CHƯƠNG I: KY THUAT TRUYỀN THANH BÀI 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THU PHÁT THANH oak Ack I- NGUYEN LY THU PHAT THANH: 1- Các thuật ngữ: - Bức xạ điện từ: Các sóng vô tuyến điện dùng trong kỹ thuật thông tin, tỉa hồng ngoại mà chúng ta cảm nhận được hiệu ứng nhiệt trên da hoặc ánh sáng thấy được từ mầu tím -> đỏ, hay tỉa tử ngọai, tia X, tia gamma phát từ các chất phóng xạ. đều là những sóng có tần số khác nhau của bức xạ điện từ. Bức xạ điện từ còn gọi là sóng điện từ, nó có thể chuyển đổi lẫn nhau trong không gian truyền dẫn từ dạng điện trường sang dạng từ trường và ngược lại. : Sóng điện từ lan truyền trong không gian với vận tốc 300.
Néu goi C là vận tốc truyền sóng, f là tÂn số và ^. là bước sóng của bức xạ ta có: 7~f Tần số của sóng điện từ là hec (Hz). Trong kỹ thuật thông tin sóng vô tuyến điện có bước sóng ^ tính bằng (m) hay centimet (cm) còn các bức xạ khác như ánh sáng, tia X, tia Gamma. có bước sóng tính bằng A? với 1A°= 107° m.
- Tín hiệu điện: Trong kỹ thuật thông tin, âm thanh hoặc hình ảnh được biến đổi thành một đại lượng điện dưới dạng dòng điện hoặc điện áp. Dòng điện hoặc điện áp tín hiệu được gọi là tín hiệu điện. Tín hiệu điện thường gặp là tín hiệu âm tần (AE: audio Írequency)) và tín hiệu hình (VF). Tín hiệu âm tần là tín hiệu có tần số trong khỏang tần số âm thanh nghe được (20Hz- 20.000Hz) thiết bị thường đùng để chuyển đổi âm thanh ra tín hiệu âm tân là micro.
- Điều chế tín hiệu điện: Tiếng nói và âm nhạc sau khi đã được chuyển đổi thành tín hiệu âm tần dù đã được nâng cao công suất vẫn không thể đưa ra Antenna - phat dé truyén tin đưới dạng sóng điện từ là vì: - Qua antenna phát sóng tín hiệu âm tần không phát xa được vì tần số không đủ cao (dưới 20Khz). - Nếu tần số tín hiệu đủ lớn để phát bức xạ được thì hiệu suất của công tác thấp, đài phát sóng rất phức tạp, phẩm chất của tín hiệu thu được rất kém. Do vậy, để truyền tín hiệu âm tần dưới dạng bức xạ điện từ người ta dùng kỹ thuật điều chế. Dùng tín hiệu âm tần điều chế một tín hiệu cao tần để được một tín hiệu khác, tín hiệu đã điều chế vừa chứa tín hiệu âm tần truyền đi vừa có tân số cao đủ khả năng đưa ra antenna phát dễ dàng bức xạ thành các sóng điện từ truyền lan trong không gian.
Quá trình “điều chế” là nhằm lồng tín hiệu âm tân vào tín hiệu cao tần, dùng sóng cao tần “mang” sóng âm tân đi. Sóng cao tấn gọi là sóng mang. Kỹ thuật Truyền thanh — Truyền hình 4 VỀ xế gu sat Kỹ thuật Truyền thanh i Tại máy thu, tín hiệu âm tần (chứa tin tức cần truyền di) dugh tách khỏi tín hiệu cao tần tiếp tục xử lý khuếch đại. được chuyển ra loa để tái tạo lại tín hiệu âm thanh.
Trong kỹ thuật biến điệu, ta có biến điệu biên độ (AM) và biến điệu tần số (EM) được sử dụng trong hệ thống âm thanh. Biến điệu tin hiéu AM: (Amplitude Modulation) Biến điệu biên độ còn được gọi là điều chế biên độ hay điều biên. Hình (a) là tín hiệu cao tân (RF: Radio Frequency) chưa được điều chế và tín hiệu âm tần (AF) của tin tức cân truyền đi và hình (b) là kết quả của sự điều biến, tín hiệu điều biến hay còn gọi là sóng AM. Tín hiệu đã được điều biến biên độ có tần số bằng tân số tín hiệu cao tần.
nhưng biên độ thay đổi theo tín hiệu âm tần. —— Người ta chứng minh được rằng nếu tín hiệu cao tần RE có tần số fy dude điều chế biên độ bởi tín hiệu âm tần AE có tần số f thì tín hiệu điểu biên AM có ba thành phân: sóng mang fy va hai bién tan mang fy —f va fy +f. Hiệu số (fp + f )- (fp - f) =2f=BW được gọi là băng thông, dải thông hoặc phổ sóng. Các đài phát thanh thường có BW = 10Khz.
4 Zo N⁄ Hình a Vv Kỹ thuật Truyền thanh — Truyền hình 5 Kỹ thuật Truyền thanh fo-f fo fotf fo Biến điệu tần s6 FM: (Frequency Modulation) Biến điệu tần số còn được gọi là điều tân cho ta thấy dạng tín hiệu cao tần đã được điểu chế tân số bởi tín hiệu âm tân. Tín hiệu âm tần làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tân (sóng mang) biên độ giữ nguyên. Gọi fọ là tân số tín hiệu cao tần chưa điểu chế, sau khi đã biến điệu thì ở nửa chu kỳ dương tần số tăng lên fọ +Af =f và ở nữa chu kỳ âm tần số giảm xuống cồn Íạ-Af =f;. Sóng EM phát đi có tân số là f= f,+ Af.
Trong đó fụ gọi là tần số trung. tâm, Af gọi là độ lệch tần, di tần hoặc gia tần. Băng thông BW của đài phát sóng EM giới hạn ở 150Khz. BW = 2Af =150Khz.
2- Các thông sé: - Bước sóng:. Kỹ thuật truyền thanh là nhằm truyền tín hiệu âm tần AF đi xa nhưng ta nhận thấy trên thực tế tín hiệu AF không thể truyền đi xa được mà còn chịu tác động của vật cần (Ví dụ khi mở Ampli thì âm thanh chỉ giới hạn trong 1 khu vực, 1 phòng, nếu Kỹ thuật Truyền thanh — Truyền hình Kỹ thuật Truyền thanh _ di xa hon thì sẽ không còn nghe được. Thiết kế cách âm cho các phòng Karaoke .) điều này được chứng minh qua công thức: À=c/f Trong đó: ^ là bước sóng c là vận tốc truyền sóng trong không gian (3.108 m/s) fla tần số của sóng lan truyễn u —_, Pa ơ Dựa vào công thức trên ta thấy sóng cao tin RF IA sóng có thể truyền được đi xa vì có A nhỏ. Thực tế chứng minh sóng RE có thể phát xạ trong không gian khi có tần số f > 100 Khz.
Vì vậy trong khoảng cao tần RF người ta chia ra thành nhiều băng tần để dễ phần biệt và quản lý các kênh sóng. - Các băng tần radio: - Sóng đài (Long Wave) ký hiệu là LW có tân số từ 100 Khz đến 500 Khz -> bước sóng còn dài nên không thể truyền được đi xa do đó các đài phát không phát 'trên dãy tân này -> băng LW được dùng cho vô tuyến nghiệp dư hay liên lạc hàng hải giữa các ghe thuyển qua sóng Radio. - Sóng trung (Medium Wave) ký hiệu là MW có tần số từ 500 Khz đến 1500 Khz -> bước sóng ngắn hơn băng LW nên được dùng để phát thanh cho các đài tỉnh và thành phố trong phạm vỉ 1 nước, 1 quốc gia. - Sóng ngắn (Short Wave) ky hiéu 14 SW có tần số từ 1500 Khz đến 30 Mhz -> bước sóng ngắn nên truyền đi rất xa, ngoài ra sóng SW còn có đặc điểm là khi truyền thẳng lên không gian gặp lớp ION của khí quyển sẽ phản xạ trở về mặt đất và khi chạm mặt đất sẽ phần xạ trở lại không gian -> đặt Antena phát cao sẽ truyền đi rất xa trên trái đất -> dùng cho các đài phát thanh quốc tế.
Do dãy tân rộng nên băng SW được chia ra làm 3 băng nhỏ là: SWI: có tân số từ 1,6 Mhz đến 4 Mhz SW2: có tần số từ 4 Mhz đến 11 Mhz SW3: có tần số từ 11 Mhz đến 30 Mhz - Sóng EM: có tân số từ 88 Mhz đến 108 Mhz dùng cho các đài tin tức và ca nhạc với chất lượng âm thanh cao (High Fidelity Sound — HiFi). : Các băng sóng khác:. -_ Sóng VHF (Very High Frequency): có tần số từ 30 Mhz đến 300 Mhz. - S6ng UHE (Ultra High Frequeney): có tần số từ 300 Mhz đến 3000 Mhz.
- S6ng EHF (Extra High Frequency): cé tần số > 3000 Mhz Kỹ thuật Truyền thanh — Truyền hình 7 Kỹ thuật Truyền thanh Các loại sóng này có thể truyễn lên không gian và đi xa vô tận nên được dùng cho hệ thống truyền hình, rada, liên lạc vệ tỉnh. - Độ nhạy: Độ nhạy của máy thu thanh được tính theo milivolt/met (mV/m) hoặc wV/m. Trị số điện áp tín hiệu càng nhỏ thì máy thu có độ nhạy càng cao và máy thu có thể thu được những đài càng xa có tín hiệu tới máy yếu. Trong thực tế bản thân máy thu thanh còn có mức tạp âm nội bộ.
Tạp âm nội bộ này ra loa đồng thời với tín hiệu của đài định thu, nên yêu câu chung là mức tín hiệu ra loa phải lớn hơn mức tạp âm từ 3 đến 4 lần trở lên, thì độ nhạy đó mới có ý nghĩa thực tế. Do vậy, độ nhạy được xác định kèm theo điều kiện: tỈ số tín hiệu/tạp 4m (S/n) 1a 3/1, 4/1. - D6 chon loc: Lần sóng mà đài chuyển di bao gồm cả một tần phổ rộng ở hai bên tân số sóng mang, mặt khác, cùng lúc đồng thời có nhiễu làn sóng phát thanh ở sít Hển nhau. Do vậy, đải tần phổ của làn sóng này có thể trùng một phần lên dải tần phổ của làn sóng lân cận, dễ gây nên hiện tượng lẫn sóng khi thu thanh.
Máy thu thanh có độ chọn lọc cao khi làm việc ít bị lẫn sóng. Độ chọn lọc được tính theo độ suy giảm (tính theo dexiben-đB) của tín hiệu khi lệch cộng hưởng10Khz. Trị số này càng lớn độ chọn lọc càng cao. - Công suất danh định: Công suất ra danh định là mức công suất đưa âm tân ra loa.
Công suất ra loa càng lớn thì âm thanh phát ra loa càng to. Các máy thu thanh thường có công suất ra danh định từ 250mW đến vài W. : - Cường độ sóng lan truyền: phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kết cấu anten phát, công suất đài phát, môi trường truyền sóng, các yếu tố về thời tiết, địa lý. Có hai đường chính để sóng vô tuyến điện từ đi từ anten phát đến anten thu: - Sóng đất (a): sóng truyền lan gần mặt đất từ nơi phát đến nơi thu sóng truyền lan trực tiếp.
- Sóng trời (b): sóng truyén lan đến các tầng điện ly của bầu khí quyển phần xạ trở về nơi thu, sóng truyền lan gián tiếp. Khúc xạ Anten phát tang dién ly _ Ky /_-acTruyén than yén hinh 8 a (tN hw Kỹ thuật Truyền thanh Sự truyền lan của sóng trời luôn thay đổi theo thời tiết nghĩa là luôn thay đổi theo sự biến động của hai lớp khí quyển bao quanh trái đất. Còn sự lan truyễn của sóng đất lại bị hạn chế bởi địa hình (núi, biển.