Đồ Án Thiết Kế Máy Thu Radio AM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA CÔNG NGHỆ
ĐỀ TÀI: Thiết kế máy thu radio AM
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Minh
Vinh, 2009

Đồ án kỹ thuật tương tự GVHD: Nguyễn
Thị Minh
Môc lôc
Më ®Çu .......................................................................................................
........
3
Ch ¬ng− 1: Tæng quan ®Ò t iμ .......................................................
4
1 kh¸i niÖm chung vÒ thu radio...................................................
4
1.1 Kh¸i niÖm ...........................................................................................
............
4
1.2 §iÒu chÕ tÝn hiÖu radio ........................................................................
...........
4
1.3 Sö dông tÇn sè trung tÇn trong m¸y thu thanh.....................................
...........
4
1.4 Ph©n lo¹i m¸y thu Radio vµ s¬ ®å khèi cña m¸y thu ..........................
...........
5
1.5 ThiÕt kÕ m¸y thu Radio AM................................................................
...........
6

2 Lý thuyÕt vÒ m¸y thu radio AM ...............................................
6
2.1 M¹ch céng h−ëng tÇn sè ....................................................................
............
6
2.2 M¸y biÕn ¸p ........................................................................................
............
7
2.3 M¹ch khuÕch ®¹i .................................................................................
..........
10
2.4 M¹ch dao ®éng ba ®iÓm ......................................................................
..........
19
2.5 M¹ch trén tÇn ......................................................................................
..........
20
2.6 M¹ch t¸ch sãng....................................................................................
..........
21
Ch ¬ng− 2: Ph©n tÝch, thiÕt kÕ vμ tÝnh to¸n ..............
24
3 S¬ ®å khèi cña m¸y thu radio AM ............................................
24
4 S¬ ®å m¹ch thùc hiÖn ......................................................................
24
5 Ph©n tÝnh, thiÕt kÕ vμ tÝnh to¸n chi tiªt tõng kh
èi .. 25

5.1 Khèi anten ............................................................................................
...........
25
5.2 khèi m¹ch vµo........................................................................................
..........
25
5.3 Khèi khuÕch ®¹i cao tÇn, khèi tù t¹o dao ®éng vµ khèi trén tÇn............
.........
26
5.4 Khèi khuÕch ®¹i trung tÇn ....................................................................
...........
29
5.5 Khèi t¸ch sãng.......................................................................................
..........
30
5.6 Khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn.........................................................................
..........
31
KÕt luËn ....................................................................................................
......
33
T iμ liÖu tham kh¶o .................................................................................
.
34
....................................................................................................................
.............

....................................................................................................................
.............
Đề tài: Thiết kế máy thu radio AM SVTH : Nguyễn
Đình Tuấn
2
Thị Minh
më ®Çu
N
gµy nay, khoa häc kü thuËt trªn thÕ giíi cã nhiÒu tiÕn bé, nhiÒu thµnh
tùu ®¸ng kÓ. NhÊt lµ çc lÜnh vùc kü thuËt, c«ng nghÖ th«ng tin, kü
thuËt viba, truyÒn h×nh sè, tæng ®µi ®iÖn tho¹i v« tuyÕn, kü thuËt ph¸t
thanh, ®· vµ ®ang ph¸t triÔn v−ît bËc. Çc thiÕt bÞ ®iÖn tö ngµy cµng ®−îc
tinh
gän, siªu nhá nh−ng tÝnh n¨ng vµ hiÖu qu¶ lµm viÖc cña chóng th× r©t cao
vµ rÊt
bÒn
Trong lÜnh vùc ph¸t thanh, truyÒn h×nh ë n−íc ta, ngµy nay ®·
cã
nhiÒu tiÕn bé ®¸ng kÓ do cã nhiÒu nhµ khoa häc, nhiÒu chuyªn gia, nhiÒu k
ü s−
giái vÒ khoa häc kü thuËt cïng tham gia nghiªn cøu vµ triÓn khai øng dông
. KÕt
qu¶ cã rÊt nhiÒu thiÕt bÞ míi ®−îc ®−a vµo thay thÕ çc thiÕt bÞ, m¸y mãc
cò
mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Tuy vËy, vÒ ph¸t thanh truyÒn h×nh cÇn cã n
hiÒu
lÜnh vùc cÇn tiÕp tôc nghiªn cøu, häc hái vµ ph¸t triÔn thªm ®èi víi ng−êi l
µm kü
thuËt ph¸t thanh truyÒn h×nh nãi riªng vµ çc kü s− ®iÖn tö nãi chung.
Trong ®å ¸n kü thuËt t−¬ng tù nµy nhãm thùc hiÖn xin tr×nh bµy
vÒ vÊn
®Ò thu sãng radio AM qua ®Ò tµi: ThiÕt“ kÕ m¸y thu radio AM”. Trong chõ
ng
mùc thêi gian ng¾n ngñi vµ l−îng kiÕn thøc tÝch luü cßn h¹n chÕ, tµi liÖu c
h−a

nhiÒu, ng−êi thùc hiÖn chØ kh¶o s¸t m¸y thu radio AM trªn khÝa c¹nh nhË
p m«n
kü“ thuËt ph¸t thanh truyÒn h×nh”. Hi väng víi ®Ò tµi nµy nhãm nh÷ng ng
−êi
thùc hiÖn sÏ cã thªm hiÓu biÕt vÒ kü thuËt thu sãng radio vµ tÝch luü thªm k
iÕn
thøc phôc vô cho qu¸ tr×nh häc tËp
Tuy cã nhiÒu cè g¾ng thùc hiÖn thµnh c«ng ®å ¸n nh−ng kh«ng
tr¸nh
khái nh÷ng h¹n chÕ thiÕu sãt, nÕu cã ®iÒu kiÖn nhãm thùc hiÖn sÏ nghiªn c
øu
s©u h¬n vµ hoµn thiÖn h¬n. Mong nhËn ®−îc sù gãp ý chØ b¶o thªm cña th
Çy c«
vµ b¹n bÌ ®Ó ®Ò tµi cã thÓ hoµn thiÖn tèt h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c« gi¸o NguyÔn ThÞ Minh ®· chØ b¶o
tËn
t×nh trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi nµy, c¶m ¬n tÊt c¶ c¸c ý kiÕn ®ãng gãp
cña
c¸c thÇy c« vµ b¹n bÌ.
Nhãm sinh viªn t
hùc hiÖn!
Đình Tuấn
3
Thị Minh
Ch−¬ng I
Tæng quan ®Ò tμi
1 kh¸i niÖm chung vÒ thu radio
1.1 Kh¸i niÖm

M¸y thu radio hay cßn gäi lµ m¸y thu thanh lµ mét thiÕt bÞ hoµn chØ
nh dïng
®Ó thu nhËn sãng radio mang th«ng tin, phôc håi l¹i tÝn hiÖu th«ng tin vµ
khuÕch
®¹i ®Õn gi¸ trÞ ban ®Çu vµ ®−a ra loa
1.2 §iÒu chÕ tÝn hiÖu radio
Trong kü thuËt radio cã hai çch ®iÒu chÕ tÝn hiÖu c¬ b¶n:
1.2.1 §iÒu chÕ biªn ®é – AM (Amplitude Modulation)
Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ biªn ®é (®iÒu biªn) AM sö dông mét sãng
cã tÇn sè
cao (rÊt lín h¬n tÇn sè tÝn hiÖu – gäi lµ sãng mang) phèi hîp víi tÝn hiÖu
®Ó t¹o
ra mét d¹ng sãng cã tÇn sè lµ tÇn sè sãng mang, nh−ng biªn ®é thay ®æi t
heo
d¹ng sãng tÝn hiÖu. Sãng AM ®−îc ph¸t ra ngoµi kh«ng gian.
Sãng AM trong radio ®−îc chia thµnh çc d·i tÇn:
- Sãng trung – MW (medium wave) cã tÇn sè tõ 530 KHz – 160
0 KHz.
- Sãng ng¾n 1 – SW1 (short wave) cã tÇn sè tõ 2.3 MHz – 7 MH
z.
- Sãng ng¾n 2 – SW2 (short wave) cã tÇn sè tõ 7 MHz – 22 MH
z.
Khi nãi ®Õn d¶i tÇn cña mét b¨ng sãng, tøc lµ nãi ®Õn tÇn sè sãng man
g cña
d¶i tÇn ®ã.
1.2.2 §iÒu chÕ tÇn sè – FM (Frequency Modulation)
Kh¸c víi ®iÒu biªn, ®iÒu chÕ tÇn sè (®iÒu tÇn) FM lµ lµm thay ®æi t
Çn sè
sãng mang theo biªn ®é tÝn hiÖu. TÇn sè sãng mang FM rÊt lín h¬n tÇn s
è sãng
mang trong AM. D¶i tÇn FM tõ 88 MHz – 108 MHZ. Khi ®iÒu chÕ FM .
Trong hai çch ®iÒu chÕ, th× ph−¬ng ph¸p ®iÒu chÕ FM cho tÝ
n hiÖu
®Õn n¬i thu trung thµnh h¬n, Ýt sai lÖch h¬n lµ ®iÒu chÕ AM, bëi v× ®−êng
truyÒn
¶nh h−ëng rÊt Ýt ®Õn tÇn sè sãng truyÒn, nh−ng l¹i t¸c ®éng rÊt lín lªn bi
ªn ®é

cña nã. Tuy nhiªn, sãng FM v× tÇn sè rÊt lín h¬n tÇn sè AM nªn kh«ng tr
uyÒn
®−îc xa nh− sãng AM.
1.3 Sö dông tÇn sè trung tÇn trong m¸y thu thanh
Đình Tuấn
4
Thị Minh
Trong phÇn thu radio, tÝn hiÖu lèi vµo rÊt bÐ, cÇn ph¶i khuÕch ®¹i nhiÒ
u lÇn.
Mét m¹ch khuÕch ®¹i víi hÖ sè khuÕch ®¹i lín vµ kh«ng g©y mÐo trong su
èt
toµn gi¶i tÇn lµ ®iÒu kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc. V× vËy ng−êi ta ®−a tÝn hi
Öu cÇn
khuÕch ®¹i RF (Radio frequency) vÒ mét tÇn sè trung gian cè ®Þnh, gäi lµ t
Çn sè
trung tÇn IF (Intermediate frequency). Trong AM th× IF lµ 455 KHz, cßn tr
ong
FM th× IF lµ 10.7 MHz.
1.4 Ph©n lo¹i m¸y thu radio vµ s¬ ®å khèi cña m¸y thu
C¨n cø vµo cÊu tróc s¬ ®å mµ ng−êi ta chia m¸y thu thanh thµnh hai l
o¹i
1.4.1 M¸y thu thanh khuÕch ®¹i th¼ng
TÝn hiÖu cao tÇn thu tõ Anten ®−îc khuÕch ®¹i th¼ng vµ ®−a ®Õn m
¹ch
t¸ch sãng, m¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn mµ kh«ng qua m¹ch ®æi tÇn. §èi víi d
¹ng
nµy, cÊu tróc s¬ ®å cña m¸y ®¬n gi¶n nh−ng chÊt l−îng thu sãng kh«ng c
ao, ®é
chän läc kÐm, kh«ng æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng thu kh«ng ®ång ®Òu trªn c¶ b¨ng
sãng. V× vËy lo¹i m¸y thu nµy gÇn nh− kh«ng cßn ®−îc sö dông.
1.4.2 M¸y thu thanh ®æi tÇn
TÝn hiÖu cao tÇn ®· ®iÒu chÕ thu tõ Anten ®−îc khuÕch ®¹i lªn vµ bi
Õn ®æi

vÒ mét tÇn sè trung gian kh«ng ®æi gäi lµ tÇn sè trung tÇn IF. Trung tÇn nµy
®−îc
chän thÊp h¬n cao tÇn. TÝn hiÖu trung tÇn nµy sau khi ®i qua vµi bé khuÕch
®¹i
trung tÇn sÏ ®−îc ®−a ®Õn m¹ch t¸ch sãng, m¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn vµ ®
−a ra
loa. S¬ ®å khèi cña mét m¸y thu ®æi tÇn cã d¹ng nh− sau:
M
¹c
h
v
µo
K§
RF
Trén
tÇn
K§
IF
K§
©m
tÇn
T¸ch
sãng
Dao
®éng
néi
H×nh 1.1 S¬ ®å m¸y thu ®æi tÇn
M¸y thu ®æi tÇn cã nh÷ng −u ®iÓm lµ ®é khuÕch ®¹i ®ång ®Òu h¬n t
rªn tÊt
c¶ çc b¨ng sãng v× tÇn sè trung t©n t−¬ng ®èi thÊp vµ æn ®Þnh khi tÝn hiÖu
vµo
thay ®æi.
Đình Tuấn
5
Thị Minh
- M¹ch vµo: lµm nhiÖm vô chän läc çc tÝn hiÖu cÇn thu vµ lo¹i trõ
çc tÝn
hiÖu kh«ng cÇn thu còng nh− çc nhiÔu kh¸c nhê cã m¹ch céng h−ëng,
tÇn sè
céng h−ëng ®−îc ®iÒu chØnh ®óng b»ng tÇn sè cÇn thu f
0
.

- KhuÕch ®¹i cao tÇn: nh»m môc ®Ých khuÕch ®¹i b−íc ®Çu cho tÝ
n hiªu
cao tÇn thu ®−îc tõ Anten.
- Bé ®æi tÇn: gåm m¹ch dao ®éng néi vµ m¹ch trén tÇn. Khi trén h
ai tÇn sè
cña tÝn hiÖu dao ®éng néi f
n
vµ tÝn hiÖu cÇn thu f
0
ta ®−îc tÇn sè trung gia
n hay
cßn gäi lµ trung tÇn IF gi÷a tÇn sè dao ®éng néi vµ tÇn sè cÇn thu.
f
tt
= f
n
– f
0
= const.
Khi tÇn sè tÝn hiÖu tõ ®µi ph¸t thay ®æi tõ f
0min
®Õn f
0max
th× tÇn sè
dao
®éng néi còng ph¶i thay ®æi tõ f
nmin
®Õn f
nmax
®Ó b¶o ®¶m hiÖu sè gi÷a ch
óng
lu«n lu«n b»ng h»ng sè.
§èi víi m¸y thu ®iÒu biªn (AM): f
n
= 455 KHz hoÆc 465 KHz.
§èi víi m¸y thu ®iÒu tÇn (FM): f
n
= 10.7 MHz.
- Bé khuÕch ®¹i trung tÇn: cã nhiÖm vô khuÕch ®¹i tÝn hiÖu trung t
Çn ®Õn
mét gi¸ trÞ ®ñ lín ®Ó ®−a vµo m¹ch t¸ch sãng. §©y lµ mét tÇn khuÕch ®¹i
chän
läc t¶i lµ mét tÇn sè céng h−ëng cã tÇn sè céng h−ëng b»ng tÇn sè trung
tÇn.
- T¸ch sãng: cã nhiÖm vô t¸ch tÝn hiÖu ©m tÇn ra khái tÝn hiÖu sãng
mang
cao tÇn sau ®ã ®−a qua m¸ch khuÕch ®¹i ©m tÇn tr−íc khi ®−a qua loa.
1.5 ThiÕt kÕ m¸y thu radio AM
Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy ng−êi thùc hiÖn chØ thiÕt kÕ mét m¸y thu
sãng
radio ®iÒu chÕ biªn ®é AM. M¸y thu radio AM nµy ho¹t ®éng theo nguy
ªn lý
m¸y thu ®æi tÇn, cã s¬ ®å khèi nh− ë h×nh 1.1. §Ó ®¬n gi¶n, m¸y thu radi
o AM
®−îc thiÕt kÕ ®Ó thu ®−îc sãng trung – MW (medium wave) cã tÇn sè t
õ 530
KHz – 1600 KHz. M¸y thu ph¶i ho¹t ®éng æn ®Þnh, cã ®é chèng nhiÔu c
ao, chÊt
l−îng ©m thanh t−¬ng ®èi.

2 Lý thuyÕt m¸y thu radio AM
2.1 M¹ch céng h−ëng tÇn sè
Dïng m¹ch dao ®éng LC m¾c song song ®Ó t¹o sù cæng h−ëng víi
tÇn sè
cÇn thu. Ta th−êng sö dông s¬ ®å sau ®©y:
Đình Tuấn
6
Thị Minh
H×nh 1.2 M¹ch LC dïng lµm m¹ch céng h−ëng tÇn sè.
Trë kh¸ng t ¬ng− ® ¬ng− cña m¹ch:
Z
=
Z
L
Z
C
Z
L +
Z
C
= 2

L
≈ 
L
2
= 1

C
B¶ng 1.1 B¶ng tr¹ng th¸i cña m¹ch LC
Khi Z
L
= Z
c
, m¹ch ®iÖn cæng h−ëng tai tÇn sè

=
0
vµ ®−î
c tÝnh
b»ng:

1

V
LC
Tr¹ng th¸i
0
V
L ®ãng m¹ch
 LC + 1  LC

TÇn sè céng h
−ëng: f
0
=
1
2
∏
LC
Khi gi¸ trÞ tô xoay C thay ®æi ta sÏ cã çc tÇn sè céng h−ëng kh
¸c
nhau. §iÒu nµy ®−îc øng dông ®Ó thu ®−îc nhiÒu kªnh trong m¸y thu tha
nh.
2.2 M¸y biÕn ¸p
2.2.1 §Þnh nghÜa vµ ký hiÖu
BiÕn ¸p lµ thiÕt bÞ ®Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu, cÊu t¹o gåm mét c
uén
cÊp (®−a ®iÖn ¸p vµo) vµ mét hay nhiÒu cuén thø cÊp (lÊy ®iÖn ¸p ra sö dô
ng)
cïng quÊn trªn mét lái tõ cã thÓ lµ l¸ thÐp hoÆc lâi ferit. §Ó tr¸nh dßng ®iÖ
n
Fuco ch¹y trong m¹ch vµ lµm nãng m¹ch çc l¸ thÐp lµm lâi ®−îc d¸t má
ng vµ
ghÐp çch ®iÖn víi nhau.
Trong m¹ch ®iÖn biÕn ¸p ®−îc ký hiÖu nh− sau:
Đình Tuấn
7
Thị Minh
H×nh 1.3 KÝ hiÖu cña biÕn ¸p.
Trong ®ã:
N
1
: Sè vßng d©y cuén s¬ cÊp U
1
: §iÖn ¸p vµo cuén
s¬ cÊp

N
2
: Sè vßng d©y cuén thø cÊp U
2
: §iÖn ¸p ra cuén t
hø cÊp
2.2.2 Nguyªn lý lµm viÖc
Khi ®Æt vµo cuén s¬ cÊp mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin U
1
, trong l
âi thÐp
xuÊt hiÖn mét tõ tr−êng biÕn thiªn theo quy luËn ®iÖn ¸p vµo. Tõ tr−êng b
iÕn
thiªn lµm xuÊt hiÖn tõ th«ng biÕn thiªn, tõ th«ng biÕn thiªn nµy c¶m øng sa
ng
cuén thø cÊp lµm xuÊt hiÖn mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin. §iÖn ¸p, sè vß
ng
d©y cuén s¬ cÊp vµ ®iÖn ¸p, sè vßng d©y cuén thø cÊp liªn hÖ theo c«ng thø
c sau:
U
U
=
N
1
N
2
I
I
1
2.2.3 C«ng suÊt
C«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p phô thuéc vµo tiÕt diÖn cña lâi tõ, vµ phô
thuéc
vµo tÇn sè cña dßng ®iÖn xoay chiÒu, biÕn ¸p ho¹t ®éng ë tÇn sè cµng cao t
h×
c«ng suÊt cµng lín. C«ng suÊt vµo ra cña m¸y biÕn ¸p ®−îc tÝnh theo c«ng
thøc
sau:
P
1
= U
1
I
1
; P
2
=U
2
I
2
Khi hiÖu suÊt cña m¸y biÕn ¸p cao th×: P
1 ≈
P
2
suy ra U
1
I
1 ≈
U
2
I
2
2.2.4 Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p
- BiÕn ¸p nguån vµ ©m tÇn
Đình Tuấn
8
= 2

Thị Minh
H×nh 1.4 BiÕn ¸p nguån
BiÕn ¸p nguån th−êng gÆp trong Cassete, ¢mly, ... biÕn ¸p
nµy ho¹t
®éng ë tÇn sè ®iÖn l−íi 50 Hz lâi biÕn ¸p sö dông çc l¸ T«nsilic h×nh ch÷
E vµ I
ghÐp l¹i biÕn ¸p nµy cã tû sè vßng / vol lín
BiÕn ¸p ©m tÇn sö dông lµm biÕn ¸p ®¶o pha vµ ra loa trong çc
m¹ch
khuÕch ®¹i c«ng suÊt ©m tÇn. BiÕn ¸p sö dông çc l¸ T«nsilic lµm lâi tõ nh
− biÕn
¸p nguån nh−ng l¸ T«nsilic trong biÕn ¸p ©m tÇn máng h¬n ®Ó tr¸nh tæn h
ao,
biÕn ¸p ©m tÇn ho¹t ®éng ë tÇn sè cao h¬n cho nªn cã tû sè vßng / vol thÊp
h¬n
Khi thiÕt kÕ biÕn ¸p ©m tÇn ng−êi ta th−êng lÊy gi¸ trÞ tÇn sè trung b×nh k
ho¶ng 1
KHz ®Õn 3 KHz.
- BiÕn ¸p xung vµ cao ¸p
H×nh 1.5 BiÕn ¸p xung vµ cao ¸p
BiÕn ¸p xung lµ biÕn ¸p ho¹t ®éng ë tÇn sè cao kho¶ng vµi chôc
KHz
nh− biÕn ¸p trong çc bé nguån xung, biÕn ¸p cao ¸p. Lâi biÕn ¸p xung lµ
m b»ng
ferit do ho¹t ®éng ë tÇn sè cao nªn biÕn ¸p xung cho c«ng suÊt rÊt m¹nh, s
o víi

biÕn ¸p nguån th«ng th−êng cã cïng träng l−îng th× biÕn ¸p xung cho c«
ng suÊt
m¹nh gÊp hµng chôc lÇn.
2.2.5 TÝnh sè vßng d©y, diÖn tÝnh lâi tõ, ®−êng kÝnh d©y quÊn
DiÖn tÝch lâi tõ: S = (0.8

1.3) P
2
§èi víi tÇn sè thÊp 50 Hz diÖn tÝch cña lâi tõ ®−îc tÝnh theo c«ng th
øc: S
= I(A)
3A / mm2
Đình Tuấn
9
Thị Minh
§−êng kÝnh cña d©y quÊn theo chØ tiªu mËt ®é dßng
3 A/mm2
:
S
=
∏
d2
4
suy ra
d
=
2
S
∏
Sè vßng d©y ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: sè vßn
g d©y / vol =
suy ra:
4
5 2
. Nªn
N
1
=
U
1
4
5 2
; N
2 =
U
2
45
2
2.3 M¹ch khuÕch ®¹i
S(cm )
S(cm ) S(cm )

2.3.1 M¹ch ph©n cùc vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu nhá dïng BJT
Ta biÕt BJT cã thÓ ho¹t ®éng trong 3 vïng:
- Vïng t¸c ®éng (Vïng khÕch ®¹i hay tuyÕn tÝnh): líp tiÕp gi¸p BE ph
©n
cùc thuËn, líp BC ph©n cùc thuËn.
- Vïng b¶o hoµ: líp tiÕp gi¸p BE ph©n cùc thuËn, líp BC ph©n cùc t
huËn.
- Vïng ng−ng: líp BE ph©n cùc nghÞch
Tuú theo nhiÖm vô mµ ho¹t ®éng cña transistor ph¶i ®−îc ®Æt trong
vïng
nµo. Nh− vËy, ph©n cùc çc transistor lµ ®−a çc ®iÖn thÕ mét chiÒu vµo c
¸c cùc
cña transistor nh− thÕ nµo ®Ó transistor ho¹t ®éng ë vïng mong muèn. DÜ
nhiªn
ta cßn ph¶i thùc hiÖn mét sè biÖn ph¸p kh¸c ®Ó æn ®Þnh ho¹t ®éng cña trans
istor
nhÊt lµ khi nhiÖt ®é cña transistor thay ®æi.
a. Ph©n cùc cè ®Þnh (Fixed Bias):
Ph−¬ng ph¸p chung ®Ó ph©n gi¶i m¹ch
cùc gåm ba b−íc:
- B−íc 1: Dïng m¹ch ®iÖn ngâ vµo ®Ó
x¸c ®Þnh dßng ®iÖn ngâ vµo (I
B
hoÆc I
E
).
- B−íc 2: Suy ra dßng ®iÖn ngâ ra tõ
quan hÖ I
C
=
®
I
B
, I
C
=
〈
I
E
.
- B−íc 3: Dïng m¹ch ®iÖn ngâ ra ®Ó
x¸c ®Þnh çc th«ng sè cßn l¹i (®iÖn thÕ t¹i
H×nh 1.6 S¬ ®å ph©n cùc c
è ®Þnh.
çc ch©n, gi÷a çc ch©n cöa BJT... ).
¸p dông vµo m¹ch ®iÖn h×nh 1.6 ta cã:
Đình Tuấn
1
0
Thị Minh

- M¹ch ngâ vµo:
V
CC
- R
B
I
B
- V
BE =
0 , suy ra I
B =
V
CC −
V
BE
R
B
. Víi V
BE
= 0.7V nÕu BJT lµ
Si vµ V
BE
= 0.3V nªu BJT lµ Ge. Suy ra I
C
=
®
I
B
.
- M¹ch ngâ ra:
V
CC =
R
C
I
C +
V
CE
hay V
CE =
V
CC −
R
C
I
C
Sù liªn hÖ gi÷a I
C
vµ I
B
sÏ quyÕt ®Þnh xem BJT cã ho¹t ®éng trong vï
ng
tuyÕn tÝnh hay kh«ng. §Ó BJT ho¹t ®éng trong vïng tuyÕn tÝnh th× V
C
> V
B
=
V
BE
. Suy ra V
C
= V
CC
– R
C
I
C
= V
CE
>V
BE
=
0.7. Hay I
C <
V
CC −
0.
7 V
R
C
, nÕu I
C
dÇn
t
í
i
V
CC −
0.7
V
R
C
BJT sÏ ®i dÇn vµo ho¹t ®éng ë vïng b¶o hoµ. Tõ ®iÒu kiÖn nµy vµ
liªn hÖ I
C
=
®
I
B
ta t×m ®−îc trÞ sè tèi ®a cña I
B
, tõ ®ã chän ®−îc trÞ sè R
B
sao cho
thÝch hîp.
NÕu V
CE
= 0 k
hi ®ã I
C =
V
CC
R
C
(thùc ra V
CE
= 0.2V) suy ra V
C
< V
B
tøc lµ
líp tiÕp gi¸p BC ph©n cùc thuËn nªn BJT ho¹t ®éng trong vïng b¶o hoµ. L
óc nµy
dßng I
C
®−îc gäi lµ dßng b¶o hoµ, kÝ hiÖu lµ I
Csat
.
b. Ph©n cùc b»ng cÇu chia ®iÖn thÕ (Voltage Divider Bias):
M¹ch c¬ b¶n cã d¹ng nh− h×nh 1.7. Dïng ®Þnh lý Thevenin biÕn ®æi
thµnh
m¹ch t−¬ng.
Trong ®ã:
R
BB
= R
1
// R
2
=
R
1
R
2
R
1 +
R
2

V
B
B
=
V
CC
R
1
R
2
R
1 +
R
2
- M¹ch ngâ vµo:
thÕV
BB
= R
BB
I
B
+ V
BE
+ R
E
I
E
Thay I
E
= (1+
®
)I
B
.
Suyra
V
BB −
V
BE
R
BB +
(1
+ ®
)R
E
- M¹ch ngâ ra:
Đình Tuấn
1
1
Thị Minh
V
CE
= V
CC
- R
C
I
C
- R
E
I
E
, v× I
C ≈
I
E
suy ra V
CE
= V
CC
– (R
C
+ R
E
)I
C
.
Ngoµi ra:
V
C
= V
CC
– R
C
I
C
; V
B
= V
BB
– R
B
I
B
; V
E
= R
E
I
E ≈
R
E
I
C
.
Dßng b¶o hoµ trong tr−êng hîp
nµy I
C
= I
CSat
=
V
CC
R
C +
R
E
.
c. Ph©n cùc æn ®Þnh cùc ph¸t (Emitter Stabilized Bias):
M¹ch c¬ b¶n gièng m¹ch ph©n cùc cè ®Þnh, nh−ng ë cùc ph¸t m¾c t
hªm
mét ®iÖn trë R
E
x−íng mass.
- M¹ch ngâ vµo:
V
CC
= R
B
I
B
+ V
BE
+ R
E
I
E
.
H×nh 1.7 S¬ ®å ph©n cùc b»ng cÇu chia
IB = , ta tÝnh ® îc− IC = ® IB .IB = . Suy ra IC = ® IBICSat = . Ta thÊy khi thªm RE vµo ICSat nhá h¬n trong tr êng− hîpIB = . TÝnh ® îc− IC = ® IB

Thay I
E
= (1 +
®
)I
B
, suy ra
V
CC −
V
BE
R
B +
(1
+ ®
)R
E
- M¹ch ngâ ra:
V
CC
= R
C
I
C
+ V
CE
+ R
E
I
E
, trong ®ã I
E ≈
I
C
H×nh 1.8 S¬ ®å ph©n c
ùc æn
®Þnh cùc ph¸t
Suy ra V
CE
= V
CC
– (R
C
+ R
E
)I
C
.
Trong m¹ch ph©n cùc cè ®Þnh, b»ng c¸ch cho nèi t¾t gi÷a cùc thu vµ
cùc
ph¸t ta t×m ®−îc dßng ®iÖn cùc thu b¶o hoµ I
Csat
V
CC
R
C +
R
E
ph©n cùc cè ®Þnh, tøc BJT dÔ b¶o hoµ h¬n.
d. Ph©n cùc víi håi tiÕp ®iÖn thÕ (Dc Bias With Voltage Feedback):
- M¹ch ngâ vµo:
V
CC
= R
C
I
’C
+ V
BE
+ R
B
I
B
+ R
E
I
E
víi
I
’C
= I
C
+ I
B
= I
E ≈
I
C
=
®
I
B
. Suy ra ta tÝnh ®−îc:
V
CC −
V
BE
R
B + ®
(R
C +
R
E
)
- M¹ch ngâ ra:
V
CE
= V
CC
– (R
C
+ R
E
)I
C
. H×nh 1.9 S¬ ®å ph©n cùc
víi håi tiÕp ®
iÖn thÕ
Đình Tuấn
1
2
Thị Minh
2.3.2 TÝnh khuÕch ®¹i cña BJT
Xem m¹ch ®iÖn h×nh 1.10

Gi¶ sö ®−a mét tÝn hiÖu xoay chiÒu cã d¹ng
sin, biªn ®é nhá vµo ch©n B cña BJT nh− h×nh vÏ.
§iÖn thÕ ë ch©n B ngoµi thµnh phÇn ph©n cùc V
B
cßn cã thµnh phÇn xoay chiÒu cña tÝn hiÖu v
i
(t)
chång lªn: V
B
(t) = V
B
+ v
i
(t).
Çc tô C
1
, C
2
ë ngâ vµo vµ ngâ ra ®−îc chän
nh− thÕ nµo ®Ó cã thÓ xem nh− nèi t¾t
– Dung
H×nh 1.10
kh¸ng rÊt nhá ë tÇn sè tÝn hiÖu. Nh− vËy t¸c dông cña çc tô liªn l¹c C
1
, C
2
lµ cho
thµnh phÇn xoay chiÒu cña tÝn hiÖu ®i qua vµ ng¨n thµnh phÇn ph©n cùc mé
t
chiÒu.
- Khi v
B
(t) < V
B
, tøc b¸n kú d−¬ng cña tÝn
hiÖu V
BE
t¨ng tøc dßng I
B
t¨ng vµ do ®ã I
C
=
®
I
B
nªn dßng cùc thu I
C
còng t¨ng. Do ®ã ®iÖn thÕ t¹i
cùc thu v
C
(t) = V
CC
– R
C
i
C
(t) gi¶m h¬n trÞ sè tÜnh
V
C
.
- Khi v
B
nhá h¬n V
B
, tøc b¸n kú ©m cña tÝn
hiÖu, dßng I
B
gi¶m ®−a ®Õn dßng I
C
còng gi¶m vµ
dßng v
C
(t) t¨ng.
Nh− vËy ë m¹ch trªn ta thÊy v
C
(t) biÕn thiªn
ng−îc chiÒu víi v
B
(t) tøc v
0
(t) ng−îc pha víi v
i
(t)
2.3.3 M¹ch khuyÕch ®¹i c«ng suÊt
a, ChÕ ®é c«ng t¸c vµ ®Þnh ®iÓm lµm vi
Öc
cho tÇn khuÕch ®¹i c«ng suÊt
Tuú thuéc vµo chÕ ®é c«ng t¸c
cña
H×nh 1.11 gi¶n ®å
thêi gian tÝn hiÖu
vµo vµ ra
transistor, ng−êi ta ph©n biÖt: bé khuÕch ®¹i chÕ ®é A, AB, B, vµ C. §å thÞ
trªn
h×nh 1.12 minh ho¹ çc chÕ ®é kh¸c nhau cña tÇn khuÕch ®¹i vµ d¹ng dßng
®iÖn
ra trªn colecto øng víi çc chÕ ®é ®ã. H×nh 1.12 cßn cho thÊy miÒn lµm viÖ
c cho
phÐp cña mét transistor khuÕch ®¹i. Víi çc chÕ ®é kh¸c nhau, gãc c¾t  c
òng
kh¸c nhau.

Đình Tuấn
1
3
Thị Minh
i
C
A i
C
Khu vùc
b¶o hoµ
P
Cmax
I
CO
I
C
t
1
t A
Hypebol
c«ng suÊt
i
C
AB AB
I
C
O
t
1 t
0
Khu vùc t¾tB
U
CE MAX
UCE
i
C
i
C
B
t
1 t
C
t2
t2
t2

H×nh 1.12 §Æc tuyÕn ra cña transistor vµ d¹ng sãng ra cña transist
or øng
víi chÕ ®é c«ng t¸c kh¸c nhau.
ChÕ ®é A
tÝn hiÖu ®−îc khuÕch ®¹i gÇn nh− tuyÕn tÝnh, gãc  = T/
2 =
0
h¬n biªn ®é dßng ra. V× vËy hiÖu suÊt cña bé khuÕch ®¹i chÕ ®é A rÊt thÊp
(<50%). Do ®ã chÕ ®é A chØ dïng trong tr−êng hîp c«ng suÊt nhá (P
r
< 1
W).
ChÕ ®é AB
cã gãc c¾t 900
<  < 1800
.
ë
chÕ ®é nµy cã thÓ ®¹t hiÖu
suÊt
cao h¬n chÕ ®é A (< 70%), v× dßng tÜnh I
C0
lóc nµy nhá h¬n dßng tÜnh ë ch
Õ ®é
A. §iÓm lµm viÖc n»m trªn ®Æc tuyÕn t¶i gÇn khu vùc t¾t cña transistor.
ChÕ ®é B cã gãc c¾t

= 900. §iÓm lµm viÖc tÜnh ®−îc x¸c ®Þnh t¹i
U
BE
=
0. ChØ mét n÷a chu kú ©m (hoÆc d−¬ng) cña ®iÖn ¸p vµo ®−îc transistor k
huÕch
®¹i.
ChÕ ®é C
cã gãc c¾t  < 900
. HiÖu suÊt chÕ ®é C kh¸ cao (lín h¬n 7
8%),
nh−ng mÐo rÊt lín. Nã th−êng ®−îc dïng trong c¸c bé khuÕch ®¹i tÇn sè
cao vµ
Đình Tuấn
1
4
Thị Minh
dïng víi t¶i céng h−ëng ®Ó cã thÓ läc ra d−îc hµi bËc nhÊt nh− mong mu
èn. ChÕ
®é C cßn ®−îc dïng trong m¹ch logic vµ m¹ch kho¸.
t2
180 . Khi tÝn hiÖu vµo h×nh sin th× ë chÕ ®é A dßng tÜnh colecto lu«n lu«n lín

§iÓm lµm viÖc tÜnh ®−îc x¸c ®Þnh trong khu vùc cho phÐp trªn ®Æc
tuyÕn
transistor (h×nh 1.12). Khu vùc ®ã ®−îc giíi h¹n bëi: hyperbol c«ng suÊt,
®−êng
th¼ng øng víi dßng colecto cùc ®¹i, ®−êng th¼ng øng víi ®iÖn thÕ
colecto –
emito cùc ®¹i, ®−êng cong ph©n çch víi khu vùc b¶o hoµ vµ ®−êng th¼n
g ph©n
çch víi khu vùc t¾t cña transistor. ë chÕ ®é ®éng (khi cã tÝn hiÖu vµo), ®iÓ
m
lµm viÖc cã thÓ v−ît ra ngoµi hyperbol c«ng suÊt (nÕu vÉn ®¶m b¶o ®−îc
®iÒu
kiÖn c«ng suÊt tæn hao nhá h¬n c«ng suÊt tæn hao cho phÐp), nh−ng kh«ng
®−îc
v−ît qu¸ çc giíi h¹n kh¸c.
b. M¹ch khuÕch ®¹i ®Èy kÐo
- Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ tÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo:
§Ó t¨ng c«ng suÊt, hiÖu suÊt vµ gi¶m mÐo phi tuyÕn, ng−êi ta dïng
tÇng
khuÕch ®¹i ®Èy kÐo. TÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo lµ tÇng gåm cã hai phÇn tö tÝ
ch
cùc m¾c chung t¶i. §Ó biÓu diÔn vµ ph©n lo¹i çc s¬ ®å ®Èy kÐo, cã thÓ dïn
g s¬
®å cÇu nh− h×nh 1.13
PhÇn tö
PhÇn tö
K
§
U
CC
t
t
K§ Rt U
CC
PhÇn tö
K§
PhÇn tö
K§
a) b)
H×nh 1.13 Ph©n lo¹i çc tÇng khuÕch ®¹i ®Èy kÐo.
a) s¬ ®å ®Èy kÐo song song; b) s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp.
Trong s¬ ®å ®Èy kÐo song song, çc phÇn tö tÝch cùc ®−îc m¾c tron
g çc

nh¸nh bªn tr¸i cña cÇu. Trong çc nh¸nh ph¶i cña cÇu lµ ®iÖn trë t¶i, cã ®iÓ
m
gi÷a nèi víi nguån cung cÊp cã ®iÓm gi÷a nèi víi t¶i, t¶i n»m trong nh¸nh
chÐo
cña cÇu. Ng−îc l¹i, trong s¬ ®å ®Èy kÐo nèi tiÕp nguån cung cÊp cã ®iÓm
gi÷a
nèi víi t¶i, t¶i n»m n»m trong nh¸nh chÐo cña cÇu. Tãm l¹i s¬ ®å ®Èy kÐo s
ong
song cã çc phÇn tö tÝch cùc ®Êu song song vÒ mÆt mét chiÒu vµ s¬ ®å ®Èy
kÐo
nèi tiÕp cã çc phÇn tö tÝch cùc ®Êu nèi tiÕp vÒ mÆt mét chiÒu.
Đình Tuấn
1
5
Thị Minh
Çc tÇng ®Èy kÐo cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é A, AB hoÆc B, nh−ng th
«ng
th−êng ng−êi ta hay dïng chÕ ®é AB hoÆc B. ë chÕ ®é B, ®iÓm lµm viÖc
®−îc
chän sao cho dßng ®iÖn ra ë chÕ ®é tÜnh I
r0
b»ng kh«ng vµ ®iÖn ¸p ra ë chÕ
®é
tÜnh U
r0
b»ng ®iÖn ¸p nguån cung cÊp. Mçi transistor chØ khuÕch ®¹i mét n
÷a
d−¬ng hoÆc mét n÷a ©m tÝn hiÖu vµo. Hai n−a tÝn hiÖu nµy sÏ ®−îc tæng
hîp l¹i
thµnh tÝn hiÖu hoµn chØnh trªn ®iÖn trë t¶i.
Tuy nhiªn, ë chÕ ®é B ph¶i l−u ý ®Õn mÐo tÝn hiÖu sinh ra khi ®iÓm
lµm
viÖc chuyÓn tiÕp tõ transistor kh¸c, MÐo nµy ®−îc kh¾c phôc b»ng çch ch
o tÇng
ra lµm viÖc ë chÕ ®é AB.
- S¬ ®å ®Èy kÐo song song:
TÊt c¶ çc s¬ ®å ®Èy kÐo song song ®Òu ph¶i dïng biÕn ¸p ra ®Ó
phèi
Tải bản FULL (file word 55 trang): bit.ly/2WRv5JY
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

ghÐp gi÷a hai n÷a ®iÖn trë t¶i R
t
. M¹ch ®iÖn nguyªn lý biÓu diÔn trªn h×nh
1.14.
§Ó cã ®iÖn ¸p ®Æt vµo hai transistor ng−îc pha, dïng biÕn ¸p BA
1
.
R
I
C1
T
1
I
rX
I
C § êng− t¶i xoay chiÒu
U
V
N
a
N
b
R
2
N
1
N
2
U
r
R
t
0
U
CER
U
CC
U
CE
B
A
1
T
2
I
C2
P
0
, P
r
, P
C
BA
2
a)
U
CE
U
CE
P
0 max
0,78P
0max
P
C max b) t
P
r
0
,
5
0
,
6
4
1 U
r
/ U
r max
c)
H×nh 1.14 TÇng c«ng suÊt ®Èy kÐo song song
Đình Tuấn
1
6
Tải bản FULL (file word 55 trang): bit.ly/2WRv5JY
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

Thị Minh
NÕu ®iÖn ¸p ®Æt vµo cã d¹ng sin th× hai transistor thay nhau khuÕch
®¹i hai
n÷a h×nh sin, v× ®iÖn thÕ ®Çu cuén thø cÊp BA
1
ng−îc pha. C¸c ®iÖn trë R
1,
R
2
®−îc chän sao cho dßng tÜnh qua chóng nhá (chÕ ®é AB). Khi cho R
2
= 0 t
h× U
B
= 0, do ®ã bé khuÕch ®¹i lµm viÖc ë chÕ ®é B. ë chÕ ®é AB dßng tÜnh colec
to
n»m trong kho¶ng (10  100)  A. Hai n÷a h×nh sin cña ®iÖn ¸p ®−îc phèi
hîp l¹i
trªn biÕn ¸p BA
2
. §iÖn trë cña mçi transistor ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: R
’t
= n2R
t
,
trong ®ã n lµ hÖ sè cña m¸y biÕn ¸p: n = N
1
/N
2
, N
1
, N
2
theo thø tù lµ sè vßn
g d©y
cña mét n÷a cuén s¬ cÊp vµ sè vßng cña cuén thø cÊp. VËy ta cã quan hÖ:
I
C
= U
CE
/R
’t
vµ U
CE
= nU
r
C«ng suÊt ra cña m¹ch:
P
=
U
2r
2R
t
=
2
2
Biªn ®é ®iÖn ¸p ra cùc ®¹i gi÷a colecto vµ emito cña mét transistor (
h×nh
1.14b): U
CEMAX
= U
CC
- U
CER
Do ®ã nhËn ®−îc c«ng su©t
cùc ®¹i: P
r max
=
(U
CC −
U
CER
)2
2
NÕu gi¶ thiÕt bé khuÕch ®¹i lµm viÖc ë chÕ ®é B, ta tÝnh ®−îc dßng
colecto
trung b×
nh: i
C =
1
T
T /
2
∫
i
0
C
(t)dt
= I
C
∏
.
UCE
2n R t
2n R t
3456544

Đồ Án Thiết Kế Máy Thu Radio AM

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (18)

Similar to Đồ Án Thiết Kế Máy Thu Radio AM

Similar to Đồ Án Thiết Kế Máy Thu Radio AM (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đồ Án Thiết Kế Máy Thu Radio AM