Chương I

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

I GIỚI THIỆU
Vô tuyến điện và điện tử học là một ngành học mới phát triển nhưng đã
có những bước phát triển mạnh mẽ và ngày càng hồn chỉnh ,phong phú , đóng
góp rất nhiều cho việc phục vụ nền kinh tế quốc dân ,phục vụ quốc phịng và
nhiều lỉnh vực nghiên cứu khoa học khác.
Vơ tuyến có nghĩa là khơng dây .Vơ tuyến điện (VTD) là ngành khoa
học nghiên cứu biện pháp thực hiện sự liên lạc ,truyền đạc những tín hiệu ,tin
tức ,thơng tin ,thăm dị giữa hai hay nhiều điểm mà khơng có dây dẫn nối giữa
những điểm đó ,chỉ dựa vào bức xạ và lan truyền các sóng điện từ.
Điện tử học là ngành khoa học nghiên cứu việc khống chế điều khiển
chuyển dịch của luồn điện tử và dựa vào hiệu quả của sự khống chế này để
thực hiện một số mục đích như nắn điện ,khuếch đại tạo sống , đổi tần …..
II LỊCH SỬ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN
Phát sinh về vô tuyến điện không phải là một công trình của một cá nhân
hoặc của một tổ chức nào mà là của nhiều nước của nhiều nhà khoa học và
phải trải qua một thời gian dài mới tiến tới bước hồn chỉnh.
 Năm 1873 Mơac Xoen ,nhà vật lí người Anh đã đề ra lí luận về sóng
điện từ
 Năm 1888 Hee,nhà bác học người Đức . Ông đã xác định ,chứng
minh sự tồn tại của sóng điện từ .
 Năm 1895 Pô Pốp ,nhà bác học người Nga mới phát minh ra bộ thu
vô tuyến đầu tiên trên thế giới .
 Ngày 7-5-1895 Ông đã đem bộ máy đó ra biểu diễn ở hội nghiên cứu
vật lí và hoá học ở Nga.
 Năm 1904 Flem Minh ,nhà bác học người Anh phát minh ra đèn điện
tử hai cực .
 Năm 1913 máy thu đổi tần . Máy tạo sóng cao tần dùng đèn điện tử

ra đời .
 Năm 1924 phát minh ra đèn bốn cực .
 Năm 1931 phát minh ra đèn 5 cực.
Sau chiến tranh thế giới thứ hai , dụng cụ bán dẩn phát triển mạnh đã thay
thế đèn điện tử …với ưu điểm hiệu suất cao ,khối lượng nhỏ.
Những đài phát thanh đầu tiên trên thế giới là đài Matcơva vào năm
1922 .Có cơng suất là 12kw , đài quốc tế cộng sản năm 1932 có cơng suất là
40kw ,vào năm 1936 cơng suất đến 500kw.
Ngày nay các đài quốc tế có cơng suất đến hàng ngàn kw ,nhiều ngành
khoa học khác như rada ,tự động hoá , điều khiển từ xa ,luyện thép bằng cao
tần .Trong y tế và máy tính…

III TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KỈ THUẬT VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ
TRÊN THẾ GIỚI
SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 1


Kỷ thuật vô tuyến điện tử ở các nước xã hội chủ nghỉa tiên tiến hàng đầu
trên thế giới ,luôn hướng về sản xuất và phục vụ đời sống cho nhân dân
Ở Liên Sơ .
Năm 1950 mới có 9,68 triệu loa truyền thanh .
Năm 1981 có 75 triệu máy thu thanh ,75 triệu máy thu hình .
Ở Pháp có 7 đài phát hình lớn và 8000 đài chuyển tiếp bảo đảm cho gần hết
lảnh thổ có thể xem truyền hình được .
Nói chuyện điện thoại có thể nhìn thấy người nói chuyện với mình cũng đã
được thực hiện .
Ngồi ra vô tuyến điện tử cũng được áp dụng vào việc chinh phục vủ trụ,
tuy nhiên ở các nước tư bản ,kỉ thuật vơ tuyến điện cịn hướng vào cơng nghiệp

chiến tranh như ném bôm bằng tia laze , điều khiển máy bay khơng người láy
chụp hình lén …
IV TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ Ở VIỆT NAM
Trong những năm đầu của lịch sử phát triển ngành vô tuyến điện ở Việt
Nam .Thơng tin liên lạc cịn chưa phổ biến .khi xã hội phát triển thì u cầu của
thơng tin liên lạc cũng bắt đầu tăng .
Nặm 1935 một số công ty tư bản đặc đài phát thanh ở Sài Gịn ,Hà Nội và
Hải Phịng .Bên cạnh đó thực dân pháp phát triển hệ thống thông tin vô tuyến
phục vụ cho hàng hải và hàng không …..
Ngày 7-9-1945 đài tiếng nói Việt Nam được phát thanh đầu tiên từ thủ đơ
Hà Nội.
Năm 1969 ngành vơ tuyến truyền hình ra đời .
Ngày nay , ở nước ta với sự phát triển của khoa học kỉ thuật thì ngành vơ
tuyến truyền thông cũng đã và đang phát triển mạnh mẻ,thông tin liên lạc cũng
trở nên phổ biến với nhiều hình thức như : phát thanh truyền hình .vv .. Hiện
nay trạm nghiên cứu vũ trụ cũng hoạt động . Đó cũng là những bước tiến của
ngành vô tuyến điện tử ờ nước ta .

Chương II

KHÁI QUÁT VỀ SÓNG ĐIỆN TỪ
SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 2


I SỐNG VƠ TUYẾN
1 Định nghĩa:
Sóng vơ tuyến là một loại sóng điện từ, mà sóng điện từ này được hình
thành từ các điện trường ,từ trường cao và thấp ,lan tuyền với vận tốc ánh sáng.

Sóng vơ tuyến có 3 thành phần quan trọng :
- tần số f
- biên độ A
- pha
Tấn số là số lần thay đổi từ trường trong 1 giây của sóng vơ tuyến .Khoảng
cách giữa các đỉnh điện trường của sóng vơ tuyến được gọi là bước sóng .Do
tốc độ sóng điện từ bằng tốc độ ánh sáng ,nên phương trình (1) là phương trình
liên hệ giữa tần số f và bước sóng
(1)
Điện trường cao

Điện trường thấp
F= 1

2

3

4

5

6

Khoảng cách lan truyền trong 1 giây
Hình 2-1 Mối quan hệ giữa độ dài bước sóng và tần số
2- Các đặc tín của sóng vơ tuyến
Các đặc tín lan truyền của sóng vơ tuyến thay đổi rất lớn tuỳ thuộc vào tần
số (hoặc bước sóng) .Sóng vơ tuyến có các đặc tính sau đây :
Tần số thấp : lan truyền rộng tính chất này tương tự như của âm thanh

(hình 2-1)
Tần số cao : sóng vơ tuyến truyền thẳng, đặc tính tương tự như của ánh sáng
bị hấp thụ hoặc phân tán do mưa (hình 2-4)
Anten
phát

SVTH: Dương Thanh Trung
Trang : 3
Hình 2-3 phương thức truyền sóng vơ tuyến ở tần số thấp


Khi tần số tăng độ rộng băng tần khả dụng có thể tăng lên . Khi dử liệu vào
tăng thì độ rộng băng tần cần thiết củng phải tăng .
Ví dụ nếu tín hiệu ti vi được phát bằng sóng vơ tuyến ở tần số 1MHZ thì
sóng trung khơng đủ rộng .Băng UHF (300Mhz đến 3000Mhz) mới có thể sử
dụng được.

Anten
phát

Hình 2-4 phương thức truyền sóng vơ tuyến ở tần số cao
Khi ở tần số cao ,sóng vơ tuyến chỉ có thể lan truyền theo một hướng nhất
định vì sự dịch chuyển sóng vơ tuyến ở tần số này là truyền thẳng .Có thể sử
dụng lập lại dạng sóng vơ tuyến có cùng tần số, nếu thay đổi vị trí và hướng
của sóng . vì lí do này mà ở tần số cao ,phù hợp cho việc truyền tín hiệu dung
lượng lớn và các tần số tương đối cao được sử dụng cho viễn thơng .Khi ở tần
số thấp sóng vơ tuyến có thể lan truyền tới một vị trí bất kì ,nó thít hợp cho việc
thơng tin ở xa tầm nhìn.
Ví dụ ở tần số này được sử dụng thơng tin cho các tàu biển .Sóng vơ tuyến
ở tần số thấp (sóng dài) thơng tin cho tàu ngầm vì chúng có thể lan truyền dưới

nước ở tần số thấp ,các máy phát và máy thu có thể tạo ra với giá thành thấp vì
khơng cần đến cơng nghệ cao . Các sóng vơ tuyến có tần số khác nhau được sử
dụng phù hợp với mục đích để nâng cao hiệu quả sử dụng .
II- MƠI TRƯỜNG TRUYỀN SĨNG
Sóng vơ tuyến chịu ảnh hường bởi các mơi trường bên ngồi như:
 Sóng phản xạ và khúc xạ khi qua các mơi trường điện mơi khác nhau .
 Sóng nhiểu xạ vì địa hình mặt đất khơng bằng phẳng.
 Sóng truyền trong mơi trường ion hố chất khí ,sẻ làm tán xạ sai phân
cực sóng gốc.
 Các đặc điểm trên làm ảnh hưởng suy hao công suất máy phát ,hạn chế
cự li truyền và cự li truyền sóng gây khó khăn cho thu sóng .
1-Mơi trường đồng tính
tốc độ pha

(ms)

:độ từ thẳm mơi trường [h/m]
:hằng số điện mơi [F/m]
Bước sóng là khoảng cách truyền sóng trong một chu kì

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 4


Với v: tốc độ pha của sóng gọi là tốc độ sóng .
:tấn số sóng [hz].
Trong khơng gian tự do:

Độ dẩn điện

Tốc độ sóng
Trở kháng đặc tính của khơng gian tự do là một số:

2-Sóng phẳng trong mơi trường điện mơi lí tưởng.

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 5


Là sóng có mặt đồng pha là một mặt phẳng vng góc với phương truyền
sóng .Trong mơi trường đồng nhất và đẳng hướng thì sóng phẳng có đặc điểm
như sau:(mơi trường điện lí tưởng).Và cùng vng góc với phương truyền sóng
z. đống pha với
và có biên độ các vetơ cường độ điện trường và vecter
Y



Z
X

H

Hình 2-5 Sóng điện từ phẳng trong điện mơi lí tường
cường độ từ trường vng gốc với nhau . Độ không đổi theo phương truyền z:
xem hình 2-5
hay
Trong đó:
Hm biên độ .

Hmf biên độ trong mặt phẳng.
Với hệ số suy hao của môi trường
.
Hệ số pha của sóng
.
là acgumen của trở kháng sóng phức Zp :
..
Trở kháng sóng
có giá trị số thực.
Tốc độ pha của sóng

z0 vecter đơn vị phương z.

Mật độ cơng suất trung bình của sóng bức xạ:
Vận tốc pha của sóng là một hằng số.
Môi trường không tổn hao năng lượng,không tán sắc sóng điện từ ,trở
kháng sóng là một số thực.
3 Sóng phẳng trong mơi trường dẩn kim loại
Độ dẫn
trở kháng sóng là một số phức Zp sóng bị tiêu hao năng lượng
biên độ và giảm theo qui luật hàm mủ e-az dọc theo phương truyền z.
SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 6


trong đó e=2.7183… góc lệch trể pha giữa E và H xem hình 2-6.
Y
Eme  aZ


Z
X

H me  aZ

Hình 2-6 sóng điện trường phẳng trong mơi trường dẩn điện
III SỰ PHÂN CỰC CỦA SĨNG (POLARIZATION)
Bình thường sóng phẳng có vecter H và vecter E vng góc với nhau và
cùng vng góc với phương truyền sóng .Tại bán kì đầu
,các vecter và
đổi chiều nhưng vẩn vng góc với nhau và vng góc với phương truyền z
cho dù chúng có trể pha .
Nếu trong lúc truyền qua các môi trường không đồng nhất,có các ion dẩn
điện thì vecter H là vecter thay đổi phương so với ban đầu người ta chỉ xét đặc
điểm của vecter E .khi đó ta nói sóng là bị phân cực có 3 loại sóng phân cực đó
là elip ,trịn , và tuyến tính (thẳng) hình 2-7

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 7


Y

Z

Y


EY


X

EX

X

Hình 2-7 phân cực Elip
khi truyền đầu cuối đường của vecter E vạch một đường elip xoắn trong
không gian theo phương truyền x.Vecter có thể hình thành bởi e x và ey góc lệch
của trục x với trục y là
với EmY>Emx, là góc lệch pha ban đầu của vecter E
1 Phân cực tròn :
Khi biên độ emy =emx =em và
cực trịn ,tuỳ thuộc vào

ta có cose =0,

ta có phân

(gọi là phân cực tròn trái ) hay

gọi là phân

cực tròn phải .Hướng phân cực được qui định : nhìn theo phương truyền sóng
vecter e quay theo kim đồng hồ gọi là phân cực trịn phải.
2 Phân cực thẳng:
Vecter E ln song song theo một phương thẳng khi truyền gọi là phân cực
thẳng hay tuyến tính ,góc lệch pha giữa hai thành phần E là :
…nên


SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 8


Y
R
Emy



Emx

X

Hình 2-8 :Phân cực thẳng
Tuỳ thuộc vào vecter E phân cực thẳng được chia ra hai loại:
 phân cực đứng
 phân cực ngang
IV CÁC DẢI SĨNG VƠ TUYẾN DÙNG ĐỂ PHÁT THANH
Dải sóng phát thanh được chia thành từng phần nhỏ .Mỗi phần có tên gọi
riêng và ở mõi quốc gia điều có cơ quan riêng biệt để quản lí . Ở Mỉ thì có FCC
quản lí việc sử dụng sóng .Ví dụ như ở đài phát thương mại được qui định là
tần số từ 88MHZ đến 108MHZ …các dải tần được sử dụng rất nhiều vào các
loại dịch vụ khác nhau,CCIR có trách nhiệm về vơ tuyến viển thơng quốc
tế .Sau đây là các dải sóng phát được phân chia theo tiêu chuẩn CCIR định
danh tiếng anh phiên dịch sang tiếng việt

SVTH: Dương Thanh Trung


Trang : 9


BĂNG
1
2
3
4
5
6
7

8
9

10

11

12

DẢI
TẦN

TÊN
BĂNG
BƯỚC
TẦN
SÓNG

ULF:Ultra low
Vài chục
frequency
ngàn km

SỪ DỤNG CHỦ
YẾU TRONG
+ngành điện xoay
30 300hz
chiều
+ngành vật lí
+tự do
300hz 3k
ELF:Extremely low Vài ngàn +tự do
frequency
km
+F tiếng nói
3 30khz
VLF:very
low Vai chục +vơ tuyến hàng hải
frequency
km
+t.t di động hàng hải
30 300
LF: low frequency
km
+t.t di động hàng
khz
không
+vô tuyến hàng hải

300 3000
MF: medium
Trăm met
+phat thanh
khz
frequency
+thơng tin hành hải
+thơng tin sóng ngắn
3 30mhz
HF: high frequency chục met
+phát thanh sóng
ngắn
+các thơng tin di
động
+thơng tin quốc tế
30 300Mhz VHF:very high
m
+phat thanh FM
Frequency
+tryuền hình VHF
+thơng tin quốc tế
300 3000mh UHF: ultra high
dm
+truyền hình VHF
z
frequency
+các loại thông tin di
động
+các loại thông tin
cố định

3G 30GHZ
SHF:supper high
Cm
+t.t vệ tin và ra đa
frequency
+viển thông công
cộng
+vô tuyến thiên văn
(radio astronomy)
30G 300Gh
EXF:extremely
Mm
+vơ tuyến thiên văn
z
Highfrequency
+rada sóng mm
+nghiên cứu và thí
nghiệm
(research
and
experiment)
300G 3000GHZ
Trăm
+chưa phân định

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 10



Chương III

ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU

I ĐIỀU CHẾ
Điều chế tín hiệu tức là dùng các thuật toán cơ bản tác động lên tín hiệu
trong các hệ thống thơng tin , đặc biệt là các hệ thống truyền tin trên khoảng
cách lớn . Viêc điều chế tín hiệu là một lỉnh vực rất rộng và khó khảo sát được
hết ,nên trong đề tài này chỉ khảo sát các phương pháp điều chế cơ bản đó là
điều tần FM.
Vì điều chế tín hiệu là vấn đế rất cơ bản và quan trọng của hệ thống thơng
tin. Do đó ta phải tìm hiểu về mục đích của việc điều chế .
Tín hiệu ở đầu ra của bộ biến đổi tín hiệu trong khối nguồn (source) có tần
số rất thấp ,do đó khơng thể truyền đi xa được vì hiệu suất truyền khơng cao và
khơng có tín kinh tế .Cho nên phải thực hiện điều chế tín hiệu , với ba mục đích
sau:
Việc điều chế tín hiệu cho phép ta sử dụng hửu hiệu kênh truyền .Tín hiệu
gốc bao gồm nhiều tín hiệu mà chúng ta muốn truyền đi cùng lúc và trên cùng
đường truyền .
Bức xạ tín hiệu vào khơng gian với dạng sóng điện từ .Nếu muốn truyền tín
hiệu âm thanh trên khoảng cách lớn bằng sóng điện từ thì ở đầu ra máy phát
phải có anten phát .Kích thước anten phát theo lý thuyết trường điện từ không
nhỏ hơn 1/10 độ dài bước sóng phát ra .Phổ tín hiệu tiếng nói thường khoảng
20HZ đến 10KHZ ,như vậy kích thước anten phát phải cở hàng chục km . Đó
là điều khơng thể thực hiện được trong thực tế .Thực hiện điều chế tín hiệu cho
phép chuyển phổ tín hiệu lên phạm vi tần số cao ở đó ta sẻ có một cở anten thít
hợp.Trong trường hợp kênh truyền là dây dẩn ,dải thơng của đa số các cáp điều
nằm ở tần số cao ,các tín hiệu tần số thấp cũng bị suy giảm ,dịch chuyển phổ
tín hiệu cũng làm mất đi các hiệu ứng đó .
Tăng khả năng chóng nhiểu cho các hệ thống thơng tin,bởi vì các tín hiệu

điều chế có khả năng chống nhiểu,mức độ chống nhiểu tốt như thế nào tuỳ
thuộc vào từng loại điều chế khác nhau.
1-Điều kiện điều chế :
 Tần số sóng mang cao tần
trong đó fmax tần số cực
đại tín hiệu điều chế BB(baseband)
 Thơng số sóng mang cao tần (hoặc biên độ hoặc tần số hoặc pha
biến thiên tỉ lệ với biên độ tín hiệu điều chế BB mà không phụ thuộc
vào tần số của nó .
 Biên độ sống mang cao tần
(biên độ tín hiệu điều chế BB)
2 Phân loại điều chế :
Điều chế tín hiệu được thực hiện ở bên phát ,với mục đích là chuyển phổ tín
hiệu từ miền tần số thấp lên tần số cao . Việc dịch chuyển phổ tín hiệu lên miền
tần số cao bằng cách làm thay đổi một trong các thơng số của sóng mang cao
tần .Trong thực tế người ta thường dùng hai loại sóng mang là các dao động
điều hoà cao tần hoặc các dải xung ,do đó ta sẻ có hai hệ thống điều chế là điều
chế liên tục và điều chế xung .

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 11


 Trong điều chế liên tục ,tín hiệu tin tức (tín hiệu điều chế ) sẻ tác động
làm thay đổi các thơng số như biên độ, tần số, góc pha của sóng mang là
các dao động điều hồ .
 Tín hiệu điều chế làm thay đổi biên độ sóng mang gọi là điều chế biên
độ AM(amplitude modulation) hay điều biên.
 Tín hiệu điều chế làm thay đổi tần số sóng mang gọi là điều chế tần số

FM(frequency modulation) hay điều tần.
 Tín hiệu điều chế làm thay đổi góc pha sóng mang gọi là điều chế pha
PM (phase modulation) hay điều pha .
 Sóng mang có thơng số thay đổi theo tín tức được gọi là tín hiệu bị điều
chế. Để không phải nhằm lẩn trong từ ngử ,ta gọi tín hiệu m(t) là tín hiệu
tin tức ,cịn sóng mang có các thơng số thay đổi theo tín hiệu tin tức là tín
hiệu điều chế.
3-Sóng mang điều chế :
Các hệ thống điều chế liên tục có sóng mang là các dao động sine(cosine)
cao tần có dạng :
trong đó :
Ec: biên độ của sóng mang
tần số góc của sóng mang
:góc pha đầu của sóng mang
Các thơng số đặc trưng cho sóng mang là biên độ ,tần số ,góc pha
.Điều chế tín hiệu là đem tín hiệu tin tức tác động làm thay đổi một
trong các thơng số của sóng mang.Tín hiệu điều chế là sóng mang có thơng số
bị thay đổi được viết dưới dạng tổng quát là :
Trong đó :
ec(t):biên độ tức thời hay đường bao tín hiệu điều chế .
: góc pha tức thời hay góc tín hiệu điều chế .
Bên cạnh các thơng số ở trên ,cịn có thể đưa thêm khái niệm về tần số tức
thời của tín hiệu điều chế như sau :

Quan hệ giữa pha tức thời và tần số tức thời được xác định như sau:

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 12



Các tích phân này được xác định chính xác tới góc pha đầu

Ec(t)

 (t )

e(t)=Eccoso(t)
Hình 3-1
Các khái niệm về biên độ tức thời ,tần số tức thời của tín hiệu điều chế được
minh hoạ trên hình 3-1
Như có thể thấy từ hình vẽ biên độ tức thời E c(t) thay đổi theo thời gian
theo qui luật của tín hiệu tin tức m(t),quay với tốc độ góc thay đổi theo thời
gian
và đi qua một quảng đường là
hình chiếu của vecter này là lên
trục hồnh tại một thời điểm t bất kì ,chính là giá trị tín hiệu điều chế E(t) tại
thời điểm đó .Cách biểu diển vecter cho tín hiệu chính là biểu diển tín hiệu đó
nhờ dao động tổng qt
Ta biết rằng tín hiệu tin tức chỉ làm thay đổi một trong các thơng số của
sóng mang ,cho nên :
Nếu biên độ thay đổi cịn góc pha khơng thay đổi ta sẻ có tín hiệu điều chế
biên độ (điều biên).
Cịn nếu
góc .

thay đổi theo m(t) và ec(t)giử nguyên ta sẻ có tín hiệu điều chế

Sau đây ta sẻ khảo sát một số loại điều chế liên tục tương ứng với các
thơng số sóng mang bị thay đổi theo tín hiệu tin tức.

II ĐIỀU CHẾ FM
1-Quan hệ giửa điều tần và điều pha
Vì giửa tần số và góc pha của một dao động có quan hệ với nhau ,nên dể
dàng chuyển đổi sự biến thiên tần số thành biến thiên về pha và ngược lại .
Điều tần và điều pha là quá trình ghi tin tức vào tải tin ,làm cho tần số hoặc
pha tức thời của tải tin biến thiên theo dạng tín hiệu điều chế (tín hiệu âm tần)
Tải tin là dao động điều hồ :
từ (1) ta có :

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 13


thay (3) vào(2) ta được biểu thức

Giả thuyết tín hiệu điều chế là tín hiệu đơn âm:
lượng di tần cực đại khi đó ta có chỉ số điều tần :
k : hệ số tỉ lệ
:lượng di pha cực đại . khi đó ta có chỉ số điều pha :
từ (5) ta có :
Nên khi

thì

nhưng khi

thay đổi thì mf cũng thay đổi

Như vậy sự khác nhau cở bản giửa điều tần và điều pha là lượng di tần khi

điều pha tỉ lệ với biên độ điện áp điều chế và tần số điều chế ,còn lượng di tần
khi điều chế tần số tỉ lệ với biên độ điện áp điều chế .
Thay (5) vào (6) ta nhận được tín hiệu điều tần và điều pha như sau :

Ta nhận thấy nếu ta đưa tín hiệu qua một mạch tích phân,rồi vào mạch điều
chế pha.
Thì ở đầu ra ta sẽ nhận được tín hịêu điều chế tần số .Ngược lại nếu ta đưa
tín hiệu điều chế qua mạch vi phân ,rồi vào mạch điều chế tần số . Thì ở đầu ra
ta nhận được tín hiệu điều chế pha..
2-Phổ của tín hiệu điều tần và điều pha :
Phổ tín hiệu FM rất khác biệt so với AM. Khi chỉ số điều chế nhỏ (f m<0.25)
ta có FM dải hẹp NBFM(NarrowBand FM) gồm sóng mang và hai biên tương
tự AM .khi mf tăng ,biên độ sóng mang (cịn gọi là thành phần trung tâm giảm)
giảm phổ tín hiệu điều chế góc (FM,PM)khi điều chế đơn âm giống nhau :
Cơng thức trên có thể viết lại như sau với

do cos(a+b)=cosa.cosb-sina.sin b
xét

FM

dải

hẹp

(NBFM:mf<0.25)ta

có

sóng mang trung tần

biên tần

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 14


Phổ biến NBFM gồm sóng mang và hai biên tương tự AM
xét FM dải rộng (WBFM: wideband FM mf >0.25)
Khi điều chế đơn âm , phổ của tín hiệu điều tần và điều pha chỉ chứa thành
phần và nhiều thành phần tần số biên (
với n= 1,2,3… biên độ của
các thành phần tần số biên tỉ lệ với hàm số betxen loại 1 bậc n:
Jn(m)
0.8

J0 :biên độ tải tin
J1 J2

0.6
0.4
0.2
0
-0.2

2

4

6


8

10
mf

Biên độ hàm Hetxen thay đổi trong khoảng (-1) đến (+1)
Có một số mf =2,4;5,5;8,6;75..có J0=0 như vậy ta khơng trọn mf có giá trị
này vì nó sẻ làm mất thành phần tải tin , làm cho bên thu khó thực hiện tách
sóng AFC
Với một số m nhất định thì j1,2 =0
N càng cao thì jn càng giảm và m càng lớn thì jm càng giảm.
Phổ của các hàm hexa bật lẻ ngược lại nhau ,còn phổ của các hàm betxen
bậc chẳn cùng chiều với nhau :
j(2n+1)(m)= -1 –(2n+1)(m)
j2n(m)=j -2n (m)
Thông thường tín hiệu điều chế là tín hiệu bất kì gồm nhiều thành phần tần
số ,lúc đó tín hiệu điều chế tần số và điều chế pha có thể biểu diển tổng quát
theo biểu thức sau :

trong đó: góc pha đầu
Khai triển theo chuổi Betsel ta có tín hiệu điều tần với tất cả các thành phần
tần số tổng hợp:

với

là số hửu tỉ :

SVTH: Dương Thanh Trung


Trang : 15


Khi tần số điều chế thay đổi thì bề rộng phổ của tín hiệu điều tần khơng
thay đổi nhưng số vạch phổ thay đổi theo .Ngược lại ,khi tần số điều chế thay
đổi thì bề rộng phổ tín hiệu điều pha thay đổi ,nhưng số vạch phổ không thay
đổi .
3- Mạch điện điều tần và điều pha:
Về nguyên tắt có thể phân biệt được điều tần trực tiếp và điều tần gián
tiếp ,cũng như mạch điều pha gián tiếp và điều pha trực tiếp .Trong đó điều tần
gián tiếp là điều tần thông qua điều pha và ngược lại điều pha gián tiếp là điều
pha thông qua điều tần .Như vậy chỉ cần nghiên cứu điều pha trực tiếp và điều
tần trực tiếp suy ra điều pha gián tiếp và điều tần gián tiếp .
Xét phổ âm thanh của con người ,ta thấy ở tần số cao biên độ âm thanh bị
suy giảm nhỏ .Do đó ở tần số cao độ di tần nhỏ nghĩa là tín hiệu điều tần bị
méo.
Để khắc phục, ở trước máy phát trước khi đưa tín hiệu điều chế
vào bộ
điều tần ta phải đưa qua bộ khuếch đại nâng tần số cao (emphasis) để trong dải
tần số ta có
.
Ngược lại trong máy thu tần đầu của bộ khuếch đại âm tần phải cho tín hiệu
qua bộ điều chế suy giảm tần số cao (deemphasis) để nhận được tín hiệu trung
thực ở loa.
Một số mạch điều tần trực tiếp như :
 Điều tần dùng transistor điện kháng .
 Điều tần dùng diode tunner.
 Điều tần dùng varicap.
III BĂNG THƠNG VÀ CƠNG SUẤT FM
Tổng cơng suất cao tần tín hiệu điều chế gốc khơng đổi ,bằng cơng suất

sóng mang khi khơng có điều chế .Về lí thuyết độ rộng băng thơng cao tần tín
hiệu FM ,PM đến thành phần phổ jn(m)>0.01j0(m) gọi V là biên độ sống mang
FM khơng điều chế trên tải R ta có cơng thức sóng mang :
Pc(mf=0)=v2/2R
Cơng suất FM khi có điều chế :
Pfm(mf)=Pc(mf=0)(j20(mf)+2j21(mf)+2j22(mf)+…….2j2n(mf)
99% năng lượng cao tần tập trung trong băng thông FM băng thơng này tín
theo cơng thức
fm tần số tín hiệu điều chế băng góc .
m1 hệ số điều chế FM .
Băng thông 3db của mạch cao tần phải lớn hơn băng thơng tín theo cơng
thức trên để tín hiệu không bị méo .
FM dải rộng (NBFM)dùng trong thông tin thoại FM với độ di tần (5-15)khz
FM dải rộng có tín chống nhiểu cao dùng trong phát thanh FM stereo ,tiếng
tv,viba,truyền hình vệ tinh .theo FCC , độ di tần cực đại FM phát thanh và tiếng
tv là 75khz.

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 16


Chương IV

MÁY PHÁT
I ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY PHÁT :

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 17



MÁY
PHÁT

MÁY
THU
Mơi
trường
truyền
sóng

hình 4-1 hệ thống thơng tin đơn giản
1Định nghĩa:
Một hệ thống thông tin bao gồm : máy phát ,máy thu và mơi 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 cịn gọi là sóng mang hay tải tin.Làm nhiệm vụ truyền tải tin
tức cần phát đi tới điểm thu .Thông tin này được gắn với tải tin bằng hình thức
điều chế thích hợp .
Máy phát phải phát đi cơng suất đủ lớn để cung cấp tỉ số tín hiệu trên tạp
âm (S/N) 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 hiệp hội thơng tin quốc tế . Các tần số trung tâm của máy
phát (sóng mang) có độ ổn định tần số cao .Do đó một số chỉ tiêu của máy phát
là :
 Công suất ra của máy phát .
 Độ ổn định tần số
.

 Chỉ số điều chế AM điều tần FM.
 Dải tần số điều chế v..v .
2-Phân loại máy phát
Có nhiều cách phân loại máy phát :
A- Theo công dụng:

MÁY PHÁT

Phát thông
tin

Phát chương
trình

cố
Di
Phát
định Dương Thanh
động Trung thanh
SVTH:

Phát
hình

Phát ứng
dụng
Đo khoảng
cách

rada

Trang : 18


Hình 4-2 phân loại máy phát theo cơng dụng
B theo tầng số
Phát thanh
 3-30khz : đài phát sóng cực dài VLW
 30-300khz : đài phát sóng dài LW
 300-3000khz: đài phát sóng trung MW
 3-30MHz : đài phát sóng ngắn SW
Phát hình :
 30-300MHZ : đài phát sóng m
 300-3000MHZ : đài phát sóng dm
 thơng tin viba và rada
 3-30GHZ: đài phát sóng cm
 30-3000GHZ : đài phát sóng mm
C Theo phương pháp 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 PM
Ngày nay máy phát số đang được nghiên cứu để ứng dụng vào tất cả các
loại máy phát thơng tin số ,phát thanh số ,phát thanh hình số .
D Theo công suất:
 Máy phát công suất nhỏ Pra<100W.
 Máy phát cơng suất trung bình 100W Máy phát công suất lớn 10kw Máy phát công suất cực lớn Pra >1000kw.
Ngày nay các máy phát có Pra nhỏ và trung bình .Người ta có thể sử dụng

hồn tồn bằng transistor,cịn máy phát có Pra lớn và cực lớn vẩn phải sử dụng
các đèn điện tử đặc biệt .
Có rất nhiều cách phân loại máy phát nhưng trong chương này chúng ta
đặc biệt quan tâm đến cách phân loại theo phương pháp điều chế.Vì nó liên
quan đến thiết kế mạch và cả dạng phát đi
II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT MÁY PHÁT FM STEREO
1-Sơ đồ khối
Hình 3.3 sơ đồ khối tổng quát máy phát

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 19


L

Audio
L

KĐ

L-R

KĐ

-

76KHZ

Dao động

76khz

38KHZ

2

L+R

L-R
19KHZ

Vstereo

FRF

KĐ

+
R

Audio
R

L+R

Điều chế
cân bằng

T

MIX

19KHZ

2

Điều
chế
FM

KĐCS
Cao tần

F0

Dao
động

L-R
38KHZ

L
38KHZ

R

f

hình 4-4 Phổ và dạng sóng tín hiệu điều chế
2-Nguyên lý hoạt động

Tín hiệu từ ngỏ ra hai micro trái và phải sẻ được khuếch đại đồng thời giới
hạng băng thông từ 30HZ đến 15KHZ .Hai tín hiệu này sẻ được đưa đến một
ma trận chuyển mạch để thực hiện phép tốn cộng để tạo tín hiệu (L+R) .Tín
hiệu này gọi là FM mono bởi vì khi đài phát FM stereo phát đi chương trình
này máy thu mono sẻ thu tín hiệu (L+R) .Vậy (L+R) cũng có phổ từ 30HZ 15KHZ.
Trong khi đó hai tín hiệu L và R sẻ đuợc đưa đến khối trừ để tạo tín hiệu
(L-R).Vậy (L-R) củng phải có phổ từ 30hz đến 15khz sau đó tín hiệu L-R sẻ
được đưa đến điều chế cân bằng để điều chế sóng mang phụ 38khz từ mạch dao
động 76khz qua bộ chia đôi tần số. Ở ngỏ ra bộ điều chế cân bằng, sẻ xuất hiện
tín hiệu (L-R) DSB và tín hiệu này có phổ tần từ 23khz đến 53khz ngồi ra tín
hiệu 38khz sẻ được đưa ra bộ chia đôi tần số nhằm tạo nên sóng báo 19khz tín
hiệu này có nhiệm vụ như sau :
Thơng báo cho máy thu biết được tín hiệu thu là FM stereo .

SVTH: Dương Thanh Trung

Trang : 20