hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 9 pdf

Nên lặp lại các việc điều chỉnh này, để làm cho thiết bị hoạt động thật chính xác sao cho có thể nhận được tín hiệu tối đa của nhiều vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh.. Nếu không nhận được t

Loại môtơ này được cố định trực tiếp trên ống đỡ , tại phần cố định Còn phần

di động được nối vào giá đỡ xích đạo của mặt phản xạ parabole

Loại môtơ quét rộng có khả năng phủ sóng một vùng rộng trên quỹ đạo địa tĩnh Như vậy việc lắp đặt sẽ dễ dàng hơn, và tạo được một sự chính xác trong việc điều chỉnh phương hướng không đồng đều

Môtơ được cung cấp với 36 vôn một chiều, 3 A khi tải đầy đủ Mạch cảm nhận là một ILS điều khiển bằng 5 thỏi nam châm Điều chỉnh được chính xác đến 0,120 Nó được giao với các bộ phối hợp cho Anten từ 90-120-150-180 cm đường kính và với các trụ đỡ từ 50 đến 76 mm

Dĩ nhiên nó cũng điều khiển từ xa tại máy thu cung cấp cho môtơ các xung động lực

4.3 Cho các thiết bị khởi động

a Khởi động thiết bị với anten theo xích đạo

Trong quá trình lắp ráp Anten và đầu SHF, thiết bị cũng đã được điều chỉnh theo các chỉ dẫn đã cho Nên lặp lại các việc điều chỉnh này, để làm cho thiết bị hoạt động thật chính xác sao cho có thể nhận được tín hiệu tối đa của nhiều vệ tinh trên quỹ đạo địa tĩnh

Khi đã lắp đặt xong và đã đi dây hoàn chỉnh, thì có thể cho máy thu hoạt động theo chế độ quét mặt (SCAN) Một người đứng gần Anten để điều chỉnh , và có thể liên lạc bằng vô tuyến điện với người ngồi tại máy thu và Tivi để xem kết quả

Nếu trường hợp lắp đặt tại vườn hoa, hoặc trên sân thượng , thì tốt nhất là để máy thu và Tivi gần Anten Như vậy việc điều chỉnh sẽ thuận lợi hơn và nhanh hơn

Những việc làm để điều chỉnh sau cùng, được thực hiện theo thứ tự như sau :

• Điều chỉnh Anten theo trục Bắc-Nam với độ chính xác sau nhứt

• Điều chỉnh góc độ tương ứng với vĩ tuyến tại nơi thu Đó là góc nghiêng

• Điều chỉnh góc lệch ngoài (offset) , tùy thuộc vào vĩ tuyến của nơi thu

• Kiểm tra lại ví trí đầu phễu và đầu SHF bằng cách chọn lựa tín hiệu sao cho đạt tối đa, thì có thể biết được vị trí của nó có đúng với trục của Anten hay không

• Kiểm tra lại hoạt động của trục kích, và của môtơ quét rộng (horizon-horizon)

• Hãy tìm bắt một tín hiệu từ vệ tinh ở sâu về phía NAM Điều chỉnh lại hình ảnh, và phân cực để nhận được tối đa tín hiệu Hãy tinh chỉnh lại góc nghiêng và góc lệch ngoài và có thể tinh chỉnh lại hướng Bắc - Nam sao cho nhận được hình ảnh đẹp nhất

• Hãy tìm tín hiệu của vệ tinh ở sâu về phía Đông Điều chỉnh hình ảnh và phân cực Tinh chỉnh lại hướng Bắc - Nam và góc lệch ngoài để cho tín hiệu tối đa

• Sau cùng hãy quét hết quỹ đạo địa tĩnh và kiểm tra xem có nhận được đầy đủ và tốt của tất cả vệ tinh từ hướng Đông đến Tây Nếu có trường hợp nhận xấu, hoặc không nhận được gì cả, thì đó là do điều chỉnh chưa thật chính xác

• Sau cùng cho tất cả thiết bị hoạt động, theo các hướng dẫn trên, vào ổn định

b Khởi động thiết bị với anten có giá đỡ az-e1

Việc khởi động loại thiết bị này đơn giản hơn, vì rằng nó chỉ cần thu nhận một vệ tinh

Chúng ta có thể tính toán góc nâng và góc phương vị của Anten, khi biết tọa độ của nơi thu, và của vệ tinh cần thu

Chúng ta hãy hướng về hướng Nam, rồi sau đó xoay theo góc phương vĩ đã được tính toán nhờ vào các vòng cố định trên trục của trụ đỡ Để làm việc đó, chúng ta cần sử dụng thước đo góc có các vạch phân độ

Sau đó, chúng ta hãy nghiêng Anten theo góc nâng đã được tính Để có thể dễ dàng khi thực hiện chúng ta hãy bắt đặt một cây thước trên parabole và dùng nghiêng kế

đo góc lệch của Anten (900-E1)

Cho máy thu hoạt động ở vị trí quét mặt (SCAN) , theo băng tần của vệ tinh Nếu không nhận được tín hiệu thì hãy tinh chỉnh lại các góc phương vị, và góc nâng cho đến khi nhận được hình ảnh

Có thể tinh chỉnh lại đầu SHF và mạch đảo cực polarotor nếu có

Khi nào nhận được tốt tín hiệu thì hãy khóa chặt các nơi đã được điều chỉnh

Việc thu các vệ tinh có công suất lớn với Anten parabole từ 30 đến 60cm đường kính là đơn giản và những người chơi nghiệp dư cũng có thể thực hiện dễ dàng, không cần có trình độ hiểu biết gì nhiều

4.4 Bảng thống kê thiết bị:

10 Cáp truyền tín hiệu 6 RISER SERIES-CATVR 782 m

KẾT LUẬN

Như vậy là luận án tốt nghiệp của em với đề tài Khảo Sát hệ Thống Thông Tin Vệ Tinh và Thiết Kế Hệ Thống Thu CATV Cho Một Khách Sạn đã được hoàn thành mặc dù thời gian thực hiện khá là eo hẹp

Nhìn chung trong cuốn luận án này đã đề cập được một cách khái qquát những vấn đề quan trọng của một hệ thống thông tin vệ tinh Từ đó làm cơ sở để thiết kế một hệ thống thu CATV cho 1 khách sạn

Tuy nhiên như đã đề cập là với thời gian thực hiện khá là eo hẹp và sự giới hạn dung lượng của đề tài (khoa yêu cầu) nên cũng còn nhiều vấn đề chưa được đề cập đến Vì vậy khách quan mà nhận xét thì nội dung của đề tài này tương đối là đầy đủ nhưng nội dung chưa thật sâu

Phần thiết kế hệ thống thu CATV thì đây mới chỉ là một hệ thống với quy mô khá nhỏ, khi đó vấn đề công suất và nhiễu trên đường truyền đến các thuê bao chưa thực sự là một vấn đề cần phải quan tâm, nhưng nếu với một hệ thống lớn phân phối cho cả một khu vực hay cả một thành phố thì vấn đề này cần phải được xem xét kỹ lưỡng hơn

Do đó với một lĩnh vực lớn như vậy thì 100 trang có lẽ chưa phải là nhiều Và những vấn đề đã nêu ra mà chưa giải quyết được đo chính là những vấn đề nâng cao nội dung của đề tài hay nói một cách khác đó chính là hướng phát triển của đề tài

THE END

Phụ lục A

MỘT SỐ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG THÔNG TIN VỆ TINH

I ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ

Điều chế là quá trình làm thay đổi một trong các thông số của sóng mang theo tín hiệu thông tin cần truyền

* Một tín hiệu hình sin có biên độ A(t) và góc pha Φ(t) biến đổi

S(t) = A(t).cos(ωCt + Φ(t)) -Nếu ta cho Φ(t) = const và biên độ A(t) biến đổi tỷ lệ với tín hiệu của tin tức cần điều chế thì gọi là điều chế biên độ (AM)

-Ngược lại khi cho A(t) = const và cho góc pha Φ(t) biến đổi tỷ lệ với tín hiệu tin tức thì gọi là điều chế góc (FM, PM)

1/ Điều chế biên độ (AM):

Điều biên là phương pháp làm thay đổi biên độ sóng mang thay đổi theo tín hiệu thông tin cần truyền

Dạng sóng như sau:

Uc

a) Sóng mang

- Uc

Ui

b) Sóng tín hiệu

- Ui

Ui = m.Uc

c) Sóng AM

Phổ của sóng mang AM:

ω

f (fc – fi) fc (fc + fi )

Với m là hệ số điều chế

Phân tích tín hiệu

Giả sử tín hiệu thông tin có dạng: ui = Uicosωit

Sóng mang

và tín hiệu sóng mang có dạng như sau: uc = Uc cos(ωct + Φc)t

Vì là điều chế AM nên coi như Φ(t) = 0 do đó tín hiệu AM có dạng:

uAM = (ui + Uc)cosωct

= Uccosωct + uicosωct

= Uccosωct + Uicosωit.cosωct

= Uccosωct + (Ui/2)cos(ωc + ωi)t + (Ui/2)cos(ωc -ωi)t

với m = Ui/Uc là hệ số điều chế do đó:

uAM = Uccosωct + (mUc/2)cos(ωc + ωi)t + (Uc/2)cos(ωc -ωi)t

Ta thấy nếu dải thông của bản tin là (ω) thì dải thông truyền dẫn cần thiết để phát tín hiệu điều chế biên độ là 2ω Vì vậy đây là một phương pháp không hiệu quả

-Ta biết sóng mang không có thông tin nên ta có thể bỏ đi Vậy điều chế AM có triệt sóng mang gọi là điều chế biên độ hai dải biên (DSB), khi đó tín hiệu có dạng:

S(t)= (mUc/2)cos(ωc + ωi)t + (Uc/2)cos(ωc -ωi)t -Nhưng dải thông truyền dẫn vẫn là 2ω nên lãng phí Để giảm được người ta sử dụng phương pháp điều chế đơn biên (SSB) Thực tế người ta có thể chỉ triệt một phần của dải biên: điều chế dải biên sót (VSB) Bằng cách cho tín hiệu DSB đi qua bộ lọc dải trên (USSB) hoặc bộ lọc dải dưới (LSSB) khi đó S(t) có dạng:

S(t) = (1/2 ).UC [V(t).cosωc t ± v (t).sin ωc t]

( Dấu (±) ⇔ USSB hoặc LSSB )

vÂ(t) là phép biến đổi Hillbert của V(t)

Về công suất truyền dẫn : SSB chiếm ½ của DSB, VSB nằm giữa DSB và SSB Phổ tần số như sau :

2/ Điều chế góc

Khác với điều chế biên độ tuyến tính trong đó góc pha được cố định còn biên độ thì biến đổi, điều chế góc sẽ cố định về biên độ và thay đổi góc pha một cách tỷ lệvới tín hiệu của bản tin

Điều chế góc còn được gọi là điều chế hàm số mũ không tuyến tính và sóng điều chế trở thành dạng hàm số mũ khi sóng được điều chế trở thành kiểu định pha Có hai kiểu điều chế được áp dụng trong điều chế hàm số mũ là: điều chế tần số (FM) và điều chế pha (PM)

Hai loại này có đặc tính chống tạp âm tốt hơn (AM) và (FM) giảm tạp âm tốt hơn (PM) Nếu góc θC(t) là góc pha của tín hiệu điều chế thì tín hiệu điều chế góc S(t) có dạng tổng quát như sau:

S(t)=ACcos[ωc t + φ(t)] = Acosφ C (t)

Biên trên Biên dưới

Tín hiệu VSB

PM có nghĩa là pha tương đối φ(t) tỷ lệ với tín hiệu bản tin v(t), nếu hằng số di pha là kp thì sóng S(t) của PM là:

SPM(t)=ACcos[ωc + kp.v (t)]

FM có nghĩa là điểm dịch tần số tỷ lệ với tín hiệu tin tức v(t), khi hàng số dịch tần số là kf thì sóng S(t) của FM là:

SFM(t)=ACcos[ωc t + kf∫v (t).dt]

VC

a) Sóng mang

- VC

Vm

b) Sóng tín hiệu

- Vm

Dạng phổ cuả sóng FM :

Phổ của sóng FM bao gồm vô số các sóng ở biên tần cao và biên tần thấp , với trung tâm là sóng mang (fo) Vì thế nó chiếm một băng tần rộng

II ĐIỀU CHẾ SỐ

1/ Dịch chuyển biên độ (ASK)

-Trong truyền dẫn tín hiệu số dịch chuyển biên độ là thay đổi biên độ của sóng mang theo dãy tín hiệu được mã hóa (nhị phân) cần truyền đi

-Nếu biên độ A1, A2 được thay bằng A0, A1 tương ứng với bit φ, bit 1 Khi A0=φ thì hệ thống được gọi là dịch chuyển đóng ngắt (OOK)

-Dạng sóng điều chế như sau:

VASK (t) = A1.V1 cosWCt

A2.V2 cosWCt

VOOK (t) = 0

A1 cosWCt

VC

a) Sóng mang

- VC

Vm

b) Sóng tín hiệu

- Vm

2/ Dịch chuyển tần số (FSK)

-Là thay đổi tần số của sóng mang theo dãy bit được mã hóa nhị phân của tín hiệu cần truyền:

-Hàm sóng có dạng:

VFSK (t) = AC.cos [WCt + bK.Δw.t]

= AC.cos [WC + Δw]t ; bK =1

-Dạng sóng như sau:

VC

- VC

Vm

- Vm

3/ Dịch chuyển pha (PSK)

-Ta có sơ đồ điều chế như sau:

Dữ liệu (PCM) Tín hiệu đã điều chế (PSK)

( AC cosWCt )

Nguyên lý: Tín hiệu số làm thay đổi góc pha ban đầu (Φi) của sóng mang

Ưu điểm: Điều chế PSK hơn hẳn các loại điều chế số khác Vì tín hiệu số chỉ

điều chế về pha của sóng mang, trong khi nhiễu của môi trường chỉ làm biến đổi biên độ của sóng mang, đồngthời so với FSK thì dải tần của nó hẹp tiết kiệm được số kênh truyền Hay nói cách khác là nó có thể ghép được nhiều kênh trên cùng một đường truyền so với FSK

Nhược điểm: Điều chế PSK mạch điều chế và giải điều chế phức tạp hơn nhiều so với FSK Xác suất giải điều chế bị sai nhiều hơn so với FSK Được sử dụng trong các thiết

bị chuyên dụng

+) Điều chế PSK bao gồm:

ĐIỀU CHẾ (PSK)

a) Sóng mang

b) Sóng tín hiệu

c) Sóng FSK

1 Điều chế BPSK (Binary Phare Shift Key)

0

V(t) = AC cos [WCt + ΦI ] Dạng sóng điều chế như sau:

VC

a) Sóng mang

- VC

Vm

b) Sóng tín hiệu

- Vm

2 Điều chế QPSK:

0 0

0 1

1 0

1 1

+ 450

- 450 + 1350

- 1350

Nhận xét:

Góc pha đầu (Φi) sẽ biến đổi theo 4 trạng thái của từng cặp bit Vì thế tốc độ bit truyền

tăng gấp đôi so với (BPSK) mà tần số gần như không đổi, tuy nhiên thiết bị sẽ phức tạp

hơn

-Dạng sóng như sau:

VC

a) Sóng mang

- VC

Vm

b) Sóng tín hiệu

- Vm

V(t) = AC[cos(ωC.t).cosϕi – sin(ωC.t)sinϕi]

AC.cosϕi cos ωC.t – AC sin ϕi sinωC.t Từ phương trình ta có sơ đồ điều chế như sau:

Data

V(t)

Theo bảng sau ta thấy mạch tạo hệ số cho các giá trị cosϕi, sin ϕi tương ứng với các cặp bit (OK góc)

Ghi dịch 2bit

Mạch tạo hệ

pha

90 0

TRỪ NHÂN

NHÂN

AC.cosωC.t Cos(φi)

AC.cosωC.t

AC.SinωC

AC.SinωC.t Sin(φi)

Cos(φi)

sinωC.t

Theo nguyên lý ngược lại:

AC AC.cos(ωC.t + ϕi).cosωCt = [cos(2ωC.t + ϕi) + cosϕi]

2

AC AC.cos(ωC.t + ϕi) sinωCt = [sin(2ωC.t + ϕi) + sinϕi]

2 Nếu dùng bộ lọc hạ thông gạt tín hiệu có tần số bằng 2WC.t ta có các giá trị thu được

như sau:

-Tương tự số trạng thái: M=2ω

Với ω=số bit, khi ω tăng thì tốc độ truyền tăng đáng kể hiện nay tới 26

III Điều chế xung (PCM-DPCM-DM)

1/ Điều chế PCM (Pulse Code Modulation)

- PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình đó là:

NHÂN

MẠCH TẠO MÃ

GHI DỊCH

2

Lọc hạ thông

NHÂN

Dịc

h pha

Lọc hạ thông KĐ

2 lần

AC.cos(ωC.t +φi) cosωC.t

AC.cos(ωC.t +φi) sinωC.t

AC.cosωC.t

AC.sinωC.t cosωC.t

AC.cos(ωC.t+φi)

Tín hiệu binary

Tín hiệu

Xung điều biên tương tự

Kênh truyền

010110… 010110….

Sơ đồ khối của bộ mã hóa và giải mã nguồn trong một hệ thống PCM như sau:

Tín hiệu Analog liên tục theo t có phổ âm tần được đưa qua hệ thống lấy mẫu để tạo thành chuỗi tín hiệu rời rạc PAM nhưng vì quy luật biến đổi của tin tức thoại có tính ngẫu nhiên nên giá trị các xung PAM là một con số vô cùng lớn , để đơn giản và gần đúng thì các xung PAM được đưa qua một bộ nén hạn biên gọi là bộ lượng tử hóa (quantizen) Ý nghĩa quan trọng của bộ lượng tử hóa là gần đúng hóa các xung PAM có biên độ xuất hiện xung quanh mức chuẩn PAM0 , vậy PAM0 = PAM ± x Trong đó x là một đại lượng sai số lượng tử, sau đó tín hiệu được đưa vào bộ mã hóa (encoder) để chuyển độ lớn biên độ các xung sang dạng số đo nhị phân gồm 2 bit biểu biễn là 0 và 1, quá trình trên được gọi là chuyển đổi A/D Như vậy tín hiệu truyền qua kênh truyền là tín hiệu số được truyền lần llượt từng cụm bit B1 ÷ Bn mã mỗi cụm bit từ B1 ÷ Bn sẽ biểu diễn cho một số đo xung PAM Trên đường truyền các từ mã sẽ bị nhiễu xen vào và khi đến đầu thu tín hiệu sẽ bị méo dạng xung, do đó trước khi giải mã ta phải có mạch phục hồi và sửa lại dạng xung để đồng bộ lại dạng xung và phục hồi lại chuỗi xung nhịp đồng hồ Sau đó tín hiệu được đưa vào mạch giải mã để phục hồi lại tín hiệu, cứ từng cụm bit B1 ÷ Bn nối tiếp sẽ được chuyển thành song song vào bộ giải mã để phục hồi lại dạng xung PAM sau đó qua bộ lọc

ta sẽ được tín hiệu ban đầu

+) Lấy mẫu :

Quá trình lấy mẫu là quá trình rời rạc hóa biên độ của tín hiệu nguồn (analog) theo thời gian (lấy biên độ tín hiệu các thời gian cách đều nhau) Trong trường hợp lý tưởng, độ rộng của xung lấy mẫu có thể vô cùng nhỏ nhưng thực tế là độ rộng có giới hạn và thường nhỏ hơn nhiều chu kỳ của tín hiệu được lấy mẫu Để đảm bảo độ trung thực của tín hiệu thì tần số lấy mẫu phải tuân theo định lý lấy mẫu

- Định lý lấy mẫu :

Lấy mẫu

Bộ lọc

Lượng tử hóa

Giải mã

Tái tạo tù mã

Mã hóa PAM

4-4,6 7,7 8 8,3 11.4-12 f(kHz)

3 4 7 10 11 14

Biên độ

lấy mẫu

Biên độ

lấy mẫu

Xung lấy mẫu 8kHz

Xung lấy mẫu 7kHz

Tụ tích điện

Nếu tín hiệu Xa (t) có tần số max là (fa) thì sau khi tín hiệu được rời rạc hóa, nó có thể khôi phục hoàn toàn nếu tần số lấy mẫu Fs thỏa:

Hay Ts (max)≤ ½ Ta

-Ts (max): được gọi là khoảng Nyquist và là khoảng thời gian dài nhất được dùng để lấy mẫu tín hiệu

Méo do Ts lớn hơn khoảng Nyquist gọi là méo xếp chồng như hình vẽ:

+) Lượng tử hóa:

Fs ≥ 2fa

X

٨

=

~

Nguồn tương tự

Tín hiệu PAM

Tạo xung KĐ đệm có trở kháng Mạch điện dùng để lấy mẫu thường là lấy mẫu và duy trì như sau: