Luận Văn Thạc Sĩ Về Bộ Phát Chuyển Tiếp Truyền Hình Kênh UHF

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vnu uet bộ phát chuyển tiếp truyền hình kênh uhf, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực .

• Tác giả: Nguyễn Quang Đức
• Người hướng dẫn: PGS.TS Bạch Gia Dương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Bộ Phát Chuyển Tiếp Truyền Hình Kênh UHF
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT THU PHÁT TRUYỀN HÌNH
• 1.1. Máy phát vô tuyến truyền hình
• 1.2. Máy thu vô tuyến truyền hình
• 1.3. Một số hệ thống thu phát vô tuyến
• 2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG
• 2.1. Khái quát chung
• 2.2. Phối hợp trở kháng dùng phần tử tập trung
• 2.2.1. Thuộc tính cơ bản của giản đồ Smith và giản đồ Admittance
• 2.2.2. Mạch phối hợp trở kháng kiểu L
• 2.2.3. Vòng tròn điện dẫn không đổi Z
• 2.2.4. Vòng tròn điện trở không đổi
• 2.2.5. Thiết kế mạch phối hợp trở kháng dùng các mạch tập trung
• 2.3. Phối hợp trở kháng dùng dây chêm
• 2.4. Phối hợp trở kháng dùng đoạn 1/4 bước sóng λ/4
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ PHÁT VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH KÊNH UHF
• 3.1. Thiết kế mạch tiền khuếch đại
• 3.1.1. Yêu cầu và thiết kế
• 3.1.2. Mô Phỏng mạch Khuếch đại công suất bằng phần mềm ADS
• 3.1.3. Đo đặc trưng tần số sử dụng máy phân tích phổ
• 3.1.4. Đo đặc trưng tần số sử dụng máy phân tích mạng
• 3.2. Thiết kế bộ khuếch đại công suất
• 3.2.1. Yêu cầu và thiết kế
• 3.2.2. Mô Phỏng mạch Khuếch đại công suất bằng phần mềm ADS
• 3.2.3. Đo đặc trưng tần số sử dụng máy phân tích phổ
• 3.2.4. Đo đặc trưng tần số sử dụng máy phân tích mạng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Bộ Phát Chuyển Tiếp Truyền Hình Kênh UHF

Bộ phát chuyển tiếp truyền hình kênh UHF đóng vai trò quan trọng trong hệ thống viễn thông hiện đại. Với sự phát triển của công nghệ, việc truyền tải thông tin qua sóng điện từ ngày càng trở nên phổ biến. Bộ phát này không chỉ giúp nâng cao chất lượng hình ảnh mà còn đảm bảo độ ổn định trong quá trình phát sóng. Nghiên cứu về bộ phát này giúp hiểu rõ hơn về các kỹ thuật và công nghệ hiện đại trong lĩnh vực truyền hình.

1.1. Ứng dụng của Bộ Phát Chuyển Tiếp Truyền Hình

Bộ phát chuyển tiếp truyền hình kênh UHF được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền hình hiện đại. Nó giúp cải thiện chất lượng tín hiệu và mở rộng vùng phủ sóng. Các ứng dụng này bao gồm phát sóng truyền hình, truyền tải dữ liệu và các dịch vụ truyền thông khác.

1.2. Lịch sử phát triển của công nghệ UHF

Công nghệ UHF đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ những năm đầu của thế kỷ 20. Sự ra đời của các tiêu chuẩn phát sóng mới đã giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng của bộ phát. Việc nghiên cứu lịch sử này giúp hiểu rõ hơn về những tiến bộ trong lĩnh vực truyền hình.

II. Vấn đề và Thách thức trong Thiết Kế Bộ Phát UHF

Thiết kế bộ phát UHF gặp phải nhiều thách thức, từ việc đảm bảo chất lượng tín hiệu đến việc tối ưu hóa công suất phát. Các vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo hiệu suất hoạt động của bộ phát. Việc nghiên cứu các thách thức này sẽ giúp cải thiện thiết kế và hiệu quả của bộ phát.

2.1. Các vấn đề về chất lượng tín hiệu

Chất lượng tín hiệu là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong thiết kế bộ phát UHF. Nhiễu và suy hao tín hiệu có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh và âm thanh. Cần có các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu những vấn đề này.

2.2. Thách thức về công suất phát

Công suất phát là yếu tố quyết định đến khả năng phủ sóng của bộ phát. Việc tối ưu hóa công suất phát mà không làm giảm chất lượng tín hiệu là một thách thức lớn. Nghiên cứu các phương pháp cải tiến công suất sẽ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của bộ phát.

III. Phương Pháp Thiết Kế Bộ Phát UHF Hiệu Quả

Để thiết kế bộ phát UHF hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp kỹ thuật tiên tiến. Việc sử dụng các linh kiện chất lượng cao và tối ưu hóa mạch điện là rất quan trọng. Các phương pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.1. Kỹ thuật phối hợp trở kháng

Phối hợp trở kháng là một kỹ thuật quan trọng trong thiết kế bộ phát UHF. Kỹ thuật này giúp tối ưu hóa công suất phát và giảm thiểu phản xạ tín hiệu. Việc áp dụng kỹ thuật này sẽ nâng cao hiệu quả hoạt động của bộ phát.

3.2. Sử dụng linh kiện chất lượng cao

Việc sử dụng linh kiện chất lượng cao trong thiết kế bộ phát UHF là rất cần thiết. Các linh kiện này không chỉ đảm bảo độ bền mà còn giúp cải thiện hiệu suất phát. Nghiên cứu và lựa chọn linh kiện phù hợp sẽ góp phần nâng cao chất lượng bộ phát.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Bộ Phát UHF

Bộ phát UHF có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Từ việc phát sóng truyền hình đến các dịch vụ truyền thông khác, bộ phát này đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối thông tin. Nghiên cứu về ứng dụng thực tiễn sẽ giúp hiểu rõ hơn về giá trị của bộ phát trong xã hội.

4.1. Phát sóng truyền hình

Bộ phát UHF được sử dụng rộng rãi trong phát sóng truyền hình. Nó giúp cải thiện chất lượng hình ảnh và âm thanh, mang đến trải nghiệm tốt hơn cho người xem. Việc nghiên cứu ứng dụng này sẽ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ truyền hình.

4.2. Truyền tải dữ liệu

Ngoài phát sóng truyền hình, bộ phát UHF còn được sử dụng trong truyền tải dữ liệu. Các dịch vụ như internet không dây và truyền thông di động đều phụ thuộc vào công nghệ này. Nghiên cứu về ứng dụng này sẽ giúp phát triển các dịch vụ truyền thông hiện đại.

V. Kết Luận và Tương Lai của Bộ Phát UHF

Bộ phát UHF có vai trò quan trọng trong hệ thống viễn thông hiện đại. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của bộ phát này hứa hẹn sẽ mang đến nhiều cải tiến và ứng dụng mới. Nghiên cứu và phát triển bộ phát UHF sẽ góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ truyền thông.

5.1. Tương lai của công nghệ UHF

Công nghệ UHF đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Các nghiên cứu mới sẽ giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng của bộ phát. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang đến nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực truyền thông.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Định hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc cải tiến công nghệ và ứng dụng của bộ phát UHF. Các nghiên cứu này sẽ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động và mở rộng khả năng ứng dụng của bộ phát trong thực tiễn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống thu phát vô tuyến truyền hình đóng vai trò thiết yếu trong mạng lưới viễn thông hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông toàn cầu. Tại Việt Nam, nhu cầu về các thiết bị thu phát tín hiệu truyền hình kênh UHF ngày càng tăng, phục vụ cho việc truyền tải hình ảnh chất lượng cao trong phạm vi tần số từ 430 MHz đến 520 MHz. Luận văn tập trung nghiên cứu thiết kế và chế tạo bộ phát chuyển tiếp truyền hình kênh UHF với công suất đầu ra khoảng 10 W, hệ số khuếch đại trên 40 dBm, nhằm đáp ứng yêu cầu về độ ổn định tần số, công suất và chất lượng tín hiệu trong môi trường truyền dẫn phức tạp.

Mục tiêu nghiên cứu cụ thể bao gồm: tìm hiểu cơ sở kỹ thuật thu phát truyền hình, kỹ thuật phối hợp trở kháng, thiết kế và chế tạo thành công khối khuếch đại công suất hoạt động trong dải tần UHF, đồng thời đánh giá hiệu quả hoạt động của bộ phát. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào dải tần 430 MHz – 520 MHz, phù hợp với các ứng dụng truyền hình kỹ thuật số và truyền hình mặt đất tại Việt Nam. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao hiệu suất truyền tín hiệu, giảm thiểu tổn hao công suất và cải thiện chất lượng hình ảnh truyền dẫn, góp phần phát triển hạ tầng viễn thông quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật thu phát vô tuyến truyền hình, trong đó:

• Lý thuyết máy phát vô tuyến truyền hình: Bao gồm các loại máy phát điều biên (AM), đơn biên (SSB), và các phương pháp điều chế tín hiệu như AM, FM, PM, PSK, QAM. Các chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng như công suất ra, độ ổn định tần số, hệ số khuếch đại được phân tích chi tiết.

• Kỹ thuật phối hợp trở kháng: Áp dụng giản đồ Smith và giản đồ Admittance để thiết kế mạch phối hợp trở kháng không tổn hao, đảm bảo công suất truyền tải tối ưu và giảm thiểu phản xạ sóng. Các mạch phối hợp trở kháng kiểu L, dây chêm, và đoạn 1/4 bước sóng được nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu suất truyền dẫn.

• Mô hình khuếch đại công suất: Sử dụng các linh kiện bán dẫn như BJT, FET, MOSFET trong thiết kế mạch khuếch đại tiền công suất và công suất chính, đảm bảo hoạt động ổn định trong dải tần UHF.

Các khái niệm chính bao gồm: trở kháng, điện kháng, điện dẫn, hệ số phản xạ, hệ số khuếch đại, và các tham số S-parameters trong mô phỏng và đo đạc.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ tài liệu kỹ thuật, datasheet linh kiện AH201 và MRF1518, cùng các kết quả đo đạc thực nghiệm trên mạch in chế tạo. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Phân tích lý thuyết: Sử dụng giản đồ Smith để tính toán và thiết kế mạch phối hợp trở kháng, xác định giá trị các phần tử điện kháng phù hợp.

• Mô phỏng bằng phần mềm ADS: Mô phỏng đặc tính tần số, hệ số khuếch đại, hệ số phản xạ và công suất đầu ra của các tầng khuếch đại nhằm tối ưu thiết kế trước khi chế tạo.

• Chế tạo và đo đạc thực nghiệm: Lắp ráp mạch in, sử dụng máy phân tích phổ, máy phân tích mạng và đồng hồ đo công suất để đánh giá các thông số kỹ thuật như công suất ra, hệ số khuếch đại, hệ số phản xạ tại các tần số từ 430 MHz đến 520 MHz.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu kéo dài trong khoảng 2 năm, từ khảo sát lý thuyết, thiết kế mô phỏng, chế tạo đến đo đạc và hoàn thiện sản phẩm.

Cỡ mẫu nghiên cứu là các mạch khuếch đại thực tế được chế tạo và thử nghiệm, phương pháp chọn mẫu dựa trên các linh kiện phổ biến và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế mạch tiền khuếch đại: Mạch tiền khuếch đại sử dụng linh kiện AH201 đạt công suất đầu ra tối đa 1 W, hệ số khuếch đại 16 dB trong dải tần 430 MHz – 520 MHz. Kết quả đo thực tế cho thấy công suất đầu ra ổn định ở các tần số 430 MHz, 450 MHz, 470 MHz, 490 MHz và 546 MHz, với hệ số khuếch đại trên 15 dB, phù hợp với yêu cầu đề ra.

2. Thiết kế mạch khuếch đại công suất chính: Sử dụng linh kiện MRF1518, mạch khuếch đại công suất đạt công suất đầu ra tối đa 8 W, hệ số khuếch đại trên 35 dB trong cùng dải tần. Kết quả đo đạc tại các tần số 440 MHz, 450 MHz, 470 MHz, 480 MHz, 490 MHz, 515 MHz và 520 MHz cho thấy công suất đầu ra ổn định, hệ số phản xạ lối vào và lối ra thấp, đảm bảo hiệu suất truyền dẫn cao.

3. Phối hợp trở kháng hiệu quả: Việc sử dụng mạch phối hợp trở kháng kiểu L và mạch dải đã giúp giảm thiểu tổn hao công suất và cải thiện hệ số phản xạ, đảm bảo công suất truyền tải tối ưu. Các giá trị trở kháng đầu vào và đầu ra được chuẩn hóa và điều chỉnh chính xác qua giản đồ Smith, giúp đạt được trở kháng 50 Ohm chuẩn.

4. Độ ổn định tần số và chất lượng tín hiệu: Các kết quả đo đặc trưng tần số bằng máy phân tích mạng và máy phân tích phổ cho thấy bộ phát hoạt động ổn định trong toàn bộ dải tần, với biên độ tín hiệu và hệ số phản xạ phù hợp, đảm bảo chất lượng truyền hình không bị méo hoặc suy giảm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân thành công của thiết kế nằm ở việc áp dụng chính xác các lý thuyết phối hợp trở kháng và lựa chọn linh kiện bán dẫn phù hợp với dải tần UHF. So sánh với các nghiên cứu trong ngành, bộ phát đạt công suất và hệ số khuếch đại cao hơn khoảng 10-15% so với các thiết kế tương tự, đồng thời giảm thiểu tổn hao công suất nhờ phối hợp trở kháng hiệu quả.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ công suất đầu ra theo tần số, biểu đồ hệ số phản xạ lối vào và lối ra, cũng như bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật đo đạc thực nghiệm. Điều này giúp minh họa rõ ràng hiệu suất hoạt động của bộ phát trong dải tần UHF.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các thiết bị truyền hình kỹ thuật số mặt đất, góp phần nâng cao chất lượng truyền dẫn và mở rộng vùng phủ sóng truyền hình tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa mạch phối hợp trở kháng: Áp dụng thêm các phương pháp phối hợp trở kháng đa đoạn hoặc sử dụng mạch vi dải để mở rộng băng thông hoạt động, giảm thiểu tổn hao công suất và cải thiện độ ổn định tần số. Thời gian thực hiện dự kiến 6-12 tháng, do các nhóm nghiên cứu và kỹ sư thiết kế đảm nhiệm.

2. Nâng cao công suất đầu ra: Phát triển tầng khuếch đại công suất với công suất lớn hơn 10 W bằng cách sử dụng các linh kiện bán dẫn công suất cao hoặc thiết kế mạch đẩy kéo, nhằm đáp ứng nhu cầu truyền hình vùng rộng. Thời gian nghiên cứu và thử nghiệm khoảng 1 năm.

3. Ứng dụng công nghệ điều khiển tự động: Tích hợp hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh tần số (AFC) và công suất để đảm bảo bộ phát hoạt động ổn định trong điều kiện môi trường thay đổi, giảm thiểu méo tín hiệu. Chủ thể thực hiện là các nhóm nghiên cứu công nghệ viễn thông trong 6 tháng.

4. Phát triển hệ thống thu phát tích hợp: Thiết kế và chế tạo hệ thống thu phát truyền hình kênh UHF tích hợp với các chức năng xử lý tín hiệu số, nhằm nâng cao chất lượng hình ảnh và âm thanh, đồng thời giảm kích thước thiết bị. Thời gian thực hiện dự kiến 1-2 năm, phối hợp giữa các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Điện tử - Viễn thông: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật thu phát truyền hình, phối hợp trở kháng và thiết kế mạch khuếch đại công suất, hỗ trợ học tập và nghiên cứu nâng cao.

2. Kỹ sư thiết kế mạch và phát triển sản phẩm viễn thông: Tham khảo để áp dụng các phương pháp phối hợp trở kháng và thiết kế mạch khuếch đại hiệu quả trong thực tế sản xuất thiết bị truyền hình và viễn thông.

3. Các trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ truyền hình kỹ thuật số: Sử dụng kết quả nghiên cứu để phát triển các bộ phát truyền hình mặt đất chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu về công suất và băng thông trong môi trường truyền dẫn phức tạp.

4. Doanh nghiệp sản xuất thiết bị viễn thông và truyền hình: Áp dụng các giải pháp thiết kế và chế tạo bộ phát UHF để nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng thị trường và cải thiện hiệu suất hoạt động thiết bị.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ phát truyền hình kênh UHF hoạt động trong dải tần số nào?
   Bộ phát được thiết kế hoạt động trong dải tần từ 430 MHz đến 520 MHz, phù hợp với các ứng dụng truyền hình kỹ thuật số mặt đất và truyền hình vệ tinh trong băng tần UHF.

2. Làm thế nào để phối hợp trở kháng hiệu quả trong mạch khuếch đại?
   Phối hợp trở kháng được thực hiện bằng cách sử dụng giản đồ Smith để xác định giá trị các phần tử điện kháng trong mạch kiểu L hoặc mạch dải, giúp giảm thiểu phản xạ và tổn hao công suất, đảm bảo công suất truyền tải tối ưu.

3. Công suất đầu ra của bộ phát đạt được là bao nhiêu?
   Bộ phát đạt công suất đầu ra khoảng 10 W (tương đương 40 dBm), với tầng tiền khuếch đại công suất 1 W và tầng khuếch đại công suất chính 8 W, đáp ứng yêu cầu truyền tín hiệu ổn định trong dải tần UHF.

4. Phần mềm nào được sử dụng để mô phỏng mạch khuếch đại?
   Phần mềm Advanced Design System (ADS) được sử dụng để mô phỏng các đặc tính tần số, hệ số khuếch đại, hệ số phản xạ và công suất đầu ra của mạch khuếch đại, giúp tối ưu thiết kế trước khi chế tạo.

5. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả hoạt động của bộ phát?
   Hiệu quả được đánh giá thông qua các phép đo thực nghiệm sử dụng máy phân tích phổ, máy phân tích mạng và đồng hồ đo công suất, kiểm tra các thông số như công suất đầu ra, hệ số khuếch đại, hệ số phản xạ và độ ổn định tần số tại các tần số khác nhau trong dải hoạt động.

Kết luận

• Đã thiết kế và chế tạo thành công bộ phát chuyển tiếp truyền hình kênh UHF với công suất đầu ra khoảng 10 W, hệ số khuếch đại trên 40 dBm, hoạt động ổn định trong dải tần 430 MHz – 520 MHz.
• Áp dụng hiệu quả kỹ thuật phối hợp trở kháng kiểu L và mạch dải, giảm thiểu tổn hao công suất và cải thiện chất lượng tín hiệu truyền dẫn.
• Kết quả mô phỏng và đo đạc thực nghiệm cho thấy bộ phát đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật về công suất, hệ số phản xạ và độ ổn định tần số.
• Đề xuất các giải pháp nâng cao công suất, mở rộng băng thông và tích hợp công nghệ điều khiển tự động để phát triển sản phẩm trong tương lai.
• Khuyến khích các nhóm nghiên cứu và doanh nghiệp ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao chất lượng thiết bị truyền hình kỹ thuật số tại Việt Nam.

Hành động tiếp theo là triển khai các đề xuất nâng cao thiết kế, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong các hệ thống truyền hình và viễn thông hiện đại. Đề nghị các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực viễn thông tiếp cận và áp dụng các kết quả này để phát triển công nghệ truyền hình trong nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ KỸ THUẬT THU PHÁT TRUYỀN HÌNH 1.1 Máy phát vô tuyến truyền hình 1.1 Tổng quan về lý thuyết máy phát 1.1 Định nghĩa Một hệ thống thông tin bao gồm: máy phát, máy thu và môi trường truyền sóng như hình 1. Trong đó máy phát là một thiết bị phát ra tín hiệu dưới dạng sóng điện từ được biểu diễn dưới một hình thức nào đó. Môi trường Truyền sóng Máy phát Máy thu Hình 1.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thiết bị thu phát Sóng điện từ gọi là sóng mang hay tải tin làm nhiệm vụ chuyển tải thông tin cần phát tới điểm thu. Thông tin này được gắn với tải tin theo một hình thức điều chế thích hợp.

Máy phát phải phát đi công suất đủ lớn để cung cấp tỉ số tín hiệu trên nhiễu đủ lớn cho máy thu. Máy phát phải sử dụng sự điều chế chính xác để bảo vệ các thông tin được phát đi, không bị biến dạng quá mức. Ngoài ra, các tần số hoạt động của máy phát được chọn căn cứ vào các kênh và vùng phủ sóng theo qui định của hiệp hội thông tin quốc tế (ITV). Các tần số trung tâm của máy phát phải có độ ổn định cao.

Do đó, chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát là: Công suất ra, tần số làm việc, độ ổn định tần số, dải tần số điều chế. Có nhiều cách phân loại máy phát 1.2 Phân loại máy phát Theo tần số - Phát thanh: - Phát hình: Theo phương pháp điều chế Học viên: Nguyễn Quang Đức 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoa CN Điện tử - Viễn Thông Lớp: ĐT VT K17 + Máy phát điều biên (AM) + Máy phát đơn biên (SSB) + Máy phát điều tần (FM) và máy phát điều tần âm thanh nổi (FM Stereo) + Máy phát điều xung (PM) + Máy phát khoá dịch biên độ ASK, QAM + Máy phát khoá dịch pha PSK, QPSK + Máy phát khoá dịch tần FSK. Theo công suất + Máy phát công suất nhỏ Pra <100W + Máy phát công suất trung bình 100W < Pra < 10KW + Máy phát công suất lớn 10KW < Pra < 1000KW + Máy phát công suất cực lớn Pra > 1000KW Ngày nay, trong các máy phát công suất nhỏ và trung bình người ta có thể sử dụng hoàn toàn bằng BJT, FET, MOSFET công suất, còn trong các máy phát có công suất lớn và cực lớn người ta thường sử dụng các loại đèn điện tử đặc biệt.2 Sơ đồ khối tổng quát của các loại máy phát 1.1 Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều biên (AM) KĐCSÂT KĐCSCT Mạch ra Tiền KĐ âm tần Tiền KĐ Thiết bị an cao tần toàn Khối dao Nguồn cung động chủ cấp Hình 1.2 Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều chế AM Học viên: Nguyễn Quang Đức 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoa CN Điện tử - Viễn Thông Lớp: ĐT VT K17 + Tiền khuếch đại âm tần: Có nhiệm vụ khuếch đại điện áp tín hiệu vào đến mức cần thiết để đưa vào tầng khuếch đại công suất âm tần (KĐCSÂT). Vì đối với máy phát AM thì biên độ điện áp âm tần yêu cầu lớn để có độ điều chế sâu (m lớn) nên tầng này thường có tầng khuếch đại micro và khuếch đại điện áp mức cao.

+ Khuếch đại công suất âm tần (KĐCSÂT): có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu đến mức đủ lớn để tiến hành điều chế tín hiệu cao tần. + Khối chủ sóng (Dao động): có nhiệm vụ tạo ra dao động cao tần (sóng mang) có biên độ và tần số ổn định, có tầm biến đổi tần số rộng. Muốn vậy, ta có thể dùng mạch dao động LC kết hợp với mạch tự động điều chỉnh tần số (AFC) + Khối tiền khuếch đại cao tần (TKĐCT): có thể được dùng để nhân tần số hoặc khuếch đại dao động cao tần đến mức cần thiết để kích thích cho tần công suất làm việc. Nó còn có nhiệm vụ đệm, làm giảm ảnh hưởng của các tầng sau đến độ ổn định tần số của khối chủ sóng.

Vì vậy, nó có thể có nhiều tầng: tầng đệm, tầng nhân tần và tầng tiền khuếch đại công suất cao tần (TKĐCSCT) + Khối khuếch đại công suất cao tần (KĐCSCT): có nhiệm vụ tạo ra công suất cần thiết theo yêu cầu công suất ra của máy phát. Công suất ra yêu cầu càng lớn thì số tầng khuếch đại trong khối KĐ CSCT càng nhiều. + Mạch ra để phối hợp trở kháng giữa tầng KĐCSCT cuối cùng và anten để có công suất ra tối ưu. + Anten để bức xạ năng lượng cao tần của máy phát thành sóng điện từ truyền đi trong không gian.

+ Nguồn cung cấp điện áp phải có công suất lớn để cung cấp cho Transistor hoặc đèn điện tử công suẩt. + Ngoài ra, máy phát phải có thiết bị an toàn và thiết bị làm nguội. Học viên: Nguyễn Quang Đức 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoa CN Điện tử - Viễn Thông Lớp: ĐT VT K17 1.2 Sơ đồ khối tổng quát của máy phát đơn biên (SSB) Bộ điều Bộ Bộ KĐ dao Bộ Thiết bị HTDD chế đơn đổi lọc động điều lọc đầu vào tầng ra biên tần 1 chế 2 f2 f1 Suy giảm Bộ kích thích đơn biên Nguồn TB an toàn & Bộ tổng cung cấp làm nguội hợp tần số Hình 1.3 Sơ đồ khối của máy phát đơn biên Ngoài các yêu cầu kỹ thuật chung của máy phát, máy phát đơn biên (SSB) còn phải có thêm một số chỉ tiêu kỹ thuật sau đây: - Mức méo phi tuyến - 35 dB - Bề rộng mỗi kênh thoại và tổng số kênh thoại - Tần số làm việc: 1MHz - 30 MHz Việc xây dựng sơ đồ khối của máy phát đơn biên có một số đặc điểm riêng so với máy phát điều biên (AM). Ở đây các bộ điều biên cân bằng và bộ lọc dải hẹp được sử dụng để tạo nên tín hiệu đơn biên, nhưng công suất bị hạn chế chỉ vài mW.

Nếu sóng mang ở dải tần số cao (sóng trung và sóng ngắn) thì không thể thực hiện được bộ lọc với các yêu cầu cần thiết (dải thông hẹp, sườn dốc đứng…) vì vậy sẽ xuất hiện nhiễu xuyên tâm giữa các kênh, làm giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu. Vì vậy, đối với máy phát đơn biên thì tần số sóng mang cơ bản để tạo đơn biên ở khoảng tần số trung gian: ( f 1 =100 KHz - 500 KHz). Do đó, sơ đồ cấu trúc của máy đơn biên gồm một bộ tạo tín hiệu đơn biên ở tần số trung gian (100-500) KHz sau đó nhờ một vài bộ đổi tần để chuyển đến phạm vi tần số làm việc ( f 1 =1MHz-30MHz) rồi nhờ bộ khuếch đại tuyến tính để khuếch đại đến một công suất cần thiết. + Thiết bị đầu vào: thường làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần nếu tín hiệu này còn bé hoặc hạn chế tín hiệu âm tần nếu tín hiệu này quá lớn.

Học viên: Nguyễn Quang Đức 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoa CN Điện tử - Viễn Thông Lớp: ĐT VT K17 + Bộ điều chế đơn biên (BĐCĐB): trong các máy phát công suất lớn BĐCĐB thường được xây dựng theo phương pháp lọc tổng hợp. Trong các máy phát công suất nhỏ, yêu cầu kỹ thuật không cao nên đôi khi có thể sử dụng bộ điều chế đơn biên theo phương pháp lọc - quay pha. Khi đó việc điều chế tín hiệu đơn biên có thể được thực hiện ngay ở tần số làm việc nên không cần có bộ đổi tần và bộ lọc 1. + Bộ tổng hợp tần số của máy phát đơn biên: là thiết bị chất lượng cao và phức tạp.

Nó phải bảo đảm tần số sóng mang gốc ( f 1 ) và các tần số khác ( f 2 .) có độ ổn định tần f số rất cao (  10 7  10 9 ). Vì vậy, cần dùng thạch anh để tạo các tần số gốc. f + Bộ đổi tần: thực chất là bộ khuếch đại cộng hưởng để lấy thành phần hài f 2  nf 1. Chính nhờ bộ đổi tần mà độ ổn định tần số của máy phát tăng lên.

+ Bộ lọc 1: có nhiệm vụ lọc các sản phẩm của quá trình đổi tần. + Bộ khuếch đại dao động điều chế (KĐDĐĐC): phụ thuộc vào công suất ra mà có số tầng từ 2 đến 4. Để điều chỉnh đơn giản, một, hai tầng đầu là khuếch đại dải rộng không điều hưởng. Còn các tầng sau là các bộ khuếch đại cộng hưởng.

+ Hệ thống dao động tầng ra dùng để triệt các bức xạ của các hài và cũng để phối hợp trở kháng. Trong các máy phát đơn biên bộ lọc đầu ra thường là một hay hai bộ lọc hình  ghép với nhau và giữa chúng thường có phần tử điều chỉnh độ ghép để nhận được tải tốt nhất của máy phát. Tầng KĐDĐĐC đơn sử dụng đơn giản hơn so với tầng đẩy kéo. Song sử dụng tầng đơn thì gặp khó khăn là không phối hợp trở kháng với anten sóng ngắn đối xứng.

Đối với máy phát công suất ra Pra = (20 - 40)KW người ta dùng biến áp ra đối xứng có lõi Ferrite. Còn đối với máy phát công suất ra P ra = 100Kw người ta dùng biến áp đối xứng không có lõi. + Bộ lọc 2: dùng để triệt các thành phần cao tần xuất hiện trong dải tần số truyền hình, nên còn gọi là bộ lọc tín hiệu truyền hình. Đối với máy thu đơn biên ta phải đổi tín hiệu đơn biên thành điều biên để thực hiện tách sóng trung thực.

Muốn vậy phải phục hồi sóng mang, điều này yêu cầu vòng khoá pha PLL. Do đó, ở máy phát không triệt tiêu hoàn toàn tần số sóng mang mà giữ lại sóng mang có biên độ bằng (5-20)%. Tần số này còn được gọi là tần số lái, được phát cùng tín hiệu đơn biên. Nhờ đó máy thu đơn biên có thể khôi phục tín hiệu một cách chính xác nhờ hệ thống tự động điều chỉnh tần số AFC Học viên: Nguyễn Quang Đức 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khoa CN Điện tử - Viễn Thông Lớp: ĐT VT K17 1.2 Máy thu vô tuyến truyền hình 1.1 Định nghĩa 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 chứa trong tín hiệu chuyển đi từ máy phát dưới dạng sóng điện từ trường. Máy thu phải loại bỏ được các loại nhiễu không mong muốn, khuếch đại tín hiệu và sau đó giải điều chế nó để nhận được thông tin ban đầu. Máy thu có rất nhiều tham số, nhưng chúng ta chủ yếu chỉ xét các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của máy thu như sau: 1.2 Đặc điểm máy thu 1.