MỤC LỤC
MỞ ĐẦU . 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI . 4
1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THU RADIO 4
1.1 Khái niệm . 4
1.2 Điều chế tín hiệu radio . 4
1.3 Sử dụng tần số trung tần trong máy thu thanh . 4
1.4 Phân loại máy thu Radio và sơ đồ khối của máy thu . 5
1.5 Thiết kế máy thu Radio AM . 6
2 LÝ THUYẾT VỀ MÁY THU RADIO AM . 6
2.1 Mạch cộng hưởng tần số 6
2.2 Máy biến áp . 7
2.3 Mạch khuếch đại . 10
2.4 Mạch dao động ba điểm 19
2.5 Mạch trộn tần 20
2.6 Mạch tách sóng . 21
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 24
3 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MÁY THU RADIO AM 24
4 SƠ ĐỒ MẠCH THỰC HIỆN . 24
5 PHÂN TÍNH, THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CHI TIÊT TỪNG KHỐI 25
5.1 Khối anten . 25
5.2 khối mạch vào . 25
5.3 Khối khuếch đại cao tần, khối tự tạo dao động và khối trộn tần . 26
5.4 Khối khuếch đại trung tần . 29
5.5 Khối tách sóng 30
5.6 Khối khuếch đại âm tần 31
KẾT LUẬN 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 34
34 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2985 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế máy thu radio AM, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA CÔNG NGHỆ
ĐỀ TÀI: Thiết kế máy thu radio AM
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Minh
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đình Tuấn
Lớp : 46k, Điện tử - Viễn thông
Vinh, 2009
Môc lôc
Më ®Çu 3
Ch¬ng 1: Tæng quan ®Ò tµi 4
1 kh¸i niÖm chung vÒ thu radio 4
1.1 Kh¸i niÖm 4
1.2 §iÒu chÕ tÝn hiÖu radio 4
1.3 Sö dông tÇn sè trung tÇn trong m¸y thu thanh 4
1.4 Ph©n lo¹i m¸y thu Radio vµ s¬ ®å khèi cña m¸y thu 5
1.5 ThiÕt kÕ m¸y thu Radio AM 6
2 Lý thuyÕt vÒ m¸y thu radio AM 6
2.1 M¹ch céng hëng tÇn sè 6
2.2 M¸y biÕn ¸p 7
2.3 M¹ch khuÕch ®¹i 10
2.4 M¹ch dao ®éng ba ®iÓm 19
2.5 M¹ch trén tÇn 20
2.6 M¹ch t¸ch sãng 21
Ch¬ng 2: Ph©n tÝch, thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n 24
3 S¬ ®å khèi cña m¸y thu radio AM 24
4 S¬ ®å m¹ch thùc hiÖn 24
5 Ph©n tÝnh, thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n chi tiªt tõng khèi 25
5.1 Khèi anten 25
5.2 khèi m¹ch vµo 25
5.3 Khèi khuÕch ®¹i cao tÇn, khèi tù t¹o dao ®éng vµ khèi trén tÇn 26
5.4 Khèi khuÕch ®¹i trung tÇn 29
5.5 Khèi t¸ch sãng 30
5.6 Khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn 31
KÕt luËn 33
Tµi liÖu tham kh¶o 34
më ®Çu
N
gµy nay, khoa häc kü thuËt trªn thÕ giíi cã nhiÒu tiÕn bé, nhiÒu thµnh tùu ®¸ng kÓ. NhÊt lµ c¸c lÜnh vùc kü thuËt, c«ng nghÖ th«ng tin, kü thuËt viba, truyÒn h×nh sè, tæng ®µi ®iÖn tho¹i v« tuyÕn, kü thuËt ph¸t thanh, ®· vµ ®ang ph¸t triÔn vît bËc. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö ngµy cµng ®îc tinh gän, siªu nhá nhng tÝnh n¨ng vµ hiÖu qu¶ lµm viÖc cña chóng th× r©t cao vµ rÊt bÒn
Trong lÜnh vùc ph¸t thanh, truyÒn h×nh ë níc ta, ngµy nay ®· cã nhiÒu tiÕn bé ®¸ng kÓ do cã nhiÒu nhµ khoa häc, nhiÒu chuyªn gia, nhiÒu kü s giái vÒ khoa häc kü thuËt cïng tham gia nghiªn cøu vµ triÓn khai øng dông. KÕt qu¶ cã rÊt nhiÒu thiÕt bÞ míi ®îc ®a vµo thay thÕ c¸c thiÕt bÞ, m¸y mãc cò mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Tuy vËy, vÒ ph¸t thanh truyÒn h×nh cÇn cã nhiÒu lÜnh vùc cÇn tiÕp tôc nghiªn cøu, häc hái vµ ph¸t triÔn thªm ®èi víi ngêi lµm kü thuËt ph¸t thanh truyÒn h×nh nãi riªng vµ c¸c kü s ®iÖn tö nãi chung.
Trong ®å ¸n kü thuËt t¬ng tù nµy nhãm thùc hiÖn xin tr×nh bµy vÒ vÊn ®Ò thu sãng radio AM qua ®Ò tµi: “ThiÕt kÕ m¸y thu radio AM”. Trong chõng mùc thêi gian ng¾n ngñi vµ lîng kiÕn thøc tÝch luü cßn h¹n chÕ, tµi liÖu cha nhiÒu, ngêi thùc hiÖn chØ kh¶o s¸t m¸y thu radio AM trªn khÝa c¹nh nhËp m«n “kü thuËt ph¸t thanh truyÒn h×nh”. Hi väng víi ®Ò tµi nµy nhãm nh÷ng ngêi thùc hiÖn sÏ cã thªm hiÓu biÕt vÒ kü thuËt thu sãng radio vµ tÝch luü thªm kiÕn thøc phôc vô cho qu¸ tr×nh häc tËp
Tuy cã nhiÒu cè g¾ng thùc hiÖn thµnh c«ng ®å ¸n nhng kh«ng tr¸nh khái nh÷ng h¹n chÕ thiÕu sãt, nÕu cã ®iÒu kiÖn nhãm thùc hiÖn sÏ nghiªn cøu s©u h¬n vµ hoµn thiÖn h¬n. Mong nhËn ®îc sù gãp ý chØ b¶o thªm cña thÇy c« vµ b¹n bÌ ®Ó ®Ò tµi cã thÓ hoµn thiÖn tèt h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c« gi¸o NguyÔn ThÞ Minh ®· chØ b¶o tËn t×nh trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi nµy, c¶m ¬n tÊt c¶ c¸c ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c thÇy c« vµ b¹n bÌ.
Nhãm sinh viªn thùc hiÖn!
Ch¬ng I
Tæng quan ®Ò tµi
kh¸i niÖm chung vÒ thu radio
Kh¸i niÖm
M¸y thu radio hay cßn gäi lµ m¸y thu thanh lµ mét thiÕt bÞ hoµn chØnh dïng ®Ó thu nhËn sãng radio mang th«ng tin, phôc håi l¹i tÝn hiÖu th«ng tin vµ khuÕch ®¹i ®Õn gi¸ trÞ ban ®Çu vµ ®a ra loa
§iÒu chÕ tÝn hiÖu radio
Trong kü thuËt radio cã hai c¸ch ®iÒu chÕ tÝn hiÖu c¬ b¶n:
§iÒu chÕ biªn ®é – AM (Amplitude Modulation)
Ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ biªn ®é (®iÒu biªn) AM sö dông mét sãng cã tÇn sè cao (rÊt lín h¬n tÇn sè tÝn hiÖu – gäi lµ sãng mang) phèi hîp víi tÝn hiÖu ®Ó t¹o ra mét d¹ng sãng cã tÇn sè lµ tÇn sè sãng mang, nhng biªn ®é thay ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu. Sãng AM ®îc ph¸t ra ngoµi kh«ng gian.
Sãng AM trong radio ®îc chia thµnh c¸c d·i tÇn:
- Sãng trung – MW (medium wave) cã tÇn sè tõ 530 KHz – 1600 KHz.
- Sãng ng¾n 1 – SW1 (short wave) cã tÇn sè tõ 2.3 MHz – 7 MHz.
- Sãng ng¾n 2 – SW2 (short wave) cã tÇn sè tõ 7 MHz – 22 MHz.
Khi nãi ®Õn d¶i tÇn cña mét b¨ng sãng, tøc lµ nãi ®Õn tÇn sè sãng mang cña d¶i tÇn ®ã.
§iÒu chÕ tÇn sè – FM (Frequency Modulation)
Kh¸c víi ®iÒu biªn, ®iÒu chÕ tÇn sè (®iÒu tÇn) FM lµ lµm thay ®æi tÇn sè sãng mang theo biªn ®é tÝn hiÖu. TÇn sè sãng mang FM rÊt lín h¬n tÇn sè sãng mang trong AM. D¶i tÇn FM tõ 88 MHz – 108 MHZ. Khi ®iÒu chÕ FM .
Trong hai c¸ch ®iÒu chÕ, th× ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ FM cho tÝn hiÖu ®Õn n¬i thu trung thµnh h¬n, Ýt sai lÖch h¬n lµ ®iÒu chÕ AM, bëi v× ®êng truyÒn ¶nh hëng rÊt Ýt ®Õn tÇn sè sãng truyÒn, nhng l¹i t¸c ®éng rÊt lín lªn biªn ®é cña nã. Tuy nhiªn, sãng FM v× tÇn sè rÊt lín h¬n tÇn sè AM nªn kh«ng truyÒn ®îc xa nh sãng AM.
Sö dông tÇn sè trung tÇn trong m¸y thu thanh
Trong phÇn thu radio, tÝn hiÖu lèi vµo rÊt bÐ, cÇn ph¶i khuÕch ®¹i nhiÒu lÇn. Mét m¹ch khuÕch ®¹i víi hÖ sè khuÕch ®¹i lín vµ kh«ng g©y mÐo trong suèt toµn gi¶i tÇn lµ ®iÒu kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc. V× vËy ngêi ta ®a tÝn hiÖu cÇn khuÕch ®¹i RF (Radio frequency) vÒ mét tÇn sè trung gian cè ®Þnh, gäi lµ tÇn sè trung tÇn IF (Intermediate frequency). Trong AM th× IF lµ 455 KHz, cßn trong FM th× IF lµ 10.7 MHz.
Ph©n lo¹i m¸y thu radio vµ s¬ ®å khèi cña m¸y thu
C¨n cø vµo cÊu tróc s¬ ®å mµ ngêi ta chia m¸y thu thanh thµnh hai lo¹i
M¸y thu thanh khuÕch ®¹i th¼ng
TÝn hiÖu cao tÇn thu tõ Anten ®îc khuÕch ®¹i th¼ng vµ ®a ®Õn m¹ch t¸ch sãng, m¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn mµ kh«ng qua m¹ch ®æi tÇn. §èi víi d¹ng nµy, cÊu tróc s¬ ®å cña m¸y ®¬n gi¶n nhng chÊt lîng thu sãng kh«ng cao, ®é chän läc kÐm, kh«ng æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng thu kh«ng ®ång ®Òu trªn c¶ b¨ng sãng. V× vËy lo¹i m¸y thu nµy gÇn nh kh«ng cßn ®îc sö dông.
M¸y thu thanh ®æi tÇn
TÝn hiÖu cao tÇn ®· ®iÒu chÕ thu tõ Anten ®îc khuÕch ®¹i lªn vµ biÕn ®æi vÒ mét tÇn sè trung gian kh«ng ®æi gäi lµ tÇn sè trung tÇn IF. Trung tÇn nµy ®îc chän thÊp h¬n cao tÇn. TÝn hiÖu trung tÇn nµy sau khi ®i qua vµi bé khuÕch ®¹i trung tÇn sÏ ®îc ®a ®Õn m¹ch t¸ch sãng, m¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn vµ ®a ra loa. S¬ ®å khèi cña mét m¸y thu ®æi tÇn cã d¹ng nh sau:
M¹ch
vµo
K§
RF
K§
IF
K§
©m tÇn
Trén tÇn
Dao ®éng
néi
T¸ch
sãng
H×nh 1.1 S¬ ®å m¸y thu ®æi tÇn
M¸y thu ®æi tÇn cã nh÷ng u ®iÓm lµ ®é khuÕch ®¹i ®ång ®Òu h¬n trªn tÊt c¶ c¸c b¨ng sãng v× tÇn sè trung t©n t¬ng ®èi thÊp vµ æn ®Þnh khi tÝn hiÖu vµo thay ®æi.
M¹ch vµo: lµm nhiÖm vô chän läc c¸c tÝn hiÖu cÇn thu vµ lo¹i trõ c¸c tÝn hiÖu kh«ng cÇn thu còng nh c¸c nhiÔu kh¸c nhê cã m¹ch céng hëng, tÇn sè céng hëng ®îc ®iÒu chØnh ®óng b»ng tÇn sè cÇn thu f0.
KhuÕch ®¹i cao tÇn: nh»m môc ®Ých khuÕch ®¹i bíc ®Çu cho tÝn hiªu cao tÇn thu ®îc tõ Anten.
Bé ®æi tÇn: gåm m¹ch dao ®éng néi vµ m¹ch trén tÇn. Khi trén hai tÇn sè cña tÝn hiÖu dao ®éng néi fn vµ tÝn hiÖu cÇn thu f0 ta ®îc tÇn sè trung gian hay cßn gäi lµ trung tÇn IF gi÷a tÇn sè dao ®éng néi vµ tÇn sè cÇn thu.
ftt = fn – f0 = const.
Khi tÇn sè tÝn hiÖu tõ ®µi ph¸t thay ®æi tõ f0min ®Õn f0max th× tÇn sè dao ®éng néi còng ph¶i thay ®æi tõ fnmin ®Õn fnmax ®Ó b¶o ®¶m hiÖu sè gi÷a chóng lu«n lu«n b»ng h»ng sè.
§èi víi m¸y thu ®iÒu biªn (AM): fn = 455 KHz hoÆc 465 KHz.
§èi víi m¸y thu ®iÒu tÇn (FM): fn = 10.7 MHz.
- Bé khuÕch ®¹i trung tÇn: cã nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu trung tÇn ®Õn mét gi¸ trÞ ®ñ lín ®Ó ®a vµo m¹ch t¸ch sãng. §©y lµ mét tÇn khuÕch ®¹i chän läc t¶i lµ mét tÇn sè céng hëng cã tÇn sè céng hëng b»ng tÇn sè trung tÇn.
- T¸ch sãng: cã nhiÖm vô t¸ch tÝn hiÖu ©m tÇn ra khái tÝn hiÖu sãng mang cao tÇn sau ®ã ®a qua m¸ch khuÕch ®¹i ©m tÇn tríc khi ®a qua loa.
ThiÕt kÕ m¸y thu radio AM
Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy ngêi thùc hiÖn chØ thiÕt kÕ mét m¸y thu sãng radio ®iÒu chÕ biªn ®é AM. M¸y thu radio AM nµy ho¹t ®éng theo nguyªn lý m¸y thu ®æi tÇn, cã s¬ ®å khèi nh ë h×nh 1.1. §Ó ®¬n gi¶n, m¸y thu radio AM ®îc thiÕt kÕ ®Ó thu ®îc sãng trung – MW (medium wave) cã tÇn sè tõ 530 KHz – 1600 KHz. M¸y thu ph¶i ho¹t ®éng æn ®Þnh, cã ®é chèng nhiÔu cao, chÊt lîng ©m thanh t¬ng ®èi.
Lý thuyÕt m¸y thu radio AM
M¹ch céng hëng tÇn sè
Dïng m¹ch dao ®éng LC m¾c song song ®Ó t¹o sù cæng hëng víi tÇn sè cÇn thu. Ta thêng sö dông s¬ ®å sau ®©y:
H×nh 1.2 M¹ch LC dïng lµm m¹ch céng hëng tÇn sè.
Trë kh¸ng t¬ng ®¬ng cña m¹ch:
= = =
VLC
Tr¹ng th¸i
0
V
L ®ãng m¹ch
0
ZL = Zc
V« h¹n
V
C ®ãng m¹ch
B¶ng 1.1 B¶ng tr¹ng th¸i cña m¹ch LC
Khi ZL = Zc, m¹ch ®iÖn cæng hëng tai tÇn sè = vµ ®îc tÝnh b»ng:
L = hay =
TÇn sè céng hëng: f =
Khi gi¸ trÞ tô xoay C thay ®æi ta sÏ cã c¸c tÇn sè céng hëng kh¸c nhau. §iÒu nµy ®îc øng dông ®Ó thu ®îc nhiÒu kªnh trong m¸y thu thanh.
M¸y biÕn ¸p
§Þnh nghÜa vµ ký hiÖu
BiÕn ¸p lµ thiÕt bÞ ®Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu, cÊu t¹o gåm mét cuén cÊp (®a ®iÖn ¸p vµo) vµ mét hay nhiÒu cuén thø cÊp (lÊy ®iÖn ¸p ra sö dông) cïng quÊn trªn mét lái tõ cã thÓ lµ l¸ thÐp hoÆc lâi ferit. §Ó tr¸nh dßng ®iÖn Fuco ch¹y trong m¹ch vµ lµm nãng m¹ch c¸c l¸ thÐp lµm lâi ®îc d¸t máng vµ ghÐp c¸ch ®iÖn víi nhau.
Trong m¹ch ®iÖn biÕn ¸p ®îc ký hiÖu nh sau:
H×nh 1.3 KÝ hiÖu cña biÕn ¸p.
Trong ®ã:
N1: Sè vßng d©y cuén s¬ cÊp U1: §iÖn ¸p vµo cuén s¬ cÊp
N2: Sè vßng d©y cuén thø cÊp U2: §iÖn ¸p ra cuén thø cÊp
Nguyªn lý lµm viÖc
Khi ®Æt vµo cuén s¬ cÊp mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin U1, trong lâi thÐp xuÊt hiÖn mét tõ trêng biÕn thiªn theo quy luËn ®iÖn ¸p vµo. Tõ trêng biÕn thiªn lµm xuÊt hiÖn tõ th«ng biÕn thiªn, tõ th«ng biÕn thiªn nµy c¶m øng sang cuén thø cÊp lµm xuÊt hiÖn mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin. §iÖn ¸p, sè vßng d©y cuén s¬ cÊp vµ ®iÖn ¸p, sè vßng d©y cuén thø cÊp liªn hÖ theo c«ng thøc sau:
= =
C«ng suÊt
C«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p phô thuéc vµo tiÕt diÖn cña lâi tõ, vµ phô thuéc vµo tÇn sè cña dßng ®iÖn xoay chiÒu, biÕn ¸p ho¹t ®éng ë tÇn sè cµng cao th× c«ng suÊt cµng lín. C«ng suÊt vµo ra cña m¸y biÕn ¸p ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
P1 = U1I1; P2=U2I2
Khi hiÖu suÊt cña m¸y biÕn ¸p cao th×: P1 P2 suy ra U1I1 U2I2
Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p
- BiÕn ¸p nguån vµ ©m tÇn
H×nh 1.4 BiÕn ¸p nguån
BiÕn ¸p nguån thêng gÆp trong Cassete, ¢mly, ... biÕn ¸p nµy ho¹t ®éng ë tÇn sè ®iÖn líi 50 Hz lâi biÕn ¸p sö dông c¸c l¸ T«nsilic h×nh ch÷ E vµ I ghÐp l¹i biÕn ¸p nµy cã tû sè vßng / vol lín
BiÕn ¸p ©m tÇn sö dông lµm biÕn ¸p ®¶o pha vµ ra loa trong c¸c m¹ch khuÕch ®¹i c«ng suÊt ©m tÇn. BiÕn ¸p sö dông c¸c l¸ T«nsilic lµm lâi tõ nh biÕn ¸p nguån nhng l¸ T«nsilic trong biÕn ¸p ©m tÇn máng h¬n ®Ó tr¸nh tæn hao, biÕn ¸p ©m tÇn ho¹t ®éng ë tÇn sè cao h¬n cho nªn cã tû sè vßng / vol thÊp h¬n Khi thiÕt kÕ biÕn ¸p ©m tÇn ngêi ta thêng lÊy gi¸ trÞ tÇn sè trung b×nh kho¶ng 1 KHz ®Õn 3 KHz.
- BiÕn ¸p xung vµ cao ¸p
H×nh 1.5 BiÕn ¸p xung vµ cao ¸p
BiÕn ¸p xung lµ biÕn ¸p ho¹t ®éng ë tÇn sè cao kho¶ng vµi chôc KHz nh biÕn ¸p trong c¸c bé nguån xung, biÕn ¸p cao ¸p. Lâi biÕn ¸p xung lµm b»ng ferit do ho¹t ®éng ë tÇn sè cao nªn biÕn ¸p xung cho c«ng suÊt rÊt m¹nh, so víi biÕn ¸p nguån th«ng thêng cã cïng träng lîng th× biÕn ¸p xung cho c«ng suÊt m¹nh gÊp hµng chôc lÇn.
TÝnh sè vßng d©y, diÖn tÝnh lâi tõ, ®êng kÝnh d©y quÊn
DiÖn tÝch lâi tõ: =
§èi víi tÇn sè thÊp 50 Hz diÖn tÝch cña lâi tõ ®îc tÝnh theo c«ng thøc: =
§êng kÝnh cña d©y quÊn theo chØ tiªu mËt ®é dßng 3 A/mm2: suy ra
Sè vßng d©y ®îc tÝnh theo c«ng thøc: sè vßng d©y / vol = . Nªn suy ra:
;
M¹ch khuÕch ®¹i
M¹ch ph©n cùc vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá dïng BJT
Ta biÕt BJT cã thÓ ho¹t ®éng trong 3 vïng:
- Vïng t¸c ®éng (Vïng khÕch ®¹i hay tuyÕn tÝnh): líp tiÕp gi¸p BE ph©n cùc thuËn, líp BC ph©n cùc thuËn.
- Vïng b¶o hoµ: líp tiÕp gi¸p BE ph©n cùc thuËn, líp BC ph©n cùc thuËn.
- Vïng ngng: líp BE ph©n cùc nghÞch
Tuú theo nhiÖm vô mµ ho¹t ®éng cña transistor ph¶i ®îc ®Æt trong vïng nµo. Nh vËy, ph©n cùc c¸c transistor lµ ®a c¸c ®iÖn thÕ mét chiÒu vµo c¸c cùc cña transistor nh thÕ nµo ®Ó transistor ho¹t ®éng ë vïng mong muèn. DÜ nhiªn ta cßn ph¶i thùc hiÖn mét sè biÖn ph¸p kh¸c ®Ó æn ®Þnh ho¹t ®éng cña transistor nhÊt lµ khi nhiÖt ®é cña transistor thay ®æi.
Ph©n cùc cè ®Þnh (Fixed Bias):
Ph¬ng ph¸p chung ®Ó ph©n gi¶i m¹ch cùc gåm ba bíc:
- Bíc 1: Dïng m¹ch ®iÖn ngâ vµo ®Ó x¸c ®Þnh dßng ®iÖn ngâ vµo (IB hoÆc IE).
- Bíc 2: Suy ra dßng ®iÖn ngâ ra tõ quan hÖ IC = IB, IC = IE.
H×nh 1.6 S¬ ®å ph©n cùc cè ®Þnh.
- Bíc 3: Dïng m¹ch ®iÖn ngâ ra ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cßn l¹i (®iÖn thÕ t¹i c¸c ch©n, gi÷a c¸c ch©n cöa BJT... ).
¸p dông vµo m¹ch ®iÖn h×nh 1.6 ta cã:
- M¹ch ngâ vµo:
- - , suy ra . Víi VBE = 0.7V nÕu BJT lµ Si vµ VBE = 0.3V nªu BJT lµ Ge. Suy ra IC = IB.
- M¹ch ngâ ra:
hay
Sù liªn hÖ gi÷a IC vµ IB sÏ quyÕt ®Þnh xem BJT cã ho¹t ®éng trong vïng tuyÕn tÝnh hay kh«ng. §Ó BJT ho¹t ®éng trong vïng tuyÕn tÝnh th× VC > VB = VBE. Suy ra VC = VCC – RCIC = VCE >VBE = 0.7. Hay , nÕu dÇn tíi BJT sÏ ®i dÇn vµo ho¹t ®éng ë vïng b¶o hoµ. Tõ ®iÒu kiÖn nµy vµ liªn hÖ IC = IB ta t×m ®îc trÞ sè tèi ®a cña IB, tõ ®ã chän ®îc trÞ sè RB sao cho thÝch hîp.
NÕu VCE = 0 khi ®ã (thùc ra VCE = 0.2V) suy ra VC < VB tøc lµ líp tiÕp gi¸p BC ph©n cùc thuËn nªn BJT ho¹t ®éng trong vïng b¶o hoµ. Lóc nµy dßng IC ®îc gäi lµ dßng b¶o hoµ, kÝ hiÖu lµ ICsat.
Ph©n cùc b»ng cÇu chia ®iÖn thÕ (Voltage Divider Bias):
H×nh 1.7 S¬ ®å ph©n cùc b»ng cÇu chia thÕ
M¹ch c¬ b¶n cã d¹ng nh h×nh 1.7. Dïng ®Þnh lý Thevenin biÕn ®æi thµnh m¹ch t¬ng.
Trong ®ã:
RBB = R1 // R2 =
VBB = VCC
- M¹ch ngâ vµo:
VBB = RBBIB + VBE + REIE Thay IE = (1+)IB. Suy ra , ta tÝnh ®îc IC = IB .
- M¹ch ngâ ra:
VCE = VCC - RCIC - REIE, v× IC IE suy ra VCE = VCC – (RC + RE)IC. Ngoµi ra:
VC = VCC – RCIC; VB = VBB – RBIB; VE = REIE REIC.
Dßng b¶o hoµ trong trêng hîp nµy IC = ICSat = .
Ph©n cùc æn ®Þnh cùc ph¸t (Emitter Stabilized Bias):
H×nh 1.8 S¬ ®å ph©n cùc æn ®Þnh cùc ph¸t
M¹ch c¬ b¶n gièng m¹ch ph©n cùc cè ®Þnh, nhng ë cùc ph¸t m¾c thªm mét ®iÖn trë RE xíng mass.
- M¹ch ngâ vµo:
VCC = RBIB + VBE + REIE.
Thay IE = (1 +)IB, suy ra
. Suy ra IC = IB
- M¹ch ngâ ra:
VCC = RCIC + VCE + REIE, trong ®ã IE IC
Suy ra VCE = VCC – (RC + RE)IC.
Trong m¹ch ph©n cùc cè ®Þnh, b»ng c¸ch cho nèi t¾t gi÷a cùc thu vµ cùc ph¸t ta t×m ®îc dßng ®iÖn cùc thu b¶o hoµ ICsat
. Ta thÊy khi thªm RE vµo ICSat nhá h¬n trong trêng hîp ph©n cùc cè ®Þnh, tøc BJT dÔ b¶o hoµ h¬n.
H×nh 1.9 S¬ ®å ph©n cùc víi håi tiÕp ®iÖn thÕ
Ph©n cùc víi håi tiÕp ®iÖn thÕ (Dc Bias With Voltage Feedback):
- M¹ch ngâ vµo:
VCC = RC I’C + VBE + RBIB + REIE víi
I’C = IC + IB = IE IC = IB. Suy ra ta tÝnh ®îc:
. TÝnh ®îc IC = IB
- M¹ch ngâ ra:
VCE = VCC – (RC + RE)IC.
H×nh 1.10
TÝnh khuÕch ®¹i cña BJT
Xem m¹ch ®iÖn h×nh 1.10
Gi¶ sö ®a mét tÝn hiÖu xoay chiÒu cã d¹ng sin, biªn ®é nhá vµo ch©n B cña BJT nh h×nh vÏ. §iÖn thÕ ë ch©n B ngoµi thµnh phÇn ph©n cùc VB cßn cã thµnh phÇn xoay chiÒu cña tÝn hiÖu vi(t) chång lªn: VB(t) = VB + vi(t).
C¸c tô C1, C2 ë ngâ vµo vµ ngâ ra ®îc chän nh thÕ nµo ®Ó cã thÓ xem nh nèi t¾t – Dung kh¸ng rÊt nhá ë tÇn sè tÝn hiÖu. Nh vËy t¸c dông cña c¸c tô liªn l¹c C1, C2 lµ cho thµnh phÇn xoay chiÒu cña tÝn hiÖu ®i qua vµ ng¨n thµnh phÇn ph©n cùc mét chiÒu.
H×nh 1.11 gi¶n ®å thêi gian tÝn hiÖu vµo vµ ra
- Khi vB(t) < VB, tøc b¸n kú d¬ng cña tÝn hiÖu VBE t¨ng tøc dßng IB t¨ng vµ do ®ã IC = IB nªn dßng cùc thu IC còng t¨ng. Do ®ã ®iÖn thÕ t¹i cùc thu vC(t) = VCC – RCiC(t) gi¶m h¬n trÞ sè tÜnh VC.
- Khi vB nhá h¬n VB, tøc b¸n kú ©m cña tÝn hiÖu, dßng IB gi¶m ®a ®Õn dßng IC còng gi¶m vµ dßng vC(t) t¨ng.
Nh vËy ë m¹ch trªn ta thÊy vC(t) biÕn thiªn ngîc chiÒu víi vB(t) tøc v0(t) ngîc pha víi vi(t)
M¹ch khuyÕch ®¹i c«ng suÊt
a, ChÕ ®é c«ng t¸c vµ ®Þnh ®iÓm lµm viÖc cho tÇn khuÕch ®¹i c«ng suÊt
Tuú thuéc vµo chÕ ®é c«ng t¸c cña transistor, ngêi ta ph©n biÖt: bé khuÕch ®¹i chÕ ®é A, AB, B, vµ C. §å thÞ trªn h×nh 1.12 minh ho¹ c¸c chÕ ®é kh¸c nhau cña tÇn khuÕch ®¹i vµ d¹ng dßng ®iÖn ra trªn colecto øng víi c¸c chÕ ®é ®ã. H×nh 1.12 cßn cho thÊy miÒn lµm viÖc cho phÐp cña mét transistor khuÕch ®¹i. Víi c¸c chÕ ®é kh¸c nhau, gãc c¾t còng kh¸c nhau.
IC
PCmax
Hypebol c«ng suÊt
B
AB
A
0
UCE MAX
Khu vùc t¾t
Khu vùc b¶o hoµ
iC
UCE
iC
ICO
A
t2
t1
t
iC
ICO
AB
t2
t1
t
B
t2
t1
t
iC
iC
C
t2
t1
t
H×nh 1.12 §Æc tuyÕn ra cña transistor vµ d¹ng sãng ra cña transistor øng víi chÕ ®é c«ng t¸c kh¸c nhau.
ChÕ ®é A tÝn hiÖu ®îc khuÕch ®¹i gÇn nh tuyÕn tÝnh, gãc = T/2 = 1800. Khi tÝn hiÖu vµo h×nh sin th× ë chÕ ®é A dßng tÜnh colecto lu«n lu«n lín h¬n biªn ®é dßng ra. V× vËy hiÖu suÊt cña bé khuÕch ®¹i chÕ ®é A rÊt thÊp (<50%). Do ®ã chÕ ®é A chØ dïng trong trêng hîp c«ng suÊt nhá (Pr < 1W).
ChÕ ®é AB cã gãc c¾t 900 < < 1800. ë chÕ ®é nµy cã thÓ ®¹t hiÖu suÊt cao h¬n chÕ ®é A (< 70%), v× dßng tÜnh IC0 lóc nµy nhá h¬n dßng tÜnh ë chÕ ®é A. §iÓm lµm viÖc n»m trªn ®Æc tuyÕn t¶i gÇn khu vùc t¾t cña transistor.
ChÕ ®é B cã gãc c¾t = 900. §iÓm lµm viÖc tÜnh ®îc x¸c ®Þnh t¹i UBE = 0. ChØ mét n÷a chu kú ©m (hoÆc d¬ng) cña ®iÖn ¸p vµo ®îc transistor khuÕch ®¹i.
ChÕ ®é Ccã gãc c¾t < 900. HiÖu suÊt chÕ ®é C kh¸ cao (lín h¬n 78%), nhng mÐo rÊt lín. Nã thêng ®îc dïng trong c¸c bé khuÕch ®¹i tÇn sè cao vµ dïng víi t¶i céng hëng ®Ó cã thÓ läc ra dîc hµi bËc nhÊt nh mong muèn. ChÕ ®é C cßn ®îc dïng trong m¹ch logic vµ m¹ch kho¸.
§iÓm lµm viÖc tÜnh ®îc x¸c ®Þnh trong khu vùc cho phÐp trªn ®Æc tuyÕn transistor (h×nh 1.12). Khu vùc ®ã ®îc giíi h¹n bëi: hyperbol c«ng suÊt, ®êng th¼ng øng víi dßng colecto cùc ®¹i, ®êng th¼ng øng víi ®iÖn thÕ colecto – emito cùc ®¹i, ®êng cong ph©n c¸ch víi khu vùc b¶o hoµ vµ ®êng th¼ng ph©n c¸ch víi khu vùc t¾t cña transistor. ë chÕ ®é ®éng (khi cã tÝn hiÖu vµo), ®iÓm lµm viÖc cã thÓ vît ra ngoµi hyperbol c«ng suÊt (nÕu vÉn ®¶m b¶o ®îc ®iÒu kiÖn c«ng suÊt tæn hao nhá h¬n c«ng suÊt tæn hao cho phÐp), nhng kh«ng ®îc vît qu¸ c¸c giíi h¹n kh¸c.
b. M¹ch khuÕch ®¹i ®Èy kÐo
- Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ tÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo:
§Ó t¨ng c«ng suÊt, hiÖu suÊt vµ gi¶m mÐo phi tuyÕn, ngêi ta dïng tÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo. TÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo lµ tÇng gåm cã hai phÇn tö tÝch cùc m¾c chung t¶i. §Ó biÓu diÔn vµ ph©n lo¹i c¸c s¬ ®å ®Èy kÐo, cã thÓ dïng s¬ ®å cÇu nh h×nh 1.13
PhÇn tö
K§
PhÇn tö
K§
UCC
tt
PhÇn tö
K§
PhÇn tö
K§
Rt
UCC
a)
b)
H×nh 1.13 Ph©n lo¹i c¸c tÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo.
s¬ ®å ®Èy kÐo song song; b) s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp.
Trong s¬ ®å ®Èy kÐo song song, c¸c phÇn tö tÝch cùc ®îc m¾c trong c¸c nh¸nh bªn tr¸i cña cÇu. Trong c¸c nh¸nh ph¶i cña cÇu lµ ®iÖn trë t¶i, cã ®iÓm gi÷a nèi víi nguån cung cÊp cã ®iÓm gi÷a nèi víi t¶i, t¶i n»m trong nh¸nh chÐo cña cÇu. Ngîc l¹i, trong s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp nguån cung cÊp cã ®iÓm gi÷a nèi víi t¶i, t¶i n»m n»m trong nh¸nh chÐo cña cÇu. Tãm l¹i s¬ ®å ®Èy kÐo song song cã c¸c phÇn tö tÝch cùc ®Êu song song vÒ mÆt mét chiÒu vµ s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp cã c¸c phÇn tö tÝch cùc ®Êu nèi tiÕp vÒ mÆt mét chiÒu.
C¸c tÇng ®Èy kÐo cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é A, AB hoÆc B, nhng th«ng thêng ngêi ta hay dïng chÕ ®é AB hoÆc B. ë chÕ ®é B, ®iÓm lµm viÖc ®îc chän sao cho dßng ®iÖn ra ë chÕ ®é tÜnh Ir0 b»ng kh«ng vµ ®iÖn ¸p ra ë chÕ ®é tÜnh Ur0 b»ng ®iÖn ¸p nguån cung cÊp. Mçi transistor chØ khuÕch ®¹i mét n÷a d¬ng hoÆc mét n÷a ©m tÝn hiÖu vµo. Hai na tÝn hiÖu nµy sÏ ®îc tæng hîp l¹i thµnh tÝn hiÖu hoµn chØnh trªn ®iÖn trë t¶i.
Tuy nhiªn, ë chÕ ®é B ph¶i lu ý ®Õn mÐo tÝn hiÖu sinh ra khi ®iÓm lµm viÖc chuyÓn tiÕp tõ transistor kh¸c, MÐo nµy ®îc kh¾c phôc b»ng c¸ch cho tÇng ra lµm viÖc ë chÕ ®é AB.
- S¬ ®å ®Èy kÐo song song:
TÊt c¶ c¸c s¬ ®å ®Èy kÐo song song ®Òu ph¶i dïng biÕn ¸p ra ®Ó phèi ghÐp gi÷a hai n÷a ®iÖn trë t¶i Rt. M¹ch ®iÖn nguyªn lý biÓu diÔn trªn h×nh 1.14. §Ó cã ®iÖn ¸p ®Æt vµo hai transistor ngîc pha, dïng biÕn ¸p BA1.
§êng t¶i xoay chiÒu
UCC
UCE
IC
UCER
UCE
t
0
UCE
P0, Pr, PC
Ur/ Ur max
1
0,5
0,64
Pr
PC max
P0 max
0,78P0max
Rt
Ur
N2
IrX
UV
Na
IC1
N1
BA2
BA1
IC2
T2
T1
Nb
R1
R2
b)
a)
c)
H×nh 1.14 TÇng c«ng suÊt ®Èy kÐo song song
NÕu ®iÖn ¸p ®Æt vµo cã d¹ng sin th× hai transistor thay nhau khuÕch ®¹i hai n÷a h×nh sin, v× ®iÖn thÕ ®Çu cuén thø cÊp BA1 ngîc pha. C¸c ®iÖn trë R1, R2 ®îc chän sao cho dßng tÜnh qua chóng nhá (chÕ ®é AB). Khi cho R2 = 0 th× UB = 0, do ®ã bé khuÕch ®¹i lµm viÖc ë chÕ ®é B. ë chÕ ®é AB dßng tÜnh colecto n»m trong kho¶ng (10 100)A. Hai n÷a h×nh sin cña ®iÖn ¸p ®îc phèi hîp l¹i trªn biÕn ¸p BA2. §iÖn trë cña mçi transistor ®îc x¸c ®Þnh nh sau: R’t = n2Rt, trong ®ã n lµ hÖ sè cña m¸y biÕn ¸p: n = N1/N2, N1, N2 theo thø tù lµ sè vßng d©y cña mét n÷a cuén s¬ cÊp vµ sè vßng cña cuén thø cÊp. VËy ta cã quan hÖ:
IC = UCE/R’t vµ UCE = nUr
C«ng suÊt ra cña m¹ch:
Biªn ®é ®iÖn ¸p ra cùc ®¹i gi÷a colecto vµ emito cña mét transistor (h×nh 1.14b): UCEMAX = UCC - UCER
Do ®ã nhËn ®îc c«ng su©t cùc ®¹i:
NÕu gi¶ thiÕt bé khuÕch ®¹i lµm viÖc ë chÕ ®é B, ta tÝnh ®îc dßng colecto trung b×nh: .
Do ®ã c«ng suÊt cung cÊp mét chiÒu:
VËy c«ng suÊt cung cÊp mét chiÒu phô thuéc vµo møc ®iÖn ¸p ra UCE (xem h×nh 6.10c). C«ng suÊt tiªu hao trªn colecto lµ hiÖu c«ng suÊt cung cÊp P0 víi c«ng suÊt ra t¶i Pr. Thay P0 vµ Pr vµo ta cã:
.
PC thay ®æi theo UCE vµ ®¹t cùc ®¹i khi: .
ë chÕ ®é B, c«ng suÊt tæn hao cùc ®¹i lµ: .
HiÖu suÊt cùc ®¹i cña m¹ch:
- S¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp dïng transistor cïng lo¹i:
Trªn h×nh 1.15 lµ hai s¬ ®å nèi tiÕp dïng transistor cïng lo¹i.
-UCC
-UCC
+UCC
Rt
Ur
T1
T2
RE
RC
R1
R2
T3
Uv
+UCC
Rt
U’r
T1
T2
D
RC
T3
U’v
Rht1
Iht
Rht2
Uv
Iv
a)
b)
H×nh 1.15 TÇng ra m¾c theo s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp.
§Ó t¹o tÝn hiÖu ngîc pha ®a vµo bazo hai transistor T1 vµ T2, dïng tÇng khuÕch ®¹i ®¶o pha T3. ë ®©y thay cho nguån cung cÊp cã ®iÓm gi÷a nèi ®Êt, ngêi ta dïng nguån ®èi xøng . Trong s¬ ®å, T1 ®îc m¾c theo kiÓu m¹ch colecto chung vµ T2 theo kiÓu m¹ch emito chung. T3 ngoµi nhiÖm vô khuÕch ®¹i ®¶o pha, cßn lµm nhiÖu vô ®Þnh ®iÓm lµm viÖc cho T1 vµ T2 nhê ®iÖn ¸p tÜnh trªn colecto vµ emito cña nã. Trong c¸c m¹ch rêi r¹c thêng dïng ghÐp ®iÖn dung gi÷a tÇng khuÕch ®¹i ®¶o pha vµ tÇng ra, b»ng c¸ch ®ã cã thÓ ®Þnh ®iÓm lµm viÖc riªng cho T1 vµ T2, c¸c ®iÖn trë RC vµ RE lóc nµy chØ chän theo yªu cÇu ®èi víi biªn ®é ®iÖn ¸p kÝch cho tÇng ra. Trong kü thuËt tÝch hîp kh«ng thùc hiÖn ®îc ®iÒu ®ã, v× vËy s¬ ®å trªn h×nh 1.15a thêng gÆp khã kh¨n trong viÖc chän RE ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu vÒ ®é mÐo vµ c«ng suÊt ra. §Ó kh¾c phôc phÇn nµo khã kh¨n ®ã, ngêi ta thay ®iÖn trë RE bëi mét ®iot nh trªn h×nh 1.15b. §iot lµm nhiÖm vô h¹n chÕ ®iÖn ¸p bazo – emito cña T2, nhê ®ã kh¾c phôc ®îc hiÖn tîng qu¸ t¶i cña T2. §Ó gi¶m mÐo cßn dïng m¹ch håi tiÕp ©m gåm Rht1 vµ Rht2. Trong m¹ch håi tiÕp ta tÝnh ®îc: ; .
Suy ra: . Do ®ã hÖ khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p cña m¹ch khi tÝnh ®Õn håi tiÕp ©m ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
, trong ®ã Ku vµ RV lµ hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p vµ ®iÖn trë vµo cña m¹ch khi cha cã håi tiÕp.
M¹ch dao ®éng ba ®iÓm
C¸c m¹ch t¹o dao ®éng LC nãi chung ®Òu cã thÓ vÒ kÕt cÊu chung theo h×nh 1.16. Trong dã A1 lµ mét bé khuÕch ®¹i bÊt kú (transistor, Fet, khuÕch ®¹i thuËt to¸n, ...).
A1
Z2
ZZ
Z3
Z1
E
C
Ud
B
-
+
H×nh 1.16 S¬ ®å tæng quan cña m¹ch t¹o dao ®éng ba ®iÓm
HÖ sè håi tiÕp:
HÖ sè khuÕch ®¹i khi cã t¶i cña m¹ch:
Víi:
LËp tÝch
Gi¶ thiÕt c¸c trë kh¸ng Z1, Z2, Z3, thuÇn kh¶ng:
; vµ
Thay Z1, Z2, Z3 vµo tÝch ta cã:
Khung dao ®éng gåm c¸c phÇn tö X1, X2 vµ X3. Thêng tÇn sè dao ®éng gÇn b»ng tÇn sè céng hëng riªng cña khung, nªn t¹i tÇn sè dao ®éng:
X1 + X2 + X3 = 0
Do ®ã suy ra: . Ta l¹i cã: X1 + X3 = - X2
Do ®ã viÕt l¹i lµ:
Theo ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha, ®Ó cã håi tiÕp d¬ng, t«ng di pha do m¹ch khuÕch ®¹i vµ m¹ch håi tiÕp g©y nªn ph¶i b»ng kh«ng tøc KKht > 0, do ®ã X1X2 > 0 vµ X3 tr¸i dÊu víi X1 vµ X2. Tõ ®ã suy ra:
- M¹ch ba ®iÓm ®iÖn c¶m: X1, X2 > 0 vµ X3 < 0.
- M¹ch ba ®iÓm ®iÖn dung: X1, X2 0.
M¹ch trén tÇn
§Þnh nghÜa
Trén tÇn lµ qu¸ tr×nh t¸c ®éng lªn hai tÝn hiÖu sao cho trªn ®Çu ra bé trén tÇn nhËn ®îc c¸c thµnh phÇn tæng vµ hiÖu cña hai tÝn hiÖu ®ã.
Th«ng thêng mét trong hai tÝn hiÖu vµo lµ tÝn hiÖu ®¬n ©m (cã mét v¹ch phæ), tÝn hiÖu ®ã gäi lµ tÝn hiÖu ngo¹i sai vµ cã tÇn sè lµ fns. TÝn hiÖu cßn l¹i lµ tÝn hiÖu höu Ých víi tÇn sè fth cè ®Þnh hoÆc biÕn thiªn trong mét ph¹m vi nµo ®ã. TÝn hiÖu cã tÇn sè mong muèn ®îc t¸ch nhê mét bé läc, tÇn sè cña nã thêng ®îc gäi lµ tÇn sè trung gian ftg.
Nguyªn lý trén tÇn
Gi¶ sö ®Æc tuyÕn cña phÇn tö phi tuyÕn ®îc biÔu diÔn theo chuæi Taylor sau ®©y:
i = a0 + a1u + a2u2 + ... + anun + ...
trong ®ã, u lµ ®iÖn ¸p ®Æt lªn phÇn tö phi tuyÕn ®îc dïng ®Ó trén tÇn. Trong trêng hîp nµy u = uns + uth.
Gi¶ thiÕt: uns = Unscos nst
uth = Uthcos tht
Thay vµo i ta cã:
i = a0 + a1(Unscos nst + Uthcos tht) + (U2ns + U2th) + (U2nscosnst + U2thcostht) + a2UnsUth[cos(ns + th)t + cos(ns - th)t]+ ...
VËy tÝn hiÖu ra gåm cã thµnh phÇn mét chiÒu, thµnh phÇn c¬ b¶n: ns, th; c¸c thµnh phÇn tÇn sè tæng vµ hiÖu ns th, c¸c thµnh phÇn bËc cao: 2ns, 2th. TÝnh c¸c vÕ tiÕp theo cña biÓu thøc trªn ta thÊy trong dßng ®iÖn ra cßn cã c¸c thµnh phÇn bËc cao:
= ,
trong ®ã m, n lµ nhng sè nguyªn d¬ng.
NÕu trªn ®Çu ra cña bé trén tÇn, lÊy tÝn hiÖu cã tÇn sè = ns th, nghÜa lµ chän m = n =1 th× ta cã trén tÇn ®¬n gi¶n. Trêng hîp chän m, n > 1 th× cã trén tÇn tæ hîp.
Th«ng thêng ngêi ta hay dïng trén tÇn ®¬n gi¶n. Trong ®o¹n sãng mÐt vµ desimet, ®Ó n©ng cao ®é æn ®Þnh tÇn sè ngo¹i sai vµ gi¶m ¶nh hëng t¬ng hæ gi÷a m¹ch ngo¹i sai vµ m¹ch tÝn hiÖu, ngêi ta cã thÓ dïng trén tÇn tæ hîp víi tÝn hiÖu ra: = nns - th (n 2).
Ph©n lo¹i
Cã thÓ ph©n lo¹i m¹ch trén tÇn theo nhiÒu c¸ch.
- Khi ph©n lo¹i theo phÇn tö tÝch cùc dïng ®Ó trén tÇn, ngêi ta ph©n biÖt trén tÇn dïng phÇn tö tuyÕn tÝnh tham sè (m¹ch nh©n) vµ trén tÇn dïng phÇn tö phi tuyÕn (®iot, transistor lìng cùc, Fet, ...).
- Còng cã thÓ ph©n lo¹i theo s¬ ®å trén tÇn (trén tÇn ®iot, trén tÇn transistor, ...) hoÆc theo c¸ch chuyÓn phæ tc chuyÓn phæ vÒ phÝa tÇn sè cao hoÆc tÇn sè thÊp tuú thuéc vµo vÞ trÝ t¬ng ®èi gi÷a tÇn sè tÝn hiÖu fth ë ®Çu vµo vµ tÇn sè trung gian ftg ë ®Çu ra.
M¹ch t¸ch sãng
Kh¸i niÖm vÒ t¸ch sãng
T¸ch sãng lµ qu¸ tr×nh t×m l¹i tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. TÝn hiÖu sau khi t¸ch sãng ph¶i gièng d¹ng tÝn hiÖu ®iÒu chÕ ban ®Çu. Thùc tÕ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ us sau khi qua ®iÒu chÕ vµ qua kªnh truyÒn ®a ®Õn bé t¸ch sãng ®· bÞ mÐo d¹ng thµnh u’s. Do mÐo phi tuyÕn trong bé t¸ch sãng, nªn sau khi t¸ch sãng ta nhËn ®îc u’’s kh¸c d¹ng víi u’s. Nh vËy tÝn hiÖu thu ®îc sau t¸ch sãng thêng kh¸c víi d¹ng tÝn hiÖu nguyªn thuû (tin tøc) us. V× vËy mét trong nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi qu¸ tr×nh t¸ch sãng lµ yªu cÇu vÒ mÐo phi tuyÕn.
T¬ng øng víi c¸c ®iÒu chÕ, ngêi ta còng ph©n biÖt c¸c lo¹i t¸ch sãng sau ®©y: t¸ch sãng biªn ®é vµ t¸ch sãng tÇn sè.
T¸ch sãng biªn ®é
T¸ch sãng biªn ®é ®îc thùc hiÖn nhê m¹ch chØnh lu (dïng phÇn tö phi tuyÕn) hoÆc c¸c m¹ch dïng phÇn tö tuyÕn tÝnh tham sè.
T¸ch sãng biªn ®é b»ng chØnh lu
Cã hai s¬ ®å t¸ch sãng dïng m¹ch chØnh lu: s¬ ®å t¸ch sãng nèi tiÕp vµ s¬ ®å t¸ch sãng song song. Trong s¬ ®å t¸ch sãng nèi tiÕp (h×nh 1.17a), ®iot t¸ch sãng m¾c nèi tiÕp víi t¶i, cßn s¬ ®å t¸ch sãng song song, ®iot t¸ch sãng m¾c song víi t¶i (h×nh 1.17b).
NÕu tÝn hiÖu vµo ®ñ lín sao cho ®iot lµm viÖc trong ®o¹n t¬ng ®èi th¼ng cña ®Æc tuyÕn vµ ®Æc tuyÕn cña ®iot cã thÓ coi lµ mét ®êng gÊp khóc th× ta cã qu¸ tr×nh t¸ch sãng tÝn hiÖu lín. Lóc ®ã quan hÖ volt – ampe cña ®iot ®îc biÓu diÔn bëi ph¬ng tr×nh sau:
Trong c¸c s¬ ®å díi ®iot chØ th«ng ®èi víi n÷a chu kú d¬ng cña dao ®éng cao tÇn ë ®Çu vµo. H×nh bao cña dao ®éng cao tÇn nhËn ®îc nhê sù phãng n¹p tô C (h×nh 1.18).
R
C
a)
U”s
U’s
U®b
R
D
C
U”s
U’s
U®b
b)
H×nh 1.17 S¬ ®å t¸ch sãng biªn ®é b»ng m¹ch chØnh lu.
Sau ®©y ta sÏ ph©n tÝch tÝnh to¸n s¬ ®å t¸ch sãng nèi tiÕp råi tõ ®ã suy réng ra cho s¬ ®å t¸ch sãng song song.
Theo h×nh 1.17 vµ theo biÓu thøc iD ta viÕt ®îc dßng ®iÖn qua ®iot:
iD = S(u®b - uc)
víi u®b = UT(1 + mcosSt )costt, hoÆc u®b = U®b = U®bcostt
trong ®ã U®b = UT(1 + mcosSt)
Thay biÓu thøc u®b vµo biÓu thøc iD ta cã: iD = S(U®bcosSt)
BiÕt r»ng khi tt = th× iD = 0, thay vµo biÓu thøc iD ta cã:
0 = S(U®bcos- uC)
Tõ c«ng thøc trªn ta tÝnh ®îc gãc dÉn ®iÖn cña ®iot: cos = uC/U®b
Qu¸ tr×nh t¸ch sãng ®îc m« t¶ chi tiÕt trªn h×nh 1.18
iD
o
UD
o
iD
o
Uđb
t
H×nh 1.18 Qu¸ tr×nh t¸ch sãng tÝn hiÖu lín nhê m¹ch chØnh lu dïng ®iot
UC
O
t
UC
H×nh 1.19 §å thÞ thêi gian ®iÖn ¸p ra uC trªn t¶i bé t¸ch sãng nèi tiÕp.
Trong c¸c s¬ ®å 1.17 ph¶i chän h»ng sè thêi gian ®ñ lín sao cho d¹ng ®iÖn ¸p ra gÇn víi d¹ng h×nh bao cña ®iÖn ¸p cao tÇn ë ®Çu vµo. Th«ng thêng, biªn ®é ®iÖn ¸p vµo lín h¬n 1V hiÖu dông vµ R > Ri, RV th× cã thÓ t¸ch sãng ®îc ®iÖn ¸p ®Ønh. Tuy nhiªn còng kh«ng ®îc chän qu¸ lín ®Ó tr¸nh mÐo do ®iÖn dung t¶i g©y ra. §iÒu kiÖn tæng qu¸t ®Ó chän :
Thùc tÕ thêng chän RC theo ®iÒu kiÖn:
Ngoµi ra, trªn t¶i cña s¬ ®å t¸ch sãng song song cßn cã ®iÖn ¸p cao tÇn, do ®ã ph¶i dïng bé läc bá nã. V× nh÷ng lý do ®ã, nªn s¬ ®å t¸ch sãng song song chØ ®îc dïng trong trêng hîp cÇn ng¨n thµnh phÇn mét chiÒu ë tÇn tríc.
Ch¬ng II
Ph©n tÝch, thiÕt kÕ vµ TÝnh to¸n
S¬ ®å khèi cña m¸y thu Radio AM
M¹ch
vµo
K§Trung tÇn
K§
Cao tÇn
Trén
TÇn
Tù dao
®éng
T¸ch sãng AM
K§
©m thanh
loa
IF
455 KHz
H×nh 2.1 S¬ ®å khèi cña m¸y thu ra Radio AM
S¬ ®å m¹ch thùc hiÖn
H×nh 2.2 S¬ ®å m¹ch thùc hiÖn cña Radio AM
Ph©n tÝch, thiÕt kÕ vµ TÝnh to¸n chi tiÕt tõng khèi
Khèi Anten
Anten lµ phÇn tö biÕn ®æi n¨ng lîng sãng ®iÖn tõ thµnh tÝn hiÖu cao tÇn, ë ngá vµo cña m¸y thu.
Khèi m¹ch vµo
M¹ch vµo lµ m¹ch ®iÖn nèi liÒn anten víi ®Çu vµo cña m¸y thu. Nã cã ®Æc ®iÓm nh sau:
- TruyÒn ®¹t tÝn hiÖu tõ anten vµo m¸y thu.
- Lµ tÇn quan träng quyÕt ®Þnh chÊt lîng m¸y thu.
- B¶o ®¶m hÖ sè truyÒn ®¹t lín vµ ®ång ®Òu trong c¶ d·i b¨ng sãng.
Trong ®å ¸n nµy ta thiÕt kÕ m¸y thu radio AM cho b¨ng sãng MW 530KHz-1600KHz, vo=20V .
530KHz
1600KHz
vo=20µv
H×nh 2.3 HÖ sè truyÒn ®¹t ®ång ®Òu c¶ b¨ng sãng MW
M¹ch vµo cã 3 thµnh phÇn:
- HÖ thèng céng hëng, cã thÓ ®iÓu chØnh ®Õn tÇn sè cÇn thu.
- M¹ch ghÐp víi nguån tÝn hiÖu tõ anten (ë ®©y kh«ng nghiªn cøu s©u).
- M¹ch ghÐp víi tÇng sau (TÇng khuÕch ®¹i cao tÇn).
S¬ ®å thùc hiÖn nh sau: (h×nh 2.4)
H×nh 2.4 M¹ch vµo
§Ó ®iÒu chØnh céng hëng m¹ch vµo, ngêi ta thêng sö dông c¸c tô ®iÖn cã ®iÖn dung biÕn ®æi v× chóng dÔ chÕ t¹o chÝnh x¸c h¬n lµ cuén d©y cã ®iÖn c¶m biÕn ®æi (®Æc biÖt trong trêng hîp cÇn ®ång chØnh nhiÒu m¹ch céng hëng). MÆt kh¸c, ph¹m vi biÕn ®æi cña tô ®iÖn lín, bÒn chÆt, æn ®Þnh (C Ýt biÕn ®æi theo ®iÒu kiÖn bªn ngoµi). Tô ®iÖn ®îc kÕt hîp víi cuén d©y L1 cña biÕn ¸p T1 ®Ó t¹o thµnh m¹ch céng hëng tÇn sè. BiÕn ¸p T1 lµm thªm mét nhiÖm vô nòa lµ ghÐp tÇng gi÷a m¹ch vµo vµ tÇng tiÕp theo (khuÕch ®¹i cao tÇn).
TÇn sè céng hëng cña m¹ch: f0 = .
Radio AM thu ®îc tÝn hiÖu trong d·y tÇn sè 530 1600 K Hz.
Chän L1 = 1 mH, khi f0 = 530 KHz, ta tÝnh ®îc:
C1 = = 9,175.10-11 F = 91,175.10-12 F 91 pF.
Khi f0 = 1600 KHz ta tÝnh ®îc C1 = 9,8946.10-12 F 10 pF.
VËy tô xoay cã gi¸ trÞ thay ®æi trong kho¶ng: 10100 pF.
§iÖn ¸p lèi ra cña m¹ch vµo ph¶i cã gi¸ trÞ nhá ®Ó tÇn tiÕp theo ho¹t ®éng tèt. V× thÕ trong thùc tÕ ngêi ta thêng chän L2 = 1/(10L1) = 0,1 mH.
Cho sãng AM ë d·i tÇn lµm viÖc vµo d·i tÇn ta thu ®îc kÕt qu¶ sau: (h×nh 2.5):
H×nh 2.5 TÝn hiÖu vµo vµ ra ë khèi m¹ch vµo.
Khèi khuÕch ®¹i cao tÇn, khèi tù t¹o dao ®éng vµ khèi trén tÇn
Transistor U1 thùc hiÖn ba nhiÖm vô sau (h×nh 2.6):
- KhuÕch ®¹i tÝn hiÖu cao tÇn nhËn ®îc tõ m¹ch vµo.
- Transistor ®æi tÇn, trén tÝn hiÖu thu ®îc tõ m¹ch vµo vµ tÝn hiÖu ngo¹i sai (tÝn hiÖu ®îc lÊy tù tô C3 ®a vµo cùc E cña U1) ®Ó lÊy ra tÝn hiÖu trung tÇn IF = 455 kHz.
- Cung cÊp n¨ng lîng cho khèi m¹ch tù d¹o ®éng, do biÕn ¸p T2 kÕt hîp víi tô xoay C4 ®¶m nhËn.
M¹ch khuÕch ®¹i cao tÇn
Cã thÓ rót gän khèi khuÕch ®¹i cao tÇn nh h×nh 2.7:
H×nh 2.6 S¬ ®å khuÕch ®¹i cao tÇn, tù dao ®éng vµ trén tÇn.
H×nh 2.7 M¹ch khuÕch ®¹i cao tÇn
§iÖn ¸p tÝn hiÖu do m¹ch vµo chän läc (mµ ta muèn thu) cã trÞ sè rÊt bÐ, tÇn sè rÊt cao cÇn ph¶i khuÕch ®¹i tÝn hiÖu tíi møc cÇn thiÕt ®Ó sö dông ë tÇng sau. TÇng khuÕch ®Ëi cao tÇn kh«ng nh÷ng n©ng ®é nh¹y cña m¸y thu mµ cßn n©ng ®é chän läc. Ngoµi ra tÇng khuÕch ®¹i cao tÇng cßn lµm gi¶m ¶nh hëng gi÷a m¹ch vµo vµ m¹ch ngo¹i sai. T¹o thuËn lîi h¬n cho m¹ch ®æi tÇn.
Do U1 ho¹t ®éng trong vïng tÇn sè cao nªn transistor ®îc chän lµ lo¹i transistor cao tÇn. U1 ®îc lµ 2SC829. Ta ph©n cùc cho U1 ho¹t ®éng ë chÕ ®é A ®Ó tÝn hiÖu kh«ng bÞ mÐo.
Ta sö dông VCC = 9V (sÏ gi¶i thÝch ë phÇn sau), VCE =1/2 Vcc =9/2 =4.5 V, chän = 160, Ic = 5.4 mA
§Ó Q lµm viÖc æn ®Þnh ta chän VE = 1/10Vcc = 0.9V. Suy ra R3 = VE /IC = 160 Ω (v× IC = IE).
, chän R4 = 660 Ω.
VB = VBE + VE = 0.7 + 0.9 = 1.6 V.
§iÖn trë R1, R2 kh«ng thÓ tÝnh trùc tiÕp tõ ®iÖn thÕ ch©n B vµ ®iÖn thÕ nguån, ®Ó m¹ch ho¹t ®éng tèt ta chän R1, R2 sao cho cã VB mong muèn vµ sao cho dßng qua R1, R2 gÇn nh b»ng nhau vµ rÊt lín ®èi víi IB, lóc ®ã:
Ta cã thÓ chän R2 = 2 KΩ, ta cã VB= Vcc suy ra:
Khi chän gi¸ trÞ cña tô C2 ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ZC << R2 ®Ó tÝn hiÖu xoay chiÒu cã thÓ tho¸t xuèng tô.
suy ra
.
VËy chän C2 = 40 nF, t¬ng tù chän C3 = 40 nF
M¹ch tù dao ®éng
H×nh 2.8 M¹ch tù dao ®éng
TÇn sè ®Çu vµo thay ®æi tõ 530 1600 kHz, nªn nhiÖm vô cña m¹ch tù dao ®éng lµ ph¶i t¹o ra ®îc tÇn sè thay ®æi tõ 985 2055 kHz (530 + 455 1600 + 455, 455 kHz lµ tÇn sè trung tÇn ®èi víi sãng AM) ®Ó khi trén tÇn (lÊy hiÖu hai tÇn sè) ta thu ®îc tÝn hiÖu trung tÇn cã tÇn sè æn ®Þnh 455 kHz (985 – 530 = 455, 2055 – 1600 = 455). §Ó thùc hiÖn ®iÒu ®ã ta dïng cuén d©y L3 cña biÕn ¸p T2 kÕt hîp víi tô xoay C4 ®Ó ®iÒu chØnh tÇn sè thay ®æi theo ý muèn.
S¬ ®å m¹ch tù dao ®éng xem h×nh 2.8. N¨ng lîng tõ cùc C cña U1 ®îc ®a tíi ®Çu vµo cña m¹ch ®Ó duy tr× sù dao ®éng, ®Çu ra ®îc nèi víi cùc E cña U1 ®Ó tiÕn hµnh trén tÇn víi tÝn hiÖu thu ®îc tõ m¹ch vµo.
TÇng sè dao ®éng néi n»m trong kho¶ng 985 2055 kHz, Chän L3 = 1mH, chän f0 = 985 ta tÝnh ®îc:
C4 = .
Víi f0 = 2055KHz, ta tÝnh ®îc C4 = 6 pF. VËy tô xoay cã gi¸ trÞ thay ®æi trong kho¶ng: 6 26 pF. §Ó tô xoay C4 xoay ®îc gi¸ trÞ t¬ng øng víi tô xoay C1 th× trong thùc tÕ ngêi ta sö dông tô xoay ®ång trôc.
§Ó ®¶m b¶o tÝn hiÖu ®a vµo trén tÇn ta chän L4 = 1/3L3 = 0.33 mH.
M¹ch trén tÇn
M¹ch trén tÇn lµ m¹ch biÕn ®æi tÝn hiÖu cao tÇn ®iÒu chÕ thµnh c¸c tÝn hiÖu cã tÇn sè thÊp h¬n vµ kh«ng ®æi gäi lµ trung tÇn.
D¹ng tÝn hiÖu sau khi ®æi tÇn mµ chØ thay ®æi tÇn sè sãng mang. NhiÖm vô nµy ®îc U1 thùc hiÖn, tÝn hiÖu vµo ®îc ®a tíi ch©n B cña U1, tÝn hiÖu tõ m¹ch tù dao ®éng ®a ®Õn ch©n E cña U1. Hai tÇn sè kh¸c nhau ®îc ®a ®Õn mét phÇn tö phi tuyÕn nªn ë lèi ra ngoµi hai tÝn hiªu lèi vµo, cßn xuÊt hiÖn thªm c¸c tÝn hiÖu cã tÇn sè lµ hiÖu vµ tæng:
HiÖu: 985 – 530 = 455 kHz vµ 2055 – 1600 =455 kHz
Tæng: 985 + 530 = 1515 kHz vµ 2055 + 1600 = 3655 kHz
Dïng d¹ng m¹ch läc céng hëng ta dÔ dµng nhËn ®îc tÝn hiÖu hiÖu, tÝn hiÖu trung tÇn IF = 455 kHz. C5 vµ mét n÷a cuén d©y s¬ cÊp cña biÕn ¸p T3 thùc hiÖn nhiÖm vô läc céng hëng.
Chän C5 = C6 = 10 nF, ta cã (L’5 lµ n÷a trªn cña L5), suy ra:
Cã thÓ chän L5 = 2L’5 = 0.244 mH.
Khèi khuÕch ®¹i trung tÇn
Khèi khuÕch ®¹i trung tÇn lµ mét m¹ch khuÕch ®¹i céng hëng cã nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu trung tÇn ®Õn mét tÝn hiÖu ®ñ lín ®Ó ®a vµo m¹ch t¸ch sãng, bé khuÕch ®¹i trung tÇn quyÕt ®Þnh phÇn lín ®é chän läc vµ ®é nh¹y cña m¸y thu.
S¬ ®å khèi khuÕch ®¹i trung tÇn xem h×nh 2.9.
TÇng khuÕch ®¹i trung tÇn lµm viÖc ë tÇn sè 455 kHz nªn chän U2 lµ transistor 2SC829, Chän
H×nh 2.9 S¬ ®å khèi khuÕch ®¹i trung tÇn
, chän , . §Ó Q lµm viÖc æn ®Þnh ta chän:
, suy ra:
VB= VBE + VE = 0.7 + 0.9 = 1.6V
IB = IC/ = 0.0375mA
R5 = (VCC - VB )/IB = 197KΩ .
Tô C8 tho¸t tÝn hiÖu xoay chiÒu xuèng ®Êt, ®Ó tr¸nh håi tiÕp ©m t¬ng tù nh C2 ta chän C8 = 40 nF.
H×nh 2.10 Bé t¸ch sãng AM
Sau khi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu trung tÇn xong tÝn hiÖu ®îc chuyÓn sang tÇng tiÕp theo qua qua m¹ch läc céng hëng L7C9 ®Ó lo¹i bá nh÷ng t¹p ©m. C9 = C10 = C5 = C6 = 10 nFs
Khèi t¸ch sãng
§©y lµ m¹ch t¸ch sãng AM kh«ng ®ång bé ®¬n gi¶n, hay cßn gäi lµ m¹ch t¸ch sãng ®Ønh. Bëi v× ®ièt lµ linh kiÖn phi tuyÕn nªn sù trén tÇn kh«ng tuyÕn tÝnh x¶y ra trªn ®iot D1. Khi hai hay nhiÒu tÝn hiÖu cïng ®a tíi ngâ vµo cña nã, t¹i ngâ ra cña ®iot bao gåm nh÷ng tÝn hiÖu cã tÇn sè sau: c¸c tÇn sè ban ®Çu, c¸c hµi vµ c¸c thµnh phÇn tæng hiÖu cña c¸c tÇn sè vµo (trong ®ã cã tÇn sè cña tÝn hiÖu ©m thanh ta cÇn thu). Sãng mang cña chóng ta cã tÇn sè 455 kHz, gi¶ sö tÝn hiÖu ©m thanh cã tÇn sè 20 kHz, th× sãng ®îc ®iÒu biªn bao gåm: tÊn sè biªn díi, tÇn sè biªn trªn, tÇn sè sãng mang: 455 – 20 = 435 kHz, 455 + 20 = 475 kHz vµ 455 kHz. NÕu c¸c tÝn hiÖu nµy ®a ®Õn c¸c ngâ vµo cña m¹ch t¸ch sãng AM th× ngâ ra bao gåm ba tÇn sè ngâ vµo, c¸c d¹ng hµi c¬ b¶n, tæng vµ hiÖu cña c¸c tÇn sè v× vËy C11R8 lµ m¹ch läc th«ng thÊp nªn chØ cho c¸c thµnh phÇn tÇn sè hiÖu ®i qua ®Õn khèi ©m tÇn.
M¹ch t¸ch sãng AM ®îc coi nh mét m¹ch trén tÇn ®¬n gi¶n vµ cã gi¶n ®å thêi gian nh sau:
H×nh 2.11 gi¶n ®å thêi gian cña bé t¸ch sãng
(b): D¹ng tÝn hiÖu AM ngâ vµo
(c): D¹ng tÝn hiÖu dßng ®iÖn trªn ®iot
(d): D¹ng sãng tÝn hiÖu ra trªn ®iÖn trë.
TÝn hiÖu vµo qua ®iot D1, t¹i thêi ®iÓm tÝn hiÖu h×nh bao ë biªn tÇn díi th× ®iot th«ng, tøc tÝn hiÖu ®îc chØnh lu. T¹i thêi ®iÓm t0 ®iot ph©n cùc ngîc vµ ngng dÉn tô ®iÖn ®îc x· hoµn toµn vÒ ®iÖn ¸p 0V. §i«t tiÕp tôc ngng cho ®Õn khi ®iÖn ¸p vµo ®¹t ®Õn ngìng, th× ®ièt b¾t ®Çu th«ng, vµ tô ®iÖn b¾t ®Çu n¹p cho ®Õn khi ®¹t ®îc 0.6V thÊp h¬n ®iÖn ¸p vµo khi ®iÖn ¸p vµo ®¹t tíi ®Ønh cña nã. Khi ®iÖn ¸p vµo b¾t ®Çu gi¶m th× ®ièt l¹i ngng, tô ®iÖn b¾t ®Çu phãng qua ®iÖn trë R8. Nhng h»ng sè thêi gian RC t¬ng ®èi lín, v× vËy tô ®iÖn kh«ng thÓ x· nhanh, vµ qu¸ tr×nh lÆp ®i lÆp l¹i theo chu kú tÝn hiÖu vµ kÕt qu¶ ta thu ®îc tÝn hiÖu h×nh bao cña sãng AM ®ã chÝnh lµ tÝn hiÖu ©m thanh mµ ta cÇn thu.
Khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn
Khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn khuÕch ®¹i tÝn hiÖu tõ khèi t¸ch sãng ®a ®Õn th«ng qua biÕn trë R9 (lµ volume thay ®æi trë kh¸ng ®Çu vµo) ®Ó ®ñ cung cÊp cho loa. Trêng hîp nµy ta sö dông loa cã ®iÖn trë Rt = 8Ω, c«ng suÊt cùc ®¹i PM = 8W nªn ta tÝnh ®îc ®iÖn ¸p nguån cung cÊp cho toµn m¹ch:
, Chän VCC = 9V. Nguån nµy ®i qua m¹ch läc nguån (R13, C14) ®Ó cung cÊp cho c¸c tÇng ®Çu ho¹t ®éng.
H×nh 2.12 lµ m¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn sö dông nguån ®¬n cùc:
Transistor U3 ®îc chän lµ 2SC828 lµm nhiÖm vô tiÒn khuÕch ®¹i.
H×nh 2.12 S¬ ®å khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn
Transistor U4 vµ U5 lµm nhiÖm vô khuÕch ®¹i c«ng suÊt. §iÓm lµm viÖc cña U3 ®îc chän sao cho emitor cña U4/U5 cã ®iÖn thÕ VCC/2. Tô C13 nèi gi÷a emitor cña U4/U5 vµ ®iÖn trë t¶i Rt ®îc n¹p ®iÖn ®Õn gi¸ trÞ VCC/2. Trong n÷a chu kú ©m cña ®iÖn ¸p ®Æt vµo baz¬ U4/U5 U5 ng¾t, U4 th«ng. Do ®ã C13 phãng ®iÖn vµ nã ®ãng vai trß nh nguån cung cÊp cho U4. Trong n÷a chu kú d¬ng cña tÝn hiÖu th× U5 th«ng U4 ng¾t, do ®ã C13 l¹i ®îc n¹p. Nh vËy, do sù phãng n¹p cña tô, trªn Rt h×nh thµnh ®iÖn ¸p Ur tû lÖ víi Uv vÒ mÆt ®é lín.
Trong c¸c m¹ch ®Èy kÐo nèi tiÕp, bao giê còng cã Ýt nhÊt mét transistor m¾c theo s¬ ®å lÆp emitor, do ®ã hÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p cña m¹ch b»ng mét, c¸c ®iot D2 vµ D3 m¾c nèi tiÕp ®Ó bõ nhiÖt cho líp VBE cña U4 vµ U5.
Chän IC U3 = 1 mA, hÖ sè khuÕch ®¹i U3 = 100, tacã UB U5 = 4.5 + 0.7 = 5.2V, suy ra .
IB U3 = IC U3/U3 = , suy ra RB U3 =.
Chän R10 = 6.8, suy ra:
KÕt luËn
Qua mét thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi: ” ThiÕt kÕ m¸y thu Radio AM” ngêi thùc hiÖn ®· hoµn thµnh ®óng thêi gian ®îc giao. Qua ®Ò tµi ngêi thùc hiÖn ®· cè g¾n nghiªn cøu, thùc hiÖn mét c¸ch nghiªm tóc. Nh do thêi gian cã h¹n, kiÕn thøc nhiÒu nªn ®Ò tµi chØ mang tÝnh t×m hiÓu nguyªn lý ho¹t ®éng chung, chø kh«ng ®i s©u nghiªn cøu chi tiÕt. Do ®ã rÊt mong quý thÇy c« gãp ý thªm ®Ó ®Ò tµi tiÕp tôc ®îc hoµn thiÖn h¬n. Mét lÇn n÷a c¶m ¬n c« gi¸o NguyÔn ThÞ Minh ®· híng dÉn cô thÓ chi tiÕt trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi. C¶m ¬n tÊt c¶ c¸c ý kiÕn ®ãng gãp cña thÇy c« vµ b¹n bÌ.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] Kü thuËt m¹ch ®iÖn tö – Ph¹m Minh Hµ.
[2] Tæng hîp m¹ch ®iÖn trong nhµ - NguyÔn §øc ¸nh.
[3] M¹ch ®iÖn tö – Tr¬ng V¨n T¸m.
[3] M¹ng Internet.