Sơ lược về máy phát và máy thu vô tuyến điện - Dao động điện từ. Sóng điện từ

Đăng nhập / Đăng ký

Góp ý với Onthi.com

Gõ tiếng việt: On Off

Chú ý chú ý:

Ôn thi >> Lý thuyết >> Dao động điện từ. Sóng điện từ >> Sơ lược về máy phát và máy thu vô tuyến điện

Các sóng điện từ phát và thu theo nguyên tắc đã giới thiệu bài Sự phát và thu sóng điện từ chưa thể sử dụng ngay được để làm nhiệm vụ thông tin vô tuyến.

Một mặt, năng lượng các sóng đó quá nhỏ, sóng không thể truyền đi xa được. Để khắc phục nhược điểm này, ở máy phát người ta khuếch đại các dao động điện từ trước khi đưa chúng lên ăngten phát sóng. ở máy thu người ta cũng khuếch đại các dao động nhận được từ ăngten thu sóng, vì khi truyền đi sóng cũng bịgiảm năng lượng.

Mặt khác, các sóng vô tuyến thường dùng có tần số từ 300 kHz trở lên, trong khi đó thì âm nghe được có tần số nhỏ hơn 20 kHz, tiến nói của con người có tần số nhỏ hơn 1 kHz. Nếu đưa lên ăngten những dao động có tần số 20 kHz trở xuống, gọi là dao động âm tần, chúng sẽ không phát sóng đi xa được.

Để giải quyết mâu thuẫn này, ở máy phát người ta “gài” dao động âm vào dao động cao tần trước khi đưa đến ăngten phát sóng. Sóng phát đi là sóng vô tuyến cao tần có “mang theo” dao động âm tần. ở máy thu, sau khi nhận sóng từ ăngten người ta lại “tách” riêng sóng âm tần ra.

1. Nguyên tắc khuếch đại dao động

Người ta thường khuếch đại dao động bằng trandito, làm cho biên độ của dao động tăng lên nhiều lần.

Khi dòng điện đi qua trandito, dòng êmitơ bằng tổng của các dòngbazơ và dòng côlectơ: . Đối với mỗi trandito, tỉ số của các dòng và có một giá trị xác định:

(4-12)

Người ta nói rằng dòng điện đã được khuếch đại lần và gọi là hệ số khuếch đại của trandito.

Tuỳ theo cách chế tạo trandito, hệ số khuếch đại của trandito có thể có giá trị từ khoảng 20 đến khoảng 500.

2. Nguyên tắc biến điệu biên độ

Giả sử trong mạch dao động của máy phát dao động điều hoà có dòng điện đang thực hiện một dao động cao tần với tần số và trandito T đang duy trì dao động đó. Nếu hiệu điện thế giữa êmitơ và côlectơ có giá trị ổn định không đổi.

Bây giờ chúng ta làm cho giá trị của hiệu điện thế đó thực hiện một dao động âm tần với tần số . Sự biến thiên của như vậy làm cho biên độ dao động của cũng biến thiên với tần số . Như vậy trong sự biến thiên của dòng có hai tần số bản thân dòng điện dao động với tần số (cao tần), và độ lớn biên độ của dòng điện dao động với tần số (âm tần). Dòng điện biến thành dòng , và việc thực hiện sự biến đổi đó gọi là sự biến điệu biên độ.

3. Nguyên tắc hoạt động của máy phát vô tuyến điện

Trên hình là sơ đồ nguyên tắc của máy phát vô tuyến điện. Sóng âm đập vào màng rung của microo. Màng rung dao động với tần số (âm tần) và làm phát sinh một dao động điện cùng với tần số trong mạch điện của microo. Dao động đó được đưa đến bộ khuếch đại âm tần. Khi ra khỏi bộ khuếch đại, nó có dạng như trên hình 4.11b và được đưa vào bộ biến điệu. Đồng thời, một máy phát dao động điện cao tần phát ra một dao động điện có dạng như trên hình 4.11a. Dao động đó cũng được đưa đến bộ biến điệu

Dao động ra khỏi bộ biến điệu là dao động đã biến điệu có dạng như trên hình 4.11c.

Dao động đã biến điệu được đưa qua bộ khuyếch đại cao tần, rồi tới ăngten, và ăngten phát ra một sóng điện từ có tần số sóng , và có biên độ sóng dao động với tần số . Sóng cao tần đó được gọi là sóng mang, tần số của nó được gọi là tần số mang. Nó mang trong biên độ của nó tần số âm do microo dã gửi vào.

Phương pháp biến điệu biên độ là phương pháp biến điệu đơn giản nhất. Trong kĩ thuật vô tuyến điện, người ta còn sử dụng các phương pháp biến điệu tần số và biến điệu pha nữa.

4. Nguyên tắc hoạt động của máy thu vô tuyến điện

Trên hình là sơ đồ nguyên tắc của máy thu thành vô tuyến điện. ăngten A nhận được sóng vô tuyến của nhiều đài phát truyền đến, đó là những sóng mang đã biến điệu. Khi điều chỉnh tụ điện , ta chọn sóng có tần số mà ta cần thu. Máy thu phải làm một nhiệm vụ ngược với máy phát, là tách sóng âm tẩna khỏi sóng cao tần. Việc đó được gọi là sự tách sóng.

Dòng điện cao tần trong mạch có năng lượng rất thấp. Trước khi tách sóng, nó được đưa qua bộ khuếch đại cao tần . Khi ra khỏi bộ khuếch đại, dòng điện cao tần của dòng điện có đường biểu diễn như trên hình 4.11c, nghĩa là giống như dao động cao tần đã biến điệu ở máy phát trước khi đưa đến ăngten phát.

Điốt D của mạch tách sóng chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. Sau khi ra khỏi điốt, nếu dòng điện được đưa thẳng đến tải , nó sẽ có đường biểu diễn như trên hình 4.14a. Vì trong mạch tách sóng còn có tụ điện mắc song song với , đóng vai trò một bộ lọc, nên dòng điện qua là một dòng chạy liên tục và khá nhẵn, có cường độ dao động với tần số âm (h.4.14b). Như vậy là mạch tách sóng đã tách dao động âm tần ra khỏi dao động cao tần

Dòng điện sau khi đi qua mạch tách sóng được đưa đến bộ khuếch đại âm tần , rồi đưa vào loa L. Nó làm cho màng loa rung động với tần số và phát ra sóng âm với độ cao đúng bằng sóng âm đã đưa vào microo của máy phát.

Chú ý rằng các sơ đồ máy phát và máy thu ở đây chỉ giới thiệu những mạch thiết yếu trong máy. Trong thực tế, máy phát và máy thu còn có thêm nhiều mạch phức tạp khác, với nhiều loại tụ điện, cuộn cảm, điện trở, đèn điện tử, đèn bán dẫn, nhằm mục đích loại trừ nhiều (những tạp âm lẫn vào âm thu được) tăng độ to của âm đến mức cần thiết, làm cho âm không bị méo, giữ được âm sắc ban đầu… tóm lại là làm sao cho âm phát ra từ loa của máy thu thật giống với âm đã đưa vào micrô của máy phát.