Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM LỜI NÓI ĐÂU Trong xu thế xã hội hóa ngày càng phát triển công nghệ số hóa các thiết bị ngày càng đa dạng, việc sử dụng thông tin tương tự cũng rất quan trọng các thiết bị vẫn dùng công ngệ này. Và việc thu phát FM vẫn còn quan trọng rất nhiều trong đời sống. Vì vậy chúng em chọn đề tài mạch thu FM cho thấy tầm quan trong của thu phát FM. Nó được ứng dụng truyền thanh truyền hinh.vv Trong phần này chúng em tìm hiểu phần thu FM. Trong thời gian qua được sự giúp đỡ của thầy Đinh Văn Hà giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Bài làm còn nhiều thiếu sót.Em xin chân thành cảm ơn! 1 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT CỦA GIẢI ĐIỀU CHẾ TẦN SỐ Các thành phần của tần số âm tần. Khi ta nói, khi phát ra âm thanh tín hiệu này rất phức tạp và có nhiều biến đổi liên tục tại một thời điểm các dạng sóng có thể xuất hiện như hình 1 bên dưới Hình1. Các dạng sóng nhìn phức tạp tuy nhiên chúng ta có thể biểu diễn chúng bằng nhiều cách cộng các tín hiệu hình sin với nhau. Để ghi lại tín hiệu thông tin ta có 3 phương pháp: Đầu tiên là thể hiện dạng sóng ban đầu như hình 1. Thứ 2 đó là lập danh sách của tất cả các sóng thành phần chứa trong các sóng phức tạp điều này được gọi là thành phần hoặc các tần số thành phần được thể hiện trong hình 2. 2 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Hình 2 Thứ 3 đó là biểu thị tất cả các thông tin trên cùng một sơ đồ như biểu đồ thể hiện phổ của tần số. Đó là biểu đố của biên độ và tần số. Mỗi đường thẳng đứng và độ dài của nó thể hiện cho mỗi tần số khác nhau. Biên độ của sóng sin được thể hiện ở hình 3. Gần như tất cả các thông tin. Gần như tất cả các thông tin âm lượng của tiếng nói nằm trong dải tần từ 300KHz tới 340KHz. Hình 3. 3 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Mặc dù máy Oscilloscope chỉ thể hiện dạng sóng phức tạp ban đầu. Điều quan trọng là chúng ta nhớ rằng ta đang chia các tần số biên độ pha với các nhóm sóng sin khác nhau. 4 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Chương II: MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN LẠC ĐƠN GIẢN. Dải âm thanh phát ra của mỗi người là khác nhau. Chúng ta phải tin thông tin có khả năng vượt qua một số hệ thống thông tin liên lạc. Bất kỳ hệ thống thông tin liên lạc nào cũng bao gồm: máy phát, đường dây thông tin, máy thu. Và trong trường hợp tiếng nói điều này đạt được bởi chiều dài dây cáp với micro và một bộ khuếch đại ở đầu ra và đầu kia có loa nối với một bộ khuếch đại khác. Hình 4. 5 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Hệ thống thông tin liên lạc vô tuyến được sử dụng khi nó truyền khoảng cách dài hoặc khi gửi yêu cầu tín hiệu tới nhiều đích trong cùng một thời gian. Nột trong những hệ thống khác đó là điều chế tần số trong đó các tín hiệu thông tin được sử dụng để điều khiển tần số của sóng mang. Những cách làm này hiệu quả như nhau trong một số trường hợp nó tốt hơn điều chế biên độ. Tần số sóng mang được thực hiện trong việc tăng tín hiệu điện áp trong tín hiệu thông tin cũng như việc giảm trong tần số. Biên độ của tín hiệu thông tin lớn, ngoài ra tần số của tín hiệu sóng mang được dịch chuyển từ điểm bắt đầu. Tần số của tín hiệu thông tin là yếu tố xác định sự thay đổi của tần số thứ hai là bao nhiêu lần. Hình 5. Trong hình 5 quá trình điều chế không ảnh hưởng tới biên độ. 1.Ưu nhược điểm của FM. 1.1. Ưu điểm của FM. 6 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Có 3 lợi thế của điều chế tần số trong hệ thống thông tin liên lạc. + Trong phần cuối ta nhìn đó là thông tin tín hiệu điều khiển tần số của sóng mang nhưng không ảnh hưởng tới biên độ của nó. Bây giờ khi phát thì sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện , tín hiệu nhiễu sẽ chồng lên tín hiệu phát. Được thể hiện ở hình 6 bên dưới. Nhiễu điện làm thay đổi biên độ nhưng không thay đổi tần số của tín hiệu Hình 6. Trong hệ thống AM giải điều chế được xây dựng để đáp ứng những thay đổi trong biên độ của tín hệu thu, nhưng trong thu FM giải điều chế chỉ là thay đổi tần số và bỏ qua những thay đổi của biên độ. Nhiễu điện có ít hoặc không ảnh hưởng trong hệ thống thông tin liên lạc FM. + Dải tần của tín hiệu FM rất rộng so với truyền AM. Điển hình là tần số của băng tần quảng bá là 2500KHz. Điều này cho chất lượng âm thanh tốt hơn, như vậy nhiễu tín hiệu âm thanh, âm nhạc sẽ tốt hơn nhiều nếu sử dụng việc điều chế tần số. 7 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM + Khi dải điều chế FM đang nhận được 1 tín hiệu FM. Theo sự biến thiên trong tần số của tín hiệu đến và nó được khóa nhận tại cùng một thời điểm. Việc khóa nhận của hai tín hiệu mạnh hơn và bỏ qua các tín hiệu khác cái này gọi là máy phát và có nghĩa là chúng ta có thể nghe FM trên đài phát thanh mà không có sự giao thoa từ các đài khác. 1.2. Nhược điểm của FM. FM là truyền tải băng thông rộng. Với băng tần trung bình khoảng 550khz đến 1600KHz và một số ít lớn hơn 1MHz. Nếu chúng ta cố sử dụng FM bằng cách sử dụng băng tần 2500KHz cho mỗi trạm điều đó có nghĩa không nhiều hơn bốn trạm có thể cung cấp. Băng thông sóng này buộc ta phải sử dụng tần số sóng mang cao hơn thường là trong băng tần VHF, băng thông của nó từ 85MHz đến 110MHz. Đây là chiều rộng của dải 25MHz và sẽ chia thành nhều trạm hơn. 1.3. Băng thông của tín hiệu FM. Quá trình điều chế tần số sinh ra một số lượng lớn các biên tần (tần số phụ). Về mặt lý thuyết, các dỉa biên rộng với mức công suất thấp và sẽ thấp hơn khi mà di chuyển ra khỏi tần số sóng mang tần số băng thồn là 250KHz được lựa chọn đảm bảo một giá trị thấp cả sự biến dạng trong tín hiệu nhận được trong khi cho phép nhiều trạm phát trong dải phát thanh VHF. Tín hiệu liên lạc cái mà không yêu cầu chất lượng cao có thể liên kết với nhiều trạm phát sóng , một băng thông hẹp để cho phép truyền nhiều hơn tần số được phân bổ. Thông tin liên lạc biến thiên 8 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM dung cho các tàu để vận chuyển thông tin ví dụ như chỉ sử dụng một băng thông 25KHz nhưng việc này chỉ dung cho các đài nói và chất lượng không quan trọng. Những băng thông không có mối liện hệ với tần số của tín hieeujt thông hoặc có sai lệch tần số hoặc bất kỳ điều gì khác. FM sẽ không giống AM ở điểm này. 1.4. Giải điều chế tín hiệu FM Máy thu FM rất giống máy thu AM. Trong giải điều chế việc nhất là phải tách thông tin tín hiệu quan trọng hơn việc điều chế biên độ sóng. Hình 15. Yêu cầu chủ yếu của việc giải điều chế FM là chuyển sự thay đổi của tần số sang thay đổi của điện áp với lương biến dạng tối thiểu. 9 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Để đạt được điều này nó nên có các đặc tính điện áp lý tưởng/tần số tuyến tính, tương tự như những gì thể hiện ở hình 16. Hình 16. Bộ giải điều chế còn được gọi là bộ chọn lọc hay bộ tách sóng Một vài mạch điện thiết kế có điện áp lý tưởng/ tần số tuyens tính được chấp nhận và chúng ta đi xem xét 5 loại phổ biến. Trong mỗi trường hợp đều có những đặc điểm chính: Cách để đổi tín hiệu FM sang tín hiệu AM. Cách để xác định lượng biến dạng trong tín hiệu đầu ra. Cách để loại bỏ tín hiệu nhiễu. 1.5. Tách pha. Đây là việc đơn giản nhất của giải điều chế, nhưng việc này có một số hạn chế. Một mạch song song đó là mạch cộng hưởng lệch để mang sóng mang đến những đặc trưng bên trái. 10 [...]... đặt 100k dùng để cân bằng tín hiệu sóng mang khi điện trở đặt sẵn là 1k dùng để điều biên tín hiệu âm thanh đầu vào Điện trở 19 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM được đặt sẵn dùng để điều chỉnh đầu ra ở mức 0 DC Đầu ra là 2k2 được đặt để thay đổi mức điều biên của tín hiệu 20 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM CHƯƠNG IV 1.Tạo tín hiệu FM sử dụng bộ điều chế cảm kháng... + 0.5V 27 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 3.Đặt biên độ về 0 Nối CRO channel-2 vào TP6 terminal Trigger CRO by Channel-2 Nó sẽ hiển thị 5Vpp, tần số 455 KHz Đây là tín hiệu saongs mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz 4 Thay đổi biên độ lên 1 Vpp Quan sát dạng sóng điều chế ở TP6 _Waveform (W3) 28 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 5 Nối TP6... VCO và sau đó thông qua một bộ khuếch đại âm thanh nếu cần thiết Đáp ứng tần số là tuyến tính như trong hình 23 14 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Hình 23 1.7 Điều chỉnh VCO Để xem làm thế nào VCO được thực tế kiểm soát, chúng ta hãy cho rằng nó đang chạy ở cùng một tần số như là một tín hiệu đầu vào không điều chế Dạng sóng được biểu diễn như hình 24 Hình 24 15 Nghiên cứu thiết kế hệ. .. sự thống nhất và điện áp trung bình tại đầu ra của một nửa giá trị đỉnh Bây giờ chúng ta hãy giả sử rằng các tín hiệu FM ở đầu vào giảm tần số (hình 25) Giai đoạn xung vuông của tín hiệu FM được tăng lên và mức điện áp trung bình bị giảm xuống từ cổng OR Tần số VCO sẽ giảm cho tới khi tần số thích ứng của tín hiệu FM đến Hình 25 16 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Chương III PHẦN THU. .. Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 3 Chỉnh biên độ về 0 Nối CRO channel-2 vào TP9 Trigger CRO by Channel-2 Nó sẽ hiển thị 5Vpp, 455 KHz Đây là sóng mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz 4 Bây giờ chỉnh sóng sin lên 1 Vpp Quan sát dạng sóng tại TP9 _Waveform (W3) 31 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 5 Nối TP6 vào TP1 của bộ thu Quan sát dạng sóng... cấp đủ để khuếch đại 17 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 2.Khuếch đại trung tần lần 1 Q2(BF195c) hoạt động như bộ khuếch đại trung tâm lần 1.cực B của trasistor Q2 được nối qua R5(68k) để tách sóng đầu ra R6(100e) và C4(47n) là bộ lọc cách ly từ +6v.cực B này phụ thu c vào R4(220k) điện trở định thiên và mạch tách sóng được cung cấp dòng bởi R5.dòng của bộ tách sóng là cân bằng để tín... tách sóng cộng hưởng lệch 11 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Hình 18 Nếu cho nó trong vùng đánh thủng thì hoạt động của nó rất rõ ràng Tín hiệu FM vào được đưa tới cực B của transistor và bên trong thì các mạch cộng hưởng lệch kết nối với nhau mà ta đã gặp ở phía trước Trong thực tế nó cũng ảnh hưởng bởi các cuộc dây khác, cuộn dây mà hoạt động như máy phát thứ hai Tín hiệu tại điểm kết... 33 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 3 Đặt biên đọ về 0 Nối CRO channel-2 vào TP9 Trigger CRO by Channel-2 Nó sẽ hiển thị 5Vpp, 455 KHz Đây là sóng mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz 4 Thay đổi biên độ lên 1 Vpp Quan sát dạng sóng điều chế tại TP9 _Waveform (W3) 5 Nối TP6 với bộ hạn biên TP1 Quan sát dạng sóng đầu ra TP2 34 Nghiên cứu thiết kế hệ thống. .. Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Tín hiệu đầu vào được chuyển đổi thành một sóng vuông, cùng với đầu ra VCO tạo ra 2 đầu vào đến một cổng OR Hãy nhớ rằng cổng OR cho một đầu ra bằng 1 khi hai đầu vào là khác nhau về giá trị và đầu ra bằng 0 khi nó giống nhau Hình 24 cho thấy tình trạng khi đầu vào FM là ở tần số sóng mang chưa điều chế và đầu ra VCO là ở cùng một tần số và lệch pha 1 góc... thị tín hiệu giải điều chế FM _Waveform (W4) 26 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM 8 Quan sát hiệu ứng khi thay đổi tần số và biên độ 9 Thay đổi tần số sóng mang RF bằng núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) và quan stas tín hiệu điều chế FM 4 Tạo tín hiệu FM sử dụng bộ điều chế cảm kháng và giải điều chế FM sư dụng bộ tách pha 1 Kết . biên độ pha với các nhóm sóng sin khác nhau. 4 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Chương II: MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN LẠC ĐƠN GIẢN. Dải âm thanh phát ra của mỗi người là khác. chiều dài dây cáp với micro và một bộ khuếch đại ở đầu ra và đầu kia có loa nối với một bộ khuếch đại khác. Hình 4. 5 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Hệ thống thông tin liên lạc. hưởng tới biên độ. 1.Ưu nhược điểm của FM. 1.1. Ưu điểm của FM. 6 Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM Có 3 lợi thế của điều chế tần số trong hệ thống thông tin liên lạc. + Trong phần