bao cao fm

Mạch phát FM Stereo PGS.TS Hoàng Đình Chiến

MUC LUC

1. MUC ĐICH…………………………………………………………………………………...1

2. LY THUYÊT ĐIÊU CHÊ FM………………………………………………………………1

2.1. Điêu chế FM………………………………………………………………………………………..12.2. Băng thông cua tin hiêu điêu chế FM…………………………………………………………..22.3. Sơ đô khôi phát FM stereo……………………………………………………………………….4

3. THƯC HIÊN MACH FM……………………………………………………………………53.1. Sơ đô mạch………………………………………………………………………………………….53.2. Giơi thiêu IC BA1404……………………………………………………………………………..53.3. Thi công mạch……………………………………………………………………………………..8

4. THƯC HIÊN MACH KHUÊCH ĐAI 2 TÂNG FM……………………………………...104.1. Sơ đô mạch………………………………………………………………………………………..104.2. Thi công mạch……………………………………………………………………………………11

5. NHÂN XET…………………………………………………………………………………12

TÀI LIÊU THAM KHẢO……………………………………………………………………...13

0

Nguyễn Hồng Phúc 40801594Phan Nhật Vũ 50802678


MACH PHÁT FM VÀ KHUÊCH ĐAI CS 2 TÂNG

1. MUC ĐICH :

Thiết kế mạch phát FM stereo sử dụng IC BA 1404 có 2 tầng khuếch đại nhằm tăng khả năng phát tín hiệu ở khoảng cách xa.

2. LY THUYÊT ĐIÊU CHÊ FM :2.1. Điều chế FM:- Điều chế FM là cách điều chế mà tần số sóng mang thay đổi theo biên độ của tín hiệu cần

điều chế.- Tín hiệu sau điều chế có dạng : xFM(t) = Vcos(2fct + (t))

Với : fc là tần số của sóng mang. Ac là biên độ của sóng mang. (t) là góc pha thay đổi theo tín hiệu.

- Đối với FM : (t) = 2f∫ x ( y ) dy

- Tần số của tín hiệu sau điều chế : f(t) = fc + fx(t) trong đó f là độ dịch tần đảm bảo f(t) > 0 (thông thường f < fc).

0 1 2 3 4 5 6 7

x 10-3

-4

-2

0

2

4

thoi gian

bien

do

Song mang chưa điêu chế

0 1 2 3 4 5 6 7

x 10-3

-4

-2

0

2

4

thoi gian

bie

n d

o

1



Sóng mang sau điều chế

2.2 Băng thông của tín hiệu điều chế FM:

Xét tín hiệu x(t) có dạng x(t) = Vmcos(mt) suy ra (t) = mf sin(mt) với mf = fVm / fm

Tín hiệu sau điều chế :

xc(t) = V{ cos[(t)]cos(ct) – sin[(t)]sin(ct)} = V{[cos(mf sin(mt)]cos(ct) – sin[mf sin(mt)]sin(ct )}

a. Với FM dải hẹp (NBFM: mf <0,25)

Khi đó, Ta có :

vNBFM= V [ cos ωc t⏟soùng mang

− (mf sin ωm t )⏟bieân taàn

. sin ωc t

V . mf sin ωo t . sin ωm t =V . mf

2[ cos(ωo−ωm) t − cos (ωc+ωm)t ]

Phổ NBFM gồm các sóng mang và 2 biên như AM

b. Với FM dải rộng (WBFM: WideBand FM mf > 0,25)

- Gồm có thành phần tần số sóng mang, và các thành phần biên độ ωc± nωm với n = 1, 2, 3,...

- Áp dụng phép khai triển:cos(mf sin(mt)) = J0()+2Jn(mf)cos(nmt) vơi n chẵn.sin(mf sin(mt)) = 2Jn(mf)sin(nmt) vơi n lẻ.

Với :Jn(mf) là hàm Bessel bậc n với đối số mf.

Khi đó,

= V [ J o(mf )cosωc t + J 1(mf )cos (ωc+ωm) t − J1 (mf )cos(ωc−ωm) t +

2



+ J 2(mf )cos(ωc+2ωm) t + J 2( mf )cos (ωc−2ωm )t + .. . ]

- Các giá trị của Jn(1) cho bởi hình sau:

- Phổ tần của tín hiệu fm là vô hạn.Tuy nhiên biên độ của các hài bậc cao rất bé, có thể bị loại bỏ. Do đó, băng thông có thể được giới hạn tuy nhiên sẽ gây méo tín hiệu do mất hài bậc cao.Vì vậy cần lựa chọn để tín hiệu méo dạng có thể chấp nhận được.

3


m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f

m

f


0 5 10 15-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

beta

ham

Bes

sel b

ac n

,doi

so

beta

n=0

n=1

n=2n=3

n=10

- Gọi V là biên độ sóng mang FM không điều chế trên tải R, công suất sóng mang:

PC (mf =0) =V 2

2 R= PToTal

- Công suất FM khi có điều chế:

PFM (mf ) = PC (m f=0 )[J o (mf )2 + 2 J 1(m f )

2 + 2 J2 (mf )2 + . .. + 2 J n(m f )

2 ]Khi đó, 99% năng lượng cao tần tập trung trong băng thông FM.

- Thông thường ta sẽ loại bỏ các vạch phổ có | Jn(mf) | < với chọn từ 0,01 đến 0,1. Băng thông của tín hiệu : BW = 2(mf +2)fm(max).

2.3 Sơ đồ khối phát FM stereo:

4



- Tín hiệu từ kênh trái và phải sẽ được đưa qua 2 bộ cộng và trừ tạo ra 2 tín hiệu L+R và L-R.

- Tín hiệu L-R được điều chế DSB tại tần số 38KHz.- Tín hiệu DSB này cùng tín hiệu L+R và pilot 19KHz cộng lại với nhau tạo thành tín hiệu

cuối.- Tín hiệu này sẽ được điều chế FM phát đi.

Phổ tần tin hiêu trươc khi điêu chế FM

3. THƯC HIÊN MACH FM :

3.1. Sơ đồ mach

5



- Danh sách linh kiện được sử dụng trong mạch phát FM :

Tên Số lượngIC BA1404 1Điên trở 47K 2Điên trở 270 1Điên trở 150K 1Điên trở 5.6K 1Điên trở 27K 2Tụ 1Nf 6Tụ hoa10Uf 4Tụ 10pF 5Tụ 220Pf 1Thạch anh 38KHz 1Cuộn cảm 1Đen LED 1Nguôn 3V 1

3.2 Giới thiệu BA1404 :

6



- Mỗi IC BA1404 gồm bộ điều chế stereo tạo ra tín hiệu stereo, bộ điều chế FM và bộ khuếch đại RF. Bộ điều chế stereo tạo ra tín hiệu tổng hợp tạo thành từ tín hiệu chính (left + right), tín hiệu phụ (left – right) và tín hiệu pilot (19 KHz ) sử dụng dao động thạch anh 38 KHz. Bộ điều chế FM có sóng mang ở dải tần số FM quảng bá (88 ~ 108 MHz).

Kich thươc IC BA1404

7



Sơ đô chân chức năng cua IC BA 1404

- Chức năng các chân của BA1404 :

PIN NO PIN NAME MÔ TẢ

1 R – ch audio input Nôi đến mạch tiên nhấn2 Input amplifier bypass Nôi vơi tụ bypass3 GND Low frequencies4 38 KHz oscillator bypass Nôi vơi tụ bypass5 38 KHz oscillator Nôi vơi thạch anh 38 KHz6 38 KHz OSC Nôi vơi tụ tải cua thạch anh7 RF output Nôi vơi mạch cộng hưởng LC8 GND High frequency9 RF oscillator Nôi vơi tụ bypass10 RF oscillator Nôi vơi tụ và mạch cộng hưởng LC11 Voltage supply Nôi vơi tụ biến dung (co thể không sử dụng)12 Modulation signal input Nôi vơi tụ bypass và nguôn tin hiêu đã điêu chế13 Pilot signal output Nôi vơi mạch mixer RC14 Multiplexer signal output Nôi vơi mạch mixer RC15 VCC Cấp nguôn

8



16 Multiplexer modulator balance Nôi vơi biến trở trimpot17 Multiplexer modulator balance Nôi vơi biến trở trimpot18 L – ch audio input Nôi vơi mạch tiên nhấn

3.3. Thi công mạch

- Layout mạch thực tế được hiện thực :

- Mạch có thể chỉnh tần số phát bằng cách xoay cuộn cảm( thay đổi L cuộn dây ).- Mạch có thể hoạt động ở tần số phát từ 88 ~ 108 MHz.

Mạch thật:

9



- Phổ tín hiệu

4. THƯC HIÊN MACH KHUÊCH ĐAI 2 TÂNG FM

4.1. LÝ THUYẾT:- Mạch khuếch đại gồm có 2 tầng khuếch đại nối tiếp nhau nhằm nâng công suất phát. Tại

đầu ra là tầng phối hợp trở kháng trước khi tín hiệu được đưa ra anten phát.- Tầng 1 là khuêch đại lớp A, tầng 2 là khuyech đại lớp AB

10



4.2. MẠCH THẬT

5. NHÂN XET Mạch khuyếch đại thi công thực tế nhiễu nhiều, nếu muốn cấp nguồn 12V cho mạch

khuyếch đại ta phải mắc tụ 2200µ vào adatapter trên thị trường Các giá trị β của các BJT cũng không chính xác như datasheet, ta phải dùng VOM để đo

dòng điện ở ngõ ra và cân chỉnh các gia trị trở đến khi được dòng ngõ ra cần.

11



Anten cũng cân nối đúng để phối hợp trở kháng tốt.

TÀI LIÊU THAM KHẢO

[1] http://machdientu.net/mach-tong-hop/mach-phat-hi-fi-stereo-fm-don-gian.htm

[2] http://4tech.com.vn/forums/showthread.php/1852-Mot-so-mach-FM-radio

[3] http://www.kythuatvien.com/h/315/Other.../Nguyen-ly-thu-Radio-AM-FM.html

[4] http://dhdt.forumotion.net/t11-topic

[5] http://www.eleccircuit.com/long-range-fm-transmitter/

[6] http://electroschematics.com/22/88-108-mhz-40w-wideband-power-amplifier-mrf171a/

[7] http://www.eleccircuit.com/rf-power-amplifier-13w-to-6w-by-2sc1970/

12


http://www.eleccircuit.com/rf-power-amplifier-13w-to-6w-by-2sc1970/

http://electroschematics.com/22/88-108-mhz-40w-wideband-power-amplifier-mrf171a/

http://www.eleccircuit.com/long-range-fm-transmitter/

http://dhdt.forumotion.net/t11-topic

http://www.kythuatvien.com/h/315/Other.../Nguyen-ly-thu-Radio-AM-FM.html

http://4tech.com.vn/forums/showthread.php/1852-Mot-so-mach-FM-radio

http://machdientu.net/mach-tong-hop/mach-phat-hi-fi-stereo-fm-don-gian.htm

bao cao fm

Documents