17
Mạch phát FM Điện tử 8-K53 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, việc phát triển các thiết bị không dây đã hướng phát triển mới và đang được chú trọng đầu tư với nhiều thành tựu đạt được không nhỏ. Xu hướng này không chỉ ở các nước phát triển mà ở các nước đang phát triển cũng đã hình thành rất rõ nét. Cùng với sự phát triển của các mạch tích hợp, ưu điểm của các thiết bị này là nhỏ gọn và dễ dàng trong lắp đặt, sử dụng do không phải tính toán việc đi dây, bố trí các thiết bị. Có thể kể ra đây một số ứng dụng tiện ích trong gia đình mà sự thay đổi này đã đem lại sự tiện nghi, thoải mái cho con người như: điện thoại kéo dài ,chuông cửa từ xa, quạt tường có điều khiển từ xa… Mục Lục PHẦN I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐIỀU TẦN ............................................................. 3 1. Điều chế tần số (FM) : ............................................................................................... 4

Mạch Phát FM

Embed Size (px)

Citation preview

  • Mch pht FM in t 8-K53

    1

    LI NI U

    Trong nhng nm gn y, vic pht trin cc thit b khng dy l

    hng pht trin mi v ang c ch trng u t vi nhiu thnh tu t c

    khng nh. Xu hng ny khng ch cc nc pht trin m cc nc ang

    pht trin cng hnh thnh rt r nt. Cng vi s pht trin ca cc mch tch

    hp, u im ca cc thit b ny l nh gn v d dng trong lp t, s dng do

    khng phi tnh ton vic i dy, b tr cc thit b. C th k ra y mt s ng

    dng tin ch trong gia nh m s thay i ny em li s tin nghi, thoi mi

    cho con ngi nh: in thoi ko di ,chung ca t xa, qut tng c iu khin

    t xa

    Mc Lc PHN I. C S L THUYT CA IU TN ............................................................. 3 1. iu ch tn s (FM) : ............................................................................................... 4

  • Mch pht FM in t 8-K53

    2

    a. Dng sng Udt(t). .................................................................................................... 4 b. Dng ph ca iu tn. ........................................................................................... 5

    .Ch s iu bin FM:.................................................................................................... 6 PHN II. S NGUYN L ........................................................................................ 6 1. Ch tiu k thut........................................................................................................ 6 2. S khi: .................................................................................................................. 7 3. Chc nng cc khi: .................................................................................................... 7

    a. Mch vo: ............................................................................................................... 7 b. Mch lc: ................................................................................................................ 8 c. Khi khuch i m tn: ......................................................................................... 8 d. Khi dao ng : ...................................................................................................... 8 f.cun cm ................................................................................................................... 9

    4. S nguyn l: ....................................................................................................... 10 5. Nguyn tc hot ng ............................................................................................... 10

    PHN III. TNH TON ................................................................................................... 11 1. Khi khuch i m tn ........................................................................................... 11 2. Khi dao ng (khi to sng) ................................................................................ 12 3. Cng sut pht ca mch .......................................................................................... 12 4. C li pht ti a. ........................................................................................................ 13 5. S mch in: .......................................................................................................... 14

    PHN IV. Kt qu m phng trn phn mm workben ................................................... 14 PHN V. Kt lun ............................................................................................................ 15 1. V cc thng s k thut : ......................................................................................... 16 . V cc yu cu khc :................................................................................................ 16 3. u v nhc im ca sng FM: .............................................................................. 16 4. ng dng ca iu ch FM:...................................................................................... 16

  • Mch pht FM in t 8-K53

    3

    NI DUNG

    PHN I. C S L THUYT CA IU TN

    Thng tin m chng ta truyn t (m thanh..) phn ln nm khong tn

    hiu thp, nu khng thng qua iu ch trc khi pht bng sng v tuyn , s

    gp phi nhiu vn kh khn nh khong cch truyn, tn hao, nhiu, gii hn

    bng thng, kh khn pha thu. ... khc phc nhng vn ny , ngi ta s

    dng nhiu k thut khc nhau a tn s ca tn hiu mang tin ln khong tn

    s cao ,ph hp vi hon cnh v thit b . Ngi ta gi l cc k thut iu

    ch. iu ch l qu trnh ghi tin tc vo mt dao ng cao tn nh bin i mt

    thng s no ( v d: bin , tn s, gc pha, rng xung, ) ca dao ng

    cao tn theo tin tc.

    Trong trng hp ny, tin tc c gi l tn hiu iu ch, dao ng cao tn

    c gi l ti tin, cn dao ng cao tn mang tin tc c gi l dao ng cao tn

    iu ch.

    Ni chung cc phng php iu ch rt a dng , bao gm c iu ch cho

    tn hiu tng t v cho tn hiu s , trong , mt trong nhng phng php n

    gin cho tn hiu tng t l phng php iu tn frequency modulation (FM).

    iu tn l qu trnh ghi tn hiu tin tc tn s thp vo mt dao ng tn s

    cao lm bin i tn s theo tn hiu tin tc. Trong iu tn, tn hiu iu tn thay

    i quanh tn hiu ti tin. Phng php ny khc vi phng php thay i bin

    ca sng mang hay cn gi l iu ch bin - amplitude modulation (AM) .

    Trong k thut truyn thng tng t , gi tr ca tn hiu mang tin s nh hng

    trc tip ln tn s ca sng mang .

    Mc ch ca iu ch l chn mt ph tn thch hp cho vic truyn thng

    tin, vi cc tn s sng mang khc nhau ngi ta c th truyn nhiu tn hiu c

    cng ph tn trn cc knh truyn khc nhau ca cng mt ng truyn. Xt tn

    hiu ti tin : Ut(t) = Umt cos t t

    Nu t thay i tng ng vi ngun thng tin, ta c tn hiu iu ch tn s

    (FM). Mt k thut iu ch tng t l iu ch pha PM ((t) thay i). Trong

    phm vi bi tp ny, ta ch xt k thut iu tn.

  • Mch pht FM in t 8-K53

    4

    1. iu ch tn s (FM) :

    Xt tn hiu:

    Tin tc Us(t) = Ums cos s t

    Ti tin Ut(t) = Umt cos t t

    Khi iu ch tn s, tn s ca dao ng cao tn bin thin t l vi tn hiu iu ch v c xc nh

    dt = t + Kdt .Ums cos s t

    Trong : t l tn s trung tm ca tn hiu iu tn.

    fmax = Kdt .Ums gi lng di tn cc i

    a. Dng sng Udt(t).

    dt = t + Kdt .Ums cos s t

    C dt = ddt(t)/ dt

    ddt(t) = dt(t).dt

    = (t + Kdt .Ums cos s t).dt

    = t(t).dt + fmax cos s t .dt

    = t.t + (fmax / s). Sin s t

    Biu thc ca iu tn :

    Udt = Umt cos (t.t + (fmax / s). Sin s t)

    = Umt cos (t.t + mf Sin s t)

    Hnh 1. S m t iu ch FM

    Vi mch iu ch tn s th sng mang c bin khng i, nhng tn s

    thay i theo bin ca tn hiu m tn, khi bin tn hiu m tn tng th tn

  • Mch pht FM in t 8-K53

    5

    s cao tn tng, khi bin m tn gim th tn s cao tn gim. Nh vy sng

    mang FM c tn s tng gim theo tn hiu

    Hnh : Tn hiu trc v sau iu tn

    b. Dng ph ca iu tn.

    Udt = Umt cos (t.t + mf Sin s t) c th biu din dng chui m h s l cc

    hm Bessel loi 1 bc K.

    Udt = Umt cos (t.t + mf Sin s t)

    =Umt + J0(mf) cos tt + Umt J2k(mf)[sin(t + 2ks)t + sin (t- 2k s)t] +

    Umt J2k+1(mf)[cos(t + (2k+1)s)t - cos (t- (2k+1) s)t] +...

    Tn hiu iu tn c v s thnh phn tn s, trong diu tn di hp fmax

  • Mch pht FM in t 8-K53

    6

    Hnh 3: Ph tn hiu iu tn

    2.Ch s iu in FM

    Ging nh cc phng php iu ch khc , i vi FM ch s iu ch

    cng ch ra mc thay i ca tn hiu iu ch so vi tn hiu cha qua iu

    ch . trng hp ny , l mc bin thin ca tn s sng mang :

    ( )m

    m m

    f x tfh

    f f

    Trong mf l tn s iu bin cao nht .Nu h

  • Mch pht FM in t 8-K53

    7

    Mch pht tn hiu trn bng tn FM c thit k vi mc ch c tnh ng dng cao nn cn u tin mt s c im sau - Tn hiu pht i c cht lng tt, tm pht xa khong 20m. - Mch nh gn, tit kim chi ph ti mc ti a. - Ngun cung cp phi n gin v nh gn. Mch c cc thng s k thut nh sau - Ngun cung cp 9V - Tn s pht nm trong di FM t 64 108 Mhz. - Tm pht xa 20m.

    2. S khi:

    3. Chc nng cc khi:

    a. Mch vo: bao gm khi ngun v micro-audio:

    Khi ngun Micro

  • Mch pht FM in t 8-K53

    8

    Khi ngun: ch to t ngun tuyn tnh u ra c 9-10v

    Micro: gm dy adio a tn hiu m thanh t my tnh hoc thit b m thanh (my tnh,i..)vo mch iu bin Fm b. Mch lc: Mch lc y ch n gin l t C1, ngn 1 chiu t mic vo Q1.V tr khng vo ca Transistor nh ln tn hiu m tn t b sp p trn C1 th dung khng ca chng phi nh hn nhiu so vi tr khng vo ca transistor,do C1 thng chn 3-10uF. Trong mch s dng t C1 l 10uF. c. Khi khuch i m tn: Gm Q1, R2, R3, R4, R5// C3. Q1 c mc theo kiu EC, R2, R3 lm nhim v phn p cho cc Base. To im lm vic tnh cho Q1.Chc nng ca khi lm nhim v khuch i tn hiu t mic a qua t C a ra tng sau:

    Khi khuch i m tn

    d. Khi dao ng :

    Khung dao ng L1C5 to ra tn s dao ng ring chnh l tn s sng

    mang .Khi tn hiu vo thay i, tn s ring ca mch cng hng ny thay i

  • Mch pht FM in t 8-K53

    9

    trong mt di tn theo s bin thin ca tn hiu. Gi tr trung tm ca di ny

    chnh l tn s pht ca mch.

    Cun cm L1 dng chn cao tn ( chn xoay chiu).

    R7 ,R8 lm nhim v phn p to im lm vic cho Q

    e. Anten:

    Lm nhim v pht tn hiu c tc dng tng kh nng bc x sng in t ra mi trng xung quanh. C cu v tnh cht ca antena l mt trong nhng yu t quan trng quyt nh c ly pht ca mch. y em dng ngten l si dy dn nhiu si di khong 30cm

    T C5 =5pf

    f.cun cm

    cng thc tnh cun cm cho hnh tr trn di

    L = t dung o bng Henry (H)

    0 = t thm ca chn khng = 4 10-7

    H/m

  • Mch pht FM in t 8-K53

    10

    K = h s Nagaoka (ph thuc co gin cun dy c =1)

    N = s vng

    A = thit din cun dy o bng mt vung(m2)

    l = chiu di cun dy (m)

    y em cun cun cm c dy 0.4mm,cun 0 vng li khng kh

    4. S nguyn l

    5. Nguyn tc hot ng

    Tn hiu c a vo mch thng qua mt rc micro. in tr 1 ni tip vi

    micro vo ngun phn cc cho tn hiu vo. m thanh thay i khi qua dy ny

    s c chuyn thnh tn hiu in a qua t C1 vo cc B (baz) ca transistor

    Q1 mc Emiter chung (EC). in tr v 3 phi hp to im lm vic tnh Q

    cho transistor Q1. ch xoay chiu, transistor lm vic xung quanh im lm

    vic tnh Q ny. Tn hiu sau c khuch i v a vo cc Baz ca

    transistor Q2 thng qua t C ( nhim v ngn 1 chiu v cho xoay chiu i qua).

    Transistor Q c mc Emiter chung (EC), hi tip C-E bng t C6. Khi tn

    hiu a ra t chn C ca transistor Q1 bin thin xoay quanh mt tr s tnh (do

    im lm vic tnh Q ca Q1 quyt nh) t tn s ring ca mch dao ng

  • Mch pht FM in t 8-K53

    11

    bin i to nn s iu bin tn s (FM Frequence Modulation) cho mch ny.

    Anten ni vi cc Colector ca transistor Q gip tng kh nng pht x ca

    mch.

    PHN III. TNH TON

    1. Khi khuch i m tn

    Q1 l transistor loi bnh thng (2N2222A), R2 v R3 l cc in tr nh

    thin xc nh im lm vic cho transistor c chn trong mch vi gi tr

    15K, 6,8K R4 l in tr ti, tr s thng dng trong khong 1K n 10K,

    trong mch ta chn 10K.Nu in tr ti qu nh, h s khuch i s nh, nu

  • Mch pht FM in t 8-K53

    12

    in tr ti qu ln, in p mt chiu st trn ti s ln lm in p a vo

    colector s qu nh lm hiu sut thp v tn hiu ra mo. R5 hi tip m dng

    in mt chiu, C3 l t phn ng m tn dng n nh im lm vic

    transistor,t thot thnh phn xoay chiu xung mt. Chn 5 4,7k, C6 47nF

    (2A473).

    2. Khi dao ng (khi to sng)

    Khung dao ng to ra tn s dao ng ring chnh l tn s sng mang , ban u khi cha a tn hiu vo, tn s trung tm

    Tn hiu sau khi qua transistor Q1 bin thin xoay quanh 1 gi tr c nh, lm thay i cm khng Lt lm cho tn s dao ng ca mch dao ng bin i theo tn hiu tin tc.

    Cun cm c qun theo thng s : li khng kh, bn knh li r = 4mm. chiu di l=20cm. s vng dy N=20. dy ng ng knh d=0.4mm.

    C6=33pF

    Chn cc gi tr 7= 4,7K, R8=2,2K, R9=220.

    3. Cng sut pht ca mch

  • Mch pht FM in t 8-K53

    13

    Cng sut ca Transistor: P=Uce.Ic

    Uce = Vc Ve = 9 - Ve

    Ub = R8Vc/R7+R8 = 2,2K.9 / 2,2K+4,7K

    = 2,86V

    Rb = R7R8/R7+R8 = 1,5K

    Ub = Ib Rb + Ube + Ie R9 = Ib (Rb+ (1+) R9) + Ube

    Vy Ib= Ub-Ube/ (Rb+ (1+) 9) ( =50)

    = 2,87-0,7/1,5K+(1+ 50)220

    = 1,7.10^-4 A = 0,17mA

    Ie = (1+)Ib = 51. 0,17mA = 8,67mA

    Suy ra Ve = Ie.R9 = 8,67mA. 220=2V

    Uce = 9-Ve = 7V.

    Cng sut pht ca mch l : Pt= Uce. Ic = 7. 8,67mA=60,7mW

    4. C li pht ti a.

    C li pht ca mch l khong cch ln nht tnh t mch m ti tn hiu thu c c cht lng nh khi pht i.

    C li pht c tnh bng cn bc hai ca t s cng sut pht Pt vi cng sut my thu Pr

    c trng ca sng radio l truyn v nhn trong mt di, cng sut thu ca my thu FM thng trong khong 0.1mW.

    Vy khong cch ln nht m mch pht c l

    Coi anten l l tng th khong cch pht thc t ca mch l d 24,6m

  • Mch pht FM in t 8-K53

    14

    5. S mch in

    Do vic t mch in cn kh t vi mch c nh nn bn em lm mch in bng phng php th cng

    PHN IV. Kt qu m phng trn phn mm workben

    Do tnh cht mch tng t nn nhiu phn mm khng h tr m phng nh protues,..nn bn em chon phn mm wordkben m phng - phn mm ny d s dng v c th m phng c cc mch tng t tng i tt -Trong bi bo co ny em xin php khng trnh by cch s dng phn mm ny

  • Mch pht FM in t 8-K53

    15

    Di y l kt qu m phng cho mch trn

    PHN V. Kt lun

  • Mch pht FM in t 8-K53

    16

    1. V cc thng s k thut :

    Mch pht FM c thit k c cc thng s: tn s pht trong khong 64-

    108MHz, ngun cung cp s dng l 9V, tm pht xa gn 20m hon ton m bo

    cc yu cu k thut ra.

    Cht lng tn hiu thu c s dng i thu FM thng thng cho tn hiu tt,

    khng c ting n trong phm vi pht cho php ca thit b. .

    2. V cc yu cu khc :

    Mch c thit k c kch thc 4cm x 7cm, hn gn v chi ph thnh phm

    thp, s dng linh kin truyn thng. Trn thc t, nu s dng cc linh kin dn

    kch thc nh, ta c th thu hp kch thc mch xung m vn m bo cc yu

    cu k thut vi gi thnh cao hn t 15% n 0%. Linh kin s dng ph bin,

    quy trnh lp mch n gin v hiu chnh d dng . Nh vy, cc yu cu ny

    m bo cho vic a vo thit b tai nghe khng dy m khng lm thay i

    nhiu kch thc cng nh khi lng ca tai nghe, c tnh kh thi cao khi p

    dng trong thc t.

    3. u v nhc im ca sng FM:

    Sng FM c nhiu u im v mt tn s, di tn m thanh sau khi tch sng

    iu tn c cht lng rt tt, cho m thanh trung thc v c th truyn m thanh

    Stereo , sng FM t b can nhiu hn so vi sng AM.

    Nhc im ca sng FM l c ly truyn sng ngn, ch truyn c c ly t

    vi chc n vi trm Km , do sng FM thng c s dng lm sng pht

    thanh trn cc a phng.

    4. ng dng ca iu ch FM

    K thut iu ch FM c s dng ph bin trong khong tn s v tuyn VHF

    dnh cho truyn pht m nhc v ging ni trung thc cao . H qu l FM gn

    nh tr thnh mt loi chun iu ch truyn pht tng t tn s cao v

    trung thc cao FM radio . iu ch FM s dng trong truyn pht tn hiu thng

  • Mch pht FM in t 8-K53

    17

    thng c gi l iu ch FM gii rng (W-FM) . Trong chuyn pht adio

    chiu m FM gii hp (N-FM) c s dng tit kim bng thng .

    Nhm sinh vin thc hin.

    Ti liu tham kho: 1, K thut mch in t- Phm Minh H , Ngun internet: www.dientuvietnam.com,... 3, Electronic devices