35
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN II THIẾT KẾ MÁY THU FM GVHD : PGS-TS Phạm Hồng Liên SVTH :

may thu FM 2003

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: may thu FM 2003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN II

THIẾT KẾ MÁY THU FM

GVHD : PGS-TS Phạm Hồng Liên

SVTH :

MSSV :

Lớp : 08DD2N

Page 2: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Lời cám ơn

Trước hết em xin cảm ơn cô Phạm Hồng Liên đã tận tình hướng dẫn cũng như giúp đỡ em hoàn thành đồ án này . Giúp em củng cố lại những kiến thức đã học và nâng cao hơn kiến thức của mình . Qua đồ án này em hiểu rõ hơn về máy thu và nguyên lý hoạt động của từng khối mach trong máy thu FM mà em đã được học ở trong môn điện tử thông tin .. Em cảm ơn cô đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em hoàn thành tốt đề tài này ,có đươc những kiến thức quan trọng trong thực tiễn giúp chúng chúng em cảm thầy vững vàng hơn cho mục tiêu theo đuổi của mình

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 2

Page 3: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

LÝ THUYẾT

I. Định nghĩa máy thu:

Máy thu là thiết bị đầu cuối trong hệ thống thông tin vô tuyến điện. Máy

thu có nhiệm vụ tiếp nhận và lặp lại tin tức có chứa trong tín hiệu chuyển

đi từ máy phát dưới dạng song điện từ. Máy thu phải loại bỏ các nhiễu

không mong muốn, khuếch đại tín hiệu mong muốn và sau đó giải điều

chế để nhận được thông tin ban đầu. Máy thu có rất nhiều tham số,

nhưng chúng ta chúng ta chủ yếu xét các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của

máy thu như sau:

Độ nhạy: biểu thị khả năng thu tín hiệu yếu của máy thu. Độ nhạy

đươc xác định bằng sức điện động cảm ứng tối thiểu của tín hiệu

trên anten để đảm bảm cho máy thu làm việc bình thường và được

đo bằng microvolt (μv). Điều kiện làm việc bình thườgn của máy thu

là:

Đảm bảo công suất ra (điện áp ra) danh định.

Đảm bảo tỉ số tín hiệu trên nhiễu (S/N).

Muốn nâng cao độ nhạy của máy thu thì hệ số khuếch đại (AV, AI) của máy

phải lớn hơn và mức tạp âm nội bộ của máy phải thấp (giảm tạp âm ở tầng

đầu).

Ở siêu cao tần (f>30 MHz) độ nhạy của máy thu thường được xác định

bằng công suất chứ không phải bằng sức điện động cảm ứng trên anten.

Độ chọn lọc: là khả năng chèn ép các dạng nhiễu không phải là tín

hiệu cần thu. Nói cách khác, độ chọn lọc là khả năng lựa chọn tín

hiệu ra khỏi các loại nhiễu tồn tại ở đầu vào máy thu. Về mặt số

lượng, độ chọn lọc được kí hiệu:

Ao: hệ số khuếch đại tần số fo

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 3

Page 4: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

hệ số khuếch đại tần số f

Độ chọn lọc thường được tính bằng đơn vị dexibel:

SdB=20logSe

Đôi khi người ta dùng độ chọn lọc theo hệ số:

Vì vậy càng nhỏ càng tốt

Máy thu lý tưởng có đặc tuyến hình chữ nhật

Trong dãi thông D thì A=conts

Ngoài dãi thông D thì A=0

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 4

Page 5: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chất lượng lặp lại tin tức: được đánh giá bằng độ méo của tín hiệu

(méo phi tuyến, méo tần số, méo pha), chủ yếu là xét độ méo ở tần

khuếch đại công suất âm tần để sao cho tín hiệu ra loa ít bị méo

dạng so với tín hiệu đưa tới bộ điều chế của máy phát.

II. Sơ đồ khối tổng quát của mày thu:

1. Sơ đồ khối may thu khuếch đại trực tiếp:

Việc nâng cao độ nhạy và độ chọn lọc của máy thu bị hạn chế bởi những lý

do:

Số tầng khuếch đại không thể tăng lên tùy ý vì:

- Số tầng càng tăng thì tính ổn định của bộ khuếch đại cao tần

RF càng giảm (tụ kí sinh Ccb có thể gây tự kích)

- Số tầng tăng thì số mạch cộng hưởng cũng tăng, hệ thống

điều chỉnh cộng hưởng phức tạp, cồng kềnh.

Tần số cao khó đạt hệ số khuếch đại lớn

Tần số càng cao thì dải thông càng rộng, làm giảm độ chọn lọc của

máy thu (D= ). Muốn có dải thông hẹp phải dùng mạch cộng

hưởng có hệ số phẩm chất cao, có khi vượt qua khả năng chế tạo

2. Sơ đồ khối tổng quát của máy thu đổi tân (FM):

Tín hiệu cao tần được điều chế (AM, FM, PM) nhận được từ anten qua mạch vào qua bộ khuếch đại cao tần RF được đưa vào bộ đổi tần để biến thaanhf

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 5

Page 6: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

tầng số tín hiệu khác gọi là tần số trung gian, nhưng quy luật điều chế vẫn không thay đổi.

NHIỆM VỤ CÁC KHỐI:

Mạch vào: là mạch nối liền anten với đầu vào của tầng đầu tiên của máy thu, nó có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần nhận được từ anten thu đến tầng đầu tiên và đảm nhiệ 1 phần độ chọn lọc của máy thu.Mạch vào bao gồm 3 thành phần:

- Hệ thống cộng hưởng (đơn hoặc kép) có thể điều chỉnh tần số cần thu.

- Mạch ghép với nguồn tín hiệu của mạch vào (anten).- Mạch nối với tải của mạch vào.

Bộ trộn tần: là quá trình tác động lên 2 tín hiệu sao cho trên đầu ra bộ trộn tần nhận được các thành phần tần số tổng và hiệu của 2 tín hiệu đó.

III. Phân tích máy thu FM:

1. Mạch vào máy thu:

Mạch vào là mạch điện nối liền anten với đầu vào của tầng đầu tiên của

máy thu. Nó có nhiệm vụ chuyển tín hiệu cao tần nhận được từ anten thu

đến tầng đầu tiên và đảm nhiệm một phần độ chọn lọc của máy thu.

Mạch vào bao gồm 3 thành phần:

- Hệ thống cộng hưởng (đơn hoặc kép) có thể điều chỉnh đến tần số

cần thu.

- Mạch ghép với nguồn tín hiệu của mạch vào (anten).

- Mạch ghép với tải của mạch vào (tần khuếch đại cao tần đầu tiên).

Để điều chỉnh cộng hưởng mạch vào, người ta thường sử dụng các tụ điện

có điện dung C biến đổi vì chúng dễ chế tạo chính xác hơn là cuộn dây có

điện cảm biến đổi. Do phạm vi biến đổi của tụ điện lớn Cmax/Cmin, bền chắc,

ổn định (do C ít biến đổi theo điều kiện bên ngoài).

Các mạch ghép anten với mạch cộng hưởng vào:

a) Mạch cộng hưởng ghép điện dung ngoài với anten:

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 6

Page 7: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

31

2

L 1

1

2

L 2

1

2

C 3

0

E 1A N TE N N A

C 2

Loại mạch này rất đơn giản nhưng ít được sử dụng do còn mang một số

khuyết điểm Ap và Av thấp phụ thuộc nhiều vào tần số. Để khắc phục ta

thường chọn cách ghép với tụ C có giá trị 0 ÷ 10 pF.

b) Mạch cộng hưởng ghép điện dung trong với anten: 3

1

2

C 3

0

1

21

2

E 1A N TE N N A

C 2

Mạch này có hệ số truyền đạt Av=const, nhưng Av và Ap thấp, hệ số mắc

mạch phụ thuộc vào tần số, dó đó thường thì Cgh >> C để C quyết định tần

số của mạch cộng hưởng. Dạng mạch này thường dùng trong các bộ

khuếch đại tần số trung gian.

c) Mạch cộng hưởng ghép biến áp tự ngẫu với anten:

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 7

Page 8: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Q 1 A

31

2

0

L 1

1

2

C 1

Dạng mạch này có độ ghép cố định (Ap ≈ 1), cho nên đối với siêu cao tần

thì hệ số tạp âm rất nhỏ. Vì vậy cách ghép này thường dùng ở tần số siêu

cao, ngoài ra còn dùng với bộ khuếch đại dùng Transistor để tổn hao công

suất mạch vào ít.

d) Mạch cộng hưởng ghép biến áp với anten:

Q 1 A

31

2

0

1

2 1

2 1

2

Dạng mạch này dùng nhiều trong máy thu. Độ ghép giữa anten và mạch

cộng hưởng quyết định bởi hổ cảm M chứ không phải do Lgh. Ghép hổ cảm

thì hệ số truyền đạt phụ thuộc vào tần số, còn độ ghép không phụ thuộc

vào tần số, nên thường dùng trong mạch khuếch đại cao tần. Các mạch

ghép với tải của mạch vào cũng gồm ghép biến áp.

2. Mạch khuếch đại cao tần:

Bộ này có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều chế cao tần đến một giá trị

nhất định rồi đưa xuống khối phía sau.

a) Các dạng mạch:

Khối khuếch đại cao tần trong máy thu có cấu tạo như các mạch cơ bản

trên, tải của khuếch đại cao tần có thể là biến trở, cuộn cảm hoặc mạch

cộng hưởng.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 8

Page 9: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

V c c

0

0

31

2

Nếu tải là điện trở thì hệ số khuếch đại của tầng sẽ tương đối đồng đều đối

với mọi tần số. Tần số càng cao thì hệ số khuếch đại càng giảm nhưng

không nhiều. Nếu tiến tới tần số cắt thì hệ số khuếch đại sẽ giảm nhanh.

V c c

0

0

31

2

1

2

Khi tải là cuộn cảm thì khi tần số càng cao, hệ số khuếch đại của tầng

càng tăng. Tất nhiên tần số đó cũng không thể vượt quá tần số cắt, bên

cạnh đó còn bị hạn chế bởi điện dung của cuộn cảm.

V c c

0

0

31

2

L s

L p 2

L p 1

Khi tải là mạch cộng hưởng thì hệ số khuếch đại sẽ lớn nhất ở tần số cộng

hưởng của mạch (f0), còn ở các tần số khác thì không được khuếch đại. Tần

số cộng hưởng có thể điều chỉnh được như trong máy thu khuếch đại trực

tiếp hoặc đã điều chỉnh cố định ở một tần số như khuếch đại trung tần

trong máy thu đổi tần. So với mạch cộng hưởng thì có hệ số khuếch đại lớn

nhiều lần so với tải điện trở hay cuộn cảm.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 9

Page 10: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

b) Ghép tầng:

Trong phần khuếch đại cao tần và khuếch đại trung tần thì kiểu ghép tần

bằng biến áp là phổ biến nhất. Đối với mạch mắc BC thì trở kháng ra của

tầng nhỏ so với trở kháng ra của mạch cộng hưởng.

Có thể ghép sang tầng sau theo kiểu biến áp, tự biến áp hay ghép điện

dung. Ngoài ra còn dùng các kiểu ghép điện trở, điện dung hay ghép trực

tiếp giữa các tầng.

Bộ khuếch đại cao tần làm việc ở tần số cao, đầu vào và ra đều là khung

cộng hưởng nên dễ gây tự kích. Nguyên nhân là do ghép kí sinh giữa đầu

vào và đầu ra. Để tần làm việc ổn định thì thường dùng những biện pháp

sau:

- Giảm hệ số khuếch đại của tầng.

- Dùng mạch hồi tiếp âm, ví dụ mắc vào emitter một điện trở RE.

- Mắc thêm một điện trở nối tiếp với collector hay một điện trở song

song với mạch cộng hưởng.

3. Bộ trộn tần:

Bộ trộn tần: là quá trình tác động lên hai tín hiệu sao cho trên đầu ra bộ

trộn tần nhận được các thành phần tần số tổng và hiệu của hai tín hiệu đó.

Mạch trộn tần dùng Transistor có thể mắc theo sơ đồ EC hoặc BC. Sơ đồ

BC thường được dùng trong phạm vi tần số cao và siêu cao, vì tần số giới

hạn của nó cao.

Các mạch trộn tần được mắc theo sơ đồ đẩy kéo có nhiều ưu điểm hơn so

với sơ đồ đơn:

- Méo phi tuyến nhỏ do hài bậc chẵn bị triệt tiêu.

- Phổ tín hiệu ra hẹp.

- Liên hệ giữa mạch tín hiệu và mạch ngoại sai ít.

- Khả năng xuất hiện điều chế giao thoa thấp.

4. Mạch trung tần và tách song:

Nhiệm vụ chủ yếu của bộ tách sóng là dời phổ từ miền tần số cao về miền

tần số thấp đồng thời làm biến đổi cơ cấu của phổ tín hiệu. Để thực hiện

việc này ta phải dùng các phần tử phi tuyến (diode, transtor…) và các

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 10

Page 11: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

phần tử tuyến tính có tham số biến đổi tuần hoàn theo thời gian. Nói tóm

lại là mạch tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu điều chế và khôi phục lại

tín hiệu âm tần ban đầu. Phụ thuộc vào phương thức điều chế ta có hai loại

mạch tách song: tách sóng tín hiệu điều biên (tách sóng biên độ), tách

sóng tín hiệu điều tần (tách sóng tần số).

Các yêu cầu của khối tách sóng:

- Hệ số truyền đạt phải cao.

- Trở khán vào của bộ tách sóng phải nhỏ.

- Độ méo của tín hiệu phải nhỏ.

- Hệ số chọn lọc cao tần phải nhỏ.

Sơ đồ IC mạch trung tần và tách sóng MC 3361B:

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 11

Page 12: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chân 1: Làm việc với tần số f=10.245 MHz

Chân 2: Crystal OSC: dao động nội dùng thạch anh làm việc với tần số

f=10.245 MHz

Chân 3: Từ bộ trộn tần đưa ra tín hiệu.

Chân 4: Là nguồn cung cấp của bộ trộn được nối tiếp với điện trở 18 K và

đến đầu ra của bộ trộn.

Chân 5: Là đầu vào của bộ giới hạn khuếch đại biện độ.

Chân 6, 7: Được tách riêng ra từ bộ giới hạn và đưa đến dãy điều chế.

Chân 8: Đưa vào xung quanh bên trong dãi điều chế.

Chân 9: Thu tín hiệu audio đưa vào bộ khuếch đại cao tần

Chân 10: Đầu vào của bộ lọc biên độ từ cực âm.

Chân 11: Tín hiệu đưa ra từ bộ trộn.

Chân 12, 13, 14: Trong mạch thiết kế máy thu FM tương tự ta không sử

dụng.

Chân 15: Nối mass.

Chân 16: Nối bộ lọc trung tâm.

- Demodulation: dải điều biên.

- Mixer: bộ trộn.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 12

Page 13: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

- Limiter amp: bộ hạn chế biên độ.

- Filter amp: bộ lọc biên độ.

- Aflame: bộ khuếch đại AF.

5. Bộ khuếch đại công suất âm tần:

- Tầng khuếch đại công suất âm tần có nhiệm vụ đưa ra tải công suất

theo yêu cầu. Chế độ làm việc thường được lựa chọn để hiệu suất

cao nhất là chế độ lớp A hoặc B.

- Dạng mạch thông dụng là đẩy kéo Push-Pull và mắc E chung, C

chung.

Các mạch khuếch đại công suất âm tần thường được sử dụng là OTL, OCL,

BTL…

Ngày nay người ta thường dùng các mạch IC được tích hợp để giảm bớt sự

phức tạp cho máy thu.

Mạch khuếch đại công suất âm tần dùng IC LA4280:

IC LA4280 gồm 2 mạch OTL được cung cấp nguồn đơn +Vcc.

- Chân 2 và chân 7 có các tụ dẫn tín hiệu hội tiếp nghịch xuống mass

để tăng độ lợi

- Chân 3 và 6 nhạ tín hiệu vào ở 2 kênh.

- Chân 11 và 13 là 2 đường dẫn tín hiệu ra loa qua tụ, tại đây có mạch

lọc Cz và Rz.

- Chân 4 là chân ổn áp nguồn cho các tầng bên trong của IC.

- Chân 12 là chân cấp nguồn.

- Chân 5, 10 và 14 là chân nối mass.

- Chân 1 và 8 là các ngõ bù pha cho tín hiệu.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 13

Page 14: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 14

Page 15: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Yêu cầu đề bài:

Tần số tín hiệu thu

10MHz Điện áp nguồn

10(V)

Hệ số ghép mạch vào

0.4 Tần số trung tần

10.7MHz

Sức điện động EA 100µV Công suất ra trên tải

10W/10Ω

Loại mạch dao động

Clapp Kiểu mắc mạch dao

động

BC

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 15

Page 16: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

1. Tính toán phần vào mạch thu :

A N T1A N TE N N A

C 1

L 1

1

2

C 2

R a

L 1

1

2

C 2

C 1

Ta có:

= và = = 2 (1)

Ở f <30 Mhz anten có do anten cố định (l = cosnt) nhưng tần số

lại thay đổi (ứng với sóng dài, trung, và ngắn). Thường có =20÷60Ω,

=10÷30μH, =50÷250pF.

Nên ta chọn trở kháng anten: =50Ω. => = =50Ω.

=> = = =4.97 (H)

=> Chọn: = 56(nH)

Điện trở cộng hưởng tương đương ngõ vào:

Rtd1 = 2fRF Q0.L= 2x10x106x100x56.10-9 = 352 ().

Ta có :

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 16

Page 17: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

f0= => =

Ta có : m= =>

=>Chọn: C1=12(nF)

Ctd=

=>Chọn: C2=7.5(nF)

Ở chế độ 1 chiều Rlọc đóng vai trò lọc nguồn và thường có giá trị vài trăm ohm =>chọn Rlọc=1(kΩ)

Ta có :

=> Clọc

Vậy ta chọn Clọc=180(pF)

2. Mạch khuếch đại công suất cao tần RF:

C 3

R lo c

L 1

1

2

0

R 3

0

T1

Q 1

C 2

R 1E 1

A N TE N N A

V 1

1 0 V d cC

C 1

C 5

R 2

C 4

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 17

Page 18: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chọn transistor Q1 = 2SC1214 có các thông số kỹ thuật sau:

Vmax = 20V.

Imax = 0,03A

Pcmax = 0.6W

hfe = 90

fT = 50 MHz.

Chọn : =1 mA

= (0,1 ÷ 0,3) V’CC

V’CC = VCC - ICQ1.RLoc = 10 – 1.10-3.103 = 9 (V)

Suy ra : = 0,1 V’CC = 0,1. 9 = 0.9(V)

Suy ra :

Chọn

Ta có :

Vbb1=V +ICQ1xR3=0.7 +10-3 x 103=1.7(V)

Vậy R1=Rb1x

Chọn R1=12(kΩ)

R2=Rb1 x

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 18

Page 19: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chọn R2= 56(kΩ)

Ở chế độ xoay chiều :

Ta có :

fβ=

fRF = 10MHz < 3 x fβ=1.65 MHz

Vậy mạch hoạt đông ở tần số trung bình.

Vì hoạt động ở chế độ lớp A nên góc cắt = 1800.

Chọn A =( 0,4 ÷ 0,45) = 0,4

Vcm1 = A V’CC = 0,4.9 = 3.6 (V)

Ta có 0() =

1()=

Thành phần 1 chiều của xung dòng collector:

ICO = ICO1 = 1 (mA)

Dòng hài bậc nhất trên collector:

.

Điện trở cộng hường tương đương của khung cộng ra:

Rtd1 =

Công suất ra trên tải :

PL1=

L1=

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 19

Page 20: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

CC=

Hệ số khuyếch đại dòng điện ở hai dải tần số trung bình.

|β|=

Công suất nguồn cung cấp :

PCC = ICo.V’cc = 10-3

x 9= 9mW.

Hiệu suất :

=

Ta có : Zin1=Rb1//hie1

Mà : hie1=1.4xhfe1x =1.4x90x0.025x =3150(Ω)

Zin1= 9k//3.15k=2.3(kΩ)

Tụ C3 là tụ liên lạc dùng để ghép mạch đầu vào với tầng khuếch đại

C3

Chọn C3=68(pF)

Tụ C4 là tụ bypass để ổn định nhiệt và tăng độ lợi cho transistor Q1:

Chọn ZC4 R3

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 20

Page 21: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

C4

Chọn C4=150(pH)

Từ sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ ta có :

C5 = CC – (CM2 +Cb’e2).a2

Mà : CM = (1+gm.ZL ) . Cb’c

Với : gm = 40.ICQ1 và ZL = Zi2 = 1837 ( )

Suy ra :

C5 = CC – (CM2 +Cb’e2).a2 =18-(67+1)x =15.28(pF)

Chọn C5 =15 (pF).

3.Mạch trộn tần :

0

T1L s

L p 2

L p 1

T2

XF R M _ N O N L I N / C T-P R I

R 6

C 6

C 8

R 4

R 5

C 7

Q 2

Chọn transistor có cá Q2:2SC3099 thông số kĩ thuật sau:

Vmax = 20 V

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 21

Page 22: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Imax = 0,03 A

Pcmax = 0,15 W

hfe = 80

ft = 3000 MHz

Ở chế độ 1 chiều:

Chọn = 5 mA

VR7 = 0,1 x Vcc = 0,1 x 10= 1 (V)

Suy ra: R6= =

`=> Chọn : R6 =220

Ta có : Rb2 = . hfe.R6 = . 80. 220 = 1.76(K)

VBB = 0,7 + . R6 = 0,7 + 5.10-3. 220 =1.8(V)

Vậy R4 =

R5 =

Chọn R4=2.2(kΩ) và R5 =10(kΩ)

Ta có : hie2=1.4xhfe2x =1.4 x 80 x 0.025 x =560(Ω)

Rin =Rb2//hie2 =1760 // 560 = 424.8(Ω)

ZC6

Chọn C6 = 390 (pF)

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 22

Page 23: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Tụ C8 là tụ bypass làm tăng độ lợi và ổn định nhiệt :

ZC8

Chọn C8 = 680 (pF)

Ở chế độ xoay chiều :

Sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ :

f = = = 37,5 MHz

suy ra: fIF = 10,7 MHz < 0,3. f = 11,25 MHz

Vậy mạch hoạt động ở tần số thấp ở chế độ A góc cắt = 1800

Chọn A =0.4

Suy ra Vcm2 = A x VCC = 0,4.10 = 4 (V)

() = = = 1

() = = = 1

ICO = ICO2 = 5 (mA)

Dòng hài bậc nhất trên collector:

.

Điện trở cộng hưởng tương đương của khung cộng hưởng :

Công suất trên tải:

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 23

RtñCLCC’b

gmVb’eCC

Lb Rtñb

Cb’.a2 rb’e

a2

Page 24: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

PL2 = Vcm2(Q2). Icm2(Q2) = . 4V. 5mA = 10mW

L2 = =

Chọn C7=1 (nF)

Công suất nguồn cung cấp:

Pcc = Ico. Vcc = 5 x 10-3 x 10= 50(mW)

Hiệu suất :

= = = 0.2=20%

4.Mạch dao động CLAPP mắc BC

C 1 1 C 0

0

C 9V 2

1 0 V d c

R 7

R 0

R 8

C 1 0

C 1 2

L

1

2

C 1 4

R 9

0

C 1 3

0

Q 3

L 2

1

2

Chọn transistor Q3 = 2SC1417 với các thong số sau:

Pmax = 0,6W

VCemax = 20V.

ICmax = 0,03 A

hfe = 90

fT = 300MHz.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 24

Page 25: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chọn L2 =20 (mH) ,R0 =100 (Ω) ,V0 =0.5(V)

Chọn ICQ3 =5mA

V’CC = VCC –V0 = 10 – 0.5 = 9.5 (V)

VR7 =0.1 x V’CC =0.1 x 9.5=0.95 (V)

Vậy : R7 =

Chọn R7 =220(Ω)

VBB = V + R7 .ICQ3 = 0,7 + 220 x 5 x1 0-3 = 1.8(V).

Vậy

Chọn R8 = 2.2 (k).

R9 = 12(k).

Trở kháng vào:

hie3 = 1,4hfe.

Chế độ xoay chiều:

f0 =20.7 MHz.

f0= 20.7 MHz > 3f = 9.9 MHz.

Vậy mạch hoạt động ở tần số cao. Ta không thể tính các Lkí sinh vì vậy phải dung sơ đồ mắc B chung

f = ft = 300MHz f0 = 20.7 < 0,3.f =90 MHz.

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 25

Page 26: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Vì đây là sơ đồ B.C nên chọn n =0.1

β=

Chọn L = 1H

Ctd =

Ta chọn C0 =68(pF)

Nhưng

Chọn C0 = 68 pF để C0 quyết định f0 trong mạch

C10 = 0,1C10 + 0,1C11 = 0,1C10 + 0.446.10-9

0,9C10 = 0.446nF

C10 = 0.495nF.

Chọn C10 =0.56 nF và C11 =4.7 nF

Hệ số khuếch đại của sơ đồ mắc B.C:

h21b hfb 1;

RK = 0LQ0 = 130.106.10-6.100 = 13(k)

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 26

Page 27: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Điều kiện biên độ để mạch dao động tự kích:

`=> Mạch dao động.

Vì đây là mạch 3 điểm điện dung thỏa điều kiện cân bằng pha:

X1 = - = - = - 13.73

X2 = - = - = - 1.63

X3 = w. L = 2. 20,7.106. 1.10-6 = 130.06 (

Ta có : Zc12 = . (Rb // hie) = . (1980 // 630) = 47.79()

Suy ra: C12 =

Chọn C12 = 180(pF)

ZC14

⇒ C14

Chọn C14 =820(pF)

C13 là tụ chống tự kích nên C13 =

Vậy C13 =82 (pF)

Tụ C9 là tụ liên lạc giữa tầng dao động nội và trung tần, vì vậy C9 được tính như sau:

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 27

Page 28: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Choïn :

Chọn C9 = 1.8(nF)

5. Mạch khuếch đại công suất âm tần :

L S 1

S P E A K E R

12

C 1 9

0

U 4 A

L M 3 9 3

3

2

84

1

+

-

V+

V-

O U T

C 2 0

1 n

V 3

1 0 V d c

C 1 5

C 1 8

R 1 1C 1 6

C 1 7

0

. R11 ,C19 là mạch lọc zobel có tác dụng chống méo dạng về tần số ,cân bằng tải cho tầng khuếch đại với mọi tần số tín hiệu ra loa trung thực hơn.

Thường ta chọn R11 RL =10 (Ω).Vậy ta chọn R11 =12(Ω)

Ta có :

C19

Chọn C19 =0.75(µF)

. C20 là tụ tách tín hiệu ra tải, thường chọn C20 rất lớn

C20

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 28

Page 29: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

Chọn C20 =270(µF)

. Nguồn cung cấp :

PL =

. Mặt khác :

PL =0.5 x I2LM x RL ILM = (A)

=>IL =

ICQ =

=>PCC =VCC x ICQ=10 x 1=10(W)

. Hiệu suất của bộ khuếch đại :

. C17 là tụ lọc nguồn, chọn C17 =470(µF)

. C18 là tụ dận tín hiệu hồi tiếp nghịch xuống mass để tăng độ lợi

Chọn C18 =100(µF)

. C16 là tụ lọc tín hiệu cho các phần bên trong

Chon C16 =100(µF). C15 là tụ liên lạc, chọn C15 =1(µF)

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 29

Page 30: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 30

0

C 1 1

R lo c

C 2

T1

E 1

A N TE N N A

L s

L p 2

L p 1

T2

XF R M _ N O N L I N / C T-P R IC 3

R 2

C 0

L S 1

S P E A K E R

12

R 3

C 1 9

0

0

R 6

0

C 6

C 8

R 4

U 4 A

L M 3 9 3

3

2

84

1

+

-

V+V-

O U T

C 9V 2

1 0 V d c

C 4

R 7

R 0

C 2 0

1 n

V 3

1 0 V d c

R 5

0

R 8

C 1 0

V 1

1 0 V d c

C 7

R 1

C 1 5

C 1 8Q 1

C 1 2

C

Q 2

L

1

2

C 1 4

R 9

0

R 1 1

C 1 3

0

C 5

C 1

C 1 6

Q 3

C 1 7

0

L 1

1

2

L 2

1

2

0

Page 31: may thu FM 2003

Thiết kế máy thu FM

NHẬN XÉT CỦA GVHD

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

...................................................................................

GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 31