Khai thác tuyến phát máy thu phát sóng ngắn đơn biên RT-6201C

Ảnh hưởng của các loại nhiễu Điều kiện thu được xác định không phải bằng giá trị tuyệt đối độ lớn của công suất tín hiệu mà chính là tỷ số tín hiệu trên nhiễu S / N ở đầu vào máy thu.. T

LỜI MỞ ĐẦU

Để đáp ứng kịp thời với các yêu cầu về thông tin liên lạc trong thời kỳ mới, đã có rất nhiều các cải tiến và phát minh để cho ra những thiết bị thông tin hiện đại với các đặc tính kỹ thuật cao cho phép tăng độ chính xác của thông tin cùng với các tính năng khác đã được cho ra đời Nhiều đơn vị trong toàn quân đã được trang bị thêm những thiết bị thông tin hiện đại để thay thế cho các thiết bị cũ Trong số đó máy thu phát RT-6201C được một số đơn vị trong Quân Chủng Hải Quân đã tiếp nhận và hoàn thành tốt nhiệm vụ trong giai đoạn thời bình

Sau thời gian học tập tại Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, tôi đã được giao

đề tài tốt nghiệp: "Khai thác tuyến phát máy thu phát sóng ngắn đơn biên RT-6201C" Đây là đề tài dạng nghiên cứu, khai thác sử dụng thiết bị, cần

phải có sự học hỏi, sưu tầm, nghiên cứu kỹ, nhiều các tài liệu liên quan đến thiết bị thì mới có thể khai thác và sử dụng thiết bị thành thạo đạt hiệu quả cao

Nội dung đồ án gồm 3 chương:

Chương 1: Đặc tính kênh vô tuyến.

Chương 2: Khái quát chung về đặc tính, cấu trúc, chức năng các mô

đun và nguyên tắc hoạt động trên tuyến phát của máy thu phát RT-6201C

Chương 3: Nguyên tắc làm việc của máy thu phát RT-6201C trên sơ

đồ nguyên lý ở một số chế độ phát

Mặc dù có những khó khăn đặc thù riêng của loại đề tài này như tài liệu

về thiết bị rất ít, các tài liệu đều sử dụng tiếng Anh cho nên phải mất rất nhiều thời gian dịch tài liệu và sửa chữa, nhưng được sự giúp đỡ rất tận tình của giảng viên chính Đại Tá Hoàng Văn Sơn đã luôn động viên và giúp tôi hoàn thành đồ án này Do trình độ có hạn, chưa có điều kiện khai thác trực tiếp trên máy, nên bản đồ án này không tránh khỏi những điểm khiếm khuyết Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo cùng bạn bè đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 26 tháng 12 năm 2011

Chương 1 ĐẶC TÍNH KÊNH VÔ TUYẾN

1.1 Phân chia dải sóng điện từ và ứng dụng

Hình 1.1: Phổ tần số vô tuyến và ứng dụng

Như ta đã biết thông tin vô tuyến điện là thông tin “không dây”, bất kỳ một hệ thông tin vô tuyến nào cũng bao gồm máy phát, máy thu và môi trường truyền sóng Vì vậy để bảo đảm thông tin một cách nhanh chóng và chính xác, thì không chỉ trông chờ vào máy phát, máy thu mà cần còn lựa chọn phương thức truyền lan sóng điện từ một cách thích hợp Tín hiệu âm

Môi trường truyền sóng là khí quyển trên mặt đất, vũ trụ, nước, đôi khi là các lớp địa chất của mặt đất được dùng chung cho các kênh vô tuyến Mỗi kênh

vô tuyến đều chiếm một tần số hoặc một dải tần số nhất định, nên việc phân kênh chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn tần số, phổ tần số tổng cộng và miền áp dụng của chúng được chỉ ra như (hình 1.1)

Phổ tần tiếp tục được chia ra thành các băng nhỏ, có tên và kí hiệu như bảng 1.1 theo Ủy ban tư vấn về Thông tin vô tuyến quốc tế CCIR (Comites Consultatif Internationa des Radiocommunications - International Radio Consultative Committee)

Bảng 1.1 Kí hiệu và phân chia băng tần theo CCIR

Các tần số rất thấp (VLF - Very Low Frequencies) Có giá trị nằm

trong phạm vi 3 ÷ 30 kHz, chứa phần trên của dải nghe được của tiếng nói Truyền lan sóng mặt đất, suy hao ban ngày và ban đêm thấp, mức tạp nhiễu khí quyển cao Dùng cho các hệ thống an ninh, quân sự và chuyên dụng của chính phủ như là thông tin dưới nước (giữa các tàu ngầm)

Các tần số thấp (LF - Low Frequencies) Có giá trị nằm trong phạm vi

30 ÷ 300 kHz (thường gọi là sóng dài), truyền lan sóng mặt đất, hơi kém tin cậy, hấp thụ vào ban ngày, chủ yếu dùng cho dẫn đường hàng hải và hàng không

Các tần số trung bình (MF - Medium Frequencies) Có giá trị nằm

trong phạm vi 300 kHz ÷ 3 MHz (thường gọi là sóng trung) Truyền lan sóng

mặt đất và sóng trời ban đêm, suy hao thấp vào ban đêm và cao vào ban ngày,

có tạp nhiễu khí quyển Chủ yếu dùng cho phát thanh thương mại sóng trung (535 đến 1605 kHz) Ngoài ra cũng sử dụng cho dẫn đường hàng hải và hàng không

Các tần số cao (HF - High Frequencies) Có giá trị nằm trong phạm

vi 3 ÷ 30 MHz (thường gọi là sóng ngắn) Đặc tính truyền lan: phản xạ tầng điện ly, thay đổi theo thời gian trong ngày, mùa và tần số Tạp nhiễu khí quyển thấp tại 30 MHz Phần lớn các thông tin vô tuyến 2 chiều (two-way) sử dụng dải này với mục đích thông tin ở cự ly xa xuyên lục địa, liên lạc hàng hải, hàng không, nghiệp dư, phát thanh quảng bá v.v

Các tần số rất cao (VHF - Very High Frequencies) Có giá trị nằm

trong phạm vi 30 ÷ 300 MHz (còn gọi là sóng mét) Lan truyền theo tầm nhìn thẳng (LOS), có tán xạ do sự đảo nhiệt độ, tạp nhiễu vũ trụ Thường dùng cho

vô tuyến di động, thông tin hàng hải và hàng không, phát thanh FM thương mại (88 đến 108 MHz), truyền hình thương mại (kênh 2 đến 12 với tần số từ

54 MHz đến 216 MHz), VHF dùng nhiều trong thông tin điều hành

Các tần số cực cao (UHF - UltraHigh Frequencies) Có giá trị nằm

trong phạm vi 300 MHz ÷ 3 GHz (còn gọi là sóng đề xi mét) Lan truyền theo tầm nhìn thẳng (LOS), tạp âm vũ trụ Dùng cho các kênh truyền hình thương mại 14 ÷ 83, các dịch vụ thông tin di động mặt đất, các hệ thống điện thoại tế bào, một số hệ thống rada và dẫn đường, các hệ thống vi ba và thông tin vệ tinh

Các tần số siêu cao (SHF - SuperHigh Frequencies) Có giá trị nằm trong

phạm vi 3 ÷ 30 GHz (còn gọi là sóng cen ti mét) Lan truyền theo tầm nhìn thẳng (LOS), suy hao theo lượng mưa trên 10 GHz, suy hao khí quyển do o-xi và hơi nước, hấp thụ hơi nước cao ở 22,2 GHz Chủ yếu dùng cho vi ba và thông tin vệ tinh

Các tần số cực kì cao (EHF - Extremely High Frequencies) Có giá trị

nằm trong phạm vi 30 ÷ 300 GHz (còn gọi là sóng milimét) Lan truyền theo

tầm nhìn thẳng (LOS), hấp thụ hơi nước tại 183 GHz và hấp thụ ôxi tại 60 GHz và 119 GHz, ít sử dụng cho thông tin vô tuyến.

Trên bảng 1.2 đưa ra dải tần số được ứng dụng trong phát thanh và truyền hình thương mại, tùy theo từng dạng tín hiệu mà bề rộng phổ chúng chiếm giữ cùng với khoảng cách an toàn (phòng vệ) giữa 2 kênh phát mà chúng có số kênh có được trong dải tần được phân chia

Bảng 1.2: Băng tần được ứng dụng trong phát thanh truyền hình thương mại

5-6

54MHz÷72MHz76MHz÷88MHz

4.17 m÷5.56 m3.41 m÷3.95 m

1.2 Đặc điểm đường truyền sóng vô tuyến

Hình 1.2: Các phương thức truyền sóng

Các sóng bức xạ từ điểm phát có thể đến được các điểm thu theo những đường khác nhau Các sóng truyền lan dọc theo bề mặt quả đất gọi là sóng đất hay sóng bề mặt (Ground wave); các sóng đi tới các lớp riêng biệt của tầng ion và phản xạ lại gọi là sóng điện ly hay sóng trời (Sky wave); và sóng

không gian hay còn gọi là sóng trực tiếp (Direct wave), các dạng sóng này được chỉ ra trên hình 1.2.

1.2.1 Sóng đất

Sóng đất là sóng truyền lan dọc theo bề mặt trái đất, do đó còn được gọi

là sóng bề mặt Sóng đất là sóng phân cực đứng bởi vì điện trường trong sóng phân cực ngang sẽ song song với bề mặt trái đất và các sóng như thế sẽ bị ngắn mạch bởi sự dẫn điện của đất

Thành phần điện trường biến đổi của sóng đất sẽ cảm ứng điện áp trong

bề mặt trái đất, tạo ra dòng điện chảy Bề mặt trái đất cũng có điện trở và các tổn hao điện môi, gây nên sự suy hao sóng đất khi lan truyền Sóng đất lan truyền tốt nhất trên bề mặt là chất dẫn điện tốt như nước muối và kém truyền trên vùng sa mạc khô cằn Tổn hao sóng đất tăng nhanh theo tần số, vì thế sóng đất nói chung hạn chế ở các tần số thấp hơn 2 MHz Sóng đất được sử dụng rộng rãi trong liên lạc tàu thuỷ - tàu thuỷ và tàu thuỷ - bờ Sóng đất được dùng tại các tần số thấp đến 15 KHz

* Các nhược điểm của truyền lan sóng đất là

Sóng đất yêu cầu công suất phát khá cao

Sóng đất yêu cầu anten kích thước lớn

Tổn hao thay đổi đáng kể theo loại đất

* Các ưu điểm là

Với công suất phát đủ lớn, sóng đất có thể dùng để liên lạc giữa hai điểm bất kỳ trên thế giới

Sóng đất ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điều kiện khí quyển

1.2.2 Sự truyền lan sóng trong không gian

Sóng truyền lan trong không gian bao gồm sóng trực tiếp và sóng phản

xạ từ mặt đất, truyền trong vài km tầng dưới của khí quyển Sóng trực tiếp lan truyền theo đường thẳng giữa các anten phát và thu còn gọi là LOS Vì thế

sóng không bị hạn chế bởi độ cong của trái đất Sóng phản xạ từ đất là sóng phản xạ từ bề mặt trái đất khi lan truyền giữa anten phát và anten thu Độ cong của trái đất tạo nên chân trời vô tuyến đối với sự truyền lan sóng không gian Có thể kéo

dài chân trời vô tuyến bằng các nâng cao anten phát hoặc thu, hay cả hai bằng tháp hoặc đặt trên đỉnh núi, toà nhà cao tầng

Như vậy khoảng cách truyền sóng không gian có thể tăng bằng cách tăng độ cao anten phát, anten thu hoặc cả hai

Do các điều kiện ở tầng dưới khí quyển hay thay đổi nên mức độ khúc

xạ thay đổi theo thời gian Trường hợp đặc biệt gọi là truyền lan trong ống dẫn sóng xảy ra khi mật độ đạt mức sao cho các sóng điện từ bị bẫy giữa tầng này và bề mặt trái đất Các lớp khí quyển hoạt động như ống dẫn sóng và các sóng điện từ có thể lan truyền rất xa vòng theo độ cong trái đất và ống dẫn sóng (hình 1.3)

Hình 1.3: Hiện tượng ống dẫn sóng

1.2.3 Sự truyền lan sóng trời

Các sóng có hướng bức xạ cao hơn đường chân trời (tạo thành góc khá lớn so với mặt đất), được gọi là sóng trời Đặc điểm của sóng trời là sóng được phản xạ từ tầng điện ly, vì thế còn được gọi là sóng điện ly Tầng điện ly

là vùng không gian nằm cách mặt đất khoảng chừng 50 km đến 400 km Tầng này hấp thụ một số lượng lớn năng lượng bức xạ của mặt trời, ion hoá các

tầng điện ly, điện trường của sóng tác động lực lên các electron tự do làm chúng dao động Khi sóng chuyển động xa trái đất, sự ion hoá tăng, song lại

có ít phân tử khí để ion hoá Do đó, phần trên của khí quyển có số phần trăm phân tử ion hoá cao hơn phần dưới Mật độ ion hoá cao, khúc xạ càng lớn, tầng điện ly được phân chia thành 3 lớp: lớp D, lớp E và lớp F theo độ cao của nó; lớp F lại được phân chia thành lớp F1, F2

Lớp D: Là lớp thấp nhất, có độ cao 50 - 100 km và nằm xa mặt trời

nhất do đó có ion hoá ít nhất, lớp D có ít ảnh hưởng đến truyền lan sóng vô

tuyến Song các ion ở lớp này có thể hấp thụ đáng kể năng lượng sóng điện

từ Lớp D biến mất về đêm Lớp này phản xạ sóng VLF và LF, hấp thụ các sóng MF, HF

Lớp E: Có độ cao 100 - 140 km, mật độ cực đại tại độ cao 70 dặm vào

giữa trưa khi mặt trời ở điểm cao nhất Lớp E hầu như biến mất về ban đêm, lớp này hỗ trợ sự lan truyền sóng bề mặt MF và phản xạ sóng HF một chút

Hình 1.4: Sự thay đổi của lớp F của tầng điện ly giữa ngày và đêm

Năng lượng sóng cực ngắn bị hấp thụ mạnh bởi mặt đất (nói chung là tỉ

lệ với bình phương của tần số), vì vậy sóng đất bị suy giảm rất nhanh Sóng cực ngắn không có sự phản xạ đều đặn từ tầng ion, do đó thông tin sóng cực ngắn chủ yếu dựa trên sóng đất và sóng trực tiếp

Cự ly thông tin bằng sóng đất phụ thuộc nhiều vào bước sóng Cự ly lớn nhất là ở các sóng mét gần với dải sóng ngắn (lưu ý rằng với sự tăng tần

số hiệu quả của hệ thống anten tăng lên nhờ đó bù lại tổn hao năng lượng trong đất) Sóng cực ngắn có ý nghĩa lớn đối với thông tin trong không gian

tự do, tức là trong vùng tổn hao năng lượng rất nhỏ Cự ly thông tin giữa các thiết bị bay trang bị máy thu phát công suất nhỏ có thể đạt tới vài trăm kilomet Khi có các đám mây ion hóa ở thất thường, sự tồn tại thường xuyên của lớp Fs hay các vụ nổ hạt nhân ở trên cao… sóng cực ngắn có thể lan truyền rất xa, có thể lên tới vài ngàn kilomet hoặc đạt tới phạm vi toàn cầu

Các sóng cực ngắn có tính chất nhiễu xạ, nghĩa là có thể uốn cong theo địa hình Hiện tượng khúc xạ tầng đối lưu làm tăng cự ly thông tin sóng cực ngắn Sự thay đổi hệ số khúc xạ theo độ cao của khí quyển gây ảnh hưởng đến sóng không gian Khí quyển tiêu chuẩn là một khí quyển lý tưởng có một

tỉ lệ biến đổi hệ số khúc xạ theo độ cao một cách đều đặn, bởi vì nó có một hệ

số thay đổi cố định của áp suất khí quyển theo độ cao, nhiệt độ và độ ẩm Khi trạng thái của tầng đối lưu bình thường (giảm đều đặn nhiệt độ với chiều cao), tia sóng nối các máy thu phát đang liên lạc bị uốn cong về phía trên do đó bảo đảm được thông tin trên tuyến bị che khuất (do đài phát không nhìn thấy đài thu) Vì có sự biến đổi hệ số khúc xạ một cách liên tục, cho nên đường đi thực

tế của sóng không gian khác với đường trực tiếp Để bù lại sự khác nhau này,

cự ly thông tin cực đại thực tế được tính toán theo đường trực tiếp dựa trên quy định bán kính hiệu quả của trái đất KR (K = 4/3 trong khí quyển chuẩn)

Sóng cực ngắn có thể truyền được các tín hiệu có dải tần rộng như thoại nhiều kênh, chương trình truyền hình hoặc truyền số liệu tốc độ cao Tổ chức được thông tin song công vì cho phép tăng dải tần truyền dẫn lên 2 lần Sóng cực ngắn thuận tiện cho việc truyền tín hiệu thoại trong hệ thông viễn thông công cộng, có thể sử dụng anten có kích thước nhỏ, có hệ số khuếch đại lớn

1.3 Ảnh hưởng của các loại nhiễu

Điều kiện thu được xác định không phải bằng giá trị tuyệt đối độ lớn của công suất tín hiệu mà chính là tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S / N) ở đầu vào máy thu Khả năng làm việc của bất kỳ một hệ thống thông tin vô tuyến nào

đó sẽ được thoả mãn nếu tỷ số S / N trong đường truyền lớn hơn trị số giới hạn cực tiểu cho phép Với mỗi hệ thống cụ thể sẽ có một giới hạn cực tiểu của S / Nđể hệ thống vẫn hoạt động bình thường (độ nhạy máy thu) Chính vì

lý do này, khi thiết kế một hệ thống kỹ thuật vô tuyến điện nào đó cần biết mức nhiễu ở đầu vào máy thu

Nhiễu là những sóng điện từ tác động lên máy thu ngoài ý muốn của người sử dụng máy thu Nhiễu làm méo tín hiệu, sai lệch tín hiệu, làm mất liên lạc

Các loại nhiễu:

- Nhiễu vũ trụ:

+ Sinh ra do: Bức xạ của vũ trụ (mặt trời, các vì sao ).

+ Phạm vi ảnh hưởng: Dải tần > 30MHz.

+ Đặc tính: Phụ thuộc vào góc quay của trái đất.

+ Khắc phục: Tránh ánh sáng mặt trời chiếu thẳng vào Anten.

- Nhiễu khí quyển:

+ Sinh ra do: Quá trình phóng điện giữa các chất khí.

+ Phạm vi ảnh hưởng: Dải sóng cực ngắn, đặc biệt > 10MHz + Đặc tính: Phụ thuộc vào đặc tính hoạt động của khí quyển + Khắc phục: Tránh khi thời tiết xấu, bão từ

- Nhiễu công nghiệp:

+ Sinh ra do: Quá trình phóng tia lửa điện trong các thiết bị (hàn

điện, đóng mở công tắc nguồn điện, chập điện )

- Nhiễu do ảnh hưởng lân cận của các đài:

+ Sinh ra do: Phổ tần của máy thu phát này lọt vào điện khác + Phạm vi ảnh hưởng: Trên mọi tần số.

+ Đặc tính: Phụ thuộc vào công suất phát và cự ly giữa hai đài + Khắc phục: Đảm bảo khoảng tần phòng vệ giữa các đài, lọc bỏ

sóng hài tốt và tổ chức đường sóng phụ

Ngoài nhiễu (Interference) còn có tạp âm (Noise) là một loại nhiễu đặc biệt Nó gây ra do bức xạ nhiệt của trái đất; nó là tạp âm riêng của máy thu, thiết bị Anten và phi đơ, tạp âm do bức xạ hơi và thuỷ khí tượng

Hầu hết các loại nhiễu tạp nêu trên đều thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian, hiện nay con người chưa thể có hiểu biết đầy đủ về nó, nên để tính toán được trong các hệ thống thông tin số ta thường quy về tạp âm cộng trắng

chuẩn (AWGN: Additive White Gaussian Noise), tức là tạp âm có mật phổ

công suất đều trong suốt trục tần số và có biên độ tạp âm tuân theo phân bố Gao-xơ (chuẩn), kỳ vọng bằng không Hay phân bố tạp nhiễu theo kiểu Relay

Trong dải sóng cực ngắn có sự khác biệt, ta đã biết rằng các mức tín hiệu khi thông tin bằng sóng đất trong dải này bị những pha đinh chậm và nhỏ

do sự thay đổi theo ngày đêm của điều kiện khí tượng Hơn nữa, những thay đổi này quan sát được trên các tuyến có chiều dài lớn hơn 20 ÷ 40 km Các

pha đinh sâu hơn quan sát được trong điều kiện tiến hành liên lạc giữa các đối tượng cơ động Về phần nhiễu tập trung thì tính chất và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng thông tin được quyết định bởi mức độ hoàn thiện tổ chức thông tin bởi

vì các vùng nhiễu lẫn nhau của sóng đất hạn chế Khi có phản xạ không thường xuyên từ các lớp F2 và FS và khi có ion hoá nhân tạo tầng khí quyển thì tình hình phức tạp hơn rất nhiều Khi đánh giá tác động của nhiễu trong dải sóng cực ngắn

ta không thể dùng các số liệu thống kê

Sóng cực ngắn có độ bảo mật cao vì tần số khó gây nhiễu hơn biên độ,

có thể tái sử dụng băng tần vì băng tần rất đắt, khắc phục được nhược điểm

"vùng câm" của dải tần HF Sóng cực ngắn có thể loại bỏ nhiễu giữa các hệ thống vô tuyến nếu sử dụng tần số hợp lí Sóng cực ngắn cũng loại bỏ được tạp âm khí quyển và tạp âm công nghiệp do các tạp âm này chỉ tác động vào dải tần nhỏ hơn 10 MHz

1.4 Các phương thức thông tin

Trong thông tin vô tuyến khái niệm thông tin là hai chiều, các phương thức tổ chức thông tin hay còn gọi là chế độ làm việc của hệ thống thông tin

vô tuyến được phân chia bao gồm: chế độ đơn công (simplex), bán song công (semi duplex, half duplex) và song công (full duplex).

Chế độ đơn công hoặc bán song công, có đặc điểm chung là máy thu và

máy phát không làm việc đồng thời mà luân phiên nhau làm việc, khi khống

chế phát (PTT) để máy phát làm việc thì mạch máy thu bị cắt, máy thu không làm việc và ngược lại muốn thu tín hiệu thì không được khống chế phát Trong hai chế độ này cho phép trong thiết kế, tuyến thu và tuyến phát dùng chung được nhiều khối chức năng, việc chuyển đổi thông qua các chuyển mạch cao tần, điều này dẫn đến giảm đáng kể kích thước trọng lượng máy cũng như nguồn tiêu thụ

Ở chế độ đơn công, máy thu và máy phát bố trí làm việc trên cùng một

tần số cho phép nhiều máy cùng làm việc đồng thời trên một kênh (chế độ hội

nghị) Trong chế độ bán song công, máy thu và máy phát bố trí làm việc trên

hai tần số khác nhau ít nhất vài lần dải thông của tín hiệu, chế độ này chỉ cho phép các máy lẻ làm việc một hướng với máy trung tâm và ngược lại mà không cho phép các máy lẻ có thể làm việc được trực tiếp với nhau

Chế độ song công, về bản chất máy thu và máy phát là hai thiết bị độc

lập có thể làm việc trên cùng một đường thông tin hoặc làm việc chéo giữa các đường thông tin với 2 tần số thu và phát riêng biệt Chế độ song công thường thiết kế đối với các thiết bị làm việc ở dải LF, MF và HF với công suất trung bình và công suất lớn hoặc trong vai trò là các trạm chuyển tiếp vô

tuyến (Repeater) hoặc trung kế vô tuyến (Radio Trunking).

1.5 Sơ đồ cấu trúc đơn giản của máy thu và máy phát

1.5.1 Sơ đồ khối máy phát

1.5.1.1 Nhiệm vụ của máy phát

Trong thông tin liên lạc người ta muốn truyền đi một hay nhiều tin tức

đi xa, muốn vậy thì phải dùng máy phát Tin tức có thể là âm tần tiếng nói, tín hiệu hình ảnh, hay số liệu Do đó máy phát có các nhiệm vụ sau:

Chuyển đổi tin tức thành dòng điện (hay điện áp), sao cho dòng điện

đó phải mô tả trung thực những tin tức cần phát đi Tuy nhiên trong thực tế còn có những máy phát làm việc chỉ tiếp nhận tín hiệu từ một thiết bị biến đổi khác mà không thực hiện nhiệm vụ trên

Một hay nhiều tin tức trên không thể bức xạ trực tiếp lên không gian

được, hoặc chỉ truyền trong khoảng không gian cực ngắn, mà không thể truyền đi xa được Do vậy máy phát còn có nhiệm vụ quan trọng là tạo ra dòng điện (hay điện áp) có tần số cao hoặc rất cao dùng để truyền tin tức đi xa theo phương thức bức xạ sóng điện từ vào không gian

Làm cho tin tức ăn nhập vào dòng điện (điện áp) cao tần đó gọi là quá

trình điều chế, sau khi thực hiện điều chế để gửi tin tức vào dòng điện cao tần,

ta được dòng điện cao tần đã điều chế gọi là tín hiệu vô tuyến điện

Tín hiệu vô tuyến điện cần được ghép nối với anten máy phát nhiều

nhất để bức xạ vào không gian

1.5.1.2 Yêu cầu của máy phát

* Dải tần công tác: Yêu cầu phải rộng để có thể bố trí được nhiều tần

số công tác Dải tần công tác được đánh giá qua hệ số bao tần

(Kf = fmax / fmin ) (1.1)

* Công suất: Công suất của máy phát là công suất của dòng điện cao

tần đưa tới tải là anten của máy phát

P = I2

ω ZA (1.2)

Trong đó: P là công suất của máy phát tính bằng (W), Iω là dòng

điện cao tần tính bằng (A), ZA là trở kháng của anten

ZA = RA + XA (1.3)

RA là điện trở thuần của anten Công suất máy phát là yếu tố quyết định đến cự ly thông tin liên lạc

* Hiệu suất: Hiệu suất của máy phát là tỷ số giữa công suất cao tần

bức xạ trên anten và công suất nguồn tiêu thụ của máy:

ղ = PA /P∑ (1.4)

* Tính ổn định và độ chính xác tần số của máy phát.

Độ không ổn định tần số của máy phát là sai số tương đối của máy phát Gọi lượng sai lệch tần số là f, f là tần số công tác của máy phát, độ

không ổn định được tính bằng tỷ số: f/f Tuỳ theo yêu cầu chất lượng của

thiết bị mà yêu cầu này lại khác nhau, thông thường các máy phát trong quân

sự đòi hỏi cao hơn dân sự và thường có f/f = 10-4 ÷ 10-6

Tần số thực tế phát ra ở anten của máy phát phải chỉ đúng số ghi hoặc chỉ thị ở mặt độ số gọi là độ không chính xác của tần số máy phát

Yêu cầu đối với máy phát phải có độ ổn định tần số cao và độ không chính xác tần số nhỏ

* Yêu cầu kết cấu sử dụng:

Phải gọn nhẹ, yêu cầu này rất quan trọng đối với máy phát cơ động, các máy đặt trên xe cơ động, trên máy bay, tàu thủy, hoặc trang bị cho cơ động cá nhân

Chịu được chấn động cơ học

Chịu được nóng ẩm

Dễ khai thác và sử dụng

Bảo đảm an toàn cho người sử dụng

Giá thành phải thấp

Từ nhiệm các vụ cơ bản, và các yêu cầu trên của máy phát ta đưa ra

sơ đồ tổng quát của máy phát như sau (hình 1.7)

tự kích, để đảm bảo điều này thì công suất ra của bộ dao động tự kích thường rất nhỏ, do đó công suất ra của máy phát do tầng sau quyết định

* Tầng khuếch đại trung gian

Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu cao tầng do chủ sóng tạo ra đủ lớn

để kích thích cho tầng khuếch đại công suất làm việc, đồng thời góp phần ổn định tần số cho bộ dao động chủ sóng

Tầng khuếch đại trung gian có thể có các tầng khuếch đại đệm, nhân

tần, khuếch đại trước công suất (hình 1.8).

Khuếch đại đệm có nhiệm vụ: Giảm nhỏ ảnh hưởng của các tầng sau đến chủ sóng Tầng này thường chọn kiểu mắc mạch C chung để có trở kháng vào lớn

Dao động chủ sóng

Khuếch đại trung gian

Khuếch đại công suất

Nguồn cung cấp điện

Điều chế Tin

tức tức

Hình 1.7: Sơ đồ khối cơ bản máy phát

Khuếch đại đệm

Nhân tần Khuếch đại tiên

công suấtHình 1.8: Sơ đồ khối bộ khuếch đại trung gian

Nhân tần: Mục đích mở rộng dải tần số công tác cho máy phát góp phần đảm bảo cho dao động chủ sóng ổn định vì khi có tầng nhân tầng thì dao động chủ sóng làm việc ở tần số thấp dễ ổn định.

Khuếch đại trước công suất: Có nhiệm vụ khuếch đại điện áp đủ lớn cung cấp cho khuếch đại công suất làm việc bình thường

* Khuếch đại công suất và truyền ra

Có nhiệm vụ khuếch đại công suất cao tần đủ lớn để cung cấp cho anten đảm bảo công suất theo yêu cầu, tầng này quyết định đến công suất ra của máy phát, thực hiện điều chế khi phát thoại và báo điều biên

* Tầng điều chế

Tuỳ theo loại điều chế mà tầng điều chế có các nhiệm vụ sau:

- Nếu trong máy phát thoại điều biên tầng điều chế thực chất là bộ khuếch đại âm tần, nó khuếch đại tín hiệu âm tần từ Mic đưa sang để thực hiện điều chế ở khuếch đại trung gian hoặc khuếch đại công suất

- Nếu trong máy phát báo điều biên tầng này làm nhiệm vụ tạo ra tín hiệu có tần số âm tần để đưa lên khuếch đại công suất điều chế

- Nếu máy điều tần, thoại đơn biên: Khối điều chế đưa tín hiệu thoại vào dao động chủ sóng để khống chế tần số của dao động chủ sóng

* Khối nguồn

Có nhiệm vụ tạo ra các mức điện áp khác nhau để cung cấp cho các tầng trong máy phát

1.5.1.4 Ưu nhược điểm của sơ đồ khối máy phát đơn giản

- Ưu điểm: Đơn giản dễ thiết kế chế tạo, giá thành hạ.

- Nhược điểm: Độ ổn định làm việc không cao, không có các mạch chức năng tự động điều chỉnh nên khó khăn cho việc khai thác sử dụng

1.5.2 Sơ đồ khối máy thu

1.5.2.1 Nhiệm vụ của máy thu

Máy thu phải có nhiệm vụ chính là lấy ra tin tức từ tín hiệu cao tần mà máy phát gửi tới Để thực hiện nhiệm vụ này máy thu phải thực hiện các nhiệm vụ cụ thể sau đây:

* Chọn lọc tín hiệu

Trong cùng một thời điểm các máy phát phát ra tín hiệu có tần số khác nhau nhưng đều đồng thời cảm ứng lên anten thu Vì vậy máy thu phải gạt bỏ những tín hiệu không cần thiết và lấy ra tín hiệu cần thu, tức là máy thu phải chọn lọc lấy tín cần thu Để thực hiện nhiệm vụ này máy thu phải có các mạch cộng hưởng được điều chỉnh cộng hưởng với tần số của tín hiệu cần thu

* Tách sóng

Muốn nhận được tin tức mà nơi phát đã gửi vào dao động cao tần sóng mang thì máy thu phải tách được tin tức ấy ra từ dao động cao tần

* Khuếch đại tín hiệu: Máy thu phải khuếch đại tín hiệu vì hai lý do

-Tín hiệu trên anten rất nhỏ thường chỉ vài µV đến vài chục mV nên

không đảm bảo cho tầng tách sóng làm việc bình thường

-Tín hiệu ra âm tầm tách sóng cũng rất nhỏ không đảm bảo cho thiết

bị cuối làm việc bình thường

1.5.2.2 Các chỉ tiêu chất lượng chính của máy thu

* Độ nhạy thực tế của máy thu

- Độ nhạy thực tế của máy thu là suất điện động nhỏ nhất cảm ứng lên anten thu mà vẫn đảm bảo cho máy thu có công suất ra, hoặc điện áp ra đúng qui định với tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) định trước, độ nhạy thường được tính bằng microvon (µV)

Ý nghĩa độ nhạy thực tế của máy thu :

- Độ nhạy của máy thu biểu thị khả năng thu tín hiệu yếu có hiệu quả của máy thu, tuỳ theo yêu cầu của từng loại máy thu mà độ nhạy của chúng

khác nhau, tuy nhiên với mỗi máy thu có độ nhạy càng cao càng tốt Máy thu thường có độ nhạy (0.1 - 0.2) µV.

- Độ nhạy của máy thu phụ thuộc vào công suất tạp có ở lối vào, hệ số tạp âm của máy thu, độ nhạy của phần tách sóng và dải thông

* Độ chọn lọc

Độ chọn lọc của máy thu thường được đánh giá thông qua các độ chọn lọc nhiễu tần số ảnh, nhiễu tần số trung gian và độ chọn lọc nhiễu tần số lân cận so với tần số tín hiệu

Độ chọn lọc nhiễu tần số ảnh và độ chọn lọc nhiễu tần số trung gian được xác định như các biểu thức sau:

DNA= ENA / EA (1.5)

DNTG = ENTG / EA (1.6)

Ở đây: DNA là độ chọn lọc nhiễu tần số ảnh (không thứ nguyên)

DNTG là độ chọn lọc nhiễu tần số trung gian (không thứ nguyên)

EA là độ nhạy máy thu tại tần số tín hiệu

ENA là độ nhạy máy thu tại tần số nhiễu ảnh

ENTG là độ nhạy máy thu tại tần số nhiễu trung gian

Các xác định độ chọn lọc là xác định dải thông của máy thu tại các điểm -3dB (mức 0,7) Hoặc xác định dải thông tại hai mức suy giảm, chẳng hạn -3dB và -60dB (mức 0,001) như hình 1.9

Tỷ số của hai giải thông này được gọi là hệ số chữ nhật (Kcn) và được

xác định trên biểu thức (1.8)

Kcn = 1

) 3 (

) 60 (

Trong đó: Kcn - Hệ số chữ nhật (không thứ nguyên) lý tưởng = 1

B(-60dB) - Dải thông 60 dB thấp hơn mức tín hiệu cực đại

B(-3dB) - Dải thông 3 dB thấp hơn mức tín hiệu cực đại

* Dải động

Dải động của máy thu được xác định như hiệu (dB) giữa mức vào cực tiểu cần để phân biệt tín hiệu và mức vào gây quá tải máy thu và gây méo Hay dải động là dải công suất vào trên đó máy thu còn dùng được

* Độ trung thực

Là khả năng cho ra tín hiệu ở máy thu giống tín hiệu ở máy phát, độ trung thực được đánh giá bằng độ méo:

- Méo tần số: Là méo khi các tần số không có trong tín hiệu phát lại

xuất hiện trong tín hiệu thu được Nguyên nhân là do méo hài và méo điều chế chéo do khuếch đại phi tuyến gây ra

- Méo pha: Là méo do sự chênh lệch pha giữa đường cong điện áp ra

và đường bao của suất điện động đầu vào máy thu Nguyên nhân của méo pha

là do lọc (cả mong muốn và không mong muốn), các tần số tại hoặc gần tần

số cắt của bộ lọc chịu những giá trị dịch pha biến đổi

- Méo phi tuyến: Méo phi tuyến là do các phần tử phi tuyến (đèn

khuếch đại, biến áp gây ra) trong máy thu làm cho tín hiệu đầu ra không giữ nguyên được dạng tín hiệu vào làm phát sinh các sóng hài

Để đánh giá méo phi tuyến ta có công thức (1.9)

⋅

+ +

+ +

=

ω ω

ω

ω ω

γ

3 2

2

3

U U

Là phạm vi tần số mà máy thu có thể thu được, yêu cầu máy thu có thể điều chỉnh cộng hưởng với bất kỳ tần số nào trong dải tần làm việc của nó, (có máy thu điều chỉnh tần số nhảy nấc), khi điều chỉnh thì các chỉ tiêu chính đều nằm trong phạm vi cho phép.

* Công suất ra

Tuỳ theo yêu cầu và nhiệm vụ của máy thu mà nó công suất ra khác nhau, với máy thu có bộ phận cuối cùng là loa hay tai nghe người ta thường quy định điện áp ra để đo công suất ra thường đo trong điều kiện tiêu chuẩn, với FTC = 400 Hz hoặc 800 Hz và độ méo phi tuyến ≤ 10 %

* Độ ổn định công tác

Máy thu làm việc ổn định phải không được dao động tự kích và tránh xa trạng thái tự kích Trong khi sử dụng máy thu các chỉ tiêu chất lượng chính chỉ biến đổi trong phạm vi cho phép Độ ổn định của máy thu phụ thuộc vào độ chắc chắn và sức bền cơ khí, điện khí trong máy thu

1.5.2.3 Sơ đồ khối tổng quát của máy thu

* Sơ đồ khối máy thu khuếch đại thẳng

- Khái niệm: Máy thu khuếch đại thẳng là máy thu mà các tầng trước

tách sóng không làm thay đổi tần số của tín hiệu cần thu (hình 1.10)

Hình 1.10: Sơ đồ khối máy thu khuếch đại thẳng

- Mạch vào: Là mạch điện ghép giữa anten với tầng khuếch đại cao

tần của máy thu nó có thể một hoặc một số mạch cộng hưởng được điều chỉnh cộng hưởng với tín hiệu cần thu, mạch vào có nhiệm vụ:

+ Chọn lọc lấy tín hiệu cần thu trong rất nhiều tín hiệu cùng cảm ứng lên anten thu

+ Dẫn truyền có hiệu quả tín hiệu cần thu đến khuếch đại cao tần của máy thu

- Khuếch đại cao tần: Thường là bộ khuếch đại cộng hưởng, được

điều chỉnh cộng hưởng với tín hiệu cần thu Khuếch đại cao tần có nhiệm vụ

KĐ tín hiệu cao tần đủ lớn đảm bảo hệ số khuếch đại và chọn lọc cho máy thu

- Tách sóng: Tách lấy tin tức từ tín hiệu cao tần đã điều chế.

- Khuếch đại âm tần: KĐ tín hiệu âm tần sau tách sóng để đảm bảo

cho thiết bị cuối làm việc tốt

- Thiết bị cuối: Có nhiệm vụ biến tin tức điện thành tin tức mà con

người có thể nhận biết được

* Sơ đồ khối máy thu đổi tần

Khái niệm: Máy thu đổi tần là máy thu mà các tầng trước tách sóng

làm thay đổi tần số của tín hiệu cần thu ( Hình1.11)

Các tầng, mạch vào, khuếch đại cao tần giống như máy thu khuếch đại thẳng, ngoài ra chúng còn có nhiệm vụ ngăn bức xạ ngược của dao động ngoại sai ra anten để tránh gây nhiễu các đài khác

Mạch

vào

Dao động ngoại sai

Trộn tần Tách

sóng

KĐ âm tần

Thiết bị cuối

KĐ cao tần

KĐ trung gian

Nguồn cung cấp

Hình 1.11: Sơ đồ khối máy thu đổi tần

Mạch đổi tần có 2 nhiệm vụ:

Dao động ngoại sai và trộn tần có nhiệm vụ biến tín hiệu cao tần cần thu thành tín hiệu có tần số thấp hơn, cố định gọi là tần số trung gian nhưng không làm thay đổi quy luật điều chế của tín hiệu đầu vào Quá trình đổi tần trong máy thu được tóm tắt như sau: Bộ dao động ngoại sai sinh ra điện áp cao tần đưa lên trộn với điện áp tín hiệu, do tính chất không đường thẳng của phần tử đổi tần Đầu ra của tầng trộn có rất nhiều thành phần tần số trong đó

có tần số trung gian, do tải là mạch cộng hưởng được điều chỉnh cộng hưởng với fTG nên đầu vào khuếch đại trung gian sẽ có điện áp trung tần Còn các điện áp có thành phần tần số khác do bị lệch cộng hưởng nên có biên độ rất nhỏ hoặc bằng không

Khuếch đại trung gian: Chỉ khuếch đại một tần số duy nhất là tần số

trung gian đủ lớn để cung cấp cho mạch tách sóng, đồng thời nâng cao độ chọn lọc đối với nhiễu lân cận và giải quyết giữa độ méo và độ chọn lọc

Các tầng: Tách sóng, khuếch đại âm tần, thiết bị cuối: Giống máy thu

khuếch đại thẳng

* Ưu, nhược điểm của hai loại máy thu

- Máy thu khuếch đại thẳng

Kổn= 0,42

CB

f S

⋅ (1.9)

Trong đó S là hỗ dẫn của Tranzistor, fTH Tần số tín hiệu, CCB là điện

dung mặt ghép giữa hai cực C và B của tranzistor

+ Độ chọn lọc thấp vì số khung cộng hưởng ít, tần số tín hiệu lớn và thay đổi theo các đài cần thu nên không dùng được mạch lọc phức tạp có chất lượng Nếu dùng mạch lọc phức tạp thì máy thu sẽ cồng kềnh khó điều chỉnh + Không giải quyết được mâu thuẫn giữa độ chọn lọc và độ méo Vì đường cong cộng hưởng khác xa dạng chữ nhật, nếu tăng độ chọn lọc cho đường cong cộng hưởng nhọn thì giải thông hẹp méo tần số tăng và ngược lại

- Máy thu đổi tần

Ưu điểm:

+ Có độ nhạy cao vì có tầng đổi tần nên có tần số trung gian thấp cố

định do đó có thể tăng số tầng khuếch đại trung tần mà máy thu vẫn không cồng kềnh, làm việc ổn định Kổn của mỗi tầng khuếch đại trung tầng lớn nên

có thể chọn chế độ một chiều thích hợp để tăng hệ số khuếch của mỗi tầng trung tần

+ Độ chọn lọc cao vì số khung cộng hưởng nhiều hơn, tần số trung tần thấp nên có thể chọn mạch lọc phức tạp, có chất lượng tốt và giải thông mạch lọc ở khối trung tần có thể giảm đến mức cần thiết, đảm bảo độ chọn lọc cao

+ Giải quyết được mâu thuẫn giữa độ méo và độ chọn lọc, vì tần số trung tần thấp và cố định, nên có thể dùng mạch lọc trung tần có hệ số chữ nhật nhỏ và giải thông theo yêu cầu

Nhược điểm:

+ Làm xuất hiện nhiễu tần số trung tần và nhiễn tần số ảnh

+ Nếu tần số ngoại sai không ổn định thì tần số trung tần cũng không

ổn định mà các khung cộng hưởng trung tần đã được điều chỉnh cộng hưởng với tần số cố định nên lúc này các khung cộng hưởng trung tần sẽ bị lệch cộng hưởng sẽ làm giảm độ nhạy, độ chọn lọc của máy thu

+ Máy cồng kềnh phức tạp, đồng điều chỉnh khó khăn

Kết luận chương 1

Trong chương này đã nghiên cứu các đặc tính của kênh vô tuyến, các

sơ đồ của máy thu và máy phát Việc khảo sát này rất quan trọng khi chúng ta muốn chế tạo cũng như nghiên cứu các máy thu phát vô tuyến Bởi vì muốn

có một thiết bị thu phát làm việc phù hợp với điều kiện thực tế thì chỉ tiêu của máy phải phù hợp với hoàn cảnh sử dụng trong những điều kiện đó Trên cơ

sở những kiến thức cơ bản của chương 1, chương 2 sẽ đi sâu vào nghiên cứu đặc tính kỹ thuật, cấu trúc, chức năng các mô đun và phân tích nguyên lý hoạt động tuyến phát trên sơ đồ khối của máy thu phát RT-6201C

Chương 2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐẶC TÍNH, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG CÁC MÔ ĐUN VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG TRÊN TUYẾN

PHÁT SƠ ĐỒ KHỐI CỦA ĐIỆN ĐÀI RT-6201C

2.1 Khái quát chung về máy thu phát RT-6201C

- Máy thu phát RT-6201 là một máy thu phát đơn biên tần số sóng ngắn (HF/SSB) và điều chế biên độ (AM) sử dụng cho tàu, xe cơ động và trạm cố định, hoạt động trong dải tần 1.5 đến 29.999 MHz

- Máy thu phát RT6201 có khả năng thu và phát tín hiệu thoại bình thường, thoại số (VOC), dữ liệu số và báo CW, sử dụng biên trên (USB) hoặc biên dưới (LSB)

- Máy thu phát có thể sử dụng chế độ điều chế truyền thống điều chế biên độ (AM)

- Công suất phát cao cho phép liên lạc tin cậy qua khoảng cách xa, sử dụng cả sóng đất và sóng trời, sử dụng anten cần và anten 2 cực

- Máy thu phát RT-6201 được đặc trưng bởi rất nhiều tham số kỹ thuật

và khai thác như hoạt động đơn giản, chế độ thoại bảo mật và chống gây nhiễu được tích hợp, quản lý tần số ở bên trong

- Có chế độ AUTO_CALL và ALE, BIT,…

+ Dạng điều chế: USB, LSB, AM.

+ Kiểu thông tin: Thoại, CW, Tin nhắn Flash, Data

- Công suất ra: 20W/50W/125W

- Điều chỉnh anten: Tự động, nhỏ hơn 0.5 giây

- Cuộc gọi lựa chọn :

+ Kiểu: Mã hoá FSK số

+ Địa chỉ: 27 địa chỉ riêng biệt, 3 nhóm, tất cả

+ Kiểu liên lạc: Thoại, dữ liệu, FLASH và báo số.

- Kỹ thuật: Nhảy tần toàn dải hoặc trong dải con

+ Hiển thị tin nhắn dữ liệu

+ Thiết bị đầu cuối dữ liệu

- Thiết bị đầu cuối dữ liệu:

+ Kiểu dữ liệu: Tin nhắn đợc định dạng trước (Tối đa là

100 tin nhắn)

+ Các kiểu nhập dữ liệu:

Qua bàn phím máy thu phát

Qua bộ tải dữ liệu.

PC

- COMSEC:

+ Đồng bộ/nhanh và tự động

+ Tham số đặc biệt: Bảo mật/không bảo mật

+ Thoại: Xáo trộn theo thời gian, pha và tần số

+ DATA, FLASH, CW, mã hoá dữ liệu

2.1.2 Cấu trúc máy thu phát RT -6201C

Hình 2-1: Các phần chính máy thu phát RT-6201C.

Hình 2-1 cho thấy các phần chính của máy thu phát RT-6201C Máy thu phát RT-6201C bao gồm các phần lắp ráp chủ yếu sau đây:

2.1.2.1 Khung máy

Hình 2-2: Các mô đun lắp ráp trên khung máy thu phát RT-6201C

Các mô đun lắp ráp trên khung máy thu phát RT-6201C được xác định trong hình 2-2

Khung máy bao gồm một mô đun giao diện trình bày các liên kết giữa các mô đun khác nhau của máy thu phát RT-6201C được lắp đặt trên khung

và các kết nối bao gồm lắp ráp phía sau, lắp ráp bảng điều khiển phía trước

Các mô đun cài đặt trong khung được thực hiện bằng cách mở nắp phía dưới, ngoại trừ cho các mô đun giao diện, thực hiện bằng cách mở lắp ráp trên

vỏ (xem Hình 2-3)

Hình 2-3: Mở nắp phía trên máy thu phát RT-6201C

Mặt trước của khung máy bao gồm các điều khiển chính máy thu phát RT-6201C và các kết nối bên ngoài khác Phía trong của bảng điều khiển phía trước máy được tháo bằng cách mở phần lắp ráp phía trên Các kết nối giữa các mô đun Giao diện và bảng điều khiển phía trước thành phần được thực

hiện thông qua hai card: RMT_FIL cho các thành phần panel bên trái và RMT_CTR_FIL cho các thành phần panel bên phải (xem Hình 2-3).

Phần phía sau của khung bao gồm các kết nối phía sau, kết nối của máy thu phát RT-6201C với khung máy của nó

2.1.2.2 Phía sau vỏ máy

Phía sau máy gồm các mô đun nguồn cấp điện (PS) xem Hình 2-2

2.1.2.3 Phần lắp ráp phía trước

Đây là bộ phận có thể tháo rời, được lắp đặt trong phần mặt trước của khung máy, được xác định trong hình 2-1 Bộ phận này bao gồm các mô đun điều hành PMB_VOC điều khiển, bàn phím, các bộ chỉ thị và một màn hình hiển thị

2.1.2.4 Vỏ trên

Lắp ráp này bao gồm các hệ thống của bộ khuếch đại công suất cao tần máy thu phát RT-6201C Các mô đun lắp đặt bên trong máy được xác định trong hình 2-4

Hình 2-4: Hệ thống mô đun khuếch đại cao tần khi mở nắp trên vỏ

2.2 Chức năng các mô đun của máy thu phát RT-6201C

Sơ đồ khối tổng quát của máy thu phát sóng ngắn đơn biên được thể hiện ơ phụ lục 1.

2.2.1 Mô đun trung tần/âm tần (IF/AUDIO)

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 2

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây:

(1) Mạch xử lý tín hiệu âm tần, khuếch đại, bộ lọc phát và bộ lọc thu tín hiệu

(2) Mạch lọc phát và bộ lọc thu tín hiệu các băng tần con

(3) Các bộ điều chế biên độ (AM) và đơn biên (SSB) điều chỉnh các tín hiệu băng tần trên một dải 8,4 MHz thu được từ tín hiệu trung tần phát (IF)

(4) Các bộ giải điều chế biên độ và đơn biên lấy ra từ các tín hiệu băng tần con nhận được từ tín hiệu trung tần

(5) Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại (AGC) nhằm điều khiển điện áp cao tần và mạch thu trung tần

(6) Mạch triệt rào tuyến thu

2.2.2 Mô đun cao tần/bộ tổ hợp tần số (RF/SYNT)

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 3.

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây:

(1) Chuyển tín hiệu cao tần thu được sang tín hiệu trung tần (mạch trộn)

(2) Bộ tổ hợp tần số, tạo ra các tín hiệu dao động ngoại sai để cung cấp cho tuyến thu và phát

(3) Bộ chuyển đổi phát, một vòng khoá pha có thể chuyển đổi thành các tín hiệu trung từ tần số tín hiệu cao tần

2.2.3 Mô đun điều hành PMB_VOC

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 10.

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây :

(1) Giao diện và các mạch điều khiển bàn phím ở mặt trước, màn hình hiển thị và các bộ chỉ số.

(2) Mạch Giao diện cho các quá trình điều khiển

(3) Bộ tổng hợp âm (thực chất là mạch giải điều chế) chuyển đổi tín hiệu âm tần tương tự thành tín hiệu số (2.4 hoặc 1.2 kbps) và chuyển đổi dữ liệu tín hiệu số thành tín hiệu âm thanh tương tự

(4) Thu tín hiệu định vị toàn cầu (GPS)

2.2.4 Mô đun MODEM

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây:

(1) Hệ thống máy vi tính Các hệ thống máy tính và các mạch điều khiển liên quan tới hoạt động của máy thu phát RT-6201C

(2) Xử lý tín hiệu kỹ thuật số để thu và phát tín hiệu

(3) Mã hóa/giải mã mạch dữ liệu, các chế độ bảo mật (SEC) và chống nhiễu (AJ), mạch nhảy tần điều khiển cho chế độ chống nhiễu

(4) Mạch điều khiển máy thu phát, trong đó xác định chế độ hoạt động các mô đun của máy thu phát

(5) Modem tốc độ cao có hỗ trợ tín hiệu cho các dữ liệu thông tin liên lạc lên đến 4800 bps trên kênh sóng ngắn (HF)

2.2.6 Mô đun nguồn điện (PS)

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 13.

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây:

(1) Nguồn điện chính của máy thu phát RT-6201C, cung cấp các mức điện áp đối cho tất cả các mạch điện của máy thu phát RT-6201C, trừ bộ khuếch đại công suất cao tần

(2) Các bộ khuếch đại âm tần thực hiện khuếch đại cho các tín hiệu lớn lên để đưa ra loa và nghe hồi âm trên tai nghe

2.2.7 Mô đun giao diện

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 11.

Các mô đun này được sử dụng để kết nối các mô đun khác nhau được nắp đặt trên máy và bảng điều khiển phía trước, nắp trên và phần lắp ráp phía sau

Các mô đun giao diện bao gồm các mạch sau đây:

(1) Nguồn cung cấp điện áp sơ cấp bảo vệ mạch

(2) Thiết bị chuyển mạch cao tần được sử dụng để định tuyến các tín hiệu cao tần trong các đường phát và thu

(3) Bộ thu lọc băng cao tần, lọc các tín hiệu cao tần nhận được

(4) Mạch Giao diện để điều khiển tín hiệu của máy thu phát RT-6201C

và giao diện giám sát cho hệ thống máy vi tính

(5) Các mạch định tuyến tín hiệu để đưa tới mô đun MODEM khi lựa chọn chế độ STANAG-4539

2.2.8 Mô đun mạch tự động điều chỉnh mức công suất phát (ALC)

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 5 và phụ lục 6

Mô đun này bao gồm các mạch chính sau đây:

(1) Mạch tự động điều chỉnh mức công suất phát

(2) Mạch giám sát bộ khuếch đại công suất cao tần

(3) Thiết bị chuyển mạch trước và sau cao tần

2.2.9 Mô đun khuếch đại công suất (PA)

RT-2.4 Một số mạch bổ trợ cho tuyến phát RT-6201C

2.4.1 Mạch tự động điều chỉnh mức phát – ALC

Sơ đồ thể hiện ở phụ lục 5 và phụ lục 6.

2.4.1.1 Phân tích sơ đồ khối

Mô đun này bao gồm các mạch chính như sau:

• Mạch tín hiệu cao tần

• Mạch giám sát điện áp cao tần

• Mạch tự động điều chỉnh mức công suất phát trong chế độ tuyến tính

• Các mạch cảm biến và giám sát khác

a Tuyến tín hiệu cao tần (RF)

* Trong chế độ phát rơ le đầu ra được cấp điện còn rơ le rẽ mạch không được cấp nguồn Tín hiệu cao tần được lọc từ mô đun FILTER đi qua rơ le đầu ra và bộ cảm biến công suất sau đó được đưa đến đường RF_IN/OUT (Bộ kết nối P1A2) tới bộ kết nối ANT máy thu phát RT-6201C

* Trong chế độ thu, rơ le rẽ mạch (bypass) được cấp điện và rơ le đầu ra không được cấp điện Đường RF_IN/OUT được kết nối thông qua rơ le bypass tới đường RCV_OUT, để kết nối tới các mạch thu thông qua mô đun giao diện INTERFACE Trong chế độ thu, bộ khuếch đại công suất cao tần không làm việc

b.Các mạch giám sát

* Bộ cảm biến công suất

Bộ cảm biến công suất chứa một bộ ghép định hướng Trong chế độ phát, bộ ghép này lấy mẫu các tín hiệu RF thuận chiều, tín hiệu bị phản xạ lại tạo ra các điện áp một chiều sóng tới (FWD) và sóng phản xạ (REF) tỷ lệ với giá trị của chúng

* Các bộ phát hiện giá trị sóng tới và sóng phản xạ

Các bộ phát hiện giá trị đỉnh FWD và REF thu các tín hiệu FWD và REF từ bộ cảm biến công suất và tạo ra các điện áp một chiều tỷ lệ với các giá trị đỉnh của chúng Những giá trị điện áp này được đưa tới bộ chọn lọc giám sát thông qua các đường tín hiệu VF_PEAK và VR_PEAK

* Bộ khuyếh đại sóng đứng (FWD)

Điện áp FWD tỷ lệ với công suất cao tần cùng chiều, được cung cấp bởi bộ cảm biến công suất, được khuếch đại và được phát tới mô đun PA thông qua đường VF

* Mạch phát hiện truy cập ngẫu nhiên ảo (VSWR) và bảo vệ thu

Trong chế độ phát, bộ phát hiện VSWR so sánh các tín hiệu VF_PEAK

và VR_PEAK để giám sát VSWR đầu ra máy thu phát RT-6201C Khi

VSWR vượt quá sẽ có một âm báo động được thực hiện trên đường tín hiệu AM_VSWR_ALARM AM_VSWR_ALARM được ứng dụng vào bộ chọn giám sát và cũng được gửi tới mô đun MCU thông qua đường ALARM để ngắt bộ vi xử lý trong trường hợp báo động

Trong chế độ thu, bộ phát hiện VSWR được sử dụng để kích hoạt bảo

vệ máy thu trong trường hợp quá công suất xuất hiện ở đầu vào của tuyến thu: khi công suất cao (khoảng hơn 1W) có thể phá hủy các mạch của tuyến thu

Do đó, khi điều kiện AM_VSWR_ALARM được phát hiện trong khi thu, bộ

vi xử lý ngắt đầu vào của tuyến thu bằng cách không cấp điện rơ le rẽ mạch (bypass)

c Mạch tự động điều chỉnh mức công suất cao tần

* Bộ tạo điện áp chuẩn

Bộ tạo điện áp chuẩn cung cấp các điện áp chuẩn cho bộ khuếch đại sai

số ALC, xác lập lại bộ só sánh và điện áp ban đầu của bộ lọc vòng ALC Các điện áp chuẩn được xác định theo công suất đầu ra mong muốn bằng cách điều khiển dữ liệu thông qua đường dữ liệu điều khiển nối tiếp SER_DATA_ALC bởi bộ vi xử lý MCU

* Bộ khuếch đại vi sai và lọc vòng ALC

Một bộ khuếch đại vi sai so sánh tín hiệu FWD, là một điện áp DC theo

tỷ lệ công suất phát xạ với điện áp chuẩn được cung cấp bởi bộ tạo điện áp chuẩn Tín hiệu kết quả so sánh được lọc bởi bộ lọc vòng ALC để đạt được điện áp điều khiển VALC_LIN đối với các bộ suy giảm ALC trong mô đun khuếch đại công suất (PA)

* Mạch khởi động tự động điều chỉnh mức (ALC)

Khi chuyển mạch ở chế độ phát, cần thiết phải khởi động bộ lọc vòng ALC để cho phép kích hoạt nhanh các mạch điều khiển ALC trong chế độ phát tuyến tính và ngăn ngừa quá tải công suất đầu ra RF Đối với mục đích này, các điện dung của mạch lọc vòng ALC được nạp tới một điện áp tương

ứng với công suất đầu ra mong muốn Điện áp khởi tạo đó đến từ điện áp chuẩn được cung cấp bởi bộ tạo điện áp chuẩn.

- Điện áp khởi tạo: Mạch này cung cấp một điện áp khởi tạo cho các tụ

trong bộ lọc vòng ALC Điện áp khởi tạo phụ thuộc vào công suất đầu ra mong muốn và được xác định bởi điện áp chuẩn được cung cấp bởi bộ tạo điện áp chuẩn, được điều khiển bởi mô đun MCU Việc nạp điện các tụ trong

bộ lọc vòng ALC đến điện áp khởi tạo thích hợp được thực hiện bởi mạch điều khiển nạp/phóng (charge/discharge)

- Mạch điều khiển phóng nạp: Mạch điều khiển điều khiển hai transistors

Q5 và Q6

+ Khi máy thu phát RT-6201C không phát trong chế độ tuyến tính, mạch điều khiển bật MOSFET Q5 và cắt Q6 Kết quả là, các tụ trong bộ lọc vòng ALC được nạp đến điện áp VREF_2 được cung cấp bởi bộ tạo điện áp chuẩn

+ Trong lúc chuyển mạch phát về chế độ tuyến tính, một tín hiệu cao tần được cung cấp được phát trước ở đầu vào mô đun ALC, mạch điều khiển ngắt Q5 và điều khiển Q6 vào trạng thái bão hòa Q6 bắt đầu xả các tụ trong bộ lọc vòng ALC

Bộ so sánh thiết lập lại so sánh tín hiệu FWD, nhận được từ bộ cảm biến công suất phát xạ với điện áp chuẩn VREF_1 được tạo ra bởi bộ tạo điện

áp chuẩn và cung cấp một dấu hiệu khi chúng bằng nhau

Mạch điều khiển sau đó ngắt Q6, dừng tác động vào hoạt động của vòng ALC Từ thời điểm này, vòng ALC bắt đầu điều khiển công suất đầu ra

d Bộ phát hiện tỷ lệ giá trị trung bình

Bộ phát hiện tỷ lệ giá trị trung bình sẽ so sánh giá trị đỉnh giám sát tỷ lệ công suất trung bình với công suất đỉnh của tín hiệu đầu vào cao tần và chỉ ra

tỷ lệ đó cao hơn hay thấp hơn Tỷ lệ này được gửi tới bộ chọn lọc giám sát thông qua đường AVE_TO_PEAK và được sử dụng bởi bộ vi xử lý để xác

định chế độ hoạt động của máy thu phát RT-6201C (tuyến tính hoặc hiệu quả)

e Bộ chuyển đổi nối tiếp/song song

Bộ chuyển đổi nối tiếp/song song được sử dụng bởi mô đun MCU để điều khiển hoạt động của mô đun ALC Thông tin điều khiển được gửi thông qua đường SER_DATA_ALC

* DCW/LIN: Tín hiệu cho phép mạch điều khiển nạp/phóng trong chế

độ tuyến tính và không cho phép nó trong chế độ hiệu quả

* RESET_RO: Thiết lập lại đầu ra bộ phát hiện VSWR

AM_VSWR_ALARM: Trong quá trình điều khiển mô đun MCU

* RFS_OUT_CTR: Tín hiệu điều khiển thiết bị điều khiển rơ le đầu ra,

mức tích cực thấp trong chế độ thu

* BYPASS: Tín hiệu điều khiển thiết bị điều khiển rơ le phân nhánh,

mức tích cực cao trong chế độ thu

* DUMP: Trong lúc thay đổi tần số hoặc mức công suất, hoặc ở cuối của

quá trình xử lý tương thích anten, một mức cao trên đường tín hiệu này tăng tốc quá trình nạp các tụ trong bộ lọc vòng để kích hoạt ngay lập tức mạch khởi tạo ALC Sau khi các tụ được nạp, tín hiệu DUMP giả định một mức thấp và mạch trả về cấu hình thông thường của nó, với một hằng số thời gian phóng/nạp tụ lớn

* BIT: Đường BIT điều khiển chuyển mạch tín hiệu kiểm tra BIT Đầu

ra nối tiếp của thanh ghi dịch được kết nối tới đầu vào dữ liệu nối tiếp của bộ tạo điện áp chuẩn, để cho phép mô đun MCU điều khiển các điện áp chuẩn ALC

f Bộ kết hợp báo động

Khi sự báo hiệu kích hoạt hoặc không, đường tín hiệu RFS_GLOBAL không cho phép mạch điều khiển ALC trong chế độ phát Ngoài ra, tín hiệu đầu ra của bộ kết hợp báo động được gửi tới mô đun MCU thông qua đường