MẠCH PHÁT FM Dùng IC Số - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (22 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Điện - Điện tử

MẠCH PHÁT FM dùng IC số

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (412.02 KB, 22 trang )

1Mạch phát FMMẠCH PHÁT FMMỤC LỤCLời nói đầu......................................................................................................................Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI..........................................................................31.1 Mục đích................................................................................................................31.2 Nội dung và nhiệm vụ...........................................................................................31.3 Phương pháp..........................................................................................................3Chương 2. LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ FM.................................................................52.1 Điều chế tần số FM................................................................................................52.1.1 Dạng sóng của điều chế FM..........................................................................62.1.2 Dạng phổ của điều chế FM............................................................................82.2 Chỉ số điều biến FM..............................................................................................8Chương 3. THIẾT KẾ MÁY PHÁT FM.................................................................103.1 Giới thiệu linh kiện trong mạch phát FM..............................................................103.2 Sơ đồ nguyên lý.....................................................................................................113.3 Chức năng từng khối theo sơ đồ nguyên lý..........................................................113.3.1 Khối mạch vào.............................................................................................113.3.2 Khối mạch lọc..............................................................................................112Mạch phát FM3.3.3 Khối khuếch đại âm tần...............................................................................133.3.4 Khối dao động..............................................................................................143.3.5 Antena..........................................................................................................163.4 Nguyên lý hoạt động chung...................................................................................16Chương 4. KẾT QUẢ THIẾT KẾ VÀ THỬ NGHIỆM.........................................184.1 Sơ đồ mạch in........................................................................................................184.2 Sản phẩm................................................................................................................194.3 Kết quả thử nghiệm...............................................................................................194.4 Ưu điểm và nhược điểm........................................................................................194.5 Cách khắc phục......................................................................................................20Chương 5. KẾT LUẬN.............................................................................................21Tài liệu tham khảo......................................................................................................223Mạch phát FMChương 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI1.1 Mục đích:Nhiều ứng dụng tiện ích trở nên không thể thiếu trong cuộc sống con người như:micro không dây, bộ đàm thoại, điện thoại kéo dài, chuông cửa từ xa, đài radio… Chínhvì thế em xin giới thiệu về mạch phát FM (frequency modulation). Hầu hết các ứngdụng kể trên đều được phát triển từ một nguyên lý chung của mạch phát FM, tức lànhận tín hiệu tương tự sau đó đưa vào mạch điều chế FM và cuối cùng phát tín hiệu đóra ở một tần số trong dãy FM (64 – 108 MHz). Ở đây, mạch phát FM này sẽ nhận tínhiệu tương tự là âm thanh ( tiếng nói, nhạc, ... ), phát ra tín hiệu ở tần số trong dải FMvà sử dụng bộ phận thu là máy radio thường dùng trong cuộc sống.1.2 Nội dung và nhiệm vụ:-Tìm hiểu kỹ thuật điều chế tần số tương tự FM (frequency modulation).-Thiết kế mạch phát tín hiệu FM với tín hiệu tin tức là âm thanh ( dải tần 20Hz –20KHz), tần số sóng mang nằm trong dải tần FM (64MHz – 108MHz).-Thi công phần cứng : mạch nhỏ gọn, tiện dụng, phát tín hiệu tốt.1.3 Phương pháp:-Hình 1.1 Sơ đồ khối mạch phát FMKhối mạch vào: nhận tín hiệu âm thanh từ micro để đưa vào mạch điều chế.Khối mạch lọc: ngăn dòng một chiều từ micro vào mạch và cho tín hiệu xoay chiềuMạch vàoMạch lọcAntenaKhuếch đại âm tầnĐiều chếDao động-đi qua.Khối khuếch đại âm tần: khuếch đại tín hiệu đã đưa vào từ micro.Khối dao động: tạo ra tần số dao động riêng chính là tần số sóng mang.Antena: phát tín hiệu, tăng khả năng bức xạ sóng điện từ ra môi trường xung quanh.4Mạch phát FM5Mạch phát FMChương 2. LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ FM2.1 Điều chế tần số FM:Thông tin mà chúng ta truyền đạt (âm thanh..) phần lớn nằm ở khoảng tín hiệu thấp,nếu không thông qua điều chế trước khi phát bằng sóng vô tuyến , sẽ gặp phải nhiều vấnđề khó khăn như khoảng cách truyền, tổn hao, nhiễu, giới hạn băng thông, khó khănphía thu. ... để khắc phục những vấn đề này , người ta sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhauđể đưa tần số của tín hiệu mang tin lên khoảng tần số cao ,phù hợp với hoàn cảnh vàthiết bị . Người ta gọi đó là các kỹ thuật điều chế. Điều chế là quá trình ghi tin tức vàomột dao động cao tần nhờ biến đổi một thông số nào đó ( ví dụ: biên độ, tần số, góc pha,độ rộng xung, … ) của dao động cao tần theo tin tức.Trong trường hợp này, tin tức được gọi là tín hiệu điều chế, dao động cao tần đượcgọi là tải tin, còn dao động cao tần mang tin tức được gọi là dao động cao tần đã điềuchế.Nói chung các phương pháp điều chế rất đa dạng, bao gồm cả điều chế cho tín hiệutương tự và cho tín hiệu số , trong đó , một trong những phương pháp đơn giản cho tínhiệu tương tự là phương pháp điều tần – frequency modulation (FM).Điều tần là quá trình ghi tín hiệu tin tức ở tần số thấp vào một dao động ở tần sốcao làm biến đổi tần số theo tín hiệu tin tức. Trong điều tần, tín hiệu điều tần thay đổiquanh tín hiệu tải tin. Phương pháp này khác với phương pháp thay đổi biên độ củasóng mang hay còn gọi là điều chế biên độ - amplitude modulation (AM) . Trong kỹthuật truyền thông tương tự , giá trị của tín hiệu mang tin sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên tầnsố của sóng mang .Mục đích của điều chế là chọn một phổ tần thích hợp cho việc truyền thông tin, vớicác tần số sóng mang khác nhau người ta có thể truyền nhiều tín hiệu có cùng phổ tầntrên các kênh truyền khác nhau của cùng một đường truyền. Xét tín hiệu tải tin : U t(t)= Umt cos ωt t6Mạch phát FMNếu ωt thay đổi tương ứng với nguồn thông tin, ta có tín hiệu điều chế tần số (FM).Một kỹ thuật điều chế tương tự là điều chế pha PM (Φ(t) thay đổi). Trong phạm vi bàitập này, ta chỉ xét kỹ thuật điều tần.Xét 2 tín hiệu:Tin tứcUs(t) = Ums cos ωs tTải tinUt(t) = Umt cos ωt tKhi điều chế tần số, tần số của dao động cao tần biến thiên tỉ lệ với tín hiệu điều chếvà được xác địnhωdt = ωt + Kdt .Ums cos ωs tTrong đó : ωt là tần số trung tâm của tín hiệu điều tần.∆fmax = Kdt .Ums gọi lượng di tần cực đại2.1.1 Dạng sóng của điều chế FM:ωdt = ωt + Kdt .Ums cos ωsCó ωdt = dφdt(t)/ dtdφdt(t) = ∫ ωdt(t).dt= ∫ (ωt + Kdt .Ums cos ωs t).dt= ∫ ωt(t).dt + ∆fmax ∫ cos ωs t .dt= ωt.t + (∆fmax / ωs). Sin ωs tBiểu thức của điều tần :Udt = Umt cos (ωt.t + (∆fmax / ωs). Sin ωs t)= Umt cos (ωt.t + mf Sin ωs t)Tín hiệu âm tần7Mạch phát FMTín hiệu cao tầnTín hiệu sóHình 2.1 Sơ đồ điều chế FMVới mạch điều chế tần số thì sóng mang có biên độ không đổi, nhưng tần số thayđổi theo biên độ của tín hiệu âm tần, khi biên độ tín hiệu âm tần tăng thì tần số cao tầntăng, khi biên độ âm tần giảm thì tần số cao tần giảm. Như vậy sóng mang FM có tần sốtăng giảm theo tín hiệu âm tần.8AmplitudeMạch phát FMHình 1.2 Dạng sóng củatín hiệu đã qua điều chếTime2.1.2 Dạng phổ của điều chế FM:Udt = Umt cos (ωt.t + mf Sin ωs t) có thể biểu diễn dạng chuỗi mà hệ số là các hàmBessel loại 1 bậc K.Udt = Umt cos (ωt.t + mf Sin ωs t)=Umt + J0(mf) cos ωtt + Umt ∑J2k(mf)[sin(ωt + 2kωs)t + sin (ωt- 2k ωs)t] + Umt ∑J2k+1(mf)[cos(ωt + (2k+1)ωs)t - cos (ωt- (2k+1) ωs)t] +...Tín hiệu điều tần có vô số thành phần tấn số, trong diều tần dải hẹp ∆f max