Đang tải... (xem toàn văn)
Trước sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật thì các thiết bị điện tử đóng vai trò rất quan trọng. nó giúp con người thực hiện các công việc một cách nhanh chóng và chính xác, làm tăng năng suất lao động và rút ngắn thời gian làm việc. các loại thiết bị hiện đại dần dần thay thế con người làm các công việc nặng nhọc và các công việc mang tính chất nguy hiểm.
đồ án mạch tương tự bảng thông đồ án môn học. họ và tên: lớp : tên đồ án: thiết kế máy thu am. lần ngày nội dung nhận xét chữ ký gvhd 1 2 3 4 5 ………. ………. ………. ………. ……… nhận xét chung: chú ý :điều kiện để sinh viên được phép bảo vệ đồ án: phải thông qua đầy đủ và có đầy đủ chũ ký của gvhd xác nhận. vinh, ngày tháng 6 năm 2010 giáo viên hướng dẫn 1 đồ án mạch tương tự nguyễn mục lục: mở đầu: 3 i. mục đích: 4 ii. yêu cầu: 4 iii. tổng quan về đề tài: 4 1, khái niệm chung về máy thu radio: 4 1.1. khái niệm: 4 1.2. điều chế tín hiệu radio: 4 1.3. phân loại máy thu radio: 5 2, lý thuyết máy thu radio: 7 2.1. máy cổng hưởng tần số: 8 2.2. máy biến áp: 9 2.3. mạch khuếch đại: 10 3.1. mạch tách sóng: 16 iv. giới thiệu sơ đồ từng khối của máy thu am: 18 1. nguồn cung cấp: 18 2. khối anten và mạch vào: 18 3. khối khuếch đại cao tần và mạch tách sóng: 18 4. khối khuếch đại tiền công suất: 20 5. khối khuếch đại công suât: 20 v. phân tích, thiết kế và tính toán: 21 1. sơ đồ nguyên lý: 21 2. khối anten và mạch vào: 21 3. khối khuếch đại cao tần và tách sóng: 23 4. khối khuếch đại tiền công suât: 24 5. khối khuếch đại công suât: 25 6. nguyên lý làm việc chung: 26 7. lắp ráp mạch, điều chỉnh để thu được sóng am 27 a, sơ đồ lắp rắp: 27 b, giá trị linh kiện: 28 vi. kết luận: 30 2 đồ án mạch tương tự mở đầu trước sự phát triển nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật thì các thiết bị điện tử đóng vai trò rất quan trọng. nó giúp con người thực hiện các công việc một cách nhanh chóng và chính xác, làm tăng năng suất lao động và rút ngắn thời gian làm việc. các loại thiết bị hiện đại dần dần thay thế con người làm các công việc nặng nhọc và các công việc mang tính chất nguy hiểm. bên cạnh các thiết bị phục vụ cho lợi ích con người thì nhu cầu về giải trí của con người khồng ngừng thay đổi. con người không ngừng thu thập và trao đổi và nắm bắt các nguồn thông tin. từ đó nảy sinh ra các thiết bị điện tử như: radio, máy nghe nhạc, tivi từ các thiết bị điện tử cồng kềnh của thời xưa thì nay các thiết bị gần như tinh vi, siêu nhỏ nhưng tính năng và hiệu quả làm việc của chúng thì rất cao và bền. trong lĩnh vực phát thanh, truyền hình ở nước ta, ngày nay đã có nhiều tiến bộ đáng kể do có nhiều nhà khoa học, nhiều chuyên gia, nhiều kỹ sư giỏi về khoa học kỹ thuật cùng tham gia nghiên cứu và triển khai ứng dụng. kết quả có rất nhiều thiết bị mới được đưa vào thay thế các thiết bị, máy móc cũ mang lại hiệu quả kinh tế cao. tuy vậy, về phát thanh truyền hình cần có nhiều lĩnh vực cần tiếp tục nghiên cứu, học hỏi và phát triễn thêm đối với người làm kỹ thuật phát thanh truyền hình nói riêng và các kỹ sư điện tử nói chung. dựa trên những kiến thức đã học về môn kỹ thuật mạch điện tử, chúng em nghiên cứu nguyên lý thu sóng radio am thông qua đề tài: “ tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy thu am ”. tuy có nhiều cố gắng thực hiện thành công đồ án nhưng không thể tránh khỏi những hạn chế thiếu sót, nếu có điều kiện nhóm thực hiện sẽ nghiên cứu sâu hơn và hoàn thiện hơn. mong nhận được sự góp ý chỉ bảo thêm của thầy cô và các bạn để đề tài có thể hoàn thiện tốt hơn. em xin chân thành cảm ơn cô giáo nguyễn thị hằng đã chỉ bảo tận tình trong quá trình thực hiện đề tài này. 3 đồ án mạch tương tự i. mục đích: - giúp sinh viên nắm được kỹ thuật làm mạch. - biết được nguyên lý của máy thu thanh. - biết lắp ráp và điều chỉnh. ii. yêu cầu: - hiểu được các mạch điện cơ bản: mạch cộng hưởng lc, mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ, mạch khuếch đại công suất, khuếch đại thuật toán, mạch tách sóng. - mạch thiết kế phải thu được sóng am. iii. tổng quan về đề tài: 1 khái niệm chung về máy thu radio: 1.1 khái niệm: máy thu radio hay còn gọi là máy thu thanh là một thiết bị hoàn chỉnh dùng để thu nhận sóng radio mang thông tin, phục hồi lại tín hiệu thông tin và khuếch đại đến giá trị ban đầu và đưa ra loa. 1.2 điều chế tín hiệu radio: trong kỹ thuật radio có hai cách điều chế tín hiệu cơ bản: 1.2.1 điều chế biên độ – am (amplitude modulation): phương pháp điều chế biên độ (điều biên) am sử dụng một sóng có tần số cao (rất lớn hơn tần số tín hiệu – gọi là sóng mang) phối hợp với tín hiệu để tạo ra một dạng sóng có tần số là tần số sóng mang, nhưng biên độ thay đổi theo dạng sóng tín hiệu. sóng am được phát ra ngoài không gian. sóng am trong radio được chia thành các dải tần: - sóng trung – mw (medium wave) có tần số từ 530 khz – 1600 khz. - sóng ngắn 1 – sw1 (short wave) có tần số từ 2.3 mhz – 7mhz. - sóng ngắn 2 – sw2 (short wave) có tần số từ 7mhz – 22 mhz. 4 m chạ v oà kđ rf kđ if kđ âm t nầ tr n ộ t nầ dao ngđộ n iộ tách sóng đồ án mạch tương tự khi nói đến dải tần của một băng sóng, tức là nói đến tần số sóng mang của dải tần đó. 1.2.2 điều chế tần số – fm (frequency modulation): khác với điều biên, điều chế tần số (điều tần) fm là làm thay đổi tần số sóng mang theo biên độ tín hiệu. tần số sóng mang fm rất lớn hơn tần số sóng mang trong am. dải tần fm từ 88 mhz – 108 mhz. . trong hai cách điều chế, thì phương pháp điều chế fm cho tín hiệu đến nơi thu trung thành hơn, ít sai lệch hơn là điều chế am, bởi vì đường truyền ảnh hưởng rất ít đến tần số sóng truyền, nhưng lại tác động rất lớn lên biên độ của nó. tuy nhiên, sóng fm vì tần số rất lớn hơn tần số am nên không truyền được xa như sóng am. 1.3 phân loại máy thu radio và sơ đồ khối của máy thu: căn cứ vào cấu trúc sơ đồ mà người ta chia máy thu thanh thành hai loại: - máy thu thanh đổi tần. - máy thu thanh khuếch đại thẳng. 1.3.1 máy thu thanh đổi tần: tín hiệu cao tần đã điều chế từ anten được khuếch đại lên và biến đổi về một tần số trung gian không đổi gọi là tần số trung tần if. trung tần này được chọn thấp hơn cao tần. tín hiệu trung tần này sau khi đi qua vài bộ khuếch đại trung tần sẽ được đưa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần và đưa ra loa. sơ đồ khối của một máy thu đổi tần có dạng như sau: 5 đồ án mạch tương tự hình 1: sơ đồ máy thu đổi tần. - bộ đổi tần: gồm mạch dao động nội và mạch trộn tần. khi trộn hai tần số của tín hiệu dao động nội f n và tín hiệu cần thu f 0 ta được tần số trung gian hay còn gọi là trung tần if giữa tần số dao động nội và tần số cần thu. f tt = f n – f 0 = const. khi tần số tín hiệu từ đài phát thay đổi từ f 0min đến f 0max thì tần số dao động nội cũng phải thay đổi từ f nmin đến f nmax . đối với máy thu điều biên (am): f n = 455 khz hoặc 465 khz. đối với máy thu điều tần (fm): f n = 10.7 mhz. - bộ khuếch đại trung tần: có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu trung tần đến một giá trị đủ lớn để đưa vào mạch tách sóng. - tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang cao tần sau đó đưa qua mạch khuếch đại âm tần trước khi đưa qua loa. máy thu thanh đổi tần tuy có nhiều ưu điểm hơn máy thu thanh khuếch đại thẳng, nó truyền tín hiệu tốt hơn nhưng rất khó để làm mạch thật nên trong đề tài này chúng em làm máy thu thanh khuếch đại thẳng: 1.3.2 máy thu thanh khuếch đại thẳng: tín hiệu cao tần thu từ anten được khuếch đại thẳng và đưa đến mạch tách sóng, mạch khuếch đại âm tần mà không qua mạch đổi tần. - ưu điểm: máy thu am có thể truyền sóng đi xa tới hàng nghìn km. - nhược điểm: của sóng am là dễ bị can nhiễu, dải tần âm thanh bị cắt xén do đặc điểm của mạch tách sóng điều biên, do đó chất lượng âm thanh bị hạn chế. sơ đồ khối của máy thu khuếch đại thẳng như sau: 6 đồ án mạch tương tự hình 2: sơ đồ khối của máy thu thanh khuếch đại thẳng. - mạch vào: là mạch mắc giữa anten và tầng đầu tiên của máy thu, có nhiệm vụ chủ yếu là nhận tín hiệu từ anten, chọn lọc các tín hiệu cần thu, do vậy mạch vào thường là mạch cộng hưởng. tần số: f ht ff .01 == . những yêu cầu cơ bản đối với mạch vào: + hệ số truyền đạt: là tỉ số giữa điện áp ra của mạch vào điều chỉnh cộng hưởng ở một tần số nào đó và sức điện động cảm ứng trên anten (e a ). A o MV E V A = . a mv càng lớn thì hệ số khuếch đại chung của toàn máy càng lớn. A E : suất điện động cảm ứng trên anten. + dải tần làm việc: gọi dải tần số làm việc của máy thu là: f omin - f omax . tần đoạn làm việc được định nghĩa như sau: min max o o doan f f A = . + đảm bảo biên độ chọn lọc: chọn lọc tần số lân cận, tần số ảnh a f = 0 f + tt f2 , và chọn lọc tần số lọc thẳng. + đảm bảo độ méo tần số cho phép trong dải tần số làm việc từ max0 min 0 ff → . - mạch khuếch đại cao tần: nhằm mục đích khuếch đại bước đầu cho tín hiệu cao tần thu được từ anten. - tách sóng: có nhiệm vụ tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu sóng mang cao tần sau đó đưa qua mạch khuếch đại trước khi đưa qua loa. mạch tách sóng bao gồm diode d1 tách lấy bán kỳ dương của tín hiệu, sau đó được mạch lọc rc lọc bỏ các thành phần cao tần, ở đầu ra thu được tín hiệu âm tần là đường bao của tín hiệu cao tần. - mạch khuếch đại tiền công suất: có tác dụng nâng cao tín hiệu cao tần đủ lớn để kích thích tầng công suất. 7 đồ án mạch tương tự - mạch khuếch đại công suất: dùng để cung cấp công suất đủ lớn để đưa ra loa. 2. lý thuyết máy thu radio am: trong phạm vi đề tài này người thực hiện chỉ thiết kế máy thu radio am hoạt động theo nguyên lý máy thu thanh biến đổi thẳng, thu được sóng trung mw (medium wave) có tần số từ 530 khz – 1600 khz. 2.1 mạch cộng hưởng tần số: dùng mạch dao động lc mắc song song để tạo sự cổng hưởng với tần số cần thu. ta thường sử dụng sơ đồ sau đây: hình 3: mạch lc dùng làm mạch cộng hưởng tần số. trở kháng tương đương của mạch: t Z = CL CL ZZ ZZ + = 1LC L 2 +ω ω ≈ LC L 2 ω ω = C 1 ω . ω v LC trạng thái 0 v l đóng mạch o ω 0 z = L z C vô hạn v c đóng mạch khi z l = z c , mạch điện cổng hưởng tai tần số ω = 0 ω và được tính bằng: ω l = C 1 ω hay 0 ω = LC 1 . 8 đồ án mạch tương tự tần số cộng hưởng: f 0 = LC2 1 ∏ . 2.2 . máy biến áp: 2.2.1 định nghĩa và ký hiệu: biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo gồm một cuộn sơ cấp (đưa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lỏi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit. để tránh dòng điện fuco chạy trong mạch và làm nóng mạch các lá thép làm lõi được dát mỏng và ghép cách điện với nhau. trong mạch điện biến áp được ký hiệu như sau: hình 4: kí hiệu của biến áp. trong đó: n 1 : số vòng dây cuộn sơ cấp. u 1 : điện áp vào cuộn sơ cấp. n 2 : số vòng dây cuộn thứ cấp. u 2 : điện áp ra cuộn thứ cấp. 2.2.2 nguyên lý làm việc: khi đặt vào cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều hình sin u 1 , trong lõi thép xuất hiện một từ trường biến thiên theo quy luật điện áp vào. từ trường biến thiên làm xuất hiện từ thông biến thiên, từ thông biến thiên này cảm ứng sang cuộn thứ cấp làm xuất hiện một điện áp xoay chiều hình sin. điện áp, số vòng dây cuộn sơ cấp và điện áp, số vòng dây cuộn thứ cấp liên hệ theo công thức sau: 2 1 U U = 2 1 N N = 1 2 I I . 9 hình 6: gi n ả đồ th i gian tín hi u ờ ệ v o v raà à đồ án mạch tương tự 2.2.3 công suất: công suất của máy biến áp phụ thuộc vào tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều. công suất vào ra của máy biến áp được tính theo công thức sau: p 1 = u 1 i 1 ; p 2 =u 2 i 2 khi hiệu suất của máy biến áp cao thì: p 1 ≈ p 2 suy ra u 1 i 1 ≈ u 2 i 2 . 2.3 mạch khuếch đại: 2.3.1 tính khuếch đại của bjt: xem mạch điện hình 5: giả sử đưa một tín hiệu xoay chiều có dạng sin, biên độ nhỏ vào chân b của bjt như hình vẽ. điện thế ở chân b ngoài thành phần phân cực v b còn có thành phần xoay chiều của tín hiệu v i (t) chồng lên: v b (t) = v b + v i (t). các tụ c 1 , c 2 ở ngõ vào và ngõ ra được chọn như thế nào để có thể xem như nối tần. dung kháng rất nhỏ ở tần số tín hiệu. như vậy tác dụng của các tụ liên lạc c 1 , c 2 là cho thành phần xoay chiều của tín hiệu đi qua và ngăn thành phần phân cực một chiều. - khi v b (t) < v b , tức bán kỳ dương của tín hiệu v be tăng tức dòng i b tăng và do đó i c = β i b nên dòng cực thu i c cũng tăng. do đó điện thế tại cực thu v c (t) = v cc – r c i c (t) giảm hơn trị số tĩnh v c . - khi v b nhỏ hơn v b , tức bán kỳ âm của tín hiệu, dòng i b giảm đưa đến dòng i c cũng giảm và dòng v c (t) tăng. như vậy ở mạch trên ta thấy v c (t) biến thiên ngược chiều với v b (t) tức v 0 (t) ngược pha với v i (t) 10 hình 5: [...]... loại n4148 30 đồ án mạch tương tự vi kết luận: đề tài : tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy thu am tuy không còn là mới mẻ nữa nhưng đây luôn là một đề tài lôi cuốn và hấp dẫn đối với những ai am mê ngành điện tử từ đề tài này chúng ta có thể tập thiết kế máy thu thanh đổi tần dựa trên cơ sở nắm vững những kiến thức đã được học về môn kỹ thu t mạch điện tử qua đề tài này giúp chúng em hiểu sâu hơn... phân tích, thiết kế và tính toán: 1 sơ đồ nguyên lý: hình 15: sơ đồ nguyên lý 2 khối anten và mạch vào: trong đồ án này ta thiết kế máy thu radio am cho băng sóng mw 530khz 1600khz, vo = 20 µ v 22 đồ án mạch tương tự vo=20àv 530khz 1600khz hình 16: hệ số truyền đạt đồng đều cả băng sóng mw mạch vào có 3 thành phần: - hệ thống cộng hưởng, có thể điểu chỉnh đến tần số cần thu - mạch ghép với nguồn tín... từng khối của máy thu am 1 nguồn cung cấp: nguồn cung cấp cho mạch là nguồn +9v, -9v được tạo bằng mạch chính lưu hoặc chúng ta có thể dùng pin 2 khối anten và mạch vào: a, anten là phần tử biến đổi năng lượng sóng điện từ thành tín hiệu cao tần, ở ngõ vào của máy thu b, mạch vào là: mạch điện nối liền anten với đầu vào của máy thu nó có đặc điểm như sau: - truyền đạt tín hiệu từ anten vào máy thu - là... tần b, nguyên lý hoạt động của mạch tách sóng: tách sóng chính là quá trình tách tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần 20 đồ án mạch tương tự sau khi tín hiệu được khuếch đại qua hai tầng khuếch đại cao tần, tín hiệu được đưa sang mạch tách sóng mạch tách sóng bao gồm diode d1 tách lấy bán kỳ dương của tín hiệu sau đó được mạch lọc rc lọc bỏ thành phần cao tần, ở đầu ra ta thu được tín hiệu âm tần... biểu diễn và phân loại các sơ đồ đẩy kéo, có thể dùng sơ đồ cầu như hình 8: 13 đồ án mạch tương tự phần tử kđ ucc phần tử kđ rt tt ucc phần tử kđ phần tử kđ a) b) hình 8: phân loại các tầng khuếch đại đẩy kéo a) sơ đồ đẩy kéo song song b) sơ đồ đẩy kéo nối tiếp trong sơ đồ đẩy kéo song song, các phần tử tích cực được mắc trong các nhánh bên trái của cầu trong các nhánh phải của cầu là điện trở tải, có... volt – ampe của diode được biểu diễn bởi phương trình sau: Su iD = D 0 Khi U D ≥ 0 Khi U D ≤ 0 trong các sơ đồ dưới điot chỉ thông đối với nữa chu kỳ dương của dao động cao tần ở đầu vào hình bao của dao động cao tần nhận được nhờ sự phóng nạp tụ c (hình 11) c uđb u’s c r a) u”s uđb u’s 18 d r b) u”s đồ án mạch tương tự hình 11: sơ đồ tách sóng biên độ bằng mạch chỉnh lưu iv giới thiệu sơ đồ từng... tầng quan trọng quyết định chất lượng máy thu - bảo đảm hệ số truyền đạt lớn và đồng đều trong cả dải băng sóng - chọn lọc tần số cần thu ta có thể thay đổi tần số thu fthu bằng cách thay đổi c1 (cách thông thường) bình thường dải tần từ 0 -> ∞ mạch có thể thu được nhưng do qua l1, c1 ta chỉ thu được 1 tần số duy nhất 3 khối khuếch đại cao tần và tách sóng: tác dụng của mạch này là nâng cao mức độ biên... trong khoảng (10 ÷ 100) µ a 14 đồ án mạch tương tự hai nửa hình sin của điện áp được phối hợp lại trên biến áp ba 2 điện trở của mỗi transistor được xác định như sau: r ’t = n2rt, trong đó n là hệ số của máy biến áp: n = n1/n2, n1, n2 theo thứ tự là số vòng dây của một nữa cuộn sơ cấp và số vòng của cuộn thứ cấp vậy ta có quan hệ: ic = uce/r’t và uce = nur công suất ra của mạch: Pr = U2 U2 r = 2CE ... mạch điện tử qua đề tài này giúp chúng em hiểu sâu hơn và cũng cố lại những kiến thức đã học mặc dù đã tham khảo nhiều tài liệu và học hỏi những anh (chị) đi trước, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức chưa được nhiều nên đề tài chỉ mang tính tìm hiểu nguyên lý hoạt động chung, và thiết kế mạch thu am còn nhiều thiếu sót do đó rất mong quý thầy cô và các bạn góp ý thêm để đề tài tiếp tục được hoàn thiện... gần bằng 0 (khi chưa có tín hiệu vào) b, mạch tách sóng: rts là điện trở của q 1 khi d 1 dẫn => c 3 nạp khi d 1 ngưng dẫn => c 3 phóng 25 đồ án mạch tương tự sau khi tách sóng có tín hiệu âm tần, điện áp âm tần này là điện áp đỉnh lại được đặt thêm vào giữa b và e của đèn q 1 , được khuếch đại và đưa ra chân c của đèn đối với dòng âm tần, l C chỉ là dây dẫn, thành phần cao tần còn dư lại đi qua r 2 kín . để đưa ra loa. 2. lý thuyết máy thu radio am: trong phạm vi đề tài này người thực hiện chỉ thiết kế máy thu radio am hoạt động theo nguyên lý máy thu thanh biến đổi thẳng, thu được sóng trung. điện tử, chúng em nghiên cứu nguyên lý thu sóng radio am thông qua đề tài: “ tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy thu am ”. tuy có nhiều cố gắng thực hiện thành công đồ án nhưng không thể tránh. niệm chung về máy thu radio: 4 1.1. khái niệm: 4 1.2. điều chế tín hiệu radio: 4 1.3. phân loại máy thu radio: 5 2, lý thuyết máy thu radio: 7 2.1. máy cổng hưởng tần số: 8 2.2. máy biến áp: 9 2.3.