Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
LỜI NÓI ĐÂU
Trong xu thế xã hội hóa ngày càng phát triển công nghệ số hóa các thiết bị ngày
càng đa dạng, việc sử dụng thông tin tương tự cũng rất quan trọng các thiết bị vẫn
dùng công ngệ này. Và việc thu phát FM vẫn còn quan trọng rất nhiều trong đời
sống. Vì vậy chúng em chọn đề tài mạch thu FM cho thấy tầm quan trong của thu
phát FM. Nó được ứng dụng truyền thanh truyền hinh.vv Trong phần này chúng
em tìm hiểu phần thu FM. Trong thời gian qua được sự giúp đỡ của thầy Đinh Văn
Hà giúp chúng em hoàn thành đồ án này.
Bài làm còn nhiều thiếu sót.Em xin chân thành cảm ơn!
1
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT CỦA GIẢI ĐIỀU CHẾ TẦN SỐ
Các thành phần của tần số âm tần.
Khi ta nói, khi phát ra âm thanh tín hiệu này rất phức tạp và có nhiều biến
đổi liên tục tại một thời điểm các dạng sóng có thể xuất hiện như hình 1 bên dưới
Hình1.
Các dạng sóng nhìn phức tạp tuy nhiên chúng ta có thể biểu diễn chúng bằng
nhiều cách cộng các tín hiệu hình sin với nhau.
Để ghi lại tín hiệu thông tin ta có 3 phương pháp:
Đầu tiên là thể hiện dạng sóng ban đầu như hình 1.
Thứ 2 đó là lập danh sách của tất cả các sóng thành phần chứa trong các
sóng phức tạp điều này được gọi là thành phần hoặc các tần số thành phần được thể
hiện trong hình 2.
2
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Hình 2
Thứ 3 đó là biểu thị tất cả các thông tin trên cùng một sơ đồ như biểu đồ thể
hiện phổ của tần số. Đó là biểu đố của biên độ và tần số. Mỗi đường thẳng đứng và
độ dài của nó thể hiện cho mỗi tần số khác nhau.
Biên độ của sóng sin được thể hiện ở hình 3. Gần như tất cả các thông tin.

Hình 5.
Trong hình 5 quá trình điều chế không ảnh hưởng tới biên độ.
1.Ưu nhược điểm của FM.
1.1. Ưu điểm của FM.
6
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Có 3 lợi thế của điều chế tần số trong hệ thống thông tin liên lạc.
+ Trong phần cuối ta nhìn đó là thông tin tín hiệu điều khiển tần số của sóng
mang nhưng không ảnh hưởng tới biên độ của nó. Bây giờ khi phát thì sẽ bị ảnh
hưởng bởi nhiễu điện , tín hiệu nhiễu sẽ chồng lên tín hiệu phát. Được thể hiện ở
hình 6 bên dưới.
Nhiễu điện làm thay đổi biên độ nhưng không thay đổi tần số của tín hiệu
Hình 6.
Trong hệ thống AM giải điều chế được xây dựng để đáp ứng những thay đổi
trong biên độ của tín hệu thu, nhưng trong thu FM giải điều chế chỉ là thay đổi tần
số và bỏ qua những thay đổi của biên độ. Nhiễu điện có ít hoặc không ảnh hưởng
trong hệ thống thông tin liên lạc FM.
+ Dải tần của tín hiệu FM rất rộng so với truyền AM. Điển hình là tần số của
băng tần quảng bá là 2500KHz. Điều này cho chất lượng âm thanh tốt hơn, như
vậy nhiễu tín hiệu âm thanh, âm nhạc sẽ tốt hơn nhiều nếu sử dụng việc điều chế
tần số.
7
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
+ Khi dải điều chế FM đang nhận được 1 tín hiệu FM. Theo sự biến thiên
trong tần số của tín hiệu đến và nó được khóa nhận tại cùng một thời điểm. Việc
khóa nhận của hai tín hiệu mạnh hơn và bỏ qua các tín hiệu khác cái này gọi là
máy phát và có nghĩa là chúng ta có thể nghe FM trên đài phát thanh mà không có
sự giao thoa từ các đài khác.
1.2. Nhược điểm của FM.
FM là truyền tải băng thông rộng. Với băng tần trung bình khoảng 550khz

Hình 16. Bộ giải điều chế còn được gọi là bộ chọn lọc hay bộ tách sóng
Một vài mạch điện thiết kế có điện áp lý tưởng/ tần số tuyens tính được chấp
nhận và chúng ta đi xem xét 5 loại phổ biến. Trong mỗi trường hợp đều có những
đặc điểm chính:
Cách để đổi tín hiệu FM sang tín hiệu AM.
Cách để xác định lượng biến dạng trong tín hiệu đầu ra.
Cách để loại bỏ tín hiệu nhiễu.
1.5. Tách pha.
Đây là việc đơn giản nhất của giải điều chế, nhưng việc này có một số hạn
chế. Một mạch song song đó là mạch cộng hưởng lệch để mang sóng mang đến
những đặc trưng bên trái.
10
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Hình 17.
Trong hình 17 ở trên chúng ta có thể nhìn thấy biên độ của tín hiệu đầu ra sẽ
tăng hoạc giảm theo sự thay đổi của tần số. Ví dụ, nếu tần số của tín hiệu vào tăng
thì biên dọ sẽ tăng, điểm điều khiển di chuyển về phía bên phải trên biểu đồ. Đây
là nguyên nhân tăng trong biên độ của tín hiệu đầu ra. Do đó kết quả của tín hiệu
FM trong điều chế biên độ tại đầu ra rất đơn giản. Trong hình 18 bên dưới thể hiện
sơ đồ mạch điện của mạch tách sóng cộng hưởng lệch.
11
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Hình 18
Nếu cho nó trong vùng đánh thủng thì hoạt động của nó rất rõ ràng. Tín hiệu
FM vào được đưa tới cực B của transistor và bên trong thì các mạch cộng hưởng
lệch kết nối với nhau mà ta đã gặp ở phía trước. Trong thực tế nó cũng ảnh hưởng
bởi các cuộc dây khác, cuộn dây mà hoạt động như máy phát thứ hai. Tín hiệu tại
điểm kết nối của transistor bao gồm các thành phần điều chế biên độ, cái mà sẽ qua
diode tách sóng. Trong hình 18 khi diode dẫn tín hiệu đặt vào trong cực dương
anot là điện áp đỉnh của tụ điện. Khi điện áp giảm xuống dưới điện áp của tụ điện

áp một chiều từ đầu ra của mạch lọc thông thấp được kiểm soát bởi tần số của bộ
dao động VCO. Ngay sau đó điện áp 1 chiều tiếp tục giữ cho dao động chạy ở cùng
1 tần số với tín hiệu gốc và lệch pha 1 góc 90 độ. Câu hỏi được đặt ra là lý do tại
sao chúng ta muốn các dao động chạy ở cùng một tần số và lệch pha 1 góc 90 độ.
Và nếu chúng ta đã làm, sau đó tại sao bạn không thêm vào một mạch chuyển đổi
pha ở đầu vào để đổi góc lệch pha 90 độ. Câu trả lời có thể được nhìn thấy bằng
cách tưởng tượng những gì sẽ xảy ra khi thay đổi tần số đầu vào - như với một tín
hiệu FM. Nếu tần số đầu vào tăng hoặc giảm, tần số VCO được tạo ra để tuân theo
nó. Để làm điều này, điều khiển điện áp đầu vào phải tăng hoặc giảm. Đó là những
thay đổi cấp điện áp 1 chiều từ giải điều biến tín hiệu. Các tín hiệu AM sau đó đi
qua một bộ đệm tín hiệu để ngăn chặn bất kỳ hiệu ứng từ làm ảnh hưởng các VCO
và sau đó thông qua một bộ khuếch đại âm thanh nếu cần thiết. Đáp ứng tần số là
tuyến tính như trong hình 23
14
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Hình 23.
1.7. Điều chỉnh VCO.
Để xem làm thế nào VCO được thực tế kiểm soát, chúng ta hãy cho rằng nó
đang chạy ở cùng một tần số như là một tín hiệu đầu vào không điều chế. Dạng
sóng được biểu diễn như hình 24.
Hình 24.
15
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
Tín hiệu đầu vào được chuyển đổi thành một sóng vuông, cùng với đầu ra
VCO tạo ra 2 đầu vào đến một cổng OR. Hãy nhớ rằng cổng OR cho một đầu ra
bằng 1 khi hai đầu vào là khác nhau về giá trị và đầu ra bằng 0 khi nó giống nhau.
Hình 24 cho thấy tình trạng khi đầu vào FM là ở tần số sóng mang chưa điều chế
và đầu ra VCO là ở cùng một tần số và lệch pha 1 góc 90 độ. Quy định một đầu ra
của cổng OR với một tỷ lệ đóng – mở của sự thống nhất và điện áp trung bình tại
đầu ra của một nửa giá trị đỉnh. Bây giờ chúng ta hãy giả sử rằng các tín hiệu FM ở

Q2(BF195c) hoạt động như bộ khuếch đại trung tâm lần 1.cực B của trasistor
Q2 được nối qua R5(68k) để tách sóng đầu ra. R6(100e) và C4(47n) là bộ lọc cách
ly từ +6v.cực B này phụ thuộc vào R4(220k) điện trở định thiên và mạch tách sóng
được cung cấp dòng bởi R5.dòng của bộ tách sóng là cân bằng để tín hiệu nhận đủ
lớn. dòng đi vào q2 tự động điều chỉnh để nhận tín hiệu này nó gọi là
AGC.C6(4.7/16) nó được sử dụng để định thiên cực B của AGC tự cách ly. Đầu ra
của Q2 có thể nối cuộn thues cấp của L8(IFT2), cuộn sơ cấp này điều chỉnh đến IF
bởi tụ C18(2n7).đầu ra này đối với cực B của Q3(BF195D).
3.Khuếch đại trung tần lần 2.
Q3(BF195c) hoạt động như mạch khuếch đại trung tần lần 2.cực B của Q3
được định thiên bởi R7(180k). C7(47n) được sử dụng chân 4 của L8(IFT2) ở cực
mass cho tín hiệu IF.cực C của Q3 được tới L9(IFT3).L9 bao gồm tụ 200pf nối
song song cuộn thứ cấp. đã đấu ra của Q3 được nối sẵn vào cuộn thứ cấp của L9,
cuộn tứ cấp cái mà điều chỉnh bởi tụ nội 200pf. R8(220e),C8(47n) bao gồm mạch
cách ly cho cực C của Q3. đầu ra của Q3 được nối với diode tách sóng D1(OA79).
4.Diode tách sóng.
Tín hiệu trung tần được điều chế từ cuộn thứ cấp của L9(IFT3) cung cấp đến
bộ tách sóng diode D1.D1 tách sóng từ tín hiệu IF và thành phần IF được lọc bởi
C8(22n), R9(680e)và C9(22n).R9 là điện trở tải của bộ tách sóng .Tín hiệu đã dược
18
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
tahcs sóng đưa đến phần điều chỉnh volume ở mạch khuếch đại đầu ra.nó cũng
được đưa đến mạch AGC được tạo ra từ R5(68k) và C6(4.7/16).
5. Điều chỉnh điện áp dao động.
BC 548 thứ 1 được dùng để tạo ra tín hiệu RF sin.15k pot dùng để thay đổi
tần số của RF khoảng tần số này là 100khz đến 1Mhz sau đó các cặp transistor
BC558/BC548 và BC558/BC548 được dùng để khuếch đại dao động RF này.
Dạng sóng sin RF được khuếch đại ở cực E của BC558/BC548 mang đến cực
RFO/P.Biên độ được đặt sẵn và có thể thay đổi ở đây có 2 tín hiệu “RFO/P”. Một
trực tiếp mang đến cực “RF carrier” của phần điều biên cân bằng. Tín hiệu RF thứ

kháng FM O/P TP6 terminal. CRO đặt triger channel-2. Nó sẽ là 5Vpp, sóng 455
KHz. Đây là tín hiệu sóng mang FM.
_______Waveform (W2)
+2V
-2V 455KHz
4. Thay đổi biên độ sóng sin lên 1 Vpp và quan sát dạng sóng điều chế tần số tai
đầu ra TP6 t
_______Waveform (W3)
22
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM

5. Kết nối TP6 vào I/P của bộ hạnh biên trong bộ thu FM tại TP1. Quan sát
biên dộ tín hiệu điều chế FM tại TP2.
6. Nối TP2 của bộ hạn biên vào đầu vào của bộ tách sóng PLL tại TP3.
kết nối TP4 vào mạch lọc thông thấp TP5
7. Quan sát tại TP6. Nó sẽ gải điều chế tín hiệu âm thanh. Nếu tín hiệu không ổn
định hãy thay đổi tần số trung tần của bộ điều chế cảm kháng
_______Waveform (W4)
23
Nghiên cứu thiết kế hệ thống thu và phát sóng FM
8. Xem hiệu ứng của tín hiệu điều chế FM bằng cách thay đổibiên độ và tần số
âm thanh.
9. Thay đổi tần số sóng mang bằng biến trở (thay đổi từ 453KHz tới 457KHz)
và quan sát hiệu ứng
2. Điều chế và giải điều chế Fm âm thanh
Kết nối như hình CN2.
2. Nối Microphone vào ổ cắm Microphone trong bộ phát FM.