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 :
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Thiết kế máy thu FM
GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 14
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
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
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
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
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
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
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 :
Và
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Thiết kế máy thu FM
NHẬN XÉT CỦA GVHD
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
GVHD:PGS-TS Phạm Hồng Liên Page 31