Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
25
Dựa vào số mạch từ và số cuộn dây trong vỏ bọc kim loại ta chia đầu từ thành
các loại sau:
1. Đầu từ mono:
2. Đầu từ Stereo, hai khe từ, 4 dây ra
3. Đầu Stereo đảo chiều tự động ( Auto reverse ): có 4 khe từ và 8 dây ra, có đế
quay được 180
0
theo chiều trên băng.
Kí hiệu
Đầu ra
1 2
Mặt trước
Mặt sau
Khe từ
Hình 2.5 Đầu tư mono
1 2
3 4
Mặt trước Mặt sau
Khe từ
Đầu ra
Hình 2.6 Đầu tư stereo
Mặt trước Mặt sau
Đầu ra
Hình 2.7 Đầu tư stereo đảo chiều tự động
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
26
1
2
Sw1
SPEAKER
1
2
Sw1
1
2
1
2
Sw1
Sw1
IV. NGUYỆN LÝ GHI VÀ ĐỌC TỪ TÍNH
1. Băng từ chưa ghi : Các nam châm nguyên tố trên lớp từ tính sắp xếp hỗn
lọan theo mọi hướng nên từ trường tổng hợp bằng 0.
2. Nguyên lý ghi :
Đầu từ được đặt cố định, cho băng từ chạy qua với vận tốc
V
JG
sao cho
băng từ ép sát vào đầu từ tại vị trí khe từ. Cho dòng điện âm tần chạy qua cuộn
dây đầu từ, từ trường sinh ra trong lõi sắt từ biến thiên theo qui luật biến đổi
của dòng điện âm tần. Từ trường tiêu thụ thóat ra từ khe từ sẽ từ hóa lớp từ tính
trên mặt băng.
Mức độ mạnh yếu của từ trường phát ra tại khe từ được đo bằng cường
độ từ trường H.
H = Kµi
Trong đó :
K: hệ số, phụ thuộc vào số vòng dây trong đầu từ và độ dài cuộn dây.
µ
: độ từ thẩm của lõi sắt từ
Chiều
băng di
chuyển
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
27
i: dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây đầu từ
Nếu i là một tín hiệu hình sin:
sin 2
m
iI ft
π
= thì dạng của tín hiệu trên băng như sau:
Các vết ghi trên băng từ tương đương với những nam châm nhỏ sắp xếp đảo
chiều nhau liên tục trên băng từ.
Độ dài bước sóng tín hiệu ghi trên băng được xác định theo công thức:
v
f
λ
= v
G
: vận tốc di chuyển của băng
f
: tần số tín hiệu ghi
Để tín hiệu ghi tốt trên băng thì độ rộng của khe từ tối thiểu phải bằng nửa
bước sóng
2
d
λ
=
Nếu khe từ có độ rộng lớn thì tín hiệu ghi sẽ bị trùng lập trên mặt băng.
Ví dụ:
10
f
KHz=
→
11
22
v
dvT
f
==
V. Nguyên lý xóa băng từ:
V.1 Xóa bằng nam châm vĩnh cữu:
V.2 Xóa bằng đầu từ xóa:
i
B
Hình 2.8 Tín hiệu ghi trên băng từ
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
28
VI.MẠCH TIỀN KHUẾCH ĐẠI
Có 2 nhiệm vụ chính:
• Khuếch đại tín hiệu rất nhỏ đến mức đủ lớn để đưa vào tần điều chỉnh âm sắc
hoặc tần khuếch đại công suất.
• Sửa lại đặc tuyến tần số cho đầu phát
Với đầu từ, tín hiệu ra có biên độ rất nhỏ phụ thuộc vào tần số của tín hiệu ghi
và thường không vượt quá 150mv. Do đó để hòan thành 2 nhiệm vụ trên là rất khó
khăn, khó khăn thứ nhất là làm suy giảm tạp âm ngay từ tầng khuếch đại đầu với hệ số
khuếch đại rất lớn, thứ hai là hiệu chỉnh độ khuếch đại đồng đều trên một dải tần làm
việc rộng. Đồng thời yêu cầu về độ méo phi tuyến cũng phải nhỏ, cụ thể là không
được vượt quá 1,5%; với hệ thống HIFI yêu cầu này là
≤
0,06%
1. Tạp âm trong bộ khuếch đại nhiều tầng
Khi có nhiều bộ khuếch đại ghép nối tiếp thì mức tạp âm của cả bộ khuếch đại được
quyết định chủ yếu bởi tầng đầu.
S
NV
: nguồn nhiễu từ tín hiệu ngõ vào
S
NX1
: nguồn nhiễu từ bên ngoài thâm nhập vào tầng khuếch đại 1
S
NX2
: nguồn nhiễu bên ngoài thâm nhập vào tầng khuếch đại 2
Gọi:
S
N01
: Tín hiệu nhiễu ở ngõ ra tầng khuếch đại 1
S
N02
: Tín hiệu nhiễu ở ngõ ra tầng khuếch đại 2
Ta có:
(
)
01 1 1NNVNXp
SSSK=+
(
)
02 01 2 2NNNXp
SSSK=+
Kp1 Kp2
S
NV
S
NX1
S
NX2
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
29
⇒
(
)
02 1 1 2 2NNVNXpNXp
SSSKSK
=+ +
(
)
112 22
NV NX p p NX p
SSKKSK
=+ +
Ta thấy : thành phần thứ nhất là tạp âm xuất hiện ở ngõ vào tầng khuếch đại 1
gây ra.
Thành phần thứ 2 là tạp âm do xuất hiện ở ngõ vào tầng 2 gây ra.
Nếu chọn
12
p
pp
K
KK==thì tạp âm tầng đầu gấp
p
K
lần tạp âm ở tầng sau.
Như vậy: tạp âm chủ yếu do tầng đầu quyết định.
2. Tạp âm riêng trong cuộn dây đầu từ
Do tác dụng nhiệt lên cuộn dây làm cho các điện tử chuyển động gây nên tạp
âm. Sức điện động của tạp âm đầu từ được tính bằng
1, 3 .
n
eRf=∆
n
e : Sức điện động tạp âm hiệu dụng (
µ
ν
)
R
: Trở kháng của cuộn dây (KΩ)
f
∆
: Dải tần làm việc, tính bằng KHz
Ta thấy: tạp âm tăng theo căn bậc 2 của trở kháng cuộn dây và dải tầng làm
việc.
Qua nghiên cứu về tạp âm, ta thấy tạp âm do nhiều nguyên nhân sinh ra và vấn
đề quan trọng đối với 1 tầng khuếch đại là nâng cao tỉ số
S
N
. Đối với nhiễu từ bên
ngoài, ta có thể bố trí tầng khuếch đại đầu ở vị trí thích hợp như: tránh xa nguồn điện,
mạch dao động và dùng vỏ bọc kim loại để chống nhiễu.
Đối với tạp âm nội bộ ta có thể chọn loại transistor với hệ số tạp âm nhỏ, chấp
nhận giảm hệ số khuếch đại ở tầng đầu, trong trường hợp cần thiết ta sẽ tăng hệ số
khuếch đại ở tầng sau.
Một số transistor có hệ số tạp âm nhỏ: 2CC2240 (BL), 25C2458GR,
25C1642GR, BC109, BC107, BCY51R, SE4010, 25C26314,…
3. Tín hiệu lấy ra từ đầu từ:
Khi băng dịch chuyển qua đầu từ, từ thông
Φ
do các vết từ tạo ra gửi qua khe
từ:
d
en
dt
φ
=−
Nếu tín hiệu hình sin thì sức điện động trên 2 đầu cuộn dây đầu từ được xác định:
2enf
π
φ
=−
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
30
f
: tần số tín hiệu
n : số cuộn dây của đầu từ
φ
: từ thông, phụ thuộc tiết diện của lõi sắt.
Ngoài ra, trong thực tế để đặc trưng cho sự tiêu hao trên mạch từ và khe từ,
người ta đưa tỉ số suy giảm tín hiệu
sin
d
S
d
π
λ
π
λ
=
d : độ rộng khe từ
λ
: độ dài sóng
.
v
vT
f
λ
==
v
: tốc độ di chuyển của băng = 4,76 cm/s
Như vậy:
2.enfS
π
φ
=−
Ta thấy: ở tần số thấp và trung bình
λ
đủ lớn, do đó
0
d
X
π
→
sin 0
lim lim 1
0
S⇒= =
Khi tần số đủ cao:
d
π
λ
→∞
sin
lim lim 0S
∞
⇒= =
∞
làm cho tín hiệu ra ở cuộn dây qua cuộn dây đầu từ suy giảm nhanh chóng.
Để tăng tín hiệu trên cuộn dây đầu từ ta có thể tăng
n , tuy nhiên khi tăng n thì
dẫn đến L tăng
→
tăng nhiễu ( thực tế người ta khống chế giá trị này
≤
(1,6-1,6mH ),
hoặc tăng
φ
bằng cách tăng tiết diện lõi sắt. Tuy nhiên tiết diện lõi sắt bị giới hạn bởi
độ rộng khe từ và độ rộng track ghi. Do đó để tăng
e ta phải phối hợp nhiều yếu tố kỹ
thuật trong đầu từ.
4. Mạch khuếch đại đầu từ dùng transistor
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
31
Mạch khuếch đại đầu từ dùng 1 transistor với hồi tiếp âm điện áp và dòng điện
thường dùng thường dùng trong các máy cassette công suất nhỏ, chất lượng thấp.
Thông thường mạch khuếch đại đầu từ dùng từ 2 tầng khuếch đại trở lên, liên lạc
thẳng, nhờ đó có thể dùng hồi tiếp âm để sửa đặc tuyến tần số. Để giảm tạp âm, người
ta có thể dùng tầng khuếch đại cascade
a). Mạch khuếch đại đầu từ kiểu cascade
β 1
= β2 = 100
Nguồn
cc
V cần được ổn áp và lọc kỹ để tránh được nhiễu nguồn xoay chiều và
tầng công suất gây ra trên đường cấp điện
Trên sơ đồ mạch ta có:
E1 E2 1 2
12 1 2
CC
bb
II II
II
βββ
=⇒=
⇒==⇒ =
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại đầu từ Cascade
Vin
Vout
VCC
Hình 2.10 Sơ đồ mạch khuếch đại đầu từ điển hình
RB2
5K6
Vout
Q2
2UF
Q1
RB1
6K8
RB3
4K7
RE
1K
5UF
10U
18V
Rc
1K8
Vin
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
32
Dòng điện
1
I
β
chạy qua điện trở
3
R
R
E
B
β
&
vì
R
E
β
= 100 x 1 = 100 k
3
47
R
K= nên xem như chủ yếu dòng điện chạy qua
3
R
ta có:
3
1
123
.4,95
Bcc
R
VVV
RRR
==
++
11 1
E1
4,95 0,7
4, 25
1
EBBE
EE
VVV
ImA
RR K
−
−
== = =
e1
1
21
26 26
6,12
4, 25
6,12
E
ee
mV mV
r
ImA
rr
== =Ω
⇒== Ω
Hệ số khuếch đại của tầng ghép
E
C :
1
1
.
C
V
R
A
hie
β
=−
Mà
11be e
hie r r r
β
β
=+ ≈
2
2
2
2
2
2
C
V
C
V
R
A
hie
R
A
hie
β
=
=
12
1
e1 1
1
Ce
V
e
Rr
A
rr
⇒=−=−=−
b). Mạch khuếch đại 2 tầng liên lạc trực tiếp
Hình 2.11 Mạch nguyên lý khuếch đại 2 tầng liên lạc trực tiếp
VCC
Vin
ZNF
Vout
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
33
Độ lợi điện áp của các tầng được xác định
()
12
11
1
2
2
2
hie
C
V
E
C
V
R
hie
A
hie R
Rtai
A
β
β
β
=−
+
=−
&
&
Độ lọc toàn mạch:
()
12 2
12 12
12
12122
22
12 12
11 11111
.
82
CC
VVV
E
CC
CC
V
be E
RhieRtai
AAA
hie R hie
R k hie R hie hie
Rtai Rtai
A
hie r r R
ββ
β
ββ ββ
βββ
==
+
=⇒=
⇒= =
+++
&&
&
&&
2
2
1
.
C
V
E
R
tai
A
R
β
≈
&
Khi mạch có hồi tiếp
Av
Kp
V0 Vin
Hình 2.12 Mạch thực tế khuếch đại 2 tầng liên lạc trực tiếp
1UF
Q1
VCC
Q2
3K3
8K2
100UF
1K
100PF
4K7
ZNF
10UF
10K
1K2
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông
Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
34
ZNF
1.
V
Vht
pV
A
A
kA
⇒=
+
k
: hệ số hồi tiếp
ta có:
E
E
p
E
NF NF
R
R
k
R
ZZ
=≈
+
vì
NF E
Z
R
1
NF
Vht
pE
Z
A
kR
⇒==
Rõ ràng độ lợi thật sự của mạch phụ thuộc chủ yếu vào thành phần trở kháng
hồi tiếp. Trong thực tế, dạng mạch hồi tiếp như sau :
Như vậy: độ lơi của mạch phụ thuộc vào tần số tín
hiệu
VD: cho
2
21
100, 1 , 10
C
E
RkR k
β
=
==
Khi chưa có tải:
2
2
1
1000
C
V
E
R
A
R
β
==
Nếu không tính đến sự tổn hao trên mạch từ và khe từ với băng từ tiêu chuẩn
có đặc tuyến đường ghi băng phẳng, biên độ từ thông gửi qua lõi sắt từ không thay
đổi, thì đặc tuyến đầu ra của đầu từ tỉ lệ với tần số. Ta có
Đặc tuyến đầu từ
Đặc tuyến tín hiệu ra
Đặc tuyến của mạch khuếch đại
16Hz 16Kz
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét