Luận văn Máy phát hình rf

PHẦN GIỚI THIỆULỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, khoa học kỹ thuật trên thế giới có nhiều tiến bộ, nhiều thành tựu đáng kể. Nhất là lĩnh vực kỹ thuật, công nghệ thông tin, kỹ thuật viba, truyền hình số, tổng đài điện thoại vô tuyến, kỹ thuật phát hình… đã và đang phát triển vượt bậc. Các thiết bị điện tử ngày càng được tinh gọn, siêu nhỏ nhưng tính năng và hiệu quả làm việc của chúng thì rất cao và rất bền. Trong lĩnh vực phát hình ở nước ta, ngày nay đã có nhiều tiến bộ đáng kể do có nhiều nhà khoa học, những chuyên gia, những kỹ sư giỏi về khoa học kỹ thuật, có nhiều hệ thống thiết bị mới được đưa vào để thay thế các máy cũ. Tuy vậy, về phát hình vẫn còn nhiều lĩnh vực cần tiếp tục nghiên cứu, học hỏi và phát triển nó thêm đối với người làm kỹ thuật truyền hình nói riêng và các kỹ sư điện tử nói chung. Trong đề tài luận văn tốt nghiệp này, người thực hiện xin trình bày về kỹ thuật này qua đề tài: “MÁY PHÁT HÌNH RF”. Trong chừng mực thời gian ngắn ngủi và lượng kiến thức tích luỹ còn hạn chế, tài liệu chưa nhiều, người thực hiện chỉ khảo sát về máy phát hình và thi công mô hình một máy phát hình có công suất rất nhỏ. Hy vọng với đề tài này, người thực hiện có thêm những hiểu biết về kỹ thuật phát hình và để lại một kết quả thực tiễn tốt sau khi ra trường. Tuy có nhiều cố gắng để thực hiện thành công luận văn tốt nghiệp, nhưng cũng không tránh khỏi những hạn chế. Nếu có điều kiện, người thực hiện sẽ nghiên cứu sâu hơn và hoàn thiện hơn. Rất vui lòng và xin nhận tất cả các ý kiến đóng góp để xây dựng đề tài này tốt hơn ở quý thầy, quý cô và các bạn đồng nhgiệp. Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Phương LỜI CẢM TẠ Sau thời gian tám tuần làm luận văn tốt nghiệp, với sự nỗ lực của bản thân, sự tận tình hướng dẫn cuả quý thầy: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, cùng sự đóng góp ý kiến về kỹ thuật của các bạn đồng nghiệp, sự động viên, an ủi, giúp đỡ rất nhiều của gia đình về tinh thần lẫn vật chất. Luận văn tốt nghiệp đã hoàn thành đúng thời gian và đạt kết qủa cao. Người thực hiện luận văn xin thành thật bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hai ân sư đã trực tiếp hướng dẫn: LÊ VIẾT PHÚ và NGUYỄN DUY THẢO, xin cảm ơn quý thầy cô khác ở khoa Điện-bộ môn Điện tử của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã đóng góp ý kiến cũng như tài liệu tham khảo. Xin cảm ơn ba mẹ, gia đình đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ thật nhiều về tinh thần và vật chất. Xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã đóng góp, giúp đỡ cho người thực hiện hoàn thành luận văn tốt nhiệp này. Xin thành tâm tưởng niệm thầy TRẦN SUM – trưởng khoa Điện-bộ môn Điện tử, đã có nhiều công lao, đóng góp cho khoa và khóa học 95KĐĐ hoàn thành đúng thời gian học qui định. Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Phương PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: DẪN NHẬP Nước ta hiện nay đang trong thời kỳ đổi mới từ kinh tế-xã hội, khoa học công nghệ, đến giáo dục - đào tạo, thông tin và nhiều lãnh vực khác nữa… nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển nước nhà thành một nước công nghiệp tiên tiến vào năm 2020, trong đó truyền hình đã góp phần đáng kể cho nền kinh tế nước ta. Tuy kỹ thuật phát hình của nước ta còn non trẻ, song cũng đã có nhiều tiến bộ với việc áp dụng nhiều kỹ thuật cao. Truyền hình được sử dụng rộng rãi trong đời sống người dân. Nhờ kỹ thuật truyền hình mà đời sống văn hóa, xã hội của người dân được nâng lên, nắm bắt nhiều thông tin, cập nhật hàng ngày tin tức trên thế giới. Các nhà doanh nhgiệp đã dựa vào truyền hình để quảng cáo sản mới của mình, các lĩnh vực về khoa học, quân sự, y học, dân số… đều được đưa đến người dân qua hệ thống truyền hình. Nói chung kỹ thuật truyền hình là rất cần thiết và không thể thiếu được trong một nước. Trước một thời đại đang bùng nổ về thông tin, kỹ thuật truyền hình ngày càng phát triển hơn, là một sinh viên đang theo học nghành kỹ thuật điện tử của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, và được phân công làm luận văn tốt nghiệp, người thực hiện xin được trình bày đề tài: “MÁY PHÁT HÌNH RF”. A. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: I. MỤC ĐÍCH: Dựa vào những kiến thức đã học kết hợp với thực tế, người thực hiện làm luận văn tốt nghiệp với đề tài trên nhằm tìmhiểu về lĩnh vực phát hình, hiểu rõ hơn về những kiến thức kỹ thuật đã học. Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu qua sách vở, tài liệu nước ngoài và dạng mạch thực tế, người thực hiện sẽ thi công một mô hình máy phát hình với công suất rất nhỏ nhằm ứng dụng trong giảng dạy của xưởng thực tập Điện tử ở trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật. II. YÊU CẦU: Dựa vào những điều học được kết hợp với thực tế để hoàn thành tập luận văn tốt nghiệp và thi công mạch hoạt động tốt đúng thời gian qui định. B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Gồm có các chương: Chương I: Dẫn nhập. Chương II: Giới thiệu về máy phát. Chương III: Giới thiệu về máy phát hình. Chương IV: Sóng mang – Môi trường truyền và đường truyền. Chương V: Kỹ thuật điều chế. Chương VI: Các vấn đề về mạch tạo dao động. Chương VII: Khuếch đại công suất cao tần . Chương VIII: Anten. Chương IX: Thi công một máy phát hình RF công suất nhỏ. C. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Đây là đề tài luận văn tốt nghiệp nên nó được thực hiện như sau: + Tìm hiểu về kỹ thuật phát hình. + Tìm hiểu, nghiên cứu để tính toán cho mạch của mô hình máy phát. + Dựa vào tài liệu, tạp chí, sách nước ngoài và trong nước để tham khảo và ứng dụng vào luận văn. + Sau cùng là thi công một máy phát hình RF có công suất nhỏ. D. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN: Căn cứ vào nội dung đề tài, người thực hiện sẽ tiến hành theo các chương.Trong quá trình thi công thì cố gắng tìm hiểu, đọc thêm tài liệu để tính toán cho mạch. Mỗi chương sau khi hoàn thành sẽ trình cho giáo viên hướng dẫn xem. Cố gắng thực hiện hòan thành đúng thời gian qui định.  CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÁY PHÁT I. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY PHÁT: Máy thu Máy phát Môi trường truyền sóng Anten phát Anten thu Một hệ thống thông tin bao gồm: máy phát, máy thu, và môi trường truyền sóng. Trong đó máy phát là một thiết bị phát ra tín hiệu dưới dạng sóng điện từ được điều chế dưới một hình thức nào đó. Sóng điện từ còn gọi là sóng mang hay tải tin làm nhiệm vụ chuyển tải thông tin cần phát đi đến nơi thu (máy thu). Thông tin này được lồng vào (gắn vào) tải tin (sóng mang) bằng hình thức điều chế thích hợp. Máy phát phải phát đi công suất đủ lớn để cung cấp tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N : signal/ noise) 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 (sóng mang) của máy phát phải có độ ổn định tần số cao. Do đó cần quan tâm một số chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát như sau: Công suất ra của máy phát. Độ ổn định tần số : Df/f0 = 10-3 ¸ 10-7 Các chỉ số điều chế : AM (mAM) ; FM ( mFM) ... Dải tần số điều chế ... * Phân loại máy phát: Người ta phân loại máy phát dựa chủ yếu theo các điều kiện sau đây: 1. Theo công dụng: Được phân loại theo sơ đồ miêu tả sau: PHÁT ỨNG DỤNG PHÁT CHƯƠNG TRÌNH PHÁT THÔNG TIN Đo khoản cách Phát hình Phát thanh Di động Cố định Ra đa. MÁY PHÁT 2. Theo tần số: Cũng phân loại tương tự như máy thu * Đối với phát thanh: + Từ (3 ¸30) KHz » (100 km ¸ 10 km ): Đài phát sóng cực dài (VLW). + Từ (30 ¸300) KHz » ( 10km ¸ 1km): Đài phát sóng dài (LW). + Từ (300 ¸3000) KHz »(1 Km ¸ 100m ): Đài phát sóng trung (MW). + Từ (3 ¸30) MHz » (100m ¸ 10m ): Đài phát sóng ngắn ( SW). * Đối với phát hình: + Từ (30 ¸300) MHz » (10 m ¸ 1m): Đài phát sóng mét. + Từ (300 ¸3000) MHz » (1 m ¸ 0,1m): Đài phát sóng dm. * Đối với thông tin viba và rađa: + Từ (3 ¸30) GHz » (0,1 m ¸ 0,01m): Đài phát sóng cm. + Từ (30 ¸ 300) GHz » (0,01 m ¸ 0,001m): Đài phát sóng mm. 3. Theo phương phát điều chế: + 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). Ngày nay, máy phát số đang được nghiên cứu để ứng dụng vào tất cả các loại máy phát thông tin số, phát thanh số, phát hình số … 4. Theo công suất: + Máy phát công suất nhỏ: Pra < 100 W. + Máy phát công suất trung bình: 100W £ Pra £ 10 KW. + Máy phát công suất lớn: 10 KW £ Pra £ 1000 KW. + Máy phát công suất cực lớn: Pra ³ 1000 KW. Các máy phát có Pra nhỏ có thể sử dụng hoàn toàn bằng transistor; còn lại loại khác có Pra vừa và lớn, cực lớn thì phải dùng các đèn điện tử đặc biệt. II. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT MỘT SỐ LOẠI MÁY PHÁT: Mạch ra KĐCSCTần Tiền KĐ CSCT Chủ sóng (DĐ) AFC KĐCSÂT Thiết bị an toàn và làm nguội Nguồn cung cấp Tiền KĐÂT Điều chế Micro Anten 1/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều biên (AM): * Sơ đồ khối tổng quát của máy phát AM. + Khối chủ sóng 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 phải dùng mạch dao động LC kết hợp với mạch tự động điều chỉnh tần số (AFC). + Khối tiền khuếch đại có thể dùng để nhân tần hoặc khuếch đại dao động cao tần đến mức cần thiết để kích thích tầng 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 mà khối tiền khuếch đại có thể có nhiều tầng: tầng đệm; tầng nhân tần và tầng tiền khuếch đại cao tần. + Khối khuếch đại công suất cao tần có nhiệm vụ tạo ra công suất cần thiết theo yêu cầu công suất ra Pra của máy phát. Công suất ra yêu cầu càng lớn thì số tầng khuếch đại trong khối khuếch đại công suất cao tần càng nhiều. + Mạch ra để phối hợp trở kháng giữa tầng khuếch đại công suất cao tần cuối cùng và anten để có công suất ra tối ưu nhất (Pra tối ưu). + Anten để bức xạ năng lượng cao tần (biến đổi năng lượng dao động cao tần của máy phát thành sóng điện từ truyền đi trong không gian). + Bộ điều chế để điều chỉnh dao động cao tần. Đối với máy phát AM thì biên độ điện áp âm tần yêu cầu lớn để có độ điều chế sâu (hệ số m lớn) nên tín hiệu ân tần từ micro phải đưa qua bộ tiền khuếch đại âm tần và bộ khuếch đại công suất âm tần. Tín hiệu ân tần được đưa tới Collector của tầng khuếch đại công suất cao tần cuối cùng hoặc được đưa tới cả Collector của tầng khuếch đại công suất cao tần trước cuối để thực hiện điều chế Collector phụ. + Nguồn cung cấp điện áp thường phải có công suất lớn để cung cấp cho transistor công suất hoặc đèn điện tử. + Ngoài ra máy phát phải có thiết bị an toàn và thiết bị làm nguội. Thiết bị an toàn bao gồm các thiết bị bảo vệ bảo hiểm, thiết bị đóng mở, thiết bị kiểm tra chế độ làm việc của máy phát. Thiết bị làm nguội cho các Transistor công suất là các phiến tỏa nhiệt cực lớn và làm nguội cho các đèn điện tử công suất bằng phương pháp thổi không khí bằng quạt gió vào Anode, dùng nước bơm vào Anode theo một chu trình kín, phương pháp bốc hơi ... 2/. Sơ đồ khối tổng quát của máy phát đơn biên (SSB: single sideband) Ta biết rằng trong kỹ thuật truyền song biên có sóng mang (DSBFC, AM) nội dung tín hiệu được chứa ở một trong hai dải biên; do vậy kỹ thuật truyền những dải biên có thể hoàn toàn thực hiện được. Kỹ thuật này có các ưu điểm sau đây so với kỹ thuật truyền song biên cổ điển: + Dải sóng có bề rộng còn một nữa so với kỹ thuật cũ, hệ quả là ta có thể truyền được nhiều kênh trong cùng một dải sóng quy định. + Công suất truyền sóng giảm một lượng đáng kể. + Dải thông thiết bị phát và thu giảm, do vậy độ lợi mỗi tầng khuếch đại tăng, ta có thể dùng thiết bị ít tầng hơn. + Có thể sử dụng kỹ thuật ghép nhiều kênh truyền qua cùng một kênh. ¨ Ngoài các yêu cầu kỹ thuật chung của máy phát, máy phát đơn biên (SSB) phải có thêm một số chỉ tiêu kỹ thuật sau: + Mức méo phi tuyến : - 35 dB. + Bề rộng của mỗi kênh thoại và tổng số kênh phát hình (thoại). + Dải tần số làm việc : 3, 5, ...., 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). f2 f1 Anten Bộ lọc 2 Hệ thống DĐ tầng ra KĐDĐ điều chế Bộ lọc 1 Bộ đổi tần Suy giảm Bộ điều chế đơn biên Thiết bị đầu vào Nguồn cung cấp Bộ tổng hợp tần số Thiết bị an toàn và làm nguội Bộ kích thích đơn biên Các bộ điều biên cân bằng và bộ lọc dải hẹp được sử dụng để tạo nên tín hiệu đơn biên (SSB), nhưng công suất ra bị hạn chế chỉ vài mW. Nếu sóng mang ở dải tần số cao (sóng trung, sóng ngắn) thì không thể thực hiện được bộ lọc với các yêu cầu cần thiết (dải thông hẹp, sườn dốc đứng ... ), như vậy sẽ có nhiễu xuyên tâm giữa các kênh, làm giảm tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N). Bởi vậy đối với máy phát đơn biên thì tần số sóng mang cơ bản để tạo tín hiệu đơn biên ở khoảng tần số trung gian: (100 ¸ 500) KHz. Do đó sơ đồ cấu trúc của máy phát đơn biên gồm một bộ tạo tín hiệu đơn biên ở tần số trung gian (100 ¸ 500) KHz, sau đó nhờ một hay một vài bộ đổi tần để chuyển đến phạm vi tần số làm việc (1 ¸ 30 MHz), rồi chuyển đến bộ khuếch đại tuyến tính để khuếch đại đến 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 âm tần quá lớn. Bộ điều chế đơn biên trong các máy phát công suất lớn thường được xây dựng theo phương pháp lọc tổng hợp. Trong các máy phát công suất nhỏ, do yêu cầu kỹ thuật không cao nên đôi khi có thể xây dựng bộ điều chế đơn biên theo phương pháp lọc - quay pha. Khi đó việc điều chế tín hiệu đơn biên 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 một thiết bị chất lượng cao và phức tạp. Nó phải đảm bảo tần số sóng mang gốc f1 và các tần số khác (f2 ...) có độ bất ổn định tần số rất nhỏ (10-7 ¸ 10-9), vì vậy ta phải dùng thạch anh để tạo các tần số gốc. Ở sơ đồ khối trên, bộ tổng hợp tần số phải tạo ra hai tần số f1 và f2 . Trong đó f1 là tần số sóng mang gốc, không đổi (100 ¸ 500) KHz. Còn tần số f2 là tần số làm việc của máy phát (tần số ở đầu ra). Bộ đổi tần thực chất là bộ khuếch đại cộng hưởng để lấy thành phần hài nf1 ( f2 = nf1). 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 phụ thuộc vào công suất ra mà có số tầng từ 2 ¸ 4. Để điều chỉnh đơn giản một, hai tầng đầu là khuếch đại dải rộng không điều hưởng. Còn một, hai tầng sau là 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 1 hay 2 mạch lọc hình P, ghép với nhau và giữa chúng thường có phần tử điều chỉnh độ ghép sẽ nhận được tải tốt nhất của máy phát. Tầng khuếch đại dao động điều chế đơn biên 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 đối xứng. Đối với máy phát công suất ra Pra = (20 ¸ 40) KW. Người ta dùng biến áp ra đối xứng có lõi ferit. Còn đối với máy phát công suất ra Pra = 100 KW thì người ta dùng biến áp đối xứng không có lõi. Các máy phát đơn biên thường có dạng đẩy kéo ở tầng khuếch đại dao động điều chế (còn gọi là khuếch đại công suất cao tần). Bộ lọc hai dùng để triệt tiêu các thành phần tần số 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 tín hiệu điều biên (AM) để thực hiện việc tách sóng trung thực. Muốn vậy ta phải phục hồi tần số sóng mang. Nhưng nếu do một lý do nào đó mà tần số sóng mang của máy phát khác với tần số sóng mang của máy thu thì tín hiệu đầu ra của máy thu sẽ bị méo. Do vậy ở máy phát không triệt tiêu hoàn toàn tần số sóng mang, mà giữ lại một phần tần số sóng mang có biên độ bằng (5 ¸ 20)% biên độ sóng mang. Tần số này còn được gọi là tần số lái flái được phát đi cùng tín hiệu đơn biên. Nhờ có tần số lái nên máy thu đơn biên có thể khôi phục một cách chính xác nhờ hệ thống AFC (tự động điều chỉnh tần số). Để tạo tần số lái thì từ tần số sóng mang gốc (f1) một phần sóng mang được qua bộ suy giảm định trước đến thẳng đầu ra bộ điều chế tín hiệu đơn biên. Các máy phát đơn biên công suất trung bình và công suất lớn bao gồm hai thiết bị độc lập: + Bộ kích thích đơn biên gồm hai phần: Bộ tổng hợp tần số và bộ điều chế tín hiệu đơn biên. + Bộ khuếch đại tuyến tính gồmkhuếch đại dao động điều chế; hệ thống dao động tầng ra và bộ lọc 2. Do mức tín hiệu ở đầu ra bộ kích thích đơn biên nhỏ (7 ¸ 10mv) nên bộ khuếch đại tuyến tính phải có hệ số khuếch đại công suất rất lớn (> 50 dB) để tạo ra công suất lớn hơn 1KW. AFC Chủ sóng (DĐ) KĐCSCT Mạch ra Tiền KĐ cao tần Pre-emphasic Tiền khuếch đại âm tần Anten phát Micro Sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều tần (FM): Các khối trong sơ đồ này có nhiệm vụ giống như các khối trong sơ đồ khối tổng quát của máy phát điều biên (AM). Nhưng đối với máy phát điều tần thì yêu cầu điện áp âm tần không lớn lắm, nên tín hiệu âm tần từ micro chỉ cần qua một bộ tiền khuếch đại âm tần rồi đưa tới bộ chủ sóng. Mặc khác do tín hiệu điều tần có tần số làm việc cao hơn nhiều so với tín hiệu điều biên nên số tầng nhân tần trong bộ tiền khuếch đại công suất nhiều hơn. Đồng thời dùng nhiều tầng nhân tần thì độ di tần lớn hơn (Df = ±75 KHz). Độ ổn định tần số của máy phát điều tần cũng yêu cầu cao hơn (10-5 ± 10-7), nên hệ thống AFC thường có cấu tạo phức tạp hơn. III. CÁC MẠCH GHÉP TRONG MÁY PHÁT: Mạch ghép để ghép giữa các tầng và ghép giữa tầng ra của máy phát với anten. Yêu cầu chung đối với các mạch ghép: 1/. Phối hợp trở kháng: Phải làm sao cho trở kháng vào cửa tầng kế tiếp phản ánh về cùng trở kháng ra của bộ cộng hưởng tầng trước tạo thành trở kháng phát sóng tối ưu, đảm bảo công suất ra và hiệu suất của tầng đằng trước là lớn nhất. Phối hợp trở kháng giữa anten và tầng ra của bộ khuếch đại công suất cao tầng để đạt được công suất theo yêu cầu. 2/. Đảm bảo dải thông (D): Mạch lọc đầu ra phải đảm bảo sao cho ngoài biên độ không giảm quá 3 dB. Mặt khác dải thông lại tỷ lệ nghịch với hệ số phẩm chất của khung cộng hưởng ( D = f0/Q). Vì vậy để đảm bảo cả dải thông và hệ số phẩm chất ta phải dùng nhiều bộ lọc ghép với nhau. 3/. Đảm bảo hệ số lọc hài cao: Đối với những máy phát có công suất lớn, yêu cầu các thành phần hài rất nhỏ. Mạch ghép phải đảm bảo độ suy giảm yêu cầu ở những tần số mong muốn. 4/. Điều chỉnh mạch ghép: Trong một dải tần số rộng và thay đổi độ ghép với các tải để có tải tối ưu. Nói chung không thể đồng thời thỏa mãn các yêu cầu trên mà tuỳ từng trường hợp cụ thể để xét yêu cầu nào là quan trọng, yêu cầu nào là thứ yếu. Ví dụ: + Đối với tầng tiền khuếch đại, yêu cầu phối hợp trở kháng là chính, không yêu cầu độ chọn lọc cao, không cần hiệu suất cao nên chỉ cần dùng mạch cộng hưởng đơn. + Đối với tầng ra yêu cầu hiệu suất cao, độ lọc hài cao nên dùng mạch cộng hưởng phức tạp. ¨ Sau đây là một số mạch ghép chính trong máy phát: 1. Ghép biến áp ( ghép hỗ cảm): Đối với các tầng trước cuối thì điện trở tải chính là điện trở vào của các tầng kế tiếp sau. Còn đối với các tầng cuối thì điện trở tải chính là điện trở của phi - đơ. Thực chất phi - đơ có thể là thuần trở (rA), dung kháng (rA - jXA) hoặc cảm kháng(rA + jXA). Nhưng chỉ khi anten là thuần trở thì công suất ra anten mới lớn nhất. Muốn vậy ta phải chỉnh anten cộng hưởng ở tần số làm việc bằng bộ phận tinh chỉnh. Nếu là (rA - jXA) thì chỉnh là LC, nếu là (rA + jXA) thì chỉnh là CC. Hình minh họa tinh chỉnh của anten Từ mạch ghép biến áp ở trên; ta đưa về sơ đồ tương đương bên sơ cấp như sau: (wM)2 X2gh Trong đó : rfa' = __________ = __________ RL RL * M : Hổ cảm = K * L1, L2 : Trị số điện cảm của cuộn sơ cấp và thứ cấp. * K : Hệ số ghép phụ thuộc kết cấu của cuộn dây. + Nếu : · Sóng ngắn : K = 0,01 ¸ 0,1 ® ghép rất lỏng. · Sóng trung : K = 0,5 ¸ 0,9 (cuộn dây có lõi từ tính) ® ghép rất chặt. * Điện trở cộng hưởng riêng của mạch sơ cấp: RK = = p = * Điện trở cộng hưởng khi có tải: * Xét hiệu suất của mạch ghép biến áp ta có: PL hBA = __________ P1 Với : · PL : là công suất hữu ích trên tải. PL I2BC . rfa' rfa' + r - r r hBA = ____= __________________ = _______________ = 1 - __________ P1 I2k (r + rfa') r + rfa' r + rfa' · P1 : Công suất Transistor cho (P trên cuộn sơ cấp) (*) Từ biểu thức (*) trên ta thấy: để hiệu suất biến áp cao (hBA = 0,9 ¸ 0,45) thì rfá = (10 ¸ 20 ).r (wM)2 X2gh Từ công thức: rfa' = __________ = __________ , nếu muốn rfa' lớn thì ta thấy RL phải RL RL nhỏ và biến áp phải ghép chặt để có hỗ cảm lớn (M lớn). Thường điện trở tải cho trước RL = Const, nên để tăng rfa' ta phải tăng M. Biểu thức ở trên có thể biến đổi lại dưới dạng sau: p2/Rk Rtđ hBA = 1 - __________ = 1 - ___________ p2/Rkt Rk Với : Rk, Rtđ là điện trở tương đương của mạch cộng hưởng kho RL = µ Như vậy; để hiệu suất biến áp cao thì Rk phải lớn, mà: Rk = Q0 . p Với Q0: hệ số phẩm chất của riêng khung cộng hưởng ® Q0 phải lớn (Q0 = 50 ¸200). Mặc khác ta thay đổi độ ghép hỗ cảm M sao cho Rtđ = Rtđ tớihạn để có hiệu suất cao nhất. 2/. Mạch ghép có 2 mạch cộng hưởng: Phần này được trình bày có sơ đồ và được tính toán với công thức sau: Sức điện động cảm ứng bên thứ cấp: E12 = wMI1 = Xm I1 E12 I1wM I2 = __________ = __________ Z2 r'2 Với : Rtđ woL2 r'2 = __________ = __________ Q22 Q2 (Rtđ = Rk // RL với Rk = r2 Q202 = w0L2Q02 ) 1 1 w2M2 1 P2 = ____ I22 . r'2 = _____ I21 . __________ = _____ I21 . rfa' 2 2 r'2 2 1 P1 = ____ I21 (r1 + rfa' ) 2 P2 rfa' r1 h = ______ = __________ = 1 - __________ P1 r1 + rfa' r1 + rfa' 3/. Các bước thiết kế một mạch ghép biến áp: Khi thiết kế ta thường được biết trươ