Thiết kế và thi công mô hình Radio - Cassette

hành cảm ơn tất cả các bạn đã đóng góp ý kiến giúp tôi hòan thành tập luận văn này. Sinh viên thực hiện Đinh Cao Phước LỜI MỞ ĐẦU & Trong những năm gần đây, công nghệ kỹ thuật điện tử đã có sự tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên đa dạng, phong phú. Các thiết bị điện tử đã chứng minh được khả năng ưu việt trong đời sống hàng ngày. Đối với các nước đang phát triển, mà đặc biệt là nước ta, việc cập nhật các công nghệ tiên tiến đó để giảng dạy trong các trường đại học, cao đẳng ... và ứng dụng vào thực tế là một việc làm rất cần thiết. Do vậy, việc thiết kế những mô hình dàn trải các thiết bị truyền thanh, đặc trưng của kỹ thuật điện tử, mà điển hình là thiết bị Radio – Cassette phục vụ cho công tác nghiên cứu, thực tập đo đạc và sửa chữa là vấn đề thiết thực. Các mô hình cụ thể sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho cán bộ giảng dạy truyền đạt kiến thức một cách sinh động, đồng thời giúp học viên thấy một cách thực tế các thiết bị điện tử mà mình đang học. Trong khuynh hướng đó, em đã được giao đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH RADIO – CASSETTE”. Với những kiến thức đã được thầy cô trang bị, kết hợp với sự nỗ lực của bản thân, em quyết tâm phấn đấu hòan thành nhiệm vụ để kết quả này có ý nghĩa nhất. Vì khả năng và thời gian có hạn, nên trong quá trình làm luận án sẽ không tránh khỏi những sai sót. Rất mong qúy thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến. Tháng 2 _ 2000 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP_HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ***** CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO - HẠNH PHÚC ***** KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ***** NHIỆM VỤ LUẬN ÁN - Tên đề tài: Thiết kế và thi công mô hình RADIO – CASSETTE. - Giáo viên hướng dẫn: Hà A Thồi. - Sinh viên thực hiện: Đinh Cao Phước. - Nội dung các phần thuyết minh và tính tóan: - Ngày giao đề tài: - Ngày hòan thành đề tài: Giáo viên hướng dẫn ký tên (Ký và ghi rõ họ tên) Thông qua bộ môn Ngày ........ tháng ...... năm 2000 Chủ nhiệm bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN & Ngày nay, các trường trung học dạy nghề và trường kỹ thuật đang chiếm được sự quan tâm, chú ý của nhà nước. Để nâng cao chất lượng dạy và học, tất cả các trường này đều cố gắng trang bị đầy đủ những thiết bị cần thiết. Bên cạnh những bài học lý thuyết, thì các mô hình cũng như hình vẽ minh họa sẽ gíup cho học viên thấy được thực tế. Các thiết bị này góp phần rất quan trọng trong việc dẫn dắt các học viên từ lý thuyết đến thực hành. Nhờ vậy nên bài giảng ở lớp giúp học viên tiếp thu mau chóng và không bị ngỡ ngàng khi thực hành. Đó chính là cầu nối giữa việc dạy và học. Sinh viên thực hiện Đinh Cao Phước GIỚI HẠN ĐỀ TÀI & Ngành kỹ thuật truyền thanh có vị trí quan trọng trong đời sống hằng ngày. Nó truyền đi những tin tức, chương trình thời sự, ca nhạc...Radio – Cassette là một trong những ứng dụng của kỹ thuật truyền thanh. Đề tài này rất phong phú, đa dạng nhưng do kiến thức còn nhiều giới hạn và những bất lợi khách quan nảy sinh nên em chỉ có thể làm tốt việc phân tích một Radio _ Cassette dạng đơn giản. Sinh viên thực hiện Đinh Cao Phước Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn (ký và ghi rõ họ tên) Nhận xét của giáo viên duyệt Giáo viên duyệt (ký và ghi rõ họ tên) PHẦN I SƠ LƯỢC VỀ RADIO – CASSETTE CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ RADIO A. NGUYÊN LÝ THU PHÁT SÓNG VÔ TUYẾN: I. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ: Các sóng vô tuyến điện dùng trong kỹ thuật thông tin, tia hồng ngọai mà chúng ta cảm nhận được hiệu ứng nhiệt trên da hoặc ánh sáng thấy được từ màu tím -> đỏ, hay tia tử ngọai, tia X, tia gamma phát từ các chất phóng xạ… đều là những sóng có tần số khác nhau của bức xạ điện từ. Bức xạ điện từ còn gọi là sóng điện từ, nó có thể chuyển đổi lẫn nhau trong không gian truyền dẫn từ dạng điện trường sang dạng từ trường và ngược lại. Sóng điện từ lan truyền trong không gian với vận tốc 300.000 Km/s. Nếu gọi C là vận tốc truyền sóng, f là tần số và l là bước sóng của bức xạ ta có: Tần số của sóng điện từ là hec (Hz). Trong kỹ thuật thông tin sóng vô tuyến điện có bước sóng l tính bằng (m) hay centimet (cm) còn các bức xạ khác như ánh sáng, tia X, tia Gamma … có bước sóng tính bằng A0 với 1A0= 10-10 m. II. TÍN HIỆU ĐIỆN: Trong kỹ thuật thông tin, âm thanh hoặc hình ảnh được biến đổi thành một đại lượng điện dưới dạng dòng điện hoặc điện áp. Dòng điện hoặc điện áp tín hiệu được gọi là tín hiệu điện. Tín hiệu điện thường gặp là tín hiệu âm tần (AF) và tín hiệu hình (VF). 1.Tín hiệu âm tần: (AF: audio frequency) Tín hiệu âm tần là tín hiệu có tần số trong khỏang tần số âm thanh nghe được (20Hz- 20.000Hz) thiết bị thường dùng để chuyển đổi âm thanh ra tín hiệu âm tần là micro. 2.Tín hiệu hình: (VF: video frequency) Tín hiệu hình là tín hiệu điện có cường độ biến thiên theo độ sáng của các phần tử hình. Tần số tối đa của tín hiệu hình tỉ lệ với bình phương số đường phân giải của hình ảnh và nó có trị số tính bằng Mhz. III. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU ĐIỆN: Tiếng nói và âm nhạc sau khi đã được chuyển đổi thành tín hiệu âm tần dù đã được nâng cao công suất vẫn không thể đưa ra Antenna phát để truyền tin dưới dạng sóng điện từ là vì: - Qua antenna phát sóng tín hiệu âm tần không phát xa được vì tần số không đủ cao (dưới 20Khz). - Nếu tần số tín hiệu đủ lớn để phát bức xạ được thì hiệu suất của công tác thấp, đài phát sóng rất phức tạp, phẩm chất của tín hiệu thu được rất kém. Do vậy, để truyền tín hiệu âm tần dưới dạng bức xạ điện từ người ta dùng kỹ thuật điều chế. Dùng tín hiệu âm tần điều chế một tín hiệu cao tần để được một tín hiệu khác, tín hiệu đã điều chế vừa chứa tín hiệu âm tần truyền đi vừa có tần số cao đủ khả năng đưa ra antenna phát dễ dàng bức xạ thành các sóng điện từ truyền lan trong không gian. Quá trình “điều chế” là nhằm lồng tín hiệu âm tần vào tín hiệu cao tần, dùng sóng cao tần “mang” sóng âm tần đi. Sóng cao tần gọi là sóng mang. Tại máy thu, tín hiệu âm tần (chứa tin tức cần truyền đi) được tách khỏi tín hiệu cao tần tiếp tục xử lý khuếch đại … được chuyển ra loa để tái tạo lại tín hiệu âm thanh. Trong kỹ thuật biến điệu, ta có biến điệu biên độ (AM) và biến điệu tần số (FM) được sử dụng trong hệ thống âm thanh. 1. Biến điệu tín hiệu AM: (Amptitude Modulation) Biến điệu biên độ còn được gọi là điều chế biên độ hay điều biên. Hình (1a) là tín hiệu cao tần (RF: Radio Frequency) chưa được điều chế. Hình (1b) là tín hiệu âm tần (AF) của tin tức cần truyền đi và hình (1c) là kết quả của sự điều biến, tín hiệu điều biến hay còn gọi là sóng AM. Tín hiệu đã được điều biến biên độ có tần số bằng tần số tín hiệu cao tần nhưng biên độ thay đổi theo tín hiệu âm tần. Người ta chứng minh được rằng nếu tín hiệu cao tần RF có tần số f0 được điều chế biên độ bởi tín hiệu âm tần AF có tần số f thì tín hiệu điều biên AM có ba thành phần: sóng mang f0 và hai biên tần mang f0 – f và f0 + f (hình 2). Hiệu số (f0 + f )- (f0 - f) = 2f = BW được gọi là băng thông, dải thông hoặc phổ sóng. Các đài phát thanh thường có BW = 10Khz. Hình a Hình b Hình c Hình 1: Biến điệu biên độ. Tín hiệu cao tần RF Tín hiệu âm tần AF Tín hiệu điều biên AM f0-f f0+f f0 f0 Hình 2: Tần phổ của tín hiệu cao tần điều chế bởi tín hiệu âm tần. Bởi một đơn âm Bởi một dải âm tần 2. Biến điệu tần số FM: (Frequency Modulation) Biến điệu tần số còn được gọi là điều tần. Hình 3 cho ta thấy dạng tín hiệu cao tần đã được điều chế tần số bởi tín hiệu âm tần. Tín hiệu âm tần làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần (sóng mang) biên độ giữ nguyên. Gọi f0 là tần số tín hiệu cao tần chưa điều chế, sau khi đã biến điệu thì ở nửa chu kỳ dương tần số tăng lên f0 +Df =f1 và ở nữa chu kỳ âm tần số giảm xuống còn f0 -Df =f2 . Sóng FM phát đi có tần số là f= f0 ± Df. Trong đó f0 gọi là tần số trung tâm, Df gọi là độ lệch tần, di tần hoặc gia tần. Băng thông BW của đài phát sóng FM giới hạn ở 150Khz. BW = 2Df =150Khz. Hình 3: Sóng đã biến điệu âm tần. 3. So sánh sóng biến điệu FM và AM: So với sóng biến điệu AM sóng biến điệu tần số FM có những ưu điểm sau: - Chất lượng âm thanh tốt, tính chống nhiễu cao. - Máy phát sóng FM cung cấp công suất cố định có hiệu suất công tác cao. Tuy nhiên khuyết điểm của nó có băng thông quá rông nên chỉ thích hợp với sóng ngắn và cực ngắn. Do đó cự ly truyền xa chỉ dưới 100Km. Từ sự so sánh trên, sóng FM thường được sử dụng phát thanh âm nhạc cho từng đài địa phương vì nó có chất lượng tốt hơn sóng AM. IV. SÓNG VÔ TUYẾN ĐIỆN: Sóng vô tuyến điện gọi là sóng điện từ. Tín hiệu cao tần (sóng mang) sau khi được điều chế (biến điệu) bởi tín hiệu âm tần và khuếch đại được antenna phát bức ra không gian haiphần: điện trường và từ trường cùng tần số nằm trên hai mặt phẳng vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Cường độ sóng lan truyền tại một điểm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Kết cấu antenna phát. - Công suất đài phát. - Môi trường truyền sóng. - Các yếu tố về thời tiết, địa lý… 1. Phân lọai băng thông: Sóng vô tuyến điện được chia làm 8 loại để tiện gọi tên và sự phân chia này không có ý nghĩa tuyệt đối. Loại tần số sóng Bước sóng Tên gọi Tên thông dụng Công dụng 1 10Khz-30Khz 30km-10km Siêu hạ tần VLF Thông tin liên lạc đường dài. 2 30Khz-300Khz 10km-1km hạ tần LF Thông tin liên lạc đường dài hàng hải. 3 300Khz – 3Mhz 1000m-100m trung tần MF Truyền tin hàng hải. 4 3Mhz – 30Mhz 100m-10m Cao tần HF Thông tin liên lạc đường dài và trung bình. 5 30Mhz-300Mh 10m-1m Thượng cao tần VHF Truyền hình, thông tin liên lạc đường ngắn. 6 300Mhz-3Ghz 1m-10cm Tối cao tần UHF Giống như VHF 7 3Ghz-30Ghz 10cm-1cm Siêu cao tần SHF Giống như VHF 8 30Ghz-300Ghz 1cm-1mm Cực cao tần EHF Rada tiếp cận vô tuyến Bảng 1: Phân loại băng thông. Ghi chú: Sóng có tần số 2000Mhz trở lên gọi là sóng Viba. 2. Sự lan truyền của sóng điện từ: Có hai đường chính để sóng vô tuyến điện từ đi từ anten phát đến anten thu: - Sóng đất: sóng truyền lan gần mặt đất từ nơi phát đến nơi thu sóng truyền lan trực tiếp. Anten phát Anten thu (a) Anten phát Anten thu Khúc xạ tầng điện ly (b) - Sóng trời: sóng truyền lan đến các tầng điện ly của bầu khí quyển phản xạ trở về nơi thu, sóng truyền lan gián tiếp. Hình 4: Sự truyền lan sóng vô tuyến a) Sóng đất b) Sóng trời Sự truyền lan của sóng trời luôn thay đổi theo thời tiết nghĩa là luôn thay đổi theo sự biến động của hai lớp khí quyển bao quanh trái đất. Còn sự lan truyền của sóng đất lại bị hạn chế bởi địa hình (núi, biển…) và tầm xa truyền lan khó vượt qua 100Km do độ cong của trái đất (hình 4). Từ sóng VHF trở lên (sóng cực ngắn) không phản xạ ở tầng điện ly nên vượt ra ngòai vũ trụ, do đó nó chỉ truyền lan dưới đất nên chỉ thích hợp với thông tin gần. Từ sóng HF (sóng ngắn) chủ yếu truyền lan dưới dạng sóng trời, nó được tầng điện ly phản xạ, nên cự ly truyền rất xa, thích hợp với thông tin xa. Cần lưu ý rằng, càng xa antena phát năng lượng sóng càng yếu, tín hiệu thu được yếu. Mức độ tổn hao năng lượng của sóng truyền lan phụ thuộc vào khỏang cách, tần số địa hình… V. SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN THANH: Muốn truyền các chương trình thời sự, ca nhạc… đi khắp nơi, trong nước và truyền ra nước ngòai thì phải dùng hệ thống truyền thanh vô tuyến. Hệ thống truyền thanh bao gồm ba bộ phận là phòng thu, đài phát thanh và máy vô tuyến thu thanh. Phòng thu thanh có chức năng thu âm thanh, chuyển đổi tiếng nói và âm nhạc thành tín hiệu âm tần, khuếch đại sơ bộ, và cung cấp tín hiệu âm thanh cho đài phát. Tạo Dao Động Điều Tần Hay Điều Biên Khuếch đại công suất Khuếch đại âm thanh Micro anten Hình (a) Đài phát thanh tiếp nhận tín hiệu âm tần từ phòng thu thanh truyền tới, khuếch đại, điều chế với sóng cao tần thành tín hiệu của đài phát rồi được đưa ra anten phát, tại anten phát tín hiệu của đài phát được bức xạ thành sóng vô tuyến điện và truyền lan trong không gian. Khuếch đại cao tần Tách sóng Khuếch đại âm tần Anten Loa Hình (b) Hình 5: a: Sơ đồ khối đơn giản của hệ thống phát thanh b: Sơ đồ khối đơn giản của hệ thống thu thanh Tại máy thu thanh, sóng vô tuyến điện của đài phát cảm ứng trên anten thu thành sức điện động của tín hiệu. Tín hiệu được chọn lọc và đưa đến tầng khuếch đại cao tần, tách sóng nhằm lọai bỏ sóng mang cao tần, lấy lại tín hiệu âm tần mà đài cần truyền đi. Khuếch đại nâng mức công suất tín hiệu âm tần đủ mạnh để chuyển ra loa (hình5). B. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG: I. ĐỘ NHẠY: Độ nhạy của máy thu thanh được tính theo milivolt/met (mV/m) hoặc mV/m. Trị số điện áp tín hiệu càng nhỏ thì máy thu có độ nhạy càng cao và máy thu có thể thu được những đài càng xa có tín hiệu tới máy yếu. Trong thực tế bản thân máy thu thanh còn có mức tạp âm nội bộ. Tạp âm nội bộ này ra loa đồng thời với tín hiệu của đài định thu, nên yêu cầu chung là mức tín hiệu ra loa phải lớn hơn mức tạp âm từ 3 đến 4 lần trở lên, thì độ nhạy đó mới có ý nghĩa thực tế. Do vậy, độ nhạy được xác định kèm theo điều kiện: tỉ số tín hiệu/tạp âm (S/n) là 3/1, 4/1. II. ĐỘ CHỌN LỌC: Làn sóng mà đài chuyển đi bao gồm cả một tần phổ rộng ở hai bên tần số sóng mang, mặt khác, cùng lúc đồng thời có nhiều làn sóng phát thanh ở sít liền nhau. Do vậy, dải tần phổ của làn sóng này có thể trùng một phần lên dải tần phổ của làn sóng lân cận, dễ gây nên hiện tượng lẫn sóng khi thu thanh. Máy thu thanh có độ chọn lọc cao khi làm việc ít bị lẫn sóng. Độ chọn lọc được tính theo độ suy giảm (tính theo dexiben-dB) của tín hiệu khi lệch cộng hưởng10Khz. Trị số này càng lớn độ chọn lọc càng cao. III. BĂNG SÓNG: Đối với máy thu, yêu cầu chung là có thể điều chỉnh cộng hưởng ở bất kỳ tần số nào trong khỏang tần số công tác mà vẫn đảm bảo được các chỉ tiêu của máy. Vì khỏang tần số công tác của băng sóng ngắn rất rộng, nên người ta chia nhỏ ra nhiều băng sóng nối tiếp nhau, để cho việc điều chỉnh thu sóng được dễ dàng, máy thu càng có nhiều băng sóng và băng sóng ngắn càng mở rộng càng tốt. IV. CÔNG SUẤT DANH ĐỊNH: Công suất ra danh định là mức công suất đưa âm tần ra loa. Công suất ra loa càng lớn thì âm thanh phát ra loa càng to. Các máy thu thanh thường có công suất ra danh định từ 250mW đến 1vài W. V. NHIỆT ĐỚI HÓA: Đây là chỉ tiêu khá quan trọng đối với các mát thu dùng ở những nơi có khí hậu nóng và ẩm như nước ta. Để nhiệt đới hóa người ta có thể phun lớp nhựa chống ẩm bao phủ lên mạch in và các linh kiện các biến áp được tẩm nhúng và bọc kín để bảo vệ cho khỏi nhiễm ẩm. Ngòai các chỉ tiêu trên, nguồn cung cấp điện, số lượng các linh kiện kết cấu cơ khí, hình thức máy thu … cũng là căn cứ để xem xét chất lượng của máy thu thanh. CHƯƠNG II : SƠ ĐỒ KHỐI MÁY THU THANH Mạch vào Khuếch đại RF Trộn sóng Dao động Khuếch đại RF Mạch vào Khuếch đại FM/IF và tách sóng FM Khuếch đại AM/IF và tách sóng AM Vòng khóa pha Phần FM Phần AM Dao động Trộn sóng AGC AFC Đường trái Đường phải Hình 6: Sơ đồ khối máy thu thanh I. MẠCH VÀO: Mạch là mạch nối giữa anten và tầng đầu tiên của máy thu thanh. Tín hiệu của đài phát được truyền lan trong không gian dưới dạng sóng điện từ, anten của máy thu sẽ cảm ứng và phát sinh điện áp tín hiệu, nếu mạch vào có độ chọn lọc cao thì tín hiệu lân cận và các phần gây nhiễu ở ngòai trời sẽ bị gạt ra ngoài dải thông của mạch cộng hưởng vào nên chỉ có tín hiệu muốn thu qua được mạch vào, đưa sang khuếch đại cao tần. Tín hiệu cao tần điều chế được tầng khuếch đại cao tần khuếch đại lên làm tăng độ nhạy. Thực chất cấu tạo của mạch cộng hưởng điện áp và nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Có hệ số truyền đạt lớn và ít chênh lệch trong tòan băng sóng để tăng độ nhạy. + Độ chọn lọc cao để loại bỏ tốt các tín hiệu của đài không muốn thu. + Ít bị ảnh hưởng do bị trở kháng của anten, vì trở kháng của anten có thể làm giảm độ chọn lọc và làm lệch tần số cộng hưởng của mạch vào + Đảm bảo đúng tần công tác của băng sóng. Sau đây là những kiểu mạch thông dụng: (a) (b) (c) Hình 7: Các kiểu mạch vào Dùng điện dung ghép Cgh Dùng điện cảm ghép Lgh Ghép nhờ điện cảm điện Mạch vào hình 7a là ghép với anten bằng diện dung lọai mạch này có hệ số truyền đạt không đồng đều trong băng sóng, ở khỏang tần số cao thì hệ số truyền đạt cao hơn nhiều so với khỏang tần số thấp. Thường thì điện dung ghép có trị số trong khoảng từ 50 đến 200pF. Mạch vào được ghép sang tầng sau nhờ biến áp, và cuộn dây L2 có số vòng bằng 1/5 đến 1/10 số vòng của cuộn L1. Hình 7b là kiểu mạch vào ghép anten nhờ diện cảm. Người ta thường chọn Lgh sao cho tần số cộng hưởng của bản thân anten thấp hơn tần số thấp nhất của băng sóng. Khi đó hệ số truyền đạt của mạch sẽ giảm khi tần số tín hiệu tăng. Nhưng Lgh có nhiều vòng làm giảm hệ số truyền đạt. Do vậy phải chọn số vòng hợp lý, thích hợp ứng vớitừng băng sóng sẽ dùng một cuộn điện cảm ghép riêng. Hình 7c là kiểu ghép hỗn hợp, vừa ghép điện cảm vừa ghép điện dung với anten. Loại mạch này có ưu điểm là hệ số truyền đạt khá đồng đều trên tòan băng sóng. II. KHUẾCH ĐẠI CAO TẦN: Điện áp tín hiệu do mạch vào chọn lọc (mà ta muốn thu) có trị số rất bé, tần số rất cao, cần phải khuếch đại tín hiệu tới mức cần thiết để sử dụng ở tầng sau. Tầng khuếch đại cao tần không những nâng độ nhạy của máy thu, mà còn nâng độ chọn lọc (nếu tải của tầng là mạch cộng hưởng). Ngoài ra tầng khuếch đại cao tần còn làm giảm ảnh hưởng giữa mạch vào và mạch ngoại sai, tạo thuận lợi hơn cho việc đổi tần cũng như giảm độ nhạy ghép tín hiệu ngoại sai ra anten. Yêu cầu của mạch khuếch đại cao tần: + Hệ thống khuếch đại lớn và đồng đều trên tòan băng sóng. + Không gây méo tín hiệu. + Cùng với mạch vào đảm bảo tín hiệu đựơc độ chọn lọc tần số ảnh. + Độ ổn định làm việc phải cao. + Không bị dao động tự kích, tạp âm rất nhỏ. + Chế tạo lắp ráp điều chỉnh phải dễ dàng. III. TẦNG TÁCH SÓNG: Nhiệm vụ của tầng tách sóng là chuyển tín hiệu cao tần đã được điều chế thành tín hiệu âm tần. Tín hiệu âm tần có được do tách sóng phải trung thực với dạng tín hiệu âm tần ban đầu. (tin tức mà đài muốn phát đi). Yêu cầu cơ bản của tầng tách sóng là không được gây méo dạng tín hiệu. Bộ tách sóng còn phải đảm bảo hệ thống tách sóng tốt và ít ảnh hưởng tầng trước. Nguyên lý tách sóng được diễn tả như hình 8: a Để nâng cao chất lượng tách sóng người ta có thể mắc như hình 9, thành phần tín hiệu cao tần được lọc hình (p) nên mạch hạn chế tốt khả năng gây nhiễu. Điện trở R được mắc ở ngã ra của tầng tách sóng, tuy có thể làm giảm một phần tín hiệu điện áp âm tần, nhưng lại nâng cao trở kháng đầu vào ở tầng sau. Ngoài ra, mạch tách sóng nâng cao điện áp cũng được sử dụng ở máy thu thanh. u t b u t c u t d u t Hình 8: Nguyên lý tách sóng ở máy thu AM Diode loại bỏ bán kỳ âmcủa tín hiệu điều biên. Tụ C1 loại bỏ tín hiệu cao tần để lọc lấy tín hiệu âm tần. Tụ C2 giúp thành phần một chiều ở tín hiệu âm tần và R là chiết áp điều chỉnh âm lượng ở máy thu. Hình 9: a:Mạch tách sóng có mạch lọc hình p b: Mạch tách sóng tăng đôi điện áp IV. TẦNG KHUẾCH ĐẠI ÂM TẦN: Phần khuếch đại âm tần thường có 2, 3 tầng khuếch đại. Khuếch đại âm tần cuối thường gọi là tầng khuếch đại công suất. Các tầng khuếch đại âm tần trước thường làm việc có dòng điện cực nhỏ (vài mA) để hạn chế tạp âm và nâng cao trở kháng đầu vào nhờ điện trở mắc ở cực gốc hoặc có mạch phản hồi âm để làm giảm ảnh hưởng đến tầng tách sóng và tần khuếch đại trước tách sóng. V. GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ KHỐI: Radio cassette hiện có kết cấu và hình dáng rất đa dạng do trong những năm gần đây kỹ thuật chế tạo IC đã đạt được nhiều thành tựu nên các lọai máy này ngày nay có nhiều chức năng tiện dụng, chất lượng âm thanh được nâng cao và có thể tích cũng như trọng lượng của máy thu cũng được thu nhỏ và gọn nhẹ. 1. Phần thu FM: Tín hiệu FM (tín hiệu điều tần Frequency Modulation) được phát trên dải tần từ 88Mhz đến 108 Mhz tín hiệu này được thu vào máy qua anten loại xoay (Telesopic) sau đó được khuếch đại bởi tầng khuếch đại RF để làm tăng tỉ sóng (mixer) kết hợp với tín hiệu dao động ngoại sai (local oscillator) để đổi tín hiệu của đài ra tín hiệu trung gian (IF =10.7Mhz) đặc tính của tín hiệu FM-IF là có tần số trung tâm ổn định nên rất dễ khuếch đại với độ lợi lớn mà không sinh ra dao động tự kích. Để ổn định tần số IF, tầng dao động còn chiệu sự tác động mạnh của mạch AFC (Automatic Frequency control). Tín hiệu IF được khuếch đại từ 2 đến 3 tầng khuếch đại. Khi tín hiệu IF đã có biên độ đủ cao, tín hiệu được đưa vào mạch tách sóng FM (FM detector) để lấy ra tín hiệu âm thanh AF. Đối với đài phát chương trình FM stereo thì tín hiệu lấy ra ở tầng tách sóng thường là tín hiệu ở dạng hỗn hợp, trong tín hiệu có: + Tín hiệu đường tiếng bên phải “cộng” tín hiệu đường tiếng bên trái (R+L). +Tín hiệu nhận dạng pha tần số 19Khz. + Tín hiệu đường tiếng bên phải “trừ” tín hiệu đường tiếng bên tráivà được điều chế cân bằng mang sóng 38Khz (R-L). Khi tín hiệu hỗn hợp vào máy thu loại mono (loại máy một đường tiếng) thì chỉ có tín hiệu R+L được khuếch đại và phát ra loa, các tín hiệu 19Khz và (R-L) 38 Khz được lọc bỏ. Khi tín hiệu hỗn hợp vào máy thu loại Stereo (loại máy hai đường tiếng) thì tín hiệu hỗn hợp sẽ vào mạch giải mã (PLL: Phase Lock Loop). Để tách ra hai đường loa phải và tín hiệu bên trái sẽ vào đường khuếch đại để phát ra loa trái. 2. Phần thu AM: Tín hiệu AM (tín hiệu điều biên Amplitude Modulation) được phát trên dải tần số 270Khz đến 22 Mhz. Người ta thường chia dải này ra nhiều đọan và mỗi đọan ta thường gọi là một băng (Band). + Dải tần 270khz- 560Khz gọi là băng sóng dài (LW: long wave). + Dải tần 560Khz – 1600Khz gọi là băng sóng trung (MW Midium Wave). + Dải tần 2Mhz – 22Mhz gọi là băng sóng ngắn (SW short Wave). Riêng băng sóng ngắn còn được chia làm nhiều đoạn SW1, SW2, SW3… Tín hiệu được thu vào anten (có lõi Ferrit) và khuếch đại bởi tầng RF (RF Amplifier) để làm tăng độ nhạy, kế đó tín hiệu vào tầng trộn sóng (mixer) để kết hợp với tín hiệu ngoại sai (Local Oscilltor) ra khỏi mạch trộn sóng, tín hiệu RF đã được dời tần xuống tầng trung gian IF-AM (IF=455Khz) đặc điểm của tín hiệu IF là tần số trung tâm ổn định nên tín hiệu dễ khuếch đại với độ lớn mà không gây ra dao động tự kích. Để ổn định cường độ âm lượng ở loa, tầng khuếch đại RF, IF còn chịu tác dụng của mạch AGC (Automatic Gain Control). Tín hiệu IF (455khz) được khuếch đại 2 tầng khuếch đại và tín hiệu có biên độ đủ cao (khỏang 2v) và tín hiệu IF vào tầng tách sóng AM (AM detector). Ra khỏi tầng tách sóng là tín hiệu âm thanh AF, tín hiệu đuợc khuếch đại và phát ra loa. CHƯƠNG III: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CASSETTE A. NGUYÊN TẮC GHI ÂM VÀ PHÁT ÂM: I. BĂNG TỪ: Mặc dù băng từ được nhiều nhà sản xuất chế tạo thành nhiều lọai băng từ có tính chất và công dụng theo các tiêu chuẩn khác nhau tuy nhiên các lọai băng từ đó đều có chung 1 kết cấu: đó là một lớp từ tính được trộn với keo kết dính phủ lên trên màn chầt dẻo gọi là keo kết. 2 1 3 2 2 1 2 1 Hình 10: Cấu tạo băng từ a) Băng từ thường : 1lớp đế b) Băng từ có lớp áo : 2 lớp từ tính c) Băng từ có 2 lớp từ bột tính : 3 lớp áo 1. Phân lọai băng từ: Tùy thuộc chất liệu được sử dụng làm lớp từ tính người ta chia từ thành 6 lọai như sau: a. Băng Oxit sắt từ: (Fe2O3) Băng Oxit sắt thường được gọi là băng thông dụng (normal). Lớp bột từ tính được phủ lên lớp để rà hạt oxit sắt màu nâu có dạng hình kim dài 0.6 ¸ 1 mm, rộng 0,1 mm. Lọai băng này có các lọai sau: - Công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành rẻ. - Chất lượng tương đối ổn định. - Dòng điện ghi nhỏ và có thể ghi tới dòng có tần số nhỏ hơn 10kHz. b. Băng đioxit-crom (CrO2): Đioxit crom được chọn làm lớp bột từ tính, ưu điểm của nó là dòng ghi được có tần số khá cao (hơn 15kHz). Tuy nhiên, nhược điểm của nó là lớp từ tính cứng nên đầu từ mau mòn hơn so với dùng băng thông dụng (normal). c. Băng oxit sắt và Coban (Fe2O3 + Co): Lọai băng này hiện đang được sử dụng phổ biến hơn lọai băng từ đioxit-crom, đặc điểm của nó là giá thành rẻ hơn và độ nhạy cao hơn trong khỏang tần số trung bình so với băng (CrO2) khỏang 15dB. d. Băng 2 lớp Fe2O3 và CrO2: Lớp từ tính gồm 2 lớp vật liệu từ: lớp Fe2O3 và CrO2 được phủ chồng lên nhau. Băng 2 lớp có đặc điểm tổng hợp chung của lọai băng thông dụng và băng đioxit-crom. e. Băng Metal: Lọai băng này mới được sản xuất gần đây và ngày càng trở nên thông dụng. Vật liệu từ để làm lớp từ tính ở băng Metal chủ yếu là các ion sắt thuần. So với các lọai băng nói trên, băng Metal có ưu điểm: - Làm việc tốt với dòng điện ghi ở dải rộng, nhất là ghi được với tần số cao, do đó công suất ra lớn ở mọi tần số, đồng thời chất lượng âm thanh ở tần số cao được hòan chỉnh. - Tạp âm nền nhỏ, giảm 1 ¸ 3 dB (tùy thuộc tần số) và công suất ra được nâng lên 7 ¸ 8 dB nên âm thanh trong trẻo. - Tuy nhiên, băng Metal chỉ nên dùng ở máy Cassette có đầu từ ghi có mật độ từ thông lớn. Với đầu từ thông thường thì mức ghi chưa đạt mà đầu từ đã bảo hòa. Mặc khác vì mật độ từ ghi tên băng rất cao nên đầu từ xóa thông thường sẽ khó xóa hết. f. Băng Angrom: Băng kỹ thuật bốc hơi trong môi trường chân không, người ta phủ trực tiếp một lớp kim lọai Coban (Co) lên lớp đế, không dùng vật liệu keo kết dính. Vì lớp Coban rất mỏng (tăng được thời gian nhờ keo kết dính là 3mm) nên băng trở nên rất mỏng (tăng được thời gian) hơn nữa do vật liệu từ được phủ lên lớp đế nhờ kỹ thuật bốc hơi nên có độ thuần rất cao (tăng mật độ ghi). Do vậy đặc điểm của băng Angrom là: - Chiều dài cuộn băng dài thêm 50% (từ 44m-> 66m). Tổng cộng 2 mặt ghi được ở băng lên tới 3 giờ. - Mặc dù băng mỏng nhưng tính chất cơ học của băng tương đối tốt nhờ lực liên kết giữa các hạt từ có được bằng kỹ thuật bốc hơi cao so với kỹ thuật dùng keo kết dính. 2. Quy cách băng Cassette: Các lọai băng từ nói trên có thể sản xuất với các hình thức khác: băng đĩa trần, băng hộp lớn (cartridge), băng cassette băng mini cassette. Nhờ hình thức gọn gàng, sử dụng tiện lợi nên băng cassette ngày nay trở nên thông dụng. Cỡ băng Bề rộng (mm) Bề dày (mm) Chiều dài (m) Thời gian ghi băng (phút) Tổng cộng Lớp từ C 30 81 18 6 45 30 C 60 18 6 90 60 C 90 12 4 135 90 C 120 09 3 180 120 Bảng 2: kích thước băng từ của băng cassette 3.Từ hóa băng: Chúng ta đã biết khi có dòng điện (cường độ I) chạy qua một cuộn dây (n vòng dây quấn) thì trong cuộn dây đó xuất hiện một từ trường cường độ từ trừơng (H) được xác định bằng biểu thức: Trong đó, l là chiều dài cuộn dây. Nếu tăng cường độ dòng điện I thì cảm ứng từ B và cường độ từ trường H cũng tăng theo. Hình 8 biểu diễn quan hệ giữa cảm ứng từ B với cường độ từ trường H, và đường biểu diễn B = f(H) được gọi là đường từ trường trễ (OA). Br B HC A H 0 Hình 11: Quan hệ giữa cảm ứng từ B với cường độ từ trường H Sau khi đạt đến giai đọan bão hòa, nếu lúc này cường độ từ trường H giảm thì cảm ứng từ B cũng giảm dần, nhưng không theo đường cũ mà theo một đừơng khác. Khi cường độ từ trường H giảm về 0 thì cảm ứng từ B còn có trị số Br, Br được gọi là cảm ứng từ trường dư, hay độ từ hóa dư hoặc từ dư. Để tiếp tục giảm cảm ứng từ B, thì phải tăng cường độ từ trường H (theo chiều ngược lại) cho đến trị số Hc thì B = 0. Hc gọi là cường độ khử từ. Tiếp tục hiện tượng trên, ta có đường chu trình từ hóa và được gọi là đường chu trình từ trễ. Lớp từ tính trên băng từ, thực chất là các nam châm nhỏ li ti, ban đầu các nam châm này sắp xếp không theo một trật tự nên chúng khử từ lẫn nhau. Nhưng khi băng từ bị xóa, dưới tác dụng của từ trường các nam châm trên sẽ sắp xếp theo một hứong nhất định. Về mặt năng lượng khi cường độ từ trường còn yếu, tất cả các nam châm chưa hòan tòan có cùng hướng nên mức cảm ứng từ B không tăng tuyến tính theo độ tăng của từ trường H. Do đó đường từ hóa lúc này có dạng cong. Nếu cường độ từ trường H tăng đến mức độ nào đó, các nam châm cũng quay một hướng và lúc này cảm ứng từ B cũng tăng tỉ lệ thuận với cường độ từ trường H, ta có đường từ hóa lúc này là đọan thẳng. Và nếu tiếp tục tăng cường độ từ trường H, cảm ứng từ B tăng chậm và đạt đến trị số bão hòa. Các nam châm đã được từ hóa hòan tòan, ở giai đọan này khi không có tác động bởi từ trường H chúng vẫn còn giữ được từ dư. (Chiều dài cuộn băng dài thêm 50% (từ 44m --> 66m). Tổng cộng 2 mặt ghi được ở băng lên đến 3 giờ). - Mặc dù băng mỏng nhưng tính chất cơ học của băng tương đối tốt, nhờ lực liên kết giữa các hạt từ có được bằng kỹ thuật bốc hơi cao so với kỹ thuật dùng keo kết dính. Mức từ dư này có ý nghĩa quan trọng trong việc “ghi âm” trên băng từ . Không có từ dư thì không có kỹ thuật ghi âm từ. Người ta từ hóa băng từ bởi dòng điện một chiều hoặc dòng điện cao tần (dòng siêu âm). 4. Sử dụng, bảo quản băng từ: - Tín hiệu ghi lại trên băng từ dưới dạng từ dư. Do đó nếu có từ trừơng đủ mạnh tác động lên băng từ đã ghi, thì sẽ làm giảm chất lượng tín hiệu đã được ghi. - Băng từ có thể bị đứt, dãn (nhão) trong quá trình làm việc, do lực căng bất thường xảy ra lúc khởi động hoặc lúc dừng băng. Sức bền của băng từ phụ thuộc phần lớn vào vật liệu làm đế băng. Băng càng dày thì càng khó đứt. - Vì băng làm từ vật liệu thuộc nhóm plastic, khi cọ sát với đầu từ và các bộ phận của cơ cấu chuyển băng nên nó sẽ tích điện (tĩnh điện) do đó sẽ gây tác hại xấu đến tín hiệu đã ghi. - Khi chạy, băng áp vào đầu từ và có thể tạo ra tiếng rít. Tiếng rít này thường gặp khi băng đã quá lâu, cũ hoặc do tác động của môi trường ngòai như nhiệt độ, ẩm độ của môi trường cao. Tóm lại: + Băng từ không để gần các nguồn gây từ trừơng như: động cơ điện, máy biến áp, máy phát điện ... + Nên chọn lọai băng từ có lớp đế thuộc lọai vật liệu polyester để có sức bền cơ học tốt. + Lưu trữ băng từ ở nơi thóang mát và ẩm độ khỏang dưới 60%. + Lưu trữ băng lâu ngày, thỉnh thỏang nên cho phát lại băng từ . II. ĐẦU TỪ: 1. Cấu tạo của đầu từ: Đầu từ là một bộ phận quan trọng của máy ghi âm. Đầu từ ghi, đầu từ đọc, đầu từ hỗn hợp, đầu từ xóa đều giống nhau về kết cấu cơ bản nhưng khác nhau về vật liệu làm lõi từ, về kích thước của khe từ cũng như về số vòng và lọai dây để quấn cuộn dây. Đầu từ ghi có nhiệm vụ biến đổi những dao động điện ở tần số âm thanh trở thành dao động từ trong khi một băng từ đang chuyển động và áp sát vào mặt công tác của đầu từ. Đầu từ đọc khi băng từ c._.huyển động và áp sát vào mặt công tác của đầu từ thì nó biến đổi dòng từ thành những dao động điện, giống như những dao động điện khi ghi vào băng từ. 2 5 1 3 2 4 1. Lõi đầu từ 2. Cuộn dây 3. Khe công tác 4. Khe sau 5. Vỏ bọc Đầu từ xóa có nhiệm vụ biến đổi dòng siêu âm của bộ dao động siêu âm thành từ năng trong khi băng từ chuyển động theo mặt công tác của đầu từ nhằm xóa bỏ những tín hiệu đã ghi trên mặt băng. Cấu tạo chính của đầu từ như hình vẽ: Hì nh 12: Cấu tạo của đầu từ Đầu từ gồm một lõi làm bằng vật liệu từ tính, trên đó có hai cuộn dây số 2. Hai cuộn dây này được cuộn đối xứng và chiều ngược nhau nhằm giải nhỏ nhiễu âm bên ngòai. Lõi từ phía trước có khe công tác (3) của đầu từ. Chính giữa những khe người ta đặt một màng mỏng bằng vật liệu không từ tính, do đó phần lớn đường sức từ đều đi qua băng từ. Khe (4) nằm sau lõi từ nhằm nâng cao từ trễ của lõi từ . Ở giữa khe sau có đặt một băng giấy để tránh hiện tượng tạp âm ngòai một cách hiệu quả, đầu từ được bọc kim lọai cẩn thận bằng vỏ (5). Vỏ bọc kim thường làm bằng pamaloi hoặc kim lọai có độ dày khỏang 1 mm. Tất cả các đầu từ như đầu từ xóa, ghi, hỗn hợp đều có kết cấu cơ bản như mô tả trên đây nhưng khác nhau ở các phần sau: + Vật liệu làm đầu từ và hình dạng của lõi từ. + Số vòng và cỡ dây dẫn. Đầu từ ghi, đầu từ đọc, đầu từ hỗn hợp có khe công tác nắm trong giới hạn từ 2 ¸ 10mm. Đầu từ xóa là 100 ¸ 200mm. Khe từ phía sau có độ rộng 50 ¸ 300mm. Đầu từ xóa được bọc bằng vật liệu dẫn điện tốt như đồng hoặc thau. Lõi từ là những lá mỏng cỡ 0.1 ¸ 0.2 mm, giữa các lá có cách điện. Đối với các đầu từ ghi, đầu từ đọc hay đầu từ hỗn hợp dùng với các vật liệu từ có độ từ thẩm cao và độ bão hòa từ không lớn. Thông thường dùng hợp kim sắt kềm, các vật liệu này sẽ cho ta những đầu từ có độ nhạy cao giảm được dòng ghi. Khi đọc cho sức điện động lớn cũng như đáp tuyến tần số rất tốt ở tần số cao. Chiều cao của đầu từ được xác định bởi bề rộng của băng từ và số đường trên băng. Chiều cao của khe từ hỗn hợp trong máy ghi âm có hai đường âm thanh là 2,2mm, với 4 đường âm thanh là 1 mm. Độ cao của khe từ xóa đối với lọai 2 đường là 3mm và lọai 4 đường là 1,5mm. Lõi từ của đầu từ xóa hiện nay là dùng vật liệu Ferit, có tổn hao thấp, dùng vật liệu ferit có thể giảm công suất tổn hao so với lọai thông thường. Số vòng dây của đầu từ phụ thuộc vào kiểu đầu từ có trở kháng thấp hay trở kháng cao. Đầu từ trở kháng cao thường được dùng cho máy ghi âm khuếch đại bằng đèn điện tử, còn lọai trở kháng thấp thích hợp cho máy cho máy ghi âm dùng transistor và chuyên dùng. Dây quấn cuộn dây thường dùng dây đồng cách điện bằng lớp sơn cách điện. Số vòng được xác định theo điện cảm của đầu từ, đầu từ hỗn hợp ủa máy ghi âm dùng đèn điện tử có điện cảm khỏang 1H. Máy ghi âm dùng transistor điện cảm của đầu từ hỗn hợp khỏang 50 ¸ 100 mH. Cuộn dây của đầu từ xóa có số vòng không nhiều và phụ thuộc vào bộ phát sóng siêu âm. Kết cấu đầu từ có thề gồm hai cuộn dây nối liên tiếp nhau hoặc chỉ có một cuộn. Lọai có hai cuộn dây quấn ngược chiều nhau giảm được nhiễu từ bên ngòai ảnh hưởng đến đầu từ được bọc bằng vỏ kim lọai. Đầu từ xóa dùng vỏ đồng hoặc đồng thau. Còn các đầu từ khác dùng vỏ panalôi dày 1¸3 mm. Đầu từ hỗn hợp thường có hai lớp bọc. Đầu từ của máy ghi âm stereo để giảm nhỏ điện cảm và điện dung ảnh hưởng giữa hai kênh giữa chúng có màn chắn. Hình 13: Đầu từ chung 2 kênh 1. Đầu từ chung trên; 2. Vỏ bọc trong của đầu từ trên; 3. Vỏ bọc trong của đầu từ dưới; 4. Đầu từ chung dưới; 5. Vỏ chân giữa hai đầu từ; 6. 2 đầu từ nằm trong một vỏ chắn Đầu từ xóa 2 kênh cũng gồm 2 đầu từ xóa, 2 đầu từ đặt cùng 1 vỏ, khe từ công tác nằm trên một đường thẳng đứng. Hình 14: Đầu từ xóa hai kênh 1. Đầu từ xóa trên; 2. Đầu từ xóa dưới; 3. Hai đầu từ ghép chung Đầu từ của máy ghi âm cassette chỉ khác là có kích thước nhỏ để vừa với cửa sổ của băng cassette. Độ cao của lõi đầu từ hỗn hợp của máy có 2 đường mono là 1,5mm, còn đối với khe ghi của máy ghi âm stereo là 0,66mm. Vỏ của đẩu từ cassettecũng bị giới hạn bởi độ cao của băng chuyền. Để cho băng chuyền chuyển động qua đầu từ theo đúng chiều và độ rộng, người ta thiết kế thêm 2 ngạnh để giới hạn. Hình 15: Đầu từ hỗn họp của ghi âm cassette Có thể nói đầu từ là một nam châm cực nhạy, gồm có một cuộn dây quấn trên một lõi làm vật liệu từ. 2. Phân lọai đầu từ: - Căn cứ vào nhiệm vụ làm việc, người ta chia đầu từ làm 3 lọai: đầu ghi, đầu phát và đầu xóa. Các máy có chất lượng cao có 3 đầu từ riêng biệt, tuy nhiên ở các máy cassette thông thường, người ta chế tạo đầu từ “hỗn hợp” ghi phát chung ở một đầu từ. Căn cứ theo vật liệu được sử dụng làm đầu từ, ta có: + Đầu từ hợp kim (permalog): hợp kim gồm có Ni, Mo, Fe. Lọai này dễ chế tạo, giá thành hạ, nhưng mau mòn không thích hợp nếu dùng băng từ Metal. + Đầu từ MX: hợp kim gồm có Ni, Mo, Si. Lọai này dễ chế tạo giá thành không cao, có thể dùng với băng từ Metal. + Đầu từ HPF: hợp kim gồm có Fe2O3, MnO, ZnO. Lọai này rất cứng, dễ bể, nứt, không thích hợp với băng từ Metal. + Đầu từ SX: hợp kim gồm có Al, Si, Fe. Lọai đầu từ này rất bền, đặc tính bão hòa tốt. Thích hợp khi dùng băng Metal. + Đầu từ AX: hợp kim gồm có Fe, Co, Bi. Lọai đầu từ này rất bền hiệu suất phân cực cao. Thích hợp với băng Metal. + Đầu từ Ferit: lọai đầu từ này chủ yếu dùng làm đầu từ xóa. 3. Khe từ: Mỗi lọai đầu từ ghi, phát, xóa có khe từ với những đặc điểm sau: - Đầu ghi: khe từ rộng 5 ¸ 10mm. Nều khe từ quá rộng, khi ghi sẽ méo tiếng, ngược lại nếu khe từ quá hẹp hiệu suất ghi sẽ giảm. - Đầu phát: khe từ càng hẹp càng tốt (thường vào khỏang 1mm). Nếu khe từ quá rộng, các tín hiệu tần số cao sẽ giảm nhiều. - Đầu ghi phát chung: dể đáp ứng đủ hai yêu càu, khe từ rộng trong khỏang 2 ¸ 5mm và do đó chất lương làm việc không cao. - Đầu xóa: khe rộng từ 0,1 ¸1mm. Đối với các máy cassette stereo, đầu từ ghi phát có hai khe từ, mỗi lượt ghi thành 2 đường xen kẽ nhau, trong băng từ có tất cả 4 tín hiệu. Ở cassette mono, đầu từ sẽ ghi lên băng mỗi phía 1 đường tín hiệu. Như vậy, nếu đem băng ghi stereo đặt vào hộc băng mono, đầu từ này ở máy chỉ làm việc với đường tín hiệu 1 hoặc 4 nên âm thanh chỉ có một kênh trái hoặc phải. 2 đường ghi (Mono) 4 đường ghi (Stereo) 1 2 3 4 Hình 16: Đầu từ ghi – phát và các đường tín hiệu trên băng từ 4. Hư hỏng ở đầu từ: Do quá trình làm việc, đầu từ tiếp xúc chặt với băng từ nên đầu từ bị mài mòn. Giai đọan đầu bề dày của lõi từ bị mài mòn, giai đọan sau lõi tiếp tục bị mòn và khe từ sẽ rộng ra (hình 17). Những yếu tố ảnh hưởng đến sự mài mòn: vật liệu dùng làm mặt đầu từ, lọai lõi từ, lực ép băng vào đầu từ, lực giữ băng và vận tốc di chuyển của băng. Hình 17: Quá trình mài mòn Với đầu từ ghi phát chung, khi bị mài mòn ở giai đọan đầu, độ nhạy của chức năng phát sẽ tốt hơn và chức năng ghi không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, đầu từ không bị mài mòn đều mà bị lệch về một bên, khiến cho băng từ không tiếp xúc tốt với đầu từ, chất lượng âm thanh giảm sút. Tiếp tục quá trình mài mòn đầu từ, khe từ rộng dần, chất lượng âm thanh sẽ xấu hơn tần số cao bị mất. III. NGUYÊN TẮC GHI-PHÁT-XÓA: Khi ghi âm thanh được Micro chuyển thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện này rất yếu, sẽ được khuếch đại và đi đến đầu từ để tạo ra từ trường. Từ trường cảm ứng lên băng từ và như thế băng đã được ghi. Khi phát, băng từ đã ghi được kéo qua và áp sát với đầu từ. Từ trường của băng từ tạo nên dòng điện cảm ứng của cuộn dây ở đầu từ. Dòng điện này được khuếch đại ra loa tạo nên âm thanh. 1. Đầu xóa và nguyên lý xóa: a. Nguyên lý xóa: Để xóa băng, ta cho dòng điện cao tần có tần số trong khỏang 40kHz – 100kHz (tín hiệu cao tần này thường được gọi là sóng siêu âm) chạy qua cuộn dây của đầu từ xóa. Do tần số của dòng cao tần khá lớn nên bước sóng của nó khá nhỏ. Bước sóng cao tần này được xác định bởi: V: vận tốc chuyển băng f: tần số dòng điện cao tần. Do bước sóng dòng cao tần rất nhỏ so với độ rộng khe từ, nên khi băng từ đi từ mép trái sang mép phải của khe từ thì dòng điện cao tần đã biến đổi được vài chu kỳ. Biên độ của từ trường dòng cao tần tăng dần từ 0 đến cực đại khi đi từ mép trái đến trung tâm của khe từ, rồi giảm dần từ cực đại về 0 khi đi từ trung tâm tới mép phải. Biên độ phía trên và dưới hòan tòan đối xứng. Do đó ta có 2 giai đọan biến thiên: + Ban đầu, băng từ đi từ ngòai vào từ trường của dòng cao tần, cường độ từ trường tăng dần từ 0 đến trị số cực đại (tại điểm trung tâm của khe). Do đó từ trường của đầu xóa tạo nên sẽ che lấp tòan bộ từ tính ban đầu. + Kế tiếp, băng từ qua đường tring tâm liên tục nhận đựợc tác động của từ trường của dòng cao tần, cường độ từ trường giảm dần từ trị số cực đại đến 0. Do đó, khi băng từ qua khe đầu xóa từ dư trên băng từ bằng 0. b. Các hình thức xóa: Đầu xóa (Eraser) có hình dáng và kết cấu gần giống như đầu ghi-phát. Ở đầu xóa khe hở thường rộng hơn (độ rộng khe khỏang 0,15 ¸0,3mm) nhờ có khe rộng nên tăng được vùng làm việc của đầu xóa trên băng từ. Đầu xóa thường không có vỏ bọc chống nhiễu tốt như đầu ghi-phát. Ngày nay người ta thường dùng 3 cách xóa băng thông dụng sau đây: Nam châm vĩnh cửu Lúc thu Lúc phát Băng từ Băng từ Nam châm vĩnh cửu b.1 Xóa băng bằng 1 nam châm vĩnh cửu: Trong các máy gọn nhẹ người ta thường xóa băng từ bằng một nam châm vĩnh cửu. Khi máy ghi, đầu xóa được hệ truyền cơ đặt đầu chạm vào băng để xóa các vết từ trên băng. Lúc máy phát, đầu xóa được đặt cách xa khỏi băng từ. b.2 Xóa bằng một đầu từ làm việc với dòng DC: Vcc Do dòng DC chảy qua cuộn dây dẫn trên gông từ sẽ tạo ra từ trừơng, nên người ta dùng nguyên tắc này để xóa băng. Khi máy được dùng để ghi khóa RP đặt ở vị trí R, đầu xóa nhận được dòng điện của nguồn qua một điện trở hạn dòng để tạo ra từ trường xóa băng. Lúc máy phát, do cuộn dây đã bị ngắt dòng nên cho dù đầu xóa vần còn tiếp xúc với băng tín hiệu trên băng vẫn không bị xóa. b.3 Xóa băng bằng một đầu từ làm việc với dòng AC: Người ta có thể dùng dòng AC có tần số cao (thường quen gọi là tần số siêu âm) đưa vào đầu từ để xóa băng. Đây là cách được dùng rất phổ biến vì ưu điểm của cách xóa này làm mất vết từ hòan tòan trên băng từ, từ cảm trên băng trở lại mức 0. Do đó chất lượng tín hiệu ghi âm vào sẽ ít bị méo hơn. Vcc OSCi Đầu xóa Đầu ghi/phát 2. Bộ khuếch đại ghi và nguyên lý ghi: a. Nhiệm vụ và tính chất cơ bản: Nhiệm vụ chủ yếu của tầng khuếch đại ghi là sửa méo trước cho đặc tuyến đầu ghi và cấp tín hiệu cho nó. Để thực hiện được nhiệm vụ này bộ khuếch đại cần có các tính sau: - Tầng ra làm việc với phụ tải điện cảm là đầu ghi. - Có mạch sửa đáp tuyến tần số trong tầng khuếch đại. - Trên tín hiệu với dòng từ thiên siêu âm để từ hóa dòng tín hiệu lên băng từ. Khi ghi với microphon thì đầu vào của nó được nối với đầu ra của tăng âm micro, còn khi ghi với đường tuyến tín hiệu (line) thì đầu vào nối qua biến áp đối xứng, hệ số biến áp từ 8 đến 10. Trong tầng khuếch đại ghi của máy chuyên dùng thường có điều chỉnh mức ghi bằng chiết áp. Riêng các máy dân dụng thường dùng mức ghi cố định và có mạch điều lượng ALC (Automatic level control). Tăng âm ghi thường được họat động chung với bộ tạo sóng siêu âm và từ thiên sẽ làm cho tầng này làm việc kém ổn định ở tần số cao. Để tránh hiện tượng này phải cách ly tầng khuếch đại với bộ tạo sóng bằng cách bọc kín chống nhiễu các linh kiện và đi dây đúng cách. Công suất tín hiệu đặt lên đầu từ rất nhỏ (2%w) nên độ méo nhỏ (<0,5%) gần như lý tưởng. Muốn vậy cần dùng điện áp cao, phản hồi sau lúc phát băng lại phải cần trung thực như chất lượng lúc ghi và không có tiếng ồn nền. Muốn vậy cần phải ngắt đầu ghi ra khỏi máy tăng âm hoặc ngắt nguồn điện cung cấp cho tăng âm ghi trong lúc phát lại. b. Đặc tính tần số của tăng ghi âm: Nếu như dòng tín hiệu trên đầu ghi tác dụng lên băng từ đồng đều trong cả dải tần thì từ dư còn lại trên băng lại không giống nhau. Tần số càng tăng mức từ hóa trên băng càng giảm. Đặc tính tần số của từ dư sẽ bị suy giảm ở tần số cao. Mức suy giảm phụ thuộc vào lớp bột từ của băng, tốc độ chuyển băng, độ rộng khe từ và chất lượng miếng đệm khe đầu từ, vật liệu lõi đầu từ và chế độ ghi. Nếu bù hòan tòan mức suy giảm này trong tăng âm phát bằng cách nâng độ khuếch đại ở vùng tần số cao thì tạp âm ở tần số cao sẽ tăng lên. Để giảm tạp âm cho tăng âm phát, hợp lý nhất là nên có mạch sửa méo trước ở tần số cao đặt trong tăng âm ghi. 20 15 10 5 0 -5 0 0.1 1 2 1.0 Khz (f) dB k (2) (1) Mặc dù đã có sự phân vùng hiệu chỉnh đặt tíinh giữa tầng ghi và phát, nhưng không giải quyết đuợc các yêu cầu trên, nên người ta quy ước cho trước đặc tuyến tần số chuẩn như ở tăng âm phát. Hình 18: Đặc tuyến tần số của tăng âm ghi (1) đầu từ có khe hở là 19 mm tốc độ 38 cm/s. (2) đầu từ có khe hở 7 mm tốc độ 19 cm/s. Vấn đề là nên chọn đặc tuyến tần số, đặc tuyến ở tăng âm ghi như thế nào thì để khi phát lại thì đặc tuyến tần số của máy có dạng bằng phẳng nằm ngang vì đặc tuyến tăng âm ghi và phát bù cho các tổn hao trên đầu và băng từ. Như vậy đặc tuyến tần số của tăng âm ghi phải có dạng như đặc tuyến tần số của dòng tín hiệu chạy qua đầu từ hóa lên băng. Đặc tuyến có dạng như hình vẽ trên, theo đơn vị là logarit theo quy luật. if dòng tín hiệu chạy qua đầu từ với tần số f. i1000: dòng tín hiệu chạy qua đầu từ với tần số 1khz. Khuếch đại làm phẳng biên tần Khuếch đại công suất Chỉ thị mức ghi Dao động để phân cực đầu ghi (ALC) Erase / Head Reccod /Head c. Sơ đồ khối máy cassette dạng ghi: Giải thích sơ đồ khối: Micro đổi các chấn động âm ra dạng điện áp tín hiệu (e), tín hiệu được khuếch đại bằng tầng khuếch đại làm phẳng đường cong biên tần. Sau đó, tín hiệu lại được khuếch đại để công suất đủ mạnh, tín hiệu này được cấp cho đầu từ để từ hóa và lưu lại. Các vết từ trên băng, trước khi vào đầu ghi đã phải qua đầu xóa (Erase Head) để được xóa sạch. Để xóa các vết từ cũ, nhà thiết kế có nhiều cách, tuy nhiên trong các máy cassette mới, cách thông dụng là cấp tín hiệu có tần số siêu âm cho đầu xóa, tín hiệu lấy từ mạch dao động siêu âm (AC Bias OSC) ngòai ra tín hiệu này còn dùng phân cực AC cho đầu ghi để giảm hiện tượng méo tại giao điểm của tín hiệu. Trong khi ghi, mức ghi có thể điều chỉnh tự động bởi mạch ALC (Automatic Level Control) hay chỉnh bằng nút REC_LEVEL. d. Nguyên lý ghi: Từ đặc điểm của từ trường trễ có đọan không tuyến tính nên từ trường ghi âm không quan hệ với tỉ lệ dòng tín hiệu cần ghi, điều này gây méo tín hiệu, phát sinh nhiều tạp âm. Để khắc phục hiện tượng này, người ta dùng phương pháp ghi nhờ dòng cao tần tạo thiên từ. Với phương pháp này, khi ghi băng từ qua đầu từ xóa nhờ dòng cao tần rồi tiếp tục qua đầu ghi. Tại đầu ghi ta có từ trường tổng hợp bởi dòng cao tần tạo thiên từ (sau này gọi là dòng thiên từ) và dòng tín hiệu âm tần cần ghi. Người ta nhận thấy sự phân bổ từ trường tại khe xóa đầu ghi có đặc điểm sau: biên độ từ trường tăng dần từ mép trái khe từ đến đường trung tâm khe từ và giảm dần từ đường trung tâm đến mép phải khe từ. Biên độ từ trường không còn đối xứng (do sự hiện diện của dòng âm tần). Dòng âm tần có biên độ càng lớn thì sự mất đối xứng càng nhiều. Do vậy, khi băng từ qua đầu ghi tại một đọan nhỏ của băng từ sẽ bị tác động bởi từ trường tổng hợp có biên độ tăng dần đến cực đại (tại đường trung tâm) và giảm dần từ cực đại đến 0 (như ở quá trình xóa). Nhưng do biên độ từ trường không đối xứng nên đọan nhỏ này của băng từ qua đầu xóa sẽ bị lưu lại 1 độ từ dư. Từ dư càng lớn nếu từ trường phân bố càng không đối xứng nghĩa là nó phụ thuộc vào cường độ dòng âm tần cần ghi. Phương pháp ghi dòng thiên từ có ưu điểm sau: - Dòng điện tổng hợp có trị số khá lớn nên từ trường tổng hợp khá mạnh, hạn chế được tạp âm. - Khi không có dòng âm tần, đầu từ ghi chỉ cung cấp bởi dòng cao tần tạo thiên từ, biên độ từ trường lúc này sẽ đối xứng băng từ qua qua khe có từ dư bằng 0, do vậy đã khử được các tạp âm. 3. Bộ khuếch đại phát và nguyên lý phát: a. Nhiệm vụ và tính năng cơ bản: Tăng âm phát có 2 nhiệm vụ chính: - Khuếch đại tín hiệu rất nhỏ được cảm ứng trên đầu từ trên đầu từ đến mức đủ lớn cho việc kiểm tra, để nghe hoặc đưa đến đầu vào tầng khuếch đại công suất ra loa. - Sửa lại đặc tuyến cho đầu phát. Hòan thành được hai nhiệm vụ rất khó và cần có mạch đặc biệt trong tầng khuếch đại này. Sức điện động cảm ứng ở vùng tần số của đầu từ rất nhỏ, ngay với đầu từ có trở kháng cao, sức điện động cảm ứng cũng không quá 100 ¸150mV. Như vậy điều khó khăn nhất là làm suy giảm tạp âm ngay ở tăng âm phát. Mức hiệu chỉnh tần số ở tăng âm phát thông thường phải được nâng từ 20 ¸25dB. Độ méo không đường thẳng do sóng hài cũng như méo tổng hợp ở tần số cao không vượt quá 0,5%. Đối với các máy đời mới, người ta còn dùng thêm bộ nén tạp âm Dolby, méo tổng hợp đạt tới 0,06%. Do vậy độ méo không đường thẳng ở tăng âm phát phải được khống chế chặt chẽ. b. Đặc tính tần số và việc hiệu chỉnh tần số: Việc bù méo tần số xảy ra trong quá trình ghi phát sẽ được phân bố giữa hai kênh ghi và phát. Để đảm bảo khả năng trao đổi chương trình giữa các máy ghi âm, đòi hỏi nghiêm ngặt tần số quy chuẩn của đường phát còn đặc tuyến tần số của đường ghi trong thực tế được chọn sao cho trên đường ghi phát có đặc tuyến bằng phẳng theo tiêu chuẩn tòan máy đã cho. Đặc tuyến tần số của mỗi tầng khuếch đại rất khác nhau nên rất khó xác định đặc tuyến của đầu từ, bởi vậy người ta phải dùng khái niệm đầu từ lý tưởng để quy chuẩn hóa. Khi ghi với dòng từ dư trên băng không đổi, suất điện động được cảm ứng trên đầu phát tỉ lệ thuận với tần số và đặc tính tần số lý tưởng sẽ có dạng đường thẳng. Q = 140mS (4,75 cm/s)  = 70mS (9,5 cm/s)  = 35mS (19cm/s) (38 và 76cm/s) (khz) k(dB) 30 20 10 0 0.1 1 10 f Hình 19: Đặc tính tần số tiêu chuẩn của tăng âm phát Đường phát quy chuẩn bao gồm đặc tuyến tần số đầu phát lý tưởng và đặc tuyến tần số tăng âm phát lý tưởng ở các tốc độ kéo băng khác nhau. K ở đây không phải là tỉ số Uout / Uin thông thường, mà Uin là sức điện động tác dụng lên cuộn dây đầu từ ghép điện cảm hoặc qua bộ phân áp đưa đến tầng khuếch đại phát. Nếu đầu phát thực tế có tần số không phù hợp với đầu phát lý tưởng thì có thể sửa đáp tuyến tần số của tăng âm phát để phù hợp với đặc tuyến quy chuẩn chung. Chọn vật liệu làm lõi đầu từ sao cho tổn hao nhỏ nhất. Chọn đầu từ có đặc tính tần số gần như đầu từ lý tưởng và tăng âm phát có đặc tính đúng quy chuẩn sẽ cho ta kênh phát quy chuẩn. Nhờ đặc tuyến đường ghi băng phẳng sẽ cho điện áp đồng đều trong cả dải tần. Băng từ được ghi như vậy gọi là băng từ chuẩn. Nhờ băng đo chuẩn ta có thể so sánh sự khác biệt giữa tăng âm thực tế với tăng âm quy chuẩn để hiệu chuẩn tần số cho thích hợp. * Các mạch hiệu chỉnh: Có các lọai sau: - Mạch hiệu chỉnh kiểu phân áp. - Mạch hiệu chỉnh kiểu phản hồi. Mạch hiệu chỉnh kiểu phân áp như hình vẽ sau: Q1 Q2 Mạch hiệu chỉnh kiểu phân áp: Hiệu chỉnh lớn nhất k 0 f Hiệu chỉnh nhỏ nhất Hình 20: Đặc tính tần số của tăng âm phát có mạch hiệu chỉnh Tín hiệu sau khi được đưa đến cực base của Q1, điện áp tín hiệu lấy trên điện trở R3 của Q1 qua cầu phân áp R5, C3, C4, L1, R6, R7 đến cực base của Q2. Mạch vòng L1C3 được hiệu chỉnh ở tần số cao của dải tần. R6 dùng để hiệu chỉnh đặc tuyến tần số cao. Để cho mạch được làm việc bình thường thì cần phải thỏa mãn điều kiện Rin >> p với p là trở kháng đặc tính của mạch vòng L1C5, p có gía trị còn Rin là trở kháng đặc tính của Q2. Để nâng cao trở kháng vào của Q2 thì cần phải dùng phản hồi nối tiếp bằng cách thêm vào điện trở R10 ở cực Emiter của Q2, hoặc Q2 mắc thêm kiểu collector chung. Khuyết điểm chính của mạch này là không nâng được đặc tính tần số lên quá 20dB ở vùng tần số thấp bởi vì mạch Q2. Mặt khác, vì tín hiệu bị giảm nhiều trên cầu phân áp do đó phải tăng hệ số khuếch đại Q1 mà tín hiệu đặt vào base Q2 vẫn còn nhỏ. Như vậy tạp âm ở tần số này do có tạp âm riêng của Q1 cộng với tạp âm riêng của Q2. Đối với các máy ghi âm có nhiều tốc độ thì mạch hiệu chỉnh tần số ở từng tốc độ sẽ đấu qua rơle hay các galet. Mạch hiệu chỉnh tần số tăng âm phát có 3 tốc độ. Mạch hiệu chỉnh phản hồi song song. Mạch hiệu chỉnh lọai này, các phần tử R4, C2, L1, R1, C3 dùng để hiệu chỉnh tần số. Khi tần số tăng thì trở kháng giảm làm tăng mức phản hồi âm, kéo theo giảm hệ số khuếch đại và dạng đặc tuyến đi xuống. Ở vùng tần số cộng hưởng của mạch vòng L1C3 lượng cộng hưởng giảm do cộng hưởng song song, nên đặc tuyến sẽ được nâng lên. Mức hiệu chỉnh sẽ phụ thuộc vào hệ số khuếch đại T1. Trong các máy ghi âm dân dụng mạch hiệu chỉnh như hình vẽ: T1 T3 T2 Mạch hiệu chỉnh kiểu phản hồi theo vòng xoay chiều và 1 chiều. Mạch dùng 3 tầng khuếch đại mắc trực tiếp có phản hồi dòng một chiều và xoay chiều. Dòng một chiều phản hồi hạ trên phân áp R8 và R9 qua R9 đặt trên cực base T1 để ổn định điểm làm việc của T1 và T2. Điện áp phản hồi song song lấy trên tải R7 của T2 qua phân áp C5, R5, R3, L1, C2 đặt lên Emiter của T1 để tạo nên dạng đặc tuyến tần số mà bộ khuếch đại yêu cầu. Để đạt được hiệu suất phản hồi lớn, mạch ra T3 mắc theo colecter chung. Ưu điểm của mạch nàylà đơn giản, không bị suy hao tần số thấp, hệ số khuếch đại dư lớn, dùng được với nguồn điện áp thấp và đặc tuyến tần số ít bị biến dạng khi thay đổi transistor vì có độ ổn định nhiệt cao. c. Sơ đồ khối của máy Cassette dạng phát: Khuếch đại làm phẳng biên tần Khuếch đại chọn đường cong biên tần Khuếch đại động lực Khuếch đại động lực Play/head Vol Băng từ SP = Loa Giải thích sơ đồ khối: Trên băng từ có các vết từ, do đó khi băng từ lướt đều qua khe hở của đầu từ phát (play/head, P/H) thì ở cuộn dây cuốn trên lõi từ sẽ phát ra điện áp tín hiệu (từ thông qua cuộn dây thay đổi sẽ làm phát sinh ra điện áp cảm ứng theo định luật Faraday). Tín hiệu ra có biên độ rất yếu nên cần được khuếch đại. Do tín hiệu lấy ra không đồng đều, tín hiệu thường có biên độ yếu ở tần số thấp và ở vùng tần số cao thì biên độ cũng rất cao, điều này gây ra cảm giác chói tai, để khắc phục được hiện tượng này, nhà thiết kế dùng tầng khuếch đại có đường hồi tiếp để làm phẳng đường cong biên tần (quen gọi là khuếch đại Equalizer hay Equalizer Amplifier). Mạch khuếch đại này thường có 2 transistor có đường hồi tiếp để chỉnh lại độ lợi theo tần số tín hiệu. Khi có tín hiệu vào ở vùng có tần số cao thì hệ số hồi tiếp lớn sẽ làm giảm độ lợi của tầng khuếch đại và khi tín hiệu vào ở vùng tần số thấp thì hệ số hồi tiếp giảm, mạch khuếch đại sẽ cho độ lợi lớn, tác động này bù được độ không phẳng của đường cong biên tần gây ra do đặc tính của đầu từ. Sau đó tín hiệu được đưa vào tầng khuếch đại có nhiều nút chỉnh để cho người nghe tự điều chỉnh đường cong biên tần (quen gọi là Graphic Equal Amplifier). Mạch có thể tăng giảm được biên độ ở vùng tần số thấp số hẹp đã được qui định, do đó để phù hợp với cảm thụ của người nghe. Sau cùng, tín hiệu vào vùng khuếch đại động lực (quen gọi là khuếch đại công suất, Power Amplifier). Tín hiệu được làm tăng công suất lên để làm rung màn loa, phát ra các chấn động âm lan truyền trong không gian. Ngòai ra, để chỉ thị cường độ âm lượng, nhà thiết kế thường dùng điện kế kim hay độ chớp của các Diode phát quang. d. Nguyên lý phát: Khi băng từ đã được ghi (từ hóa lớp từ tính bởi dòng âm tần cần ghi) đi qua khe từ, từ thông từ băng từ cảm ứng lên cuộn dây đầu phát sức điện động cảm ứng, điện áp tín hiệu này được khuếch đại nhiều lần và chuyển đến loa tái tạo âm thanh ban đầu. Gỉa sử tín hiệu âm tần đã được ghi lên băng từ có dạng hình sin, băng từ qua khe từ có vận tốc không đổi thì từ thông qua đầu phát cũng biến đổi theo quy luật sin. Ta có: f = f m . sinwt Nên: Trong đó n là số vòng dây quấn của dây ở đầu phát. Do vậy biên độ sức điện động âm tần là: E = n.m.f.w = 2p.fn.f .m Nghĩa là biên độ sức điện động âm tần có được tại đầu phát phụ thuộc vào tần số tín hiệu, tần số càng lớn thì biên độ sức điện động càng lớn. Tuy nhiên, do tổn hao ở tần số cao nên kết quả trên không đạt được và đây là vấn đề được nghiên cứu đặc biệt để đảm bảo chất lượng âm thanh cần có. d.1.Tổn hao do độ rộng của khe từ đầu phát: Như ta đã biết, quá trình phát dựa vào biến đổi từ thiên từ băng từ đi qua khe từ đầu phát sinh ra sức điện động tín hiệu. N N S S l Bước sóng ghi âm Bước sóng l được xác định bởi: Hình vẽ cho ta thấy khi ghi âm nửa bước sóng (1/2 l) thì trên băng từ trường ghi tương đương với 1 nam châm cơ bản. - Ở khu vực tần số thấp, bước sóng ghi âm khá dài và nếu bước sóng này rất lớn so với khoảng rộng khe hở từ thì lượng từ thông của băng từ phát hoàn toàn qua lõi của từ phát. Sức điện động cảm ứng lớn nhất (hình 21a). - Nếu tín hiệu tần số tăng dần, bước sóng ghi âm giảm dần, lượng từ thông của băng tần vẫn còn qua lõi đầu từ, sức điện động cảm ứng lớn, chưa có tổn hao (hình 21b). - Nếu tần số tiếp tục tăng thêm nữa, bước sóng ghi âm quá nhỏ, một phần từ thông bị điểm mạch không qua đầu từ, tổn hao càng lớn, sức điện động cảm ứng càng giảm (hình 14c). Do vậy độ rộng khe từ gây tổn hao ở tần số cao, từ đó muốn mở rộng khả năng làm việc ở tần số cao thì độ rộng khe từ phải thật nhỏ. N S N S N S N S l/2 l/2 l/2 (b) (c) (a) Hình 21: Tổn hao do độ rộng khe đầu từ ở đầu phát d.2. Tổn hao do ép băng không chặt: Nếu băng từ không ép chặt vào đầu từ, nghĩa là giữa băng và đầu từ có khoảng hở, khi đó: - Ở tần số thấp, bước sóng ghi âm dài, đường sức từ phân bố dày, do đó từ thông đi vào đầu từ nhiều. - Ở tần số cao, bước sóng ghi âm ngắn, đường sức từ chỉ phân bố gần bên mặt băng từ, do đó từ thông đi vào lõi từ ít. Do vậy, kế họach băng từ thông được ép chặt vào đầu từ tần số càng cao càng tổn hao nhiều. IV. CƠ CẤU CHUYỂN BĂNG: Bộ phận chuyển băng ở máy cassette có yêu cầu rất cao về mặt cơ khí, máy có chất lượng càng cao thì bộ phận chuuyển băng có cơ cấu càng phức tạp. Sửa chữa máy cassette chủ yếu là tìm hư hỏng trên cơ cấu chuyển băng, vì nếu hỏng trong phần mạch điện thì cách sửa chữa giống như máy tăng âm bị hỏng. 1.Yêu cầu đối với bộ phận chuyển băng: Phải đảm bảo băng căng và dịch chuyển băng theo bề mặt làm việc của các đầu từ, băng từ dịch chuyển phải tiếp xúc nhiều và sát. Phải đảm bảo tốc độ chuyển băng đều và đúng tốc độ quy định trong suốt chiều dài cuộn băng. Phải đảm bảo quấn băng nhanh sang phải, sang trái tốc độ chuyển băng lớn hơn nhiều so với tốc độ chuyền băng khi phát (playblack) và phải tách băng ra khỏi đầu từ và bộ phận căng băng. Khi khởi động hoặc khi dừng băng, lực căng băng không quá 10 newton để tránh cho băng từ biến dạng cơ dẫn đến đứt. Phải thuận tiện trong trong sử dụng khởi động nhanh khi hãm phải dừng lại mau. 2. Cơ cấu chuyển băng: Hình 22: Các thành phần chủ yếu trong cơ cấu chuyển băng 1. Động cơ 2. Ròng rọc 3. Mâm quấn băng 4. Vô lăng 5. Bánh xe đè 6. Trục dẫn động 7. Đầu từ ghi phát 8. Đầu từ xóa 9. Dây curoa 10. Mâm cung cấp băng Chuyển động quay từ động cơ (1) từ dây curoa (9) truyền đến bánh răng (4) làm quay trục dẫn động (6) và mâm băng (3), (10) hiện nay có nhiều hãng máy không dùng hệ thống truyền động nhờ dây curoa, mà nhờ hệ thống các bánh răng, hoặc trục động cơ làm trục dẫn động quay trực tiếp. Hệ thống trục dẫn động gồm trục dẫn động (6) bánh ép băng (11) và bánh đà (4) nó có nhiệm vụ kéo băng qua đầu từ. Trục dẫn động quay làm quay bánh xe ép băng. Băng từ được ép giữa hai bộ phận này và được kéo đi. Vận tốc kéo băng phụ thuộc vào đường kính của trục dẫn động (6) trục có đường kính băng từ di chuyển càng nhanh. Ở máy casstte hiện nay, người ta thường quy định vận tốc thường là 4,76 cm/s riêng các máy ghi âm dùng băng đĩa trần có các định mức vận tốc 30 – 15 – 71/2 – 33/4 inch/giây, ở máy minicasstte có vận tốc 15/16, 15/32 inch/giây. Người ta cần phải có vận tốc di chuyển của băng thực sự ổn định để âm thanh trung thực. Riêng ở cơ cấu truyền băng, trục dẫn động phải rất tròn, động cơ có vận tốc quay ổn định dây curoa không bị trượt, bánh xe ép băng phải ép lên trục dẫn động với mộ áp lực thích hợp. Trục dẫn động phải thực sự song song với bánh xe ép băng, nếu nghiêng thì băng từ chỉ được kéo một bên của cạnh băng, và đây cũng là nguyên nhân gây rối băng và cuốn gập băng. 3. Cơ cấu quấn băng: Khi ghi, phát băng từ được trục dẫn động và bánh xe ép băng kéo với vận tốc không đổi và do đó mâm quấn băng cũng được quay với vận tốc tương ứng. Tuy nhiên nếu có cùng vận tốc quay lúc đầu khi băng được quấn gần trục quay, chiều dài băng quấn được ít. Sau đó cuộn băng từ có đường kính tăng dần, thì chiều dài băng từ quấn được sẽ tăng lên. Do vậy, người ta phải làm cách nào để mâm quấn băng có vận tốc giảm dần khi đường kính cuộn băng từ tăng dần (hình 16). 4,14 cm/s 4,76 cm/s 4,76 cm/s 4,14 cm/s Hình 23: Quá trình quấn băng a) Bắt đầu quấn băng bình thường b) Băng từ được quấn gần đầy Để thực hiện yêu cầu giảm vận tốc mâm băng khi băng được quấn đầy chuyển động quay truyền đến mâm quấn băng nhờ 1 lớp nỉ đệm khi cuộn băng gần đầy, sức nặng sẽ tăng lên, sưc nặng này đè lên lớp đệm làm 1 phần chuyển động quay bị trượt, số vòng quay của mâm bánh xe bị giảm. Nếu băng từ được quấn có mâm quấn băng quay nhanh hơn tốc độ kéo băng do trục dẫn đường, băng từ sẽ bị căng quá mức, mau nhão băng ăn ngược lại, nếu băng quấn được chậm hơn, nó bị lõng và rối băng. Khi không ghi hay phát, quấn băng nhanh các bánh xe trung gian sẽ tiếp xúc trực tiếp để giúp cho mâm quấn băng với tốc độ cao. Để cho băng quấn được chặt chẽ và khi khởi động hay khi dừng băng được ổn định tốt, người ta tạo một lực cản nhỏ, ngược lại với chiều quay băng từ nhờ một lòxo kéo đặt dưới mâm quấn băng. Để dừng băng tức thì, người ta có hệ thống hãm mâm băng. 4. Hư hỏng ở cơ cấu chuyển băng: Nếu hư hỏng xảy ra ở bất kỳ các bộ phận nào trong cơ cấu chuyển băng cũng đều làm băng từ điện chuyển không bình thường, vận tốc băng không đúng quy định, chất lượng âm thanh kém và méo đi. Một vài hư hỏng đơn giản do cơ cấu chuyển băng tạo nên như: - Băng di chuyển sai vận tốc quy định và rối băng + Dây curoa bị dãn quá rộng. + Trục quay bị kẹt. + Ròng rọc trên trục động cơ bị trượt. - Băng chạy dọc theo trục dẫn động, băng bị gấp nếp, rối băng. + Bán._.