát hieän ñieän dung CKS. Neáu tín hieäu ñaàu vaøo xuaát hieän treân L1, C1 thì moät phaàn tín hieäu._. seõ qua tuï kyù sinh CKS ñeán thaúng ñaàu ra. Ñoù laø tín hieäu tröïc thoâng. Maët khaùc tín hieäu ra treân L2, C2 moät phaàn cuõng qua CKS veà ñaàu vaøo. Ñoù laø hieän töôïng hoài tieáp kyù sinh. ¨ Taùc haïi cuûa hieän töôïng tröïc thoâng vaø hoài tieáp kyù sinh: * Khi Transistor chöa hoaït ñoäng (taét) vaãn coù moät phaàn coâng suaát ñaàu vaøo thoâng qua CKS ñeán ñaàu ra. Noù ñöôïc coi laø taïp aâm vaø laøm giaûm tyû soá tín hieäu treân nhieãu ( ) * Khi Transistor hoaït ñoäng, coâng suaát ñaàu vaøo thoâng qua CKS = Cbc ñeán ñaàu ra laøm giaûm coâng suaát ra neáu Transistor maéc theo kieåu emiter chung (EC). * Khoâng thöïc hieän ñöôïc ñieàu bieân coù ñoä saâu ñieàu cheá 100%. ibc Vb Vb c) b) Vb a) Vb Vb Vb a/ Taïi coäng höôûng c/ Leäch coäng höôûng gaây hoài tieáp aâm b/ Leäch coäng höôûng gaây töï kích Cbc taïo neân hoài tieáp döông hoaëc aâm tuøy thuoäc vaøo quan heä pha giöõa doøng ñieän hoài tieáp vôùi ñieän aùp vaøo vaø ñieän aùp ra. * Taïi taàn soá coäng höôûng : f = f0 = = caû hai maïch coäng höôûng laø thuaàn trôû Ztñ = Rtñ do Xtñ = 0. Moät phaàn doøng ñieän ra ic qua Cbc veà ñaàu vaøo. Toàn taïi ibc nhanh pha hôn Vc moät pha 900. Doøng ñieän ibc qua maïch coäng höôûng ñaàu vaøo taïo neân V'b. Do V'b leäch pha 900 vôùi V'b neân hieän töôïng phaûn hoài naøy khoâng gaây neân töï kích. * Neáu maïch coäng höôûng ra khoâng coäng höôûng hoaøn toaøn nhö hình b/; Khi ñoù doøng ñieän hoài tieáp ibc seõ taïo ra V'b coù hai thaønh phaàn V'b1 vaø V'b2. V'b1 ngöôïc pha vôùi Vb, coù nghóa laø trong maïch coù hoài tieáp aâm, laøm suy giaûm ñieän aùp vaøo Vb. Muoán ñaûm baûo coâng suaát ra nhö cuõ, trong tröôøng hôïp naøy ta phaûi taêng heä soá khueách ñaïi cuûa maïch leân. Nhö vaäy, ta thaáy raèng ñeå khöû ñöôïc hieän töôïng tröïc thoâng vaø hoài tieáp kyù sinh, ta phaûi duøng maïch trung hoøa. 2/. Maïch trung hoøa ôû taàn soá cao (coù caùc L kyù sinh) Treân ñaây laø maïch trung hoøa trong sô ñoà ñaåy keùo ôû taàn soá cao vaø caàu caân baèng. ÔÛ taàn soá cao caùc daây noái coù caùc ñieän caûm kyù sinh Lb1, Lb2, Lc1, Lc2 neân ngoaøi Cth1, Cth2 ta phaûi maéc theâm Lth1, Lth2. ¨ Ñieàu kieän caân baèng cuûa caàu ngoaøi: Neáu hai Transistor T1, T2 gioáng nhau nghóa laø phaûi thoûa: C'bc1 = C'bc2 vaø Lb1 = Lb2 thì caàu ngoaøi seõ caân baèng khi : Lth1 = Lth2 = Lb1 = Lb2 vaø Cth1 = Cth2 = C'bc1 = C'bc2. Nhöng neáu chæ coù caàu ngoaøi caân baèng thì hieän töôïng tröïc thoâng vaø phaûn hoài kyù sinh chöa ñöôïc khöû ñoái vôùi rieâng töøng Transistor. Vì neáu VC1ñaát # 0 seõ toàn taïi VB1E1, vaäy phaûi khöû sao cho VC1ñaát khoâng tôùi ñöôïc VB1E1. Neáu caàu ngoaøi caân baèng, coi nhö B'1 vaø B'2 ñöôïc noái vôùi ñaát. Muoán khöû hieän töôïng tröïc thoâng vaø hoài tieáp kyù sinh hoaøn toaøn thì caàu trong cuõng phaûi caân baèng; nghóa laø phaûi thoûa ñieàu kieän sau: = vaø = 3/. Choáng dao ñoäng kyù sinh: Nhö treân ta ñaõ phaân tích vaø nhaän xeùt hieän töôïng hoài tieáp kyù sinh coù theå gaây neân dao ñoäng kyù sinh vaø ta ñaõ khöû choùng baèng caùc tuï vaø ñieän caûm trung hoøa (taïi taàn soá fKS < fcoäng höôûng ). Ngoaøi ra; trong maïch cuõng coù theå coù dao ñoäng kyù sinh coù taàn soá khaùc vôùi taàn soá coäng höôûng cuûa maïch (fKS f0). Luùc ñoù ñeå maïch khoâng coù töï kích, ta phaûi tìm caùch phaù vôû hoaëc veà ñieàu kieän pha (maéc theâm caùc tuï beân ngoaøi) hoaëc ñieàu kieän bieân ñoä ( maéc R hoài tieáp aâm). Caùc dao ñoäng kyù sinh coù theå laøm hoûng Transistor. Vì vaäy, ngöôøi ta thöôøng duøng ñeøn neon ñeå goàm base hay collector, khi khoâng coù ñieän aùp kích thích (Vin = 0) maø ñeøn soùng laø trong maïch coù dao ñoäng kyù sinh vaø phaûi khöû ngay laäp töùc. VI. ÑO LÖÔØNG MAÙY PHAÙT: Trong thôøi kyø thieát keá moät maùy phaùt môùi hay khi baûo quaûn moät maùy phaùt ñang vaän haønh vieäc ño löôøng caùc tham soá cuûa maùy phaùt laø raát quan troïng. Caùc tham soá naøy ñöôïc so saùnh vôùi caùc chæ tieâu kyõ thuaät cuûa nhaø saûn xuaát vaø caùc chuaån quoác gia; quoác teá ñeå xaùc ñònh maùy phaùt coù hoaït ñoäng hôïp phaùp vaø hieäu quaû khoâng. Caùc chæ tieâu kyõ thuaät quan troïng caàn ño löôøng thöôøng xuyeân bao goàm: + Taàn soá vaän haønh. + Kieåm tra tín hieäu khoâng mong muoán (haøi). + Heä soá ñieàu cheá, daïng tín hieäu ñieàu cheá. + Coâng suaát cung caáp moät chieàu (PCC) + Coâng suaát cao taàn ôû ñaàu ra (Pra). Trong khi kieåm tra vaø ñieàu chænh caùc maùy phaùt phaûi coù taûi giaû ñeå khoâng gaây nhieãu cho ngöôøi söû duïng maùy thu. Ñöøng bao giôø vaän haønh moät maùy phaùt maø khoâng coù taûi giaû hoaëc anten. Neáu khoâng Transistor coâng suaát cao taàn seõ bò phaù huûy (cheát) trong vaøi mili giaây (ms). Ñeå ño taàn soá vaän haønh, ngöôøi ta thöôøng duøng maùy ñeám taàn soá coù ñoä chính xaùc cao noái ngay sau taûi giaû (Pra beù) hoaëc khoâng noái tröïc tieáp vôùi taûi giaû maø qua boä suy giaûm 20dB (Pra lôùn) ñeå ñaûm baûo an toaøn cho maùy ñeám taàn soá. Ñeå ño ñoä lôùn cuûa caùc thaønh phaàn haøi, ngöôøi ta thöôøng söû duïng maùy phaân tích phoå noái tröïc tieáp vôùi taûi giaû hoaëc qua boä suy giaûm. Ñeå kieåm tra daïng tín hieäu ñieàu cheá vaø heä soá ñieàu cheá coù theå söû duïng maùy hieän soùng taàn soá cao keát hôïp vôùi maùy phaân tích phoå. Ñeå ño coâng suaát cung caáp moät chieàu ta söû duïng Voân – Ampe keá ñeå ño ñieän aùp Collector trung bình vaø doøng dieän collector trung bình cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát ra. * Ñeå ño coâng suaát cao taàn cuûa ñaàu ra coù hai phöông phaùp: a. Ño coâng suaát nung noùng thöïc teá bôûi naêng löôïng cao taàn baèng söï caûm öùngï thay ñoåi trong ñieän trôû cuûa moät thermistor hoaëc söï taêng nhieät ñoä cuûa nöôùc laïnh. Thermistor laø moät duïng cuï ño löôøng raát nhaïy caûm coù theå phaùt hieän möùc coâng suaát döôùi moät mW. Noùi chung noù cuõng ñöôïc söû duïng ôû taàng soá sieâu cao. b. Kieåm tra ñieän aùp cao taàn treân taûi giaû vaø tính toùan coâng suaát cao taàn ôû ñaàu ra theo bieåu thöùc:  CHÖÔNG II : GIÔÙI THIEÄU VEÀ MAÙY PHAÙT HÌNH (TELEVISION TRANSMITTERS). I. Gíôi thieäu: Maùy phaùt truyeàn hình (TV) ñöôïc phaân loaïi theo daûi taàn hoaït ñoäng, möùc coâng suaát, loaïi ñeøn phaùt, phöông phaùp laøm laïnh hay theo coâng suaát thaáp. Maùy phaùt hình ñöôïc xem laø moät phaàn cuûa maùt phaùt TV; Thu nhaän tín hieäu Video; ñieàu cheá vôùi soùng mang RF vaø khueách ñaïi tín hieäu naøy leân ñeå ñöa ra heä thoáng anten. Maùy phaùt tieáng cuõng ñöôïc xem laø moät phaàn cuûa maùy phaùt TV; thu nhaän tín hieäu audio; ñieàu taàn FM vôùi soùng mang RF vaø khueách ñaïi ñöa ra heä thoáng anten. ÔÛ Myõ, theo FCC thì coâng suaát tieáng baèng töø (10 – 20)% coâng suaát ñænh tín hieäu. Khi thieát keá maùy phaùt thì söï khaùc bieät cuûa caùc ñaëc tính taàn soá ôû caùc daûi taàn VHF – low, VHF – high vaø UHF laø caùc vaán ñeà chính ôû boä chuyeån ñoåi taàn leân (up - converter)vaø möùc coâng suaát ra. ÔÛ Myõ, daûi taàn VHF – low coù 5 keânh töø keânh 2 – 6; VHF – high coù 7 keânh töø keânh 7 – 13 vaø UHF coù caùc keânh töø keânh 14 – 83. Gaàn ñaây caùc keânh töø 70 – 83 ñöôïc daønh cho caùc dòch vuï thoâng tin di ñoäng. Hieän nay, ngöôøi ta söû duïng moät boä kích hoaït hoaït ñoäng ôû ngay hoaëc gaàn taàn trung IF, sau ñoù laø moät boä phaän chuyeån ñoåi taàn leân ñeå ñoåi taàn tín hieäu IF leân taàn soá khueách ñaïi mong muoán. Ngaøy nay phaàn lôùn vieäc söûa meùo ñeàu thöïc hieän ôû taàn IF duø raèng vaãn coøn moät soá thöïc hieän ôû taàn RF vaø daûi goác. Baûng sau ñaây laø caùc giôùi haïn veà ñoä cao vaø coâng suaát cuûa caùc loaïi anten TV ôû Myõ. Taple power and Height Limitations Band Channeis Height,ft(m) ERP+,kw Zone Low – VHF High VHF UHF 2 – 6 7 – 13 14 - 69 100 316 5000 1000(305) 2000(610) 1000(305) 2000(610) 2000(610) 1 1,3 1 2,3 1,2,3 Effective radiated power (ERP). II. Phaân loaïi maùy phaùt hình: 1. Döïa theo coâng suaát ra: Coâng suaát ra laø coâng suaát ñænh cuûa maùy phaùt hình. Coâng suaát theo FCC laø coâng suaát ra maùy phaùt tröø ñi coâng suaát hao huït treân ñöôøng daây taûi(feedline), nhaân vôùi ñoä lôïi coâng suaát cuûa anten. Khi caàn coâng suaát 100 KW, coâng suaát ra cuûa maùy phaùt VHF – Low coù theå laø 5 KW vôùi ñoä lôïi cuûa anten laø 4; hoaëc 10 KW vôùi ñoä lôïi cuûa anten laø 12. Coâng suaát ra cuûa maùy phaùt VHF – Higt coù theå laø 50 KW vôùi ñoä lôïi cuûa anten laø 8 hay 30 KW vôùi ñoä lôïi cuûa anten laø 12 nhaèm ñeå taïo ra coâng suaát lôùn nhaát. Ñeå coù ñöôïc möùc coâng suaát laø 5000 KW, coâng suaát ra cuûa maùy phaùt UHF coù theå laø 220 KW vôùi anten coù ñoä lôïi laø 25, khoâng phaûi baát kyø traïm UHF naøo cuõng coù theå laép ñöôïc maùy phaùt coù coâng suaát ra laø 220 KW maø phaàn lôùn hoaït ñoäng vôùi coâng suaát phaùt thaáp hôn möùc cho pheùp lôùn nhaát. Caùc ví duï treân laø thích hôïp do hao huït treân ñöôøng truyeàn taûi thay ñoåi theo taàn soá, ñoä daøi vaø seõ aûnh höôûng ñeán coâng suaát böùc xaï hieäu duïng (ERP) taàng cuoái. 2. Theo möùc ñieàu cheá: Caùc maùy phaùt phaân loaïi theo tieâu chuaån naøy laø caùc maùy phaùt IF. Caùc lyù do ñeå söû duïng ñieàu cheá IF laø deã daøng söûa meùo, deã daøng ñònh daïng bieân taàn cuït vaø nhieàu öu ñieåm veà kinh teá ñoái vôùi nhaø saûn xuaát. Öu ñieåm veà kinh teá do chæ caàn moät daïng boä kích hoaït cho daûi VHF vaø chæ caàn thieát keá cô baûn cho daûi UHF. 3. Theo loaïi ñeøn phaùt taàng cuoái: Thöôøng duøng ñeøn 4 cöïc cho maùy phaùt VHF vaø maùy phaùt UHF coâng suaát thaáp, döôùi 5 KW, ñeøn klystron thöôøng ñöôïc duøng cho maùy phaùt UHF coù coâng suaát treân 10KW. Vieäc löïa choïn loaïi ñeøn naøo laø phuï thuoäc vaøo yeâu caàu loaïi ñoù coù hoaït ñoäng toát nhaát ôû taàn soá yeâu caàu khoâng?, keå caû giaù thaønh ban ñaàu, giaù thaønh hoaït ñoäng trong moät giôø vaø chi phí cho caùc phuï kieän. 4. Theo phöông phaùp laøm maùt ñeøn phaùt taàng cuoái: Laøm maùt nhôø nöôùc, khoâng khí, hôi hay hoãn hôïp cuûa chuùng. Noùi toùm laïi, taàn soá hoaït ñoäng, chi phí hoaït ñoäng, tuoåi thoï cuûa ñeøn, nhieãu vaø coâng suaát laøm vieäc cuûa maùy xaùc ñònh söï löïa choïn sau cuøng (söï löïa choïn hôïp lyù nhaát). 5. Boä chuyeån ñoåi (boä phieân dòch): Caùc toång ñaøi coâng suaát thaáp hoaëc caùc boä chuyeån ñoåi phaùt laïi moät soá chöông trình cuûa caùc ñaøi treân taàn soá khaùc, thöôøng ôû trong vuøng phuïc vuï loaïi B cuûa ñaøi chính. Chuùng khoâng taïo ra chöông trình rieâng vaø coâng suaát phaùt ra ñöôïc giôùi haïn laø 100 W ñoái vôùi maùy phaùt VHF vaø 1000 W ñoái vôùi maùy phaùt UHF. 6. Caùc ñaøi phaùt coâng suaát thaáp: Taát caû nhöõng ñieàu naøy laø môùi meõ vaø söï thaät chuùng laø caùc boä phaän chuyeån ñoåi (boä phieân dòch) ngoïai tröø vieäc chuùng töï taïo caùc chöông trình vaø coù theå ñöôïc aán ñònh moät soá keânh trong tieâu chuaån FCC. Vieäc giôùi haïn veà coâng suaát laø 100W VHF vaø 1000W UHF vôùi nhöõng quy ñònh raèng chuùng khoâng ñöôïc xen nhieãu vaøo caùc ñaøi truyeàn hình khaùc, thaäm chí coù theå yeâu caàu giaûm coâng suaát phaùt chæ coøn vaøi W. III. MOÂ TAÛ HEÄ THOÁNG MAÙY PHAÙT: A. HÌNH: Tín hieäu ñaàu tieân vaøo ñöôïc ñöa ñeán khoái goàm maïch khueách ñaïi xöû lyù tín hieäu hình (proc amp) vaø boä caân baèng. Boä khueách ñaïi xöû lyù coù moät soá chöùc naêng sau: + Khueách ñaïi tín hieäu hình vaøo. + Caân baèng söï treã cuûa maùy thu. + Ghim tín hieäu hình vaø trieät nhieãu. + Hieäu chænh laïi söï treã pha. + Xeùn möùc traéng. + Phuïc hoài laïi tín hieäu ñoàng boä. Tín hieäu hình ñaõ xöû lyù ñöôïc bieán ñoåi ñeå ñieàu cheá bieân ñoä vôùi taàn soá trung taàn IF ñöôïc taïo ra hoaëc töø boä dao ñoäng thaïch anh hoaëc bôûi boä toång hôïp taàn soá. Tín hieäu ñaõ ñieàu cheá ñöôïc ñònh daïng daûi taàn nhôø loïc bieân taàn cuït, thöôøng laø boä loïc SAW söûa laïi treã bao hình laø khoâng caàn thieát do caùc ñaëc tính saün coù cuûa boä loïc maø coù theå buø laïi phaàn treå bao hình ôû moät soá phaàn khaùc cuûa cuûa maùy phaùt. Tín hieäu hình IF ñaõ ñieàu cheá ñeå söûa laïi caùc daïng meùo (söûa laïi caùc daïng sai leäch) vaø ñeå truyeàn taûi RF keá tieáp theo caùc taàn nhö sau: + Söûa laïi ñoä tuyeán tính cuûa maïch khueách ñaïi coâng suaát. + Söûa laïi vieäc treå nhoùm cuûa maïch khueách ñaïi coâng suaát. + Söûa laïi ñoä tuyeán tính cuûa maïch khueách ñaïi thuùc. + Söûa laïi phaàn ñieàu cheá pha ngaãu nhieân (khoâng mong muoán). + Maïch chuyeån ñoåi leân RF. + Maïch loïc thoâng daûi keânh. Maïch khueách ñaïi coâng suaát trung taàn IF vaø maïch khueách ñaïi coâng suaát cuoái sau ñoù khueách ñaïi ñöa coâng suaát leân ñeán coâng suaát yeâu caàu cuûa heä thoáng phaùt. Moät boä noái ñôn höôùng ñaët ôû ngoû ra maùy phaùt seõ laáy maãu tín hieäu RF ñöa ñeán maïch töï ñoäng ñieàu chænh möùc coâng suaát ñaët trong phaàn xöû lyù RF. Maïch loïc daûi maøu ñöôïc duøng ñeå laøm suy giaûm caàn thieát cuûa tín hieäu möùc giaûi bieân gaàn 3,58 MHz vaø maïch loïc soùng haøi ñöôïc söû duïng ñeå laøm suy giaûm söï böùc xaï caùc soùng coù taàn soá ngoøai keânh tuøy theo yeâu caàu cuûa FCC. Caùc boä noái ngaãu maãu khaùc cung caáp caùc tín hieäu nhaèm phuïc vuï caùc vieäc kieåm soaùt sau: Ño VSWR (voltage –Standing – Wave radio): Tæ soá soùng ñöùng ñieän aùp. Baûo veä VSWR. Kieåm soaùt RF cho boä giaûi ñieàu cheá RF. Kieåm soaùt RF cho maùy phaân tích phoå vaø ñôn vò giaûi bieân. B. TIEÁNG: Tín hieäu aâm thanh ñöôïc tieáp nhaän ôû möùc chuaån 75 ms vaø duøng ñeå ñieàu cheá taàn soá soùng mang taïo ra töø boä dao ñoäng. Tín hieäu ñaõ ñieàu cheá ñeå maïch chuyeån ñoåi leân ñeán taàn soá soùng mang RF cuoái vaø chuyeån sang caùc taàn khueách ñaïi trung gian (boä khueách ñaïi trung gian IPA) vaø taàn khueách ñaïi coâng suaát (PA). Boä loïc soùng haøi laøm suy giaûm söï böùc xaï cuõa caùc taàn soá ngoaøi baêng taàn. Tín hieäu hình vaø tieáng ôû ngoû ra ñöôïc ñöa ñeán boä phoái hôïp (lai gheùp) ñeå keát hôïp hai tín hieäu roài ñöa ñeán anten phaùt ñi. Ñoái vôùi nhöõng thieát bò ñoøi hoûi anten ñoâi (song haønh) thì duøng boä gheùp noái coù tín hieäu ôû ngoû ra vuoâng goùc nhau. IV. CAÙC ÑAËC TÍNH VEÀ CHEÁ ÑOÄ LAØM VIEÄC CUÛA MAÙY PHAÙT. Coù nhieàu aûnh höôûng trong vieäc thu hình aûnh vaø aâm thanh, haäu quaû cuûa söï phaûn xaï vaø söï giôùi haïn veà ñòa hình maø caùc nhaø quaûng baù khoâng theå ñieàu chænh kieåm soaùt ñöôïc. Tuy nhieân, coøn moät soá vaán ñeà khaùc chaúng haïn nhö ñoä phaân giaûi keùm, söï thay ñoåi maøu saéc, bieân maøu, söï thay ñoåi ñoä choùi vaø chaát löôïng tieáng keùm, coù theå ñöôïc ngaên ngöøa neáu nhö heä thoáng kieåm tra coù hieäu löïc hoaït ñoäng vaø neáu maùy phaùt thieát keá coù caùc boä phaän söûa sai noùi treân. Caùc nguyeân nhaân gaây ra laø: ñieàu cheá pha, pha vaø ñoä lôïi sai leäch ñaùp tuyeán taàn soá, treã bao hình meùo caàu phöông, söï thay ñoåi tæ leä ñoä choùi, ñoä maøu, ñaùp tuyeán aâm thanh vaø caùc daïng meùo. Phaàn sau seõ noùi roõ hôn veà caùc daïng meùo. Coù hai daïng meùo tín hieäu trong heä thoáng truyeàn hình, meùo tuyeán tính vaø meùo phi tuyeán. Meùo tuyeán tính xaûy ra ñoäc laäp vôùi möùc ñoä hình aûnh, trong khi ñoù meùo phi tuyeán thay ñoåi bieân ñoä tín hieäu hình. * Meùo tuyeán tính: Thöôøng xaûy ra trong heä thoáng truyeàn hình coù ñaùp tuyeán taàn soá sai vaø ñöôïc chia ra laøm 4 kieåu chính: Meùo trong thôøi gian ngaén aûnh höôûng ñeán ñoä saéc. Meùo trong thôøi gian moät doøng laø nguyeân nhaân daãn ñeán xeù ngang. Meùo trong thôøi gian moät baùn aûnh laø nguyeân nhaân daãn ñeán nhöõng sai soùt trong ñaùp tuyeán taàn soá thaáp vaø nhöõng veät toái thaúng ñöùng treân maøn hình. Meùo trong thôøi gian daøi ôû khoaûng taàn soá töø DC ñeán taàn soá cöï c thaáp laø nguyeân nhaân daãn ñeán söï nhaáp nhaùy vaø thay ñoåi chaäm chaïp cuûa ñoä soùng veà hình aûnh. Meùo ñieàu cheá tôùi pha xaûy ra khi thaønh phaàn giaûi bieân caàu phöông cuûa heä thoáng vaø bieân truyeàn hình khoâng caân baèng, gaây ra hôïp löïc töùc thôøi cuûa hai phöông daûi bieân xung quanh soùng mang thay ñoåi pha, vaø xuaát hieän maëc duø hình aûnh vaø soùng mang phuï maøu ñang ñöôïc ñieàu cheá pha. Noùi caùch khaùc, ñieàu bieân hình AM bình thöôøng vaø soùng mang phuï maøu trôû thaønh tín hieäu ñieàu taàn FM. Ñieàu naøy khoâng mong muoán bôûi vì noù taïo ra nhieãu trong vieäc taùi taïo laïi aâm thanh vaø tín hieäu maøu treân maøn hình. * Meùo phi tuyeán: meùo phi tuyeán xaûy ra vôùi vieäc möùc trung bình hình aûnh thay ñoåi (APL). Meùo phi tuyeán ñoä choùi xaûy ra khi ñoä lôïi cuûa heä thoáng thay ñoåi nhö laø tín hieäu chuyeån ñoåi töø ñen qua traéng. Meùo ñoä lôïi vi sai laø söï thay ñoåi bieân ñoä cuûa tín hieäu maøu khi bieân ñoä cuûa ñoä choùi thay ñoåi töø ñen qua traéng. Meùo sai pha laø söï thay ñoåi pha soùng mang phuï maøu khi tín hieäu choùi thay ñoåi veà bieân ñoä. * Nhoùm treã IF (delay IF): nhoùm laøm treã laø daïng meùo vaø keát quaû laø nhoùm coù quan heä veà taàn soá khaùc nhau trong thôøi gian truyeàn khi truyeàn qua moät maïch naøo ñoù. Caùc ví duï nhö caùc daïng meùo do söï haïn cheá ñoái vôùi ñaùp tuyeán taàn soá cuûa maïch loïc bieân taàn cuït, maïch loïc khaùc, ñöôøng aâm thanh, maïch loïc khaùc ñöôøng maøu vaø ñaùp tuyeán boä thu trung bình. Treã taàn soá thaáp: Treã LF (low frequency) coù aûnh höôûng ñaùng keå ñeán tín hieäu choùi, trong khi ñoù maïch treã taàn soá cao chæ aûnh höôûng ñeán tín hieäu saéc xung 2 – T chu kyø laø ñaïi dieän cho naêng löôïng trong daïng soùng cuûa boä taïo kyù töï ñieån hình (maãu). 100 75 50 25 0 % Taàn soá Mhz Khi nhìn vaøo bieåu ñoà naøy (7.2) haàu heát naêng löôïng cuûa xung hai chu kyø ñöôïc phaân phoái ôû caùc tín hieäu coù taàn soá döôùi 2 MHz. Xung 12,5 chu kyø laø tín hieäu kieåm tra tuyeät vôøi ñeå ño loãi ñònh thôøi töø ñoä saéc ñeán ñoä choùi bôûi vì naêng löôïng phaân boá khoå ñöôïc taäp hôïp (nhoùm) laïi trong baêng taàn heïp taïi taàn soá raát thaáp cuõng nhö xung quanh taàn soá soùng mang phuï maøu. Vieäc söû duïng tín hieäu kieåm tra naøy ñeå phaùt hieän söï meùo leäch pha trong ñoä choùi vaø ñoä saéc, nhöng khoâng naèm trong caùc nhoùm taàn soá khaùc. Hình aûnh sau ñaây seõ theå hieän söï phaân boá naêng löôïng khoå cuûa 12,5 chu kyø xung. 0 0.36 2.94 3.58 4.22 Taàn soá Mhz 3.20 3.90 Fc = 4.18 * Meùo caàu phöông: Ñaây laø söï thay ñoåi (dòch chuyeån) pha beân ngoaøi (bieåu kieán) cuûa soùng mang hình khi naêng löôïng toàn taïi trong hai daûi bieân khoâng caân baèng. Moät kieåm tra ñôn giaûn meùo caàu phöông laø quan saùt ngoõ ra cuûa maùy phaùt khi duøng 2 chu kyø xung ñieàu cheá maùy phaùt vaø söû duïng boä phaùt hieän bao hình. Khi caùc xung vaøo vaø ra taïi möùc ñieàu cheá bình thöôøng ñöôïc so saùnh vôùi xung vaøo vaø ra taïi möùc ñieàu cheá 50% seõ khoâng coù thay ñoåi veà bieân ñoä vaø daïng soùng neáu khoâng coù meùo caàu phöông. Hình minh hoaï sau seõ giaûi thích hieän töôïng meùo naøy xaûy ra nhö theá naøo: B A R Sl Emax fu fl A R Su B fmax fl fu Ep Sl E0 Emax Emin Emin Black75% 43.75% White12.5% 0% Daûi bieân caân baèng Bieân ñoä ;pha caân baèng Daûi bieân khaùc nhau Bieân ñoä ;pha caân baèng * Meùo ñieàu cheá sai pha vaø tôùi pha: Sai pha laø söï chuyeån ñoåi trong pha cuûa soùng mang maøu phuï khi thay ñoåi möùc ñoä töông phaûn. Ñieàu cheá tôùi pha laø söï ñieàu cheá pha khoâng mong muoán cuûa soùng mang hình vaø soùng mang phuï maøu coù quan heä vôùi soùng mang phuï hình caàn ñieàu cheá bieân ñoä. Haàu heát trong caùc maùy phaùt thì ñieàu cheá sai pha thöôøng ít hôn ñieàu cheá tôùi pha. Nhìn chung thì ñieàu cheá tôùi pha laø tín hieäu (tieáng keâu) töø ñoàng boä vaø löôïng hình aûnh soùng nhö laø boä taïo kí töï (dao ñoäng). Ñieàu naøy xaûy ra bôûi vì vieäc taùch tieáng ñoøi hoûi moät söï khaùc nhau khoâng ñoåi giöõa soùng mang hình vaø soùng mang tieáng ñeå taïo ra soùng mang tieáng xuyeân ñieàu cheá (4,5Mhz). Neáu soùng mang hình ñöôïc ñieàu cheá pha nhö soùng mang ñöôïc ñieàu cheá bieân ñoä bình thöôøng, thì söï caùch bieät luoân thay ñoåi giöõa hai soùng mang seõ taïo ra söï ñieàu taàn khoâng mong muoán hoaëc tieáng uø. Caùc thieát keá thieát bò kieåm tra ñôøi cuõ khoâng theå taùch meùo ñieàu pha sai bieät töø meùo tôùi pha. Hieän nay nhieàu taûi ñieàu cheá raát coù giaù trò coù theå giaûi ñieàu cheá tín hieäu RF theo kieåu bao hình hoaëc kieåu ñoàng boä. Maùy phaùt hình coù maïch söûa ñieàu cheá tôùi pha laøm giaûm meùo tôùi möùc ñoä tôùi thieåu. * Meùo ñoä lôïi vi sai: Meùo ñoä lôïi vi sai xaûy ra khi bieân ñoä cuûa tín hieäu saéc thay ñoåi coù quan heä vôùi tín hieäu choùi. Ñieàu naøy gaây neân söï thay ñoåi veà söï baõo hoaø maøu saéc khi thay ñoåi ñoä choùi giöõa möùc ñen vaø traéng. *Ñaëc tính aâm thanh vaø söï meùo daïng: Caùc maùy phaùt hieän nay ít noùi veà ñaùp tuyeán aâm thanh vaø söï meùo daïng ngoaïi tröø caùc thoâng soá ñaõ ñöôïc nghieân cöùu trong nhöõng naêm gaàn ñaây. Chaúng coù gì laï khi chuùng khoâng tuaân theo caùc ñaëc tuyeán quy ñònh cuûa FCC vaø ñoøi hoûi veà daïng meùo trong caùc maùy phaùt cuõ. Trong caùc maùy phaùt môùi thì ít khi naøo ngöôøi ta ño ñoä cheânh leäch cuûa ñaùp tuyeán taàn soá bieân ñoä ñöôïc quaù 1% vaø meùo khoâng quaù 1%. Chuù yù laø chæ ñoái vôùi maùy phaùt vaø khoâng dính daùng tôùi ñöôøng gheùp noái töø phoøng thu ñeán maùy phaùt. V. Caùc boä phaän cuûa maùy phaùt hình: Khi moãi nhaø saûn xuaát coâng ngheä ñeàu coù coâng thöùc ñeå thieát keá ñoäc quyeàn rieâng, tuy nhieân caùc saûn phaåm taïo ra nhìn toång quaùt vaãn coù nhöõng neùt chung, keát qua sau nhieàu naêm thieát keá ñeå thoaû maõn nhö hieän nay. 1. Boä caân baèng treã nhoùm: (group – delay – equalizer) Nhieäm vuï cuûa boä caân baèng treå nhoùm laø laøm treã tín hieäu hình ñeå söûa sai söï treã nhoùm ôû trong boä phoái hôïp (boä troän), boä khueách ñaïi coäng höôõng vaø treã nhoùm ôû maùy thu. Moãi boä caân baèng treã (delay) chöùa taát caû 5 maïng (network) treã; moãi maïng söûa moät daûi taàn rieâng. Caùc maïng naøy laø moät thieát bò trôû khaùng coá ñònh, cho pheùp taïo ñöôøng cong treå hoãn hôïp nhôø noái taàng; keát quaû laø caùc ñöôøng cong treã toång coäng buø cho caùc ñaët tuyeán treå cuûa maùy phaùt. Hình treân trình baøy moät maïng cho qua ñöôïc taïo töø caùc boä phaän khaùc nhau. Cuï theå moät maïng (heä thoáng) coù theå söûa sai pha vaø caùc vaán ñeà bieân ñoä ñöôïc ñoäc laäp nhau maø khoâng coù söï taùc ñoäng qua laïi naøo. 2/ Boä ghim tín hieäu hình: (video clamper) Boä ghim hình coù chöùc naêng giöõ möùc theàm sau coá ñònh, baát chaáp söï chuyeån ñoåi trong möùc hình trung bình. Moät tín hieäu maãu cuûa caùc tín hieäu ngoõ ra ñöôïc gôûi ñeán maïch ghim; maïch naøy coù boä taïo dao ñoäng ghim xung seõ taïo ra moät xung phuø hôïp vôùi theàm sau (back porch) cuûa tín hieäu hình. Tín hieäu ñi töø ngoõ ra cuûa maïch (board) hình sau khi ñaõ loaïi boû soùng mang phuï maøu ñöôïc ñöa ñeán boä phaùt hieän ñænh ñoàng boä; laøm cho caùc möùc ôû ngoõ ra bò ghim chuaån vaø sau ñoù ñöa ñeán chuyeån maïch baèng transistor; coâng taéc chuyeån maïch naøy cho pheùp môû ôû khoaûng thôøi gian giöõa caùc xung vaø ñoùng khi coù caùc xung. Ñieän aùp leäch ñöôïc taïo ra trong suoát quaù trình ñoùng naøy cho ñeán khi coâng taéc ñoùng keá tieáp; do ñoù giöõ ôû möùc khoâng ñoåi trong thôøi gian naøy. Ñoái vôùi tröôøng hôïp maát tín hieäu hình; boä khueách ñaïi töï ñoäng ñaët laïi möùc xoaù ñeå ñeà phoøng vieäc khueách ñaïi quaù möùc (overdrive) cuûa boä khueách ñaïi baùn daãn. 3/ Maïch keïp möùc traéng: white – clip – circuit Maïch keïp möùc traéng ñöôïc söû duïng nhaèm ngaên ngöøa tín hieäu hình ñieàu cheá aâm xuoáng döôùi 12,5% so vôùi möùc traéng tham chieáu. Neáu nhö tín hieäu hình döôùi 12,5% ñieàu cheá quaù möùc vaø ñieàu cheá pha tôùi xaûy ra vaø keát quaû laø tieáng keâu vuø vuø coù theå xaûy ra ôû maùy thu. 4/. Boä söûa sai pha: differential phase corrector Maïch söûa sai pha ñöôïc mieâu taû qua sô ñoà hình beân döôùi, maïch coù caùc diode chæ môû öùng vôùi caùc möùc ñaõ choïn daïng soùng hình; hình thaønh caùc tín hieäu coù söï treã pha ngöôïc laïi ñeå khi coäng noù vaøo caùc tín hieäu ôû ngoõ vaøo, noù seõ xoùa meùo sai pha tieáp theo. Trong moät heä thoáng thieát keá ñieån hình nhôø maïch söûa sai pha ñeå söûa sai pha. Maïch chieát aùp ñieàu chænh sai pha 10 KW seõ taïo ra moät ñieän aùp leäch ñeán möùc 6,2V treân hai diode Zenner: CR1 vaø CR2 . Tuyø thuoäc vaøo giaù trò ñieän aùp leäch (thieân aùp), diode Zenner seõ daãn treân moät phaàn cuûa möùc bieân ñoä tín hieäu hình vaø tín hieäu söûa sai qua tuï 7pF, ñieän trôû 2,2 KW ñeán coäng vôùi tín hieäu ôû ngoõ ra. 1.5v TP1 +6.2V 1.5v TP2 0V 1.5v TP4 0V TP3 –6.2V 1.5v Moät maïch khoâng chæ ra treân sô ñoà seõ taïo ra moät tín hieäu bò ñaûo cöïc tính, tín hieäu naøy seõ coäng vôùi tín hieäu ôû ngoõ ra maïch söûa sai thoâng qua diode CR3. Diode naøy coù theå ñöôïc cheøn vaøo maïch laép raùp nhôø moät phöông phaùp keïp chaïy (fuse - clip) vôùi cöïc tính laø moät trong hai daïng ôû hình theo ñuùng yeâu caàu trong suoát quaù trình ñieàu chænh cuûa vieäc söûa sai pha. Vieäc söûa sai pha ñöôïc thöïc hieän döïa treân neàn taûng hieäu chænh tröôùc ñeå söûa meùo ôû phaàn caùc boä khueách ñaïi coâng suaát trung gian vaø tieáp sau taïi taàn cuoái cuøng cuûa maùy phaùt (IPA vaø PA). 5/. Boä ñieàu cheá tín hieäu hình (Video Modulator): Boä ñieàu cheá tín hieäu hình nhaän tín hieäu hình ñaõ ñöôïc ñieàu chænh töø boä xöû lyù hình vaø tín hieäu CW töø boä toång hôïp trung taàn IF. Keát quaû taïo ra tín hieäu AM vôùi hai daûi bieân. Boä loïc SAW loaïi boû moät daûi bieân, keát quaû laø tín hieäu ñôn bieân tuaân thuû theo quy ñònh cuûa FCC. 6/. Boä toång hôïp taàn soá (Frequency Synthesizer): Boä toång hôïp taàn soá thöôøng taïo ra soùng mang tieáng vaø hình IF. Noù söû duïng voøng khoùa pha (PLL) ñeå ñieàu khieån chính xaùc soùng mang. Moät boä toång hôïp taàn soá ñôn giaûn phuû toaøn daûi taàn hoaït ñoäng cuûa keânh VHF hoaëc UHF. Filter Q4 Q5 Ub VCO FET Q1 ¸915 or 778U5 ¸U7 ¸ 10U4 Phase ditecter Ub F1= 45.76 Mhz or 38.90 Mhz F0 dc 5Khz Reference ¸N circuit Sô ñoà khoái boä toång hôïp trung taàn hình IF Do ñoù coù theå taïo ra taàn soá cuûa baát kyø keânh naøo nhôø vaøo vieäc duøng caùc ñaàu noái ôû caùc maïch phaân chia taàn soá. Tín hieäu coù taàn soá 5 KHz töø boä dao ñoäng noäi ñöôïc ñöa ñeán boä taùch pha vaø noù ñöôïc so saùnh vôùi tín hieäu maãu cuûa soùng mang RF ñaõ ñöôïc chia xuoáng coøn 5 KHz. Neáu hai tín hieäu khaùc nhau veà pha hoaëc veà taàn soá, ñieän aùp sai pha phaùt sinh vaø ñöa ñeán boä taïo dao ñoäng ñieàu khieån ñieän aùp ñeå söûa söï sai leäch ñoù. Tín hieäu ngoõ ra cuûa boä toång hôïp taïi trung taàn hình IF ñöôïc gôûi ñeán boä ñieàu cheá. Ngoõ ra thöù hai coäng vôùi soùng mang hình ñöôïc söû duïng ñeå ñöa tôùi pha vaø boä chuyeån ñoåi leân, caùc tín hieäu töông töï khaùc ñöôïc gôûi ñeán boä ñoåi taàn tieáng. Trong tröôøng hôïp naøy, vieäc xaùc ñònh taàn soá laø caàn thieát cho tính oån ñònh taàn soá cuûa heä thoáng khi coù khaû naêng coù nhieãu keânh, boä dao ñoäng noäi seõ thay theá baèng boä taïo taàn soá chính xaùc (boä taïo taàn soá xaùc ñònh). 7/. Boä söûa sai tuyeán tính (Linearity - Corrector): Boä söûa sai tuyeán tính laøm meùo tröôùc tín hieäu ñieàu cheá IF ñeå buø cho meùo ñoä lôïi vi sai cuûa maùy phaùt. Vieäc laøm naøy nhôø vaøo söï ñeø neùn hoaëc keùo caêng moät phaàn khoâng tuyeán tính cuûa ñaëc tuyeán chuyeån ñoåi baèng caùch söû duïng thieân aùp diode khaùc nhau treân trôû taûi cuûa boä khueách ñaïi tín hieäu IF. 8/. Boä kích thích (Exciter): Taát caû nhöõng boä phaän tröôùc nhö: boä ñieàu cheá tín hieäu hình, boä loïc Saw, boä toång hôïp taàn soá, boä söûa sai tuyeán tính ñöôïc nhoùm laïi ñeàu coù chöùa boä kích thích tín hieäu. Maïch dao ñoäng noäi taïo theâm caùc tín hieäu maø caùc tín hieäu ngoõ ra naøy laø toång taàn soá cuûa trung taàn IF vaø taàn soá soùng mang ñöôïc söû duïng trong boä chuyeån ñoåi leân (up-converter). Trong boä kích thích tín hieäu tieáng, tín hieäu audio ñöôïc ñieàu cheá vôùi soùng mang trung taàn IF vaø cho qua boä chuyeån ñoåi tín hieäu aâm thanh. 9/. Boä chuyeån ñoåi leân (Up Converter): Tín hieäu ñieàu cheá trung taàn IF ñöôïc troän vôùi tín hieäu töø boä dao ñoäng noäi, vieäc troän naøy chính laø toång cuûa soùng mang trung taàn IF vaø soùng mang cuoái cuøng (Final Carrier). Vieäc troän caùc taàn soá khaùc nhau ñöôïc ñöa vaøo boä xöû lyù troän cuûa soùng mang cuoái cuøng ñöôïc laáy ra bôûi maïch loïc daûi thoâng, tín hieäu hình laáy ra cuûa maïch troän (Up Converter) trong taàn soá soùng mang cuoái cuøng ñöôïc gôûi ñeán boä khueách ñaïi tín hieäu hình baùn daãn vaø tín hieäu tieáng cuõng ñöôïc gôûi ñeán boä khueách ñaïi tín hieäu aâm thanh baùn daãn. Boä sau giaûm ñöôïc duøng nhaèm töï ñoäng ñieàu chænh caùc möùc vaøo rieâng cuûa boä ñieàu khieån baùn daãn nhaèm baûo veä ngaên ngöøa quaù ñieàu cheá. 10/. Boä söûa sai ñieàu cheá tôi pha: (incidental phase modulation corrector) Boä söûa sai ñieàu cheá tôùi pha xoùa daïng meùo ñieàu cheá tôùi pha cuûa soùng mang hình. Moät daïng maãu chuaån cuûa vieäc ñieàu cheá soùng mang hình RF ñöôïc taùch ra bôûi boä taùch tín hieäu hình maø boä naøy chöùa caùc maïch treã vaø söï chænh tröôùc sai pha. Tín hieäu hình ñöôïc loïc vaø ñieàu cheá pha vôùi moät tín hieäu ñöa dao ñoäng noái ñeán boä chuyeån ñoåi taàn (up converter). Ñieàu cheá phaûi ñöôïc caân baèng vaø ngöôïc pha vôùi ñieàu cheá tôùi pha (incidental phase modulation). Moät khi ñaõ söûa sai thì caùc boä giaûi ñieàu cheá ñoàng boä vaø bao hình coù theå taïo ra caùc daïng soùng ôû ngoõ ra nhö nhau. 11/. Boä khueách ñaïi: (Power Amplifier) Boä khueách ñaïi coâng suaát khueách ñaïi möùc coâng suaát phaùt ôû ngoõ ra RF ñeán möùc coâng suaát phaùt. Ñoái vôùi VHF, ñeøn ñieän töû 4 cöïc löôùi chaén trôû thaønh ñeøn phaùt chuaån bôûi vì noù coù coâng suaát phaùt ra cao, sai soá cuûa noù ôû caùc ñieàu kieän hoaït ñoäng vaø noù coù hieäu suaát raát cao. Ñoái vôùi UHF, klystron laø ñeøn phaùt ra chuaån, maëc duø coù theå söû duïng ñeøn 4 cöïc cho caùc maùy phaùt coù coâng suaát töø 10 KW trôû xuoáng. Ñoái vôùi keânh VHF, ñeøn 4 cöïc ñöôïc duøng cho dòch vuï truyeàn hình trong phaïm vi coâng suaát töø 500W ¸ 50KW. Noù hoaït ñoäng ôû lôùp B ñeå coù ñöôïc hieäu suaát cao hôn vaø duøng ñöôïc trong caáu truùc ñoàng truïc ñeå giöõ caûm khaùng nhi._.öôùc soùng haøng ngaøn meùt ñeán daûi soùng cöïc ngaén coù böôùc soùng döôùi 10 meùt vaø daûi soùng sieâu ngaén coù böôùc soùng centimet vaø milimeùt. Con ngöôùi ñaõ duøng soùng voâ tuyeán ñeå laøm soùng mang (carrier) truyeàn taûi qua khoâng gian caùc daïng tín hieäukhaùc nhau tuøy theo yù muoán. Ngöôøi ta chia ra laøm caùc loaïi soùng: soùng daøi, soùng trung, soùng ngaén, soùng cöïc ngaén. ÔÛ daûi soùng trung töø 200m - 3000m (1,5MHz ¸ 100KHz), ôû daûi soùng ngaén töø 10m - 200m (30MHz ¸ 1,5 MHz) chuû yeáu duøng ñeå phaùt thanh. ÔÛ daûi soùng cöïc ngaén duøng cho phaùt thanh FM, truyeàn hình, ñieàu khieån vaø nghieäp dö. ÔÛ daûi soùng sieâu ngaén (viba), ngaøy nay ñöôïc duøng cho maïng löôùi viba hoãn hôïp chöùa nhieàu daïng tín hieäu, truyeàn taûi ñöôïc caû hai chieàu. Soùng Radio döôïc duøng laøm soùng mang (carrier) ñeå truyeàn taûi tín hieäu coù ích döôùi hai daïng ñieàu bieân (AM) hay ñieàu taàn (FM). Soùng naøy coù daïng hình sin vaø coù tính chu kyø. Soùng radio mang tính chaát soùng ñieän töø, noù coù theå chuyeån ñoåi laãn nhau trong khoâng gian truyeàn daãn töø daïng ñieän tröôøng sang töø tröôøng vaø ngöôïc laïi. P P P P P P E E E E E E Maët phaúng soùng Maët soùng Anten phaùt böùc xaï soùng ñieän töø ra khoâng gian theo maët caàu voâ höôùng nhö hình veõ sau: * Maët soùng vaø phöông tuyeán. ÔÛ moãi thôøi ñieåm treân maët caàu caùc soùng böùc xaï ñeàu ñoàng pha nhöng coù bieân ñoä thay ñoåi. Vectô ñieän tröôøng tieáp tuyeán vôùi maët caàu, coøn phöông truyeàn p thaúng goùc vôùi . Neáu xeùt moät ñoaïn maët caàu thì seõ ñöôïc maët phaúng soùng nhö hình b. Trong khoâng gian truyeàn soùng, ñieän tröôøng vaø töø tröôøng coù moái lieân heä vôùi nhau theo coâng thöùc: vôùi E tính baèng V/m H tính baèng A/m Moái lieân heä treân ñöôïc goïi laø trôû khaùng soùng truyeàn lan trong khoâng gian. Vaän toác truyeàn lan cuûa soùng ñieän töø trong khoâng gian ñöôïc tính theo coâng thöùc: Vôùi c : toác ñoä aùnh saùng (c=300.000km/s) hay 186.000 miles e: haèng soá ñieän moâi cuûa moâi tröôøng truyeàn soùng. m: ñoä töø thaåm cuûa moâi tröôøng truyeàn soùng. Trong chaân khoâng, giaù trò e = m = 1, neân toác ñoä truyeàn lan soùng ñieän töø baèng toác ñoä aùnh saùng. Coøn trong khoâng gian, giaù trò e vaø m luoân lôùn hôn 1 neân toác ñoä truyeàn lan nhoû hôn toác ñoä aùnh saùng ñoâi chuùt. Soùng Radio truyeàn lan trong khoâng gian bao goàm hai thaønh phaàn: ñieän tröôøng E vaø töø tröôøng H, ñöôïc moâ taû ôû daïng vectô nhö hình sau: Phaùt E P H 900 Phöông truyeàn Maët phaúng laøm vieäc Thu P Phöông truyeàn Ñoä daûi böôùc soùng P 900 E H (a) (b) (c) Hai vectô vaø luoân thaúng goùc vôùi nhau vaø naèm trong moät maët phaúng. Coøn phöông truyeàn p luoân luoân thaúng goùc vôùi maët phaúng chöùa vaø vaø höôùng töø taâm maët caàu soùng ra ngoaøi. Giaù trò cho p bieåu thò naêng löôïng böùc xaï qua 1m2 trong 1 giaây vaø ñöôïc tính: Maët phaúng chöùa ñieän tröôøng phaân cöïc E vaø phöông truyeàn soùng p ñöôïc goïi laø maët phaúng truyeàn soùng phaân cöïc, goïi taét laø maët phaúng phaân cöïc. ÔÛ ñaây, ta ñang xeùt maët phaúng phaân cöïc tuyeán tính. Caên cöù vaøo ñaëc tính phaân cöïc cuûa truyeàn lan soùng ñieän töø ñeå thieát keá loaïi anten thích hôïp. Phaàn lôùn anten ñeàu cho daïng soùng phaân cöïc tuyeán tính, ví duï nhö anten roi, anten coät hình truï. Do quaù trình truyeàn lan trong khoâng gian coù moâi tröôøng khoâng ñoàng nhaát ôû taàng ñieän ly do buïi, maây, ion gaây neân hieän töôïng taùn xaï vaø khuùc xaï soùng truyeàn, laøm thay ñoåi höôùng phaân cöïc, moät soá phaàn töû chuyeån thaønh phaân cöïc ngang. Ñieàu quan troïng laø ta phaûi chuù yù ñeå khaéc phuïc caùc taùc nhaân naøy. * Caùc ñaïi löôïng lieân quan: - Trong tröôøng hôïp phaùt ñaúng höôùng, coâng suaát trung bình treân maët caàu ñöôïc tính: trong ñoù: PAV : coâng suaát trung bình treân ñôn vò dieän tích [W/m2]. Pt : coâng suaát toång [W]. d : baùn kính cuûa maët caàu (khoaûng caùch töø trung taâm phaùt ñeán ñieåm thu) (m). - Goùc môû hieäu duïng (effective aperture) Ae cuûa anten thu coù quan heä vôùi khaû naêng thu naêng löôïng EM (electromagnetive) ñeå caáp cho taûi. Xeùt tröôøng hôïp anten thu ñaët trong maët phaúng nhoû cuûa maët caàu ñaúng höôùng thì: - Coâng suaát phaân phoái treân taûi: Trong ñoù : - Toån hao treân ñöôøng truyeàn töø trung taâm phaùt ñaúng höôùng ñeán anten thu: Hoaëc LdB = 20log d + 20log f + kd Trong ñoù : d laø cöï ly truyeàn [m], f laø taàn soá soùng mang [MHz]. Kd laø haèng soá phuï thuoäc vaøo ñôn vò tính cuûa d nhö sau: kd = 32,4 neáu d tính baèng Km. kd = 36,58 neáu d tính baèng miles theo quy chuaån thoâng thöôøng. kd = 37,80 neáu d tính baèng miles duøng trong haøng haûi. kd = -37,87 neáu d tính baèng feet. kd = -27,55 neáu d tính baèng meùt. * Sô löôïc veà caáu truùc taàng khí quyeån: Lôùp khí quyeån bao quanh traùi ñaát coù beà daøy töø (2000 ¸ 3000) km, ñöôïc caáu taïo chuû yeáu baèng khí nitô, oxy vaø hôi nöôùc, laø moâi tröôøng truyeàn daãn soùng khaù toát. Noù ñöôïc phaân thaønh caùc lôùp cô baûn sau ñaây: - Taàng ñoái löu (tropo layer, troposphere) naèm caùch maët ñaát töø 8 ñeán 18 km vaø phaân boá tuøy theo vó ñoä. ÔÛ mieàn nhieät ñôùi, lôùp treân cuûa taàng ñoái löu ôû ñoä cao töø 16 ¸ 18km, ôû vó ñoä oân ñôùi haï xuoáng töø 10 ¸ 12km, coøn ôû mieàn haøn ñôùi (hai cöïc) laïi haï xuoáng töø 8 ¸ 10km. - Taàng bình löu (stratosphere) naèm beân treân taàng ñoái löu ôû ñoä cao töø 60 ¸ 80 km. Ñaëc tröng cuûa taàng naøy laø hoaøn toaøn khoâng coù hôi nöôùc. - Taàng ion: (ionsphere) hay taàng ñieän ly naèm beân treân taàng bình löu, ôû thöôïng taàng khí quyeån. Ñaëc tröng cuûa taàng naøy laø coù nhieàu phaàn töû tích ñieän, ñieän töû vaø ion; ñöôïc taïo neân laø do söï baén phaù caùc phaân töû khí trung hoøa cuûa caùc tia cöïc tím, tia böùc xaï cuûa maët trôøi, tia vuõ truï vaø cuûa haøng chuïc ngaøn doøng sao baêng luoân xaâm nhaäp vaøo baàu khí quyeån trong moät ngaøy ñeâm, ñaõ taïo neân quaù trình ion hoùa. Maät ñoä ion ôû taàng ñieän ly luoân bieán ñoåi, theo ñoù söï truyeàn lan soùng Radio ôû taàng naøy cuõng thay ñoåi theo. AÙp suaát, nhieät ñoä vaø ñoä aåm seõ giaûm daàn theo ñoä cao cuûa lôùp khí quyeån. Neáu taêng ñoä cao leân 1km (keå töø taàng ñoái löu) thì nhieät ñoä ôû lôùp döôùi giaûm 5oC, coøn ôû lôùp treân thì giaûm 7oC. 2. Truyeàn lan soùng Radio: Soùng Radio truyeàn lan trong khoâng gian vaø treân maët ñaát ñöôïc moâ taû nhö hình sau: H H D3 D2 D1 Space Ware Pro agation Soùng truyeàn lan trong khoâng gian ôû taàng ñieän ly thöôøng ñöôïc goïi laø soùng trôøi, truyeàn lan chuû yeáu ôû taàng ñieän ly (hay ion). Soùng truyeàn lan treân beà maët traùi ñaát thöôøng ñöôïc goïi laø soùng ñaát, bao goàm soùng truyeàn ôû phía döôùi beà maët traùi ñaát, caùc soùng ñöôïc phaûn xaï töø beà maët traùi ñaát, soùng nhieãu xaï ngoaøi taàm nhìn vaø soùng khuùc xaï ôû taàng ñoái löu. Treân ñöôøng truyeàn xaûy ra hieän töôïng sôùm pha hay chaäm pha do phaûn xaï seõ laøm thay ñoåi phaân cöïc vaø bieân ñoä cuûa chuøm soùng tôùi, gaây ra hieän töôïng pha ñinh vaø toån hao naêng löôïng böùc xaï. Heä soá toån hao ñöôïc tính baèng: Trong ñoù: Sr : möùc tín hieäu ôû ñieåm thu bao goàm soùng phaûn xaï töø maët ñaát (ground reflection), theo ñöôøng D2 - D3 Sf : naêng löôïng soùng khoâng gian (free space) truyeàn tröïc tieáp theo ñöôøng D1, khoâng coù phaûn xaï. Coâng thöùc ñöôïc tính cuï theå nhö sau: Ñoä dòch chuyeån pha trong quaù trình truyeàn ñöôïc tính: Trong quaù trình khuùc xaï (xaûy ra vôùi daûi taàn VHF) seõ laøm uoán cong phöông truyeàn vaø höôùng theo beà maët traùi ñaát. Ngöôùi ta goïi laø hieäu öùng baùn kính traùi ñaát, bieåu thò qua thoâng soá ke vaø ñöôïc tính: Trong ñoù: - Ro : baùn kính traùi ñaát, Ro = 6370 km = 3440 miles. - R : baùn kính cuûa maët cong phöông truyeàn. Giaù trò ke vaøo khoaûng 1,2 ¸ 1,234. Ñoái vôùi soùng cöïc ngaén (UHF) maët cong khuùc xaï gaàn maët ñaát hôn neân laáy ke = 4/3 = 1,33 laøm giaù trò tieâu chuaån trong tính toaùn. ÔÛ Vieät Nam laïi hay duøng khaùi nieäm soùng ñaát vaø soùng trôøi. Soùng ñaát coù yù moâ taû soùng truyeàn treân beà maët vaø trong loøng ñaát; coøn soùng trôøi coù yù moâ taû caùc daïng soùng truyeàn trong khoâng gian. ÔÛ vuøng khoâng gian gaàn beà maët ñaát, cöï ly truyeàn lan ñöôïc taêng cöôøng nhôø vaøo caùc hieän töôïng nhieãu xaï, khuùc xaï, vaø taùn xaï. - Soùng nhieãu xaï (diffraction) phaùt sinh taùc duïng khi treân ñöôøng truyeàn soùng gaëp caùc vaät caûn coù kích thöôùc baèng hoaëc lôùn hôn nhieàu laàn böôùc soùng seõ laøm leäch höôùng ñöôøng truyeàn. Caùc vaät caûn nhö laø caùc ñaùm maây ñaù, ñoài nuùi nhaáp nhoâ hay caùc cao oác ... Trong quaù trình nhieãu xaï naêng löôïng böùc xaï bò toån hao do bò vaät caûn haáp thuï. Toån hao baét ñaàu xuaát hieän ôû daûi soùng trung vaø taêng nhanh tæ leä thuaän theo taàn soá (hay giaûm theo ñoä daøi böôùc soùng). Bôûi vaäy hieän töôïng nhieãu xaï xaûy ra ôû daûi soùng daøi vaø phaàn cuoái daûi soùng trung, maø khoâng coù truyeàn lan baèng nhieãu xaï ôû daûi soùng ngaén. ÔÛ daûi soùng cöïc ngaén thì hieän töôïng nhieãu xaï laïi xuaát hieän treân ñöôøng truyeàn nhöng laïi bò suy giaûm maïnh theo cöï ly. - Soùng khuùc xaï (refraction): seõ laøm cong quó ñaïo truyeàn soùng khi soùng truyeàn töø lôùp naøy qua lôùp khaùc vôùi toác ñoä khaùc nhau. Ví duï: töø khoâng khí vôùi ñaát hay vôùi nöôùc; hoaëc truyeàn töø lôùp thaáp cuûa taàng ñieän ly ñeán taàng ñoái löu. Maët khaùc coøn do tính khoâng ñoàng nhaát cuûa lôùp khoâng khí neân laøm thay ñoåi toác ñoä truyeàn töø ñieåm naøy ñeán ñieåm kia. Hieän töôïng khuùc xaï bò phuï thuoäc nhieàu vaøo ñieàu kieän khí töôïng. Noù tham gia vaøo quaù trình truyeàn lan gaàn nhö ôû taát caû caùc daûi soùng Radio. Tuy nhieân coù taùc duïng roõ reät nhaát laø ôû daûi soùng ngaén. - Soùng taùn xaï (dicpersion): ôû taàng ñoái löu seõ laøm thay ñoåi phöông truyeàn soùng moät khoaûng caùch khoâng ñònh höôùng baét ñaàu töø söï khoâng ñoàng nhaát cuûa doøng khoâng khí ôû lôùp treân di chuyeån xuoáng lôùp döôùi do nhieät ñoä khaùc nhau. Söï khoâng ñoàng nhaát cuûa nhieät ñoä, aùp suaát vaø ñoä aåm bieán ñoåi theo daïng xoaùy luoân luoân xaûy ra ôû taàng ñoái löu giöõa lôùp naøy vôùi lôùp keá beân seõ laøm cho toác ñoä truyeàn soùng ôû phaàn naøy hay phaàn kia luoân thay ñoåi baäp beành. Truyeàn lan baèng soùng taùn xaï chæ xaûy ra ôû daûi taàn soùng cöïc ngaén. Toån hao lôùn treân ñöôøng truyeàn quaù taàm nhìn, laøm meùo daïng soùng do caùc soùng tôùi ñieåm thu coù pha khaùc nhau vaø cuõng coù vuøng laën soùng. Daûi soùng Radio truyeàn lan ñöôïc xa phaàn lôùn nhôø phaûn xaï (reflection) ôû taàng ñieän ly maø chuû yeáu baèng soùng khuùc xaï (refraction). Toác ñoä truyeàn qua moãi maët soùng ôû taàng ion (Vi) khaùc vôùi toác ñoä truyeàn lan trong khoâng khí thoâng thöôøng; noù phuï thuoäc vaøo ñoä taäp trung cuûa ñieän töû N (hay laø maät ñoä) vaø taàn soá truyeàn soùng f, theo quan heä: Trong ñoù: ki : laø haèng soá nhaân hay coøn goïi laø nhaân töû. c : laø toác ñoä aùnh saùng c = 3.108 m/s Trong ñieàu kieän nhieät ñoä vaø aùp suaát tieâu chuaån thì giaù trò n»1,0003. Cuõng do hieän töôïng phaûn xaï vaø qua nhieàu böôùc soùng nhaûy neân nhieàu phaàn töû soùng ñeán ñieåm thu theo nhieàu höôùng vôùi ñoä daøi khaùc nhau, pha giöõa chuùng khaùc nhau seõ gaây hieän töôïng giao thoa. Neáu coù nhieàu böôùc soùng ñoàng pha taïi ñieåm thu thì möùc tín hieäu ñöôïc taêng cöôøng, coøn khaùc pha thì möùc tín hieäu bò giaûm nhoû. Ngöôøi ta goïi ñoù laø hieän töôïng pha ñinh. Thôøi gian laøm suy giaûm tín hieäu ñeán möùc khoâng coøn nghe ñöôïc keùo daøi töø 1/10 giaây ñeán haøng chuïc giaây hay lôùn hôn. Neáu thôøi gian pha ñinh (fading) döôùi 5 phuùt goïi laø pha ñinh nhanh, thöôøng nghe thaáy ôû daûi soùng ngaén phaùt thanh vaø VHF. Coøn thôøi gian pha ñinh lôùn hôn 5 giaây goïi laø pha ñinh chaäm, laáy giaù trò trung bình trong ngaøy ñeâm. Hieän töôïng pha ñinh thöôøng xuaát hieän vaøo ban ñeâm vaø saùng sôùm, ít thaáy vaøo ban ngaøy. 3. Truyeàn lan soùng cöïc ngaén: Soùng cöïc ngaén truyeàn lan chuû yeáu treân maët phaúng soùng cuûa taàng ñoái löu ôû baêng taàn VHF vaø UHF. Vôùi böôùc soùng lôùn hôn 5m thì söï truyeàn lan chuû yeáu baèng taàng ñieän ly. Daûi taàn cuûa noù töø 30MHz ¸ 300000MHz, töông öùng vôùi böôùc soùng töø 1mm ¸ 10m. Ñeå thuaän tieän trong vieäc khai thaùc, ngöôùi ta chia daûi soùng naøy thaønh hai baêng taàn. - Baêng taàn VHF coù daûi taàn töø 30 MHz ñeán 300MHz thöôøng daønh cho laøn soùng truyeàn hình. - Baêng taàn UHF coù daûi taàn töø 470MHz ñeán 900MHz ñöôïc duøng cho baêng taàn cao cuûa truyeàn hình, coøn ôû böôùc soùng nhoû hôn thì chuû yeáu duøng cho thoâng tin chuyeån tieáp nhö viba (microwave). h1 h2 h1 D1 D2 Cöï ly nhìn Maët ñaát Soùng cöïc ngaén coù theå lan truyeàn tröïc tieáp trong taàm nhìn sau: * Hình theå hieän: cöï ly trong taàm nhìn, khoâng coù vaø coù khuùc xaï. Nhöng noù deã bò haáp thuï ôû maët ñaát cuøng caùc vaät caûn treân ñöôøng truyeàn nhö röøng raäm, ñoài nuùi, cao oác, haït möa vaø deã bò ñoåi höôùng truyeàn qua caùc khe nuùi, vaùch ñaù ... Hieän töôïng nhieãu xaï theo phöông truyeàn laø khoâng ñaùng keå so vôùi truyeàn tröïc tieáp. Nhö vaäy, soùng cöïc ngaén truyeàn lan xa hôn taàm nhìn laø nhôø soùng khuùc xaï vaø taùn xaï ôû taàng ñoái löu. Cöï li truyeàn lan ôû trong taàm nhìn nhö vaäy thì chæ caàn maùy phaùt soùng coù coâng suaát töø vaøi watts ñeán chuïc watts; vôùi maùy thu coù ñoä nhaïy khoâng cao laém (vaøo khoaûng 0,3mV) laø thu ñöôïc toát vaø oån ñònh. Neáu cöï ly giöõa ñieåm thu vaø phaùt caùch nhau khoâng xa laém thì coù theå duøng coâng thöùc sau ñeå tính: Trong ñoù Dd : laø cöï ly trong taàm nhìn thaúng (km,m) hp : laø chieàu cao anten phaùt (m) ht : laø chieàu cao anten thu (m) Trong tröôøng hôïp coù tính ñeán khuùc xaï (ôû möùc xa hôn taàm nhìn) thì cöï ly ñöôïc keùo daøi theâm (Dr), vaø ñöôïc tính theo công thöùc: Trong ñoù: Dr : laø cöï ly coù tính ñeán soùng khuùc xaï (km,m) : laø chieàu cao anten thu (m) ñeå nhaän soùng khuùc xaï Neáu cöï ly töø ñieåm thu ñeán trung taâm phaùt ngaén hôn cöï ly cuûa taàm nhìn (D < Dd ), vaø khi ñaõ thoûa maõn ñieàu kieän ht .hp < Dl /18 thì coâng thöùc tính cöôøng ñoä ñieän tröôøng taïi ñieåm thu nhö sau: Trong ñoù: P: laø coâng suaát maùy phaùt [W, KW] cung caáp cho anten phaùt. G: laø ñoä lôïi anten [laàn] l: laø ñoä daøi böôùc soùng [m] Eef : laø cöôøng ñoä tröôøng hieäu duïng taïi ñieåm thu [mV/m] D: laø cöï ly [m,km] II. CAÁU TRUÙC VAØ ÑAËC TÍNH CUÛA ANTEN- FIÑÔ: Anten vaø ñöôøng daây phiñô laø hai phaàn töû ñaëc bieät quan troïng ñeå ñöa naêng löôïng ñieän tröôøng töø maùy phaùt böùc xaï ra khoâng gian. Ñöôøng daây phiñô ñöôïc noái töø ngoõ ra maùy phaùt ñeán ngoõ vaøo anten. Noù laøm nhieäm vuï truyeàn naêng löôïng vaø phoái hôïp trôû khaùng giöõa maùy phaùt vaø anten. Neáu söï phoái hôïp trôû khaùng khoâng ñuùng thì seõ phaùt sinh soùng ñöùng laøm toån hao naêng löôïng, giaûm hieäu suaát vaø coøn gaây meùo daïng soùng truyeàn. 1. Caùc ñaëc tính cuûa anten: a. Hieäu suaát anten: ñöôïc bieåu thò baèng tæ soá giöõa coâng suaát do anten böùc xaï vôùi coâng suaát cung caáp cho anten (bao goàm coâng suaát böùc xaï vaø coâng suaát toån hao) qua coâng thöùc: Coâng suaát toån hao (Pth) coù theå do söï phoái hôïp trôû khaùng giöõa daây phiñô vaø anten chöa phuø hôïp, do caáu truùc anten coù trôû khaùng böùc xaï chöa thích hôïp vôùi böôùc soùng, do ñoä daãn ñieän ôû maët ñaát xung quanh anten xaáu, ñaëc bieät laø anten truï duøng cho soùng trung, soùng ngaén ... Ñeå taêng cöôøng ñoä daãn ñieän ôû phaïm vi quanh anten truï, ngöôøi ta ñaõ choân ôû ñoä saâu töø 0,3m - 0,5m caùc taám ñoàng laù hoaëc caùc daây ñoàng coù ñöôøng kính f = 0,3mm - 0,5mm theo hình reõ quaït keùo daøi töø chaân truï anten trôû ra vôùi ñoä daøi ít nhaát phaûi baèng 1/2 böôùc soùng. b. Ñieän trôû böùc xaï: Rå bieåu thò quan heä giöõa coâng suaát böùc xaï vôùi doøng ñieän chaïy qua moät ñieåm baát kyø cuûa anten, ñöôïc tính theo coâng thöùc: Trong ñoù caùc ñôn vò tính RS [W], PS [W], IA [A], thoâng thöôøng ñieän trôû böùc xaï ñöôïc tính taïi moät ñieåm coù giaù trò cöïc ñaïi hay moät ngoõ noái naøo ñoù, ví duï nhö taïi ngoõ vaøo. 0 0.4 0.8 1,4 1,2 1,6 2 40 80 120 140 200 240 Rz 1/l Ñieän trôû böùc xaï phuï thuoäc vaøo kích thöôùc anten so vôùi ñoä daøi böôùc soùng, vaøo hình daïng caáu truùc vaø moät vaøi yeáu toá khaùc cuûa anten vaø ñöôïc moâ taû treân ñaëc tuyeán sau: * Ñieän trôû böùc xaï cuûa chaán töû ñoái xöùng Töø ñaëc tuyeán ta nhaän thaáy raèng, Rå cuûa anten seõ taêng theo böôùc soùng cho ñeán khi ñoä daøi cuûa noù baèng moät böôùc soùng (l = l). c. Toång trôû vaøo cuûa anten: bao goàm ñieän trôû böùc xaï vaø ñieän trôû toån hao. Ñieän trôû toån hao cuûa anten bao goàm caùc toån hao naêng löôïng böùc xaï ñaõ nung noùng daây hay caây daãn vaø chaát caùch ñieän cuûa anten, toån hao ôû maët ñaát vaø heä thoáng daây ñaát gaây neân. Noù ñöôïc tính nhö sau: RA = Rå + Rth Neáu toång trôû ñöôïc tính taïi ñieåm coù doøng vaøo anten thì goïi laø toång trôû vaøo, kyù hieäu laø ZA hay RA. Ñieän trôû toån hao phuï thuoäc vaøo daïng caáu truùc anten, daûi taàn böôùc soùng. Khi giaûm ñoä daøi böôùc soùng thì ñieän trôû toån hao cuõng giaûm theo. ÔÛ daûi soùng trung chuû yeáu laø toån hao do maët ñaát, coøn toån hao do truï böùc xaï vaø vaät lieäu caùch ñieän nhö caùc söù khoâng ñaùng keå. ÔÛ daûi soùng ngaén, ñieän trôû toån hao coù theå boû qua. d. Ñaëc tính phöông höôùng anten: Höôùng böùc xaï anten ñöôïc bieåu thò baèng buùp soùng hay coøn ñöôïc goïi laø ñaëc tính phöông höôùng. Noù phuï thuoäc vaøo bieân ñoä tín hieäu theo buùp höôùng. Ñoà thò ñaëc tính coù theå ñöôïc veõ treân caùc maët phaúng khaùc nhau, nhöng thoâng thöôøng laø treân maët phaúng troøn theo hai toaï ñoä naèm ngang vaø thaúng ñöùng so vôùi beà maët ñaát. Ñaëc tính phöông höôùng ñöôïc moâ taû cho loaïi anten coù phaân cöïc thaúng ñöùng. Sau ñaây laø hai hình veõ moâ taû ñaëc tính phöông höôùng anten theo ñieän tröôøng trong toïa ñoä cöïc (Smith) vaø theo coâng suaát böùc xaï trong toïa ñoä phaúng (Decade). Ñaëc tính phöông höôùng bao giôø cuõng coù moät buùp höôùng chính chöùa möùc naêng löôïng lôùn vaø keøm theo caùc buùp höôùng phuï. Ñaùnh giaù ñaëc tính phöông höôùng baèng ñôn vò ñoä roäng cuûa buùp chính tính ôû möùc nöõa coâng suaát böùc xaï, ñoâi khi noù ñöôïc tính ôû möùc 0,707 theo ñieän tröôøng. Ñoà thò naøy ñöôïc moâ taû vôùi ñoä roäng laø qo=50o. Ngoaøi thoâng soá ñoä roäng qo ñaëc tröng cho tính höôùng, coøn coù thoâng soá veà heä soá tính höôùng soùng. Noù laø ñaïi löôïng duøng ñeå so saùnh giöõa anten coù höôùng vaø voâ höôùng. Ñaëc tính phöông höôùng theo ñieän tröôøng coù kyù hieäu FA (j,v) vôùi j laø goùc höôùng trong maët phaúng ngang, v laø goùc trong maët phaúng ñöùng so vôùi truïc. Luùc naøy, heä soá tính phöông höôùng coù quan heä vôùi chuùng vaø ñieän trôû böùc xaï theo coâng thöùc: e. Ñaëc tính taàn soá vaø daûi taàn cuûa anten: IAf / IA0 0 6 7 8 9MHz 0,2 0,4 0,6 0,8 1 f Anten coi nhö moät maïch dao ñoäng coù choïn loïc. Daûi taàn soá laøm vieäc cuûa anten phaûi ñaûm baûo ñöôïc hai tính naêng laø hieäu suaát böùc xaï vaø tính phöông höôùng. Daûi taàn laøm vieäc cuûa anten seõ ñaûm baûo khoâng laøm meùo daïng tín hieäu böùc xaï vaø coù ñoä roäng khoaûng vaøi MHz. Muoán tìm ñoä roäng daûi taàn phaûi caên cöù vaøo ñaëc tính taàn soá cuûa anten coù caùc thoâng soá xaùc ñònh. Ñieån hình nhö ñaëc tính coäng höôûng taàn soá cuûa chaán töû 1/2 böôùc soùng ñöôïc veõ vôùi ñoä daøi l=20m (taàn soá coäng höôûng laø 7,5MHz), vaø trôû khaùng soùng rA = 500W. Do chaán töû 1/2 böôùc soùng coù höôùng tính yeáu neân coù theå boû qua söï bieán ñoåi cuûa ñaëc tính phöông höôùng theo taàn soá. Neáu tính töø möùc 0,707 cuûa giaù trò doøng anten Iaf/Iao cöïc ñaïi thì daûi thoâng taàn cuûa anten 2Df = 1,25MHz. Daûi thoâng taàn cuûa anten ñöôïc tính: 2. Aûnh höôûng cuûa maët ñaát ñoái vôùi anten: Phaàn lôùn caùc anten ñeàu boá trí treân maët ñaát vaø chòu aûnh höôûng veà ñoä daøi böôùc soùng maïnh meõ. Maët ñaát daãn ñieän toát ôû daûi soùng daøi hôn 100m seõ keùm hôn khi böôùc soùng giaûm vaø caùch ñieän hoaøn toaøn ôû soùng cöïc ngaén. Maët ñaát aûnh höôûng ñaëc bieät vôùi anten chaán töû khoâng ñoái xöùng. I I I l l l E Ñaët tính ñaúng höôùng * Maët göông phaûn xaï ñoái vôùi chaán töû ñöùng Maët ñaát cuõng aûnh höôûng ñaëc bieät ñeán hai thoâng soá laø ñieän trôø böùc xaï vaø tính phöông höôùng. Neáu beà maët ñaát daãn ñieän toát thì noù trôû thaønh göông phaûn xaï. Doøng ñieän chaïy trong chaán töû ñöùng seõ chaïy cuøng chieàu, coøn trong chaán töû ngang thì chaïy ngöôïc chieàu. Do vaäy noù laøm thay ñoåi tính höôùng buùp soùng giaù trò ñieän trôû böùc xaï. CHÖÔNG IX: THI COÂNG MOÄT MAÙY PHAÙT HÌNH RF COÙ COÂNG SUAÁT NHOÛ I. SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA MOÄT MAÙY PHAÙT HÌNH RF THÖÏC TEÁ: KHOÁI ÑAÀU VAØO TIEÀN KHUEÁCH ÑAÏI TÍN HIEÄU HÌNH KHOÁI TROÄN MAÏCH LOÏC THAÁP QUA MAÏCH LOÏC CAO QUA KHOÁI ÑIEÀU CHEÁ TÍN HIEÄU AÂM TAÀN TIEÀN KHUEÁCH ÑAÏI COÂNG SUAÁT CAO TAÀN KHOÁI KHUEÁCH ÑAÏI COÂNG SUAÁT CAO TAÀN KHOÁI DAO ÑOÄNG CAO TAÀN TÍN HIEÄU VIDEO VAØO TÍN HIEÄU AÂM THANH AUDIO VAØO ANTEN PHAÙT II. CHÖÙC NAÊNG CAÙC KHOÁI TREÂN: 1. Khoái ñaàu vaøo tieàn khueách ñaïi tín hieäu hình: Khoái naøy coù nhieäm vuï laø sau khi tín hieäu hình (video) ñöa vaøo, noù seõ khueách ñaïi tín hieäu hình leân möùc ñuû lôùn ñeå keát hôïp vôùi soùng mang ñöôïc taïo ra ôû khoái dao ñoäng cao taàn nhaèm ñieàu cheá tín hieäu hình. 2. Khoái dao ñoäng cao taàn: Khoái naøy coù nhieäm vuï taïo ra taàn soá soùng mang cao taàn ñeå ñieàu cheá tín hieäu hình. 3. Khoái ñeàu cheá tín hieäu aâm taàn: ÔÛ sô ñoà treân, khoái naøy ngoøai nhieäm vuï laø ñieàu cheá FM tín hieäu aâm thanh laø chính, noù coøn cuûng coá ñöôïc tín hieäu aâm thanh töø ñaàu maùy ñöa vaøo ñuû lôùn ñeå ñieàu cheá. 4. Khoái troän: Khoái naøy coù nhieäm vuï phoái hôïp tín hieäu cao taàn hình vaø tieáng sau khi ñieàu cheá ñeå ñöa vaøo caùc boä loïc. 5. Maïch loïc thoâng thaáp: Tín hieäu hình vaø tieáng sau khi ñöôïc troän ôû khoái troän thì ñöôïc cho qua maïch loïc thoâng thaáp. Maïch naøy chæ cho taàn soá thaáp tín hieäu ñaõ ñieàu cheá qua. 6. Maïch loïc thoâng cao: Maïch naøy chæ cho pheùp taàn soá cao cuûa tín hieäu hình vaø tieáng qua öùng vôùi moät ngöôõng nhaát ñònh. 7. Maïch tieàn khueách ñaïi coâng suaát cao taàn: Khoái naøy coù nhieäm vuï khueách ñaïi tín hieäu hình vaø tieáng sau khi sau khi ñieàu cheá ñöôïc qua maïch loïc thoâng thaáp, cao nhaèm oån ñònh tín hieäu hay ñuû möùc kích thích cho taàng khueách ñaïi coâng suaát cuoái cuøng. 8. Khoái khueách ñaïi coâng suaát cao taàn cuoái cuøng: Khoái naøy coù nhieäm vuï khueách ñaïi caû tín hieäu hình vaø tieáng leân taàn soá raát cao ñeå gôûi ñeán thoáng anten phaùt phaùt tín hieäu ñi. III. TÍNH TOÙAN CAÙC KHOÁI CHÍNH TRONG MAÏCH CUÛA MAÙY PHAÙT HÌNH RF: 1. Maïch khueách ñaïi tín hieäu hình vaøo: (Video in) Hai ñieän trôû R1, R2 laø caàu chia ñieän theá taïo ñieän aùp phaân cöïc VB Ñieän aùp rôi treân Emiter: VE= VB – VBE = . Ñieän trôû RE phaûi oån ñònh doøng IE choáng laïi söï thay ñoåi ñieän aùp VCCxR1 vaø R2 phaûi ñuû lôùn ñeå khoâng laõng phí coâng suaát hoaëc tieâu hao coâng suaát töø tín hieäu vaøo. IE » IC » 1(mA); VBB = VE+VBE = 1+0.6 =1.6 (V). Thöïc chaát laáy R3= 1,5kW Do thöôøng choïn VE =1v ñoái vôùi Transistor Gemani tính ñöôïc ñieän trôû R4: Ñeå maïch khueách ñaïi coù theå phaân cöïc thì laáy R2 lôùn hôn R4 khoûang (10¸20) laàn. R2=10R4 = 10.1 =10 kW Ic = bIB b: heä soá khueách ñaïi transistor laáy khoûang 35. thöïc teá choïn R1=2.2K *.Tính toùan toång trôû nhaäp: (bre = hie) hie= bre =35x0.026 = 0.91kW Vaäy Zin = 22 // 10 // 0.91 =0.8 kW. 2. Maïch dao ñoäng cao taàn: Do yeâu caàu cuûa maïch taàn soá soùng mang phaûi choïn laø 300 Mhz theo nhö yeâu caàu nhö treân thì maïch dao ñoäng caàn phaûi tính toaùn caùc giaù trò L vaø C. Ta coù: ñieàu kieän dao ñoäng: arg (Avb) = 0 thì C13+C14 -w2L C13C14. Ñeå choïn ñöôïc giaù trò caùc linh kieän, ta phaûi choïn tuï C13 laø 33pF. =0.585mF Choïn C4 =33pF ta coù : L=0.585 mF. Thöïc teá tính soá voøng daây laø khoù chính xaùc, ñeå cho maïch coù coäng höôûng toát ñoàng thôøi taêng ñöôïc heä soá phaåm chaát Q cuûa maïch coäng höôûng thì rL phaûi nhoû. Cho neân chieàu daøi daây töông ñoái ngaén. Laáy l=1.5 (cm) vaø quaán laøm 8 voøng vôùi ñöôøng kính laø 0.5(cm). Soá voøng daây beân thöù caáp choïn laø baèng ½ soá voøng sô caáp Þ N2 =1/2N1=8/2=4 voøng. 3. Tính toùan cho maïch ñieàu cheá aâm taàn: Choïn IE » Ic » 2.5 (mA) Laáy VE =1v Ta coù: Thöïc teá laáy RE= R14 = 470W. Maëc khaùc: Choïn VB = VE+ VBE =1 + 0.6 =1.6v Töø VB= VCC – IBRB Thöïc teá choïn R11=47kW. Ñeå duy trì dao ñoäng ôû taàn soá cao choïn C7 = 100pF. Choïn C10, C11 coù giaù trò baèng 33pF. Ñeå coù coäng höôûng toát, ta choïn chieàu daøi daây l= 1.5 (cm) ñöôøng kính daây quaán laø 0,5cm (d=0.5 cm). Goïi m laø ñoä töø thaåm. Do cuoän daây coäng höôûng ñöôïc quaán treân loõi khoâng khí neân ñoä töø thaåm cuûa moâi tröôøng laø m=1. Töø: Maø: Hay Vaäy: L=0.428 mH Soá voøng daây ñöôïc quaán laø 6 voøng. 4. Tính toaùn cho maïch khueách ñaïi cao taàn vaø anten phaùt: Ta coù: IC = b.IB VCE = VCC – IC. RC Ñeå coâng suaát truyeàn cöïc ñaïi ta choïn Ic trong phaàn khueách ñaïi khoûang 8,5 (mA). Suy ra: Thöïc teá choïn: Rc= R35 = 1 (KW). Maët khaùc: VCC = IBRB+ VBE Thöïc teá choïn RB=R33 = 47kW Neáu ICQ ñaët giöõa ñieåm 0 vaø Vcc/Rc thì ta coù doøng ñieän cöïc ñaïi xoay chieàu. Neáu VCEQ ñaët giöõa 0 vaø Vcc thì ta coù ñieän aùp cöïc C lôùn nhaát. Coâng suaát vaøo töø nguoàn cung caáp: Pi(dc) = VCC . ICQ. Coâng suaát ra treân Rc: P0(ac) = Hoaëc: Hieäu suaát : Coâng suaát transistor PQ: PQ =PTransistor = Pi (dc) –P0 (ac). Neáu ñaët Q ôû giöõa thì coâng suaát ñaït ñöôïc toái ñöôïc: Max VCE(p_p) = Vcc. Max Icc (P_P) =Vcc/Rc. Max Ta coù: Hieäu suaát: 5. Choïn chieàu daøi anten phaùt vaø tính coâng suaát böùc xaï: Nhö ôû treân ñaõ choïn taàn soá f=300Mhz neân ta coù: Ta choïn anten coù ñoä daøi baèng l/4: Toång trôû böùc xaï : Coâng suaát böùc xaï : Pbx= Rbx.I2 =197.(5.10-3)2 = 0.005w =5mw. IV. SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ CUÛA MAÙY PHAÙT HÌNH RF THÖÏC TEÁ: V. NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CHUNG CUÛA MAÙY PHAÙT HÌNH RF: Tín hieäu hình (Video) sau khi vaøo ngoõ vaøo cuûa maùy phaùt ñöôïc khueách ñaïi ñeán möùc ñuû lôùn ñeå keát hôïp vôùi soùng mang cao taàn ñöôïc taïo ra töø boä dao ñoäng cao taàn ñeå ñieàu cheá (AM) tín hieäu hình. Tín hieäu aâm thanh cuõng töø ñaàu maùy vaøo ngoõ vaøo maùy phaùt ñöôïc qua khoái ñieàu cheá tín hieäu aâm taàn. Trong maïch thöïc teá naøy, khoái ñieàu cheá tín hieäu aâm taàn coøn coù nhieäm vuï cuûng coá tín hieäu aâm thanh ñeán möùc ñuû lôùn, sao cho ñieàu cheá FM ñöôïc. Tín hieäu aâm thanh ñieàu cheá ñöôïc ñöa leân, keát hôïp vôùi tín hieäu hình nhaèm phaùch chung vôùi nhau thoâng qua moái noái BJT. Tín hieäu hình vaø aâm thanh sau khi ñöôïc phaùch chung vôùi nhau thì ñi qua boä loïc qua thaáp. Caùc soùng haøi cuõng ñöôïc loïc boû khi qua maïch loïc qua thaáp. Sau ñoù tín hieäu hình, tieáng chung ñöôïc khueách ñaïi bôûi linh kieän chuyeân duøng 2N5719 ñeå leân taàn soá cao vaø qua boä loïc qua cao. Tín hieäu coù taàn soá thaáp khoâng qua ñöôïc vaø boä loïc qua cao boû heát caùc thaønh phaàn haøi baäc cao. Thaønh phaàn haøi raát coù haïi, noù laøm meùo tín hieäu trong quaù trình truyeàn vaø maùy thu thu khoâng roõ hoaëc thu khoâng ñöôïc tín hieäu. Tín hieäu hình vaø tieáng sau khi qua boä loïc cao qua thì ñöôïc ñöa ñeán boä tieàn khueách ñaïi coâng suaát cao taàn, tín hieäu cao taàn seõ ñöôïc söûa daïng vaø cuûng coá ñuùng chuaån ñeå ñöa ñeán khoái khueách ñaïi coâng suaát cao taàn cuoái cuøng. Sau khi ñöôïc cuûng coá, khueách ñaïi coâng suaát cao taàn laàn cuoái thì tín hieäu ñieàu cheá ñöôïc truyeàn ñi döôùi daïng böùc xaï soùng ñieän töø bôûi anten phaùt. PHAÀN KEÁT LUAÄN VAØ HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅNKEÁT LUAÄN VAØ HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN A. KEÁT LUAÄN: Qua thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi luaän vaên toát nghieäp, ngöôøi thöïc hieän ñaõ hoaøn thaønh ñuùng thôøi gian ñöôïc giao.Qua ñeà taøi, ngöôøi nghieân cöùu ñaõ naém vöõng nhöõng ñieàu ñaõ hoïc ôû tröôøng, ôû saùch vôû vaø tieáp caän ñöôïc vôùi thöïc teá ñeå coù kinh nghieäm hôn. Ngöôøi thöïc hieän ñeà taøi ñaõ trình baøy khaù ñaày ñuû veà maùy phaùt hình cuõng nhö caùc vaán ñeà lyù thuyeát coù lieân quan. Vôùi söï giuùp ñôõ, höôùng daãn taän tình cuûa hai aân sö: LEÂ VIEÁT PHUÙ vaø NGUYEÃN DUY THAÛO, vaø söï noã löïc baûn thaân, söï giuùp ñôõ töø caùc baïn ñoàng nghieäp, ñeà taøi luaän vaên toát nghieäp: “MAÙY PHAÙT HÌNH RF” ñaõ hoaøn thaønh. Lónh vöïc maùy phaùt hình noùi chung laø khoù vaø khaù môùi meû ñoái vôùi sinh vieân, taøi lieäu vieát veà maùy phaùt hình khoâng nhieàu vaø haàu nhö laø taøi lieäu tieáng nöôùc ngoaøi, caùc caùch tính hay caùc thoâng soá khoù tính chính xaùc vaø ít gaëp trong taøi lieäu. Do vaäy maø ñeà taøi naøy coøn maët haïn cheá laø tính toaùn caùc thoâng soá chöa nhieàu vaø lyù thuyeát chuyeân moân chöa saâu. Neáu coù ñieàu kieän, ngöôøi thöïc hieän coá gaéng seõ tìm hieåu theâm, tìm toøi taøi lieäu, naém vöõng tri ñeå hy voïng coù ñöôïc nhöõng kieán veà maùy phaùt hình chính xaùc hôn, vieát veà ñeà taøi naøy hay hôn. B. HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN: Lónh vöïc phaùt hình mang tính chaát quoác gia, coù nhieàu vaán ñeà nhö quaân söï, xaõ hoäi raøng buoäc, khoâng phaûi ñöôïc söû duïng phaùt tuøy tieän.Ñeà taøi naøy chæ tìm hieåu veà kyõ thuaät phaùt hình vaø thi coâng moät maùy phaùt hình RF coù coâng suaát phaùt cöïc nhoû nhaèm phuïc vuï trong xöôûng tröôøng. Höôùng phaùt trieån ñeà taøi naøy laø döïa vaøo caùc kieán thöùc ñaõ coù ñöôïc, ngöôøi thöïc hieän caàn coù nhieàu ñoùng goùp, nghieân cöùu saâu hôn neáu nhö ñöôïc laøm ôû caùc ñaøi phaùt soùng hay ñaøi truyeàn hình. Söï tìm toøi, ham hoïc hoûi, tích luõy kinh nghieäm seõ ñoùng goùp ñaùng keå cho kyõ thuaät phaùt hình cuûa nöôùc ta ngang taàm vôùi caùc nöôùc trong khu vöïc vaø treân theá giôùi. MUÏC LUÏC ._.