Thi công một máy phát hình RF có công suất nhỏ
Khối này có nhiệm vụ là sau khi tín hiệu hình (video) đưa vào, nó sẽ khuếch đại tín hiệu hình lên mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang được tạo ra ở khối dao động cao tần nhằm điều chế tín hiệu hình.
2. Khối dao động cao tần:
Khối này có nhiệm vụ tạo ra tần số sóng mang cao tần để điều chế tín hiệu hình.
Luaän vaên toát nghieäp Trang 1
CHƯƠNG IX: THI CÔNG MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF CÓ CÔNG SUẤT
NHỎ
I. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MỘT MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ:
ANTEN
PHAÙT
TIEÀN KHOÁI
KHUEÁCH KHUEÁCH
KHOÁI DAO ÑAÏI COÂNG ÑAÏI COÂNG
ÑOÄNG CAO SUAÁT CAO SUAÁT CAO
TAÀN TAÀN TAÀN
TÍN KHOÁI
MAÏCH MAÏCH
HIEÄU ÑAÀU KHOÁI
VAØO LOÏC LOÏC
TROÄN
VIDEO TIEÀN THAÁP CAO
VAØO KHUEÁCH QUA QUA
ÑAÏI TÍN
Ä
KHOÁI TÍN HIEÄU
ÑIEÀU AÂM THANH
CHEÁ TÍN AUDIO VAØO
HIEÄU
AÂM
II. CHỨC NĂNG CÁC KHỐI TRÊN:
1. Khối đầu vào tiền khuếch đại tín hiệu hình:
Khối này có nhiệm vụ là sau khi tín hiệu hình (video) đưa vào, nó sẽ
khuếch đại tín hiệu hình lên mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang được tạo ra ở
khối dao động cao tần nhằm điều chế tín hiệu hình.
2. Khối dao động cao tần:
Khối này có nhiệm vụ tạo ra tần số sóng mang cao tần để điều chế tín hiệu
hình.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 2
3. Khối đều chế tín hiệu âm tần:
Ở sơ đồ trên, khối này ngòai nhiệm vụ là điều chế FM tín hiệu âm thanh là
chính, nó còn củng cố được tín hiệu âm thanh từ đầu máy đưa vào đủ lớn để điều
chế.
4. Khối trộn:
Khối này có nhiệm vụ phối hợp tín hiệu cao tần hình và tiếng sau khi điều
chế để đưa vào các bộ lọc.
5. Mạch lọc thông thấp:
Tín hiệu hình và tiếng sau khi được trộn ở khối trộn thì được cho qua
mạch lọc thông thấp. Mạch này chỉ cho tần số thấp tín hiệu đã điều chế qua.
6. Mạch lọc thông cao:
Mạch này chỉ cho phép tần số cao của tín hiệu hình và tiếng qua ứng với
một ngưỡng nhất định.
7. Mạch tiền khuếch đại công suất cao tần:
Khối này có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu hình và tiếng sau khi sau khi
điều chế được qua mạch lọc thông thấp, cao nhằm ổn định tín hiệu hay đủ mức
kích thích cho tầng khuếch đại công suất cuối cùng.
8. Khối khuếch đại công suất cao tần cuối cùng:
Khối này có nhiệm vụ khuếch đại cả tín hiệu hình và tiếng lên tần số rất
cao để gởi đến thống anten phát phát tín hiệu đi.
III. TÍNH TÓAN CÁC KHỐI CHÍNH TRONG MẠCH CỦA MÁY
PHÁT HÌNH RF:
1. Mạch khuếch đại tín hiệu hình vào: (Video in)
Hai điện trở R1, R2 là cầu chia điện thế tạo điện áp phân cực VB
R2
VB = VCC
R1 + R 2
Điện áp rơi trên Emiter:
R2
VE= VB – VBE = VCC − V BE .
R1 + R2
Điện trở RE phải ổn định dòng IE chống lại sự thay đổi điện áp VCCxR1
và R2 phải đủ lớn để không lãng phí công suất hoặc tiêu hao công suất từ
tín hiệu vào.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 3
VE VCC .R2 V
IE = = − BE
R E R E ( R1 + R2 ) R E
IE ≈ IC ≈ 1(mA);
VBB = VE+VBE = 1+0.6 =1.6 (V).
VCC 5
VCEQ = = = 2.5(V )
2 2
VCC − VCE − V E 5− 2.5−1
⇒ R3 = = 1
= 1.5( KΩ)
IC
Thực chất lấy R3= 1,5k(
Do thường chọn VE =1v đối với Transistor Gemani tính được điện trở R4:
VE 1
R4 = = = 1KΩ
IE 1
Để mạch khuếch đại có thể phân cực thì lấy R2 lớn hơn R4 khỏang
(10(20) lần.
R2=10R4 = 10.1 =10 kΩ
IC 1
Ic = βIB ⇒ I B = = ≈ 0.028mA
β 35
(: hệ số khuếch đại transistor lấy khỏang 35.
VCC R2 5.10
R1 = − R2 = − 10 = 21.25( KΩ)
V BB 1. 6
thực tế chọn R1=2.2K
*.Tính tóan tổng trở nhập:
Z IN = R1 // R2 // βre (βre = hie)
26mA 26
re = = = 26Ω
IE 1
hie= βre =35x0.026 = 0.91kΩ
Vậy Zin = 22 // 10 // 0.91 =0.8 k(.
2. Mạch dao động cao tần:
Do yêu cầu của mạch tần số sóng mang phải chọn là 300 Mhz theo như
yêu cầu như trên thì mạch dao động cần phải tính toán các giá trị L và C.
Ta có: điều kiện dao động: arg (Av() = 0 thì C13+C14 -(2L C13C14.
1
⇒ ω0 =
C C
L 13 14
C13 + C14
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 4
Để chọn được giá trị các linh kiện, ta phải chọn tụ C13 là 33pF.
1 C13C14 1
f0 = ⇒ =
C C C13 + C14 2Π f 0
2Π L 13 14
C13 + C14
1
⇒L= =0.585μF
2 C C
(2Πf 0 ) . 13 14
C13 + C14
Chọn C4 =33pF ta có : L=0.585 (F.
Thực tế tính số vòng dây là khó chính xác, để cho mạch có cộng hưởng tốt
đồng thời tăng được hệ số phẩm chất Q của mạch cộng hưởng thì rL phải nhỏ. Cho
nên chiều dài dây tương đối ngắn. Lấy l=1.5 (cm) và quấn làm 8 vòng với đường
kính là 0.5(cm). Số vòng dây bên thứ cấp chọn là bằng ½ số vòng sơ cấp ( N2
=1/2N1=8/2=4 vòng.
3. Tính tóan cho mạch điều chế âm tần:
Chọn IE ( Ic ( 2.5 (mA)
Lấy VE =1v
Ta có:
VE 1
RE = = = 0.4( KΩ)
I E 2. 5
Thực tế lấy RE= R14 = 470(.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 5
Mặc khác:
IC 2.5
IB = = = 0.07 mA
β 35
Chọn VB = VE+ VBE =1 + 0.6 =1.6v
Từ VB= VCC – IBRB
VCC − V B 5 − 1.6
⇒ R B = R11 = = = 42.25kΩ
IB 0.08
Thực tế chọn R11=47k(.
Để duy trì dao động ở tần số cao chọn C7 = 100pF. Chọn C10, C11 có giá
trị bằng 33pF.
Để có cộng hưởng tốt, ta chọn chiều dài dây l= 1.5 (cm) đường kính dây
quấn là 0,5cm (d=0.5 cm).
Gọi ( là độ từ thẩm. Do cuộn dây cộng hưởng được quấn trên lõi không khí
nên độ từ thẩm của môi trường là (=1.
Từ:Ġ
Màĺ
Hl
Hay I =
4Π n
Vậyĺ
n 2 2 −7
2
⇒L=Π d 10 ( H )
l
62
⇒ L = (3.4) . 2
(0,005) 2 .10 −7
0.015
L=0.428 μH
Số vòng dây được quấn là 6 vòng.
4. Tính toán cho mạch khuếch đại cao tần và anten phát:
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 6
Ta có:Ġ
IC = β.IB
VCE = VCC – IC. RC
Để công suất truyền cực đại ta chọn Ic trong phần khuếch đại khỏang 8,5
(mA).
IC 8,5
IB = = ≈ 0,2(mA)
β 2,5
VCC 9
Suy ra: Rc = = = 1,058(KΩ )
IC 8,5
Thực tế chọn: Rc= R35 = 1 (K().
Mặt khác: VCC = IBRB+ VBE
VCC − V BE 9 − 0.6
⇒ RB = = = 42(KΩ )
IB 0. 2
Thực tế chọn RB=R33 = 47k(
Nếu ICQ đặt giữa điểm 0 và Vcc/Rc thì ta có dòng điện cực đại xoay
chiều.
Nếu VCEQ đặt giữa 0 và Vcc thì ta có điện áp cực C lớn nhất.
Công suất vào từ nguồn cung cấp:
Pi(dc) = VCC . ICQ.
Công suất ra trên Rc:
VCE (rms )
2
P0(ac) = 2
IC (rms ).RC =
RC
I 2 (Peak ) V 2 CE ( peak )
P0 ( ac ) = .RC =
2 2 RC
I 2C ( p _ p) V 2 ( p _ p)
P0 (ac ) = RC = CE
8 8RC
Hoặc:
I C ( peak ) VCE ( peak )
P0 (ac ) = I C (rms )VCE (rms ) = .
2 2
Hiệu suất :
P0 (ac )
η= .100%
PI (ac )
Công suất transistor PQ:
PQ =PTransistor = Pi (dc) –P0 (ac).
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 7
Nếu đặt Q ở giữa thì công suất đạt được tối được:
Max VCE(p_p) = Vcc.
Max Icc (P_P) =Vcc/Rc.
VCC
I C ( p _ p ).VCE ( p _ p) RC 2
VCC
Max P0 (ac ) = = =
8 8 8RC
Ta có:
VCC − 0.6 9 − 0.6
IB = = = 0.178mA
RB 47
I C ( peak} = βI B ( peak ) = 35.0,1 = 3,5mA
P (ac) =
(3,5)2 .R
C =
(3.5.10 −3 )2 .1 = 6.125.10 −3W
( 2 )2
0
2
PI (dc ) = VCC .I C = 9 x8.5 = 78.3 x10 −3 W
Hiệu suất:
6.125.10 −3
x100% = 27,82%
78.3.10 −3
5. Chọn chiều dài anten phát và tính công suất bức xạ:
Như ở trên đã chọn tần số f=300Mhz nên ta có:
c 3.108
λ= = = 1(m)
f 300.10 6
Ta chọn anten có độ dài bằng (/4:
λ 1
l= = = 0.25(m )
4 4
Tổng trở bức xạ :
2
2⎛
l⎞
R BX = 80Π ⎜ ⎟ = 197Ω
⎝λ ⎠
Công suất bức xạ : Pbx= Rbx.I2 =197.(5.10-3)2 = 0.005w =5mw.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 8
IV. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF THỰC TẾ:
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 9
V. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA MÁY PHÁT HÌNH RF:
Tín hiệu hình (Video) sau khi vào ngõ vào của máy phát được khuếch đại
đến mức đủ lớn để kết hợp với sóng mang cao tần được tạo ra từ bộ dao động cao
tần để điều chế (AM) tín hiệu hình. Tín hiệu âm thanh cũng từ đầu máy vào ngõ
vào máy phát được qua khối điều chế tín hiệu âm tần. Trong mạch thực tế này,
khối điều chế tín hiệu âm tần còn có nhiệm vụ củng cố tín hiệu âm thanh đến mức
đủ lớn, sao cho điều chế FM được. Tín hiệu âm thanh điều chế được đưa lên, kết
hợp với tín hiệu hình nhằm phách chung với nhau thông qua mối nối BJT. Tín hiệu
hình và âm thanh sau khi được phách chung với nhau thì đi qua bộ lọc qua thấp.
Các sóng hài cũng được lọc bỏ khi qua mạch lọc qua thấp. Sau đó tín hiệu hình,
tiếng chung được khuếch đại bởi linh kiện chuyên dùng 2N5719 để lên tần số cao
và qua bộ lọc qua cao. Tín hiệu có tần số thấp không qua được và bộ lọc qua cao
bỏ hết các thành phần hài bậc cao. Thành phần hài rất có hại, nó làm méo tín hiệu
trong quá trình truyền và máy thu thu không rõ hoặc thu không được tín hiệu. Tín
hiệu hình và tiếng sau khi qua bộ lọc cao qua thì được đưa đến bộ tiền khuếch đại
công suất cao tần, tín hiệu cao tần sẽ được sửa dạng và củng cố đúng chuẩn để đưa
đến khối khuếch đại công suất cao tần cuối cùng. Sau khi được củng cố, khuếch
đại công suất cao tần lần cuối thì tín hiệu điều chế được truyền đi dưới dạng bức xạ
sóng điện từ bởi anten phát.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 10
PHẦN KẾT LUẬN
VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 11
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
A. KẾT LUẬN:
Qua thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, người thực hiện đã hoàn
thành đúng thời gian được giao.Qua đề tài, người nghiên cứu đã nắm vững những
điều đã học ở trường, ở sách vở và tiếp cận được với thực tế để có kinh nghiệm
hơn. Người thực hiện đề tài đã trình bày khá đầy đủ về máy phát hình cũng như
các vấn đề lý thuyết có liên quan. Với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của hai ân
sư: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, và sự nỗ lực bản thân, sự giúp đỡ
từ các bạn đồng nghiệp, đề tài luận văn tốt nghiệp: “MÁY PHÁT HÌNH RF” đã
hoàn thành.
Lĩnh vực máy phát hình nói chung là khó và khá mới mẻ đối với sinh viên,
tài liệu viết về máy phát hình không nhiều và hầu như là tài liệu tiếng nước ngoài,
các cách tính hay các thông số khó tính chính xác và ít gặp trong tài liệu. Do vậy
mà đề tài này còn mặt hạn chế là tính toán các thông số chưa nhiều và lý thuyết
chuyên môn chưa sâu. Nếu có điều kiện, người thực hiện cố gắng sẽ tìm hiểu thêm,
tìm tòi tài liệu, nắm vững tri để hy vọng có được những kiến về máy phát hình
chính xác hơn, viết về đề tài này hay hơn.
B. HƯỚNG PHÁT TRIỂN:
Lĩnh vực phát hình mang tính chất quốc gia, có nhiều vấn đề như quân sự,
xã hội ràng buộc, không phải được sử dụng phát tùy tiện.Đề tài này chỉ tìm hiểu về
kỹ thuật phát hình và thi công một máy phát hình RF có công suất phát cực nhỏ
nhằm phục vụ trong xưởng trường. Hướng phát triển đề tài này là dựa vào các kiến
thức đã có được, người thực hiện cần có nhiều đóng góp, nghiên cứu sâu hơn nếu
như được làm ở các đài phát sóng hay đài truyền hình. Sự tìm tòi, ham học hỏi,
tích lũy kinh nghiệm sẽ đóng góp đáng kể cho kỹ thuật phát hình của nước ta
ngang tầm với các nước trong khu vực và trên thế giới.
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
Luaän vaên toát nghieäp Trang 12
MỤC LỤC
MỤC LỤC
SVTH: Nguyeãn Hoøang Phöông
