BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM ĐỖ THỊ CHANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC “KHỐI KÍCH THÍCH TRONG MÁY PHÁT ELECTROSYS KW - KÊNH 38” HẢI PHÒNG - 2015 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM ĐỖ THỊ CHANG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC “KHỐI KÍCH THÍCH TRONG MÁY PHÁT ELECTROSYS KW - KÊNH 38” NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG; MÃ SỐ: D52027 CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Việt HẢI PHÒNG - 2016 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại học Hàng Hải Việt Nam nói chung thầy cô giáo khoa Điện – Điện tử tàu biển, nghành Điện tử viễn thông nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo PGS.TS Trần Xuân Việt, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : 1.Những nội dung luận văn thực hướng dẫn thầy PGS TS.Trần Xuân Việt 2.Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố 3.Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên Đỗ Thị Chang Mục lục DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU Hiện nay, truyền hình khái niệm không xa lạ người dân Tại Việt Nam, với sáu chục kênh truyền hình địa phương nhiều kênh truyền hình quốc tế đáp ứng nhu cầu, thị yếu khán giả nước Trong thời gian thực tập, nhờ giúp đỡ thầy giáo PGS TS Trần xuân Việt anh chị Đài Phát Thanh Truyền Hình Hải Phòng, mà em có hội tìm hiểu sau phòng Truyền dẫn Phát Sóng Đài Phát Thanh Truyền Hình Hải Phòng nói chung, có hội tiếp cận với loại máy phát hình có đài Để có nhìn sâu sắc máy phát hình tương tự, em thực đồ án hướng dẫn thầy PGS TS Trần xuân Việt với tiêu đề: “KHỐI KÍCH THÍCH TRONG MÁY PHÁT ELECTROSYS KW - KÊNH 38” Nội dung đồ án gồm ba chương sau: CHƯƠNG I: Tổng quan truyền hình CHƯƠNG II: Máy phát hình tương tự ELECTROSYS KW CHƯƠNG III: Khối kích thích máy phát hình tương tự ELECTROSYS KW Với kiến thức hạn hẹp nên chắn đồ án nhiều thiếu sót, em mong muốn nhận đóng góp thầy cô bạn! Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo tham gia giảng dạy công tác trường nói chung khoa “Điện-Điện tử tàu biển” nói riêng giúp đỡ em suốt thời gian em học tập trường Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáoPGS Trần Xuân Việt KS Nguyến Đức Thư giúp đỡ, hướng dẫn em tận tình suốt trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TRYỀN HÌNH 1.1 Khái niệm truyền hình mạng lưới 1.1.1 Khái niệm truyền hình Truyền hình công nghệ thuộc lĩnh vực điện tử viễn thông, bao gồm tập hợp nhiều thiết bị điện tử Có khả thu nhận tín hiệu sóng vô tuyến truyền dẫn tìn hiệu điện mang hình ảnh âm mã hóa, phát dạng sóng vô tuyến thông qua hệ thống cáp Truyền hình đáp ứng lúc hai chức nghe nhìn, hình ảnh sẻ trình chiếu hình âm phát hệ thống loa Truyền hình có tên tiếng Anh Television, có tên gọi khác Tivi, Vô tuyến truyền hình ngắn gọn từ truyền hình Hình 1.1 Chương trình truyền hình 1.1.2 Các mạng lưới a Mạng truyền dẫn, phát sóng phát thanh, truyền hình mặt đất Truyền hình mặt đất hệ thống cung cấp chương trình truyền hình sử dụng tín hiệu phát sóng mặt đất Tùy thuộc vào dạng tín hiệu mà ta phân 10 Một kết nối phụ trợ bổ sung, cho phép cài đặt chức bổ sung (tùy chọn) điều biến NICAM Tất thời gian thực thực FPGA Trong điều khiển, thiết lập phép đo chức thực DSP mà có ttheertrao đổi với điều khiển kích thích thông qua bus I2C Bus nối tiếp kết nối với Frequency Synthesizer thông qua kết nối phù hợp Nó lưu trữ lên đến chương trình khác cho FPGA nhớ flash tái lập trình (Thông qua bus JTAG) Đối với phát sóng Cast kép, DSP chọn chương trình nạp (theo tín hiệu PROG CTRL) loại hình giao diện đầu vào kích hoạt (DVB-T truyền hình) theo tín hiệu gửi điều khiển Hai thẻ nhớ flash bổ sung sử dụng để lưu trữ chương trình DSP và để lưu cài đặt gốc bảng sửa chữa lại Khối DIGITAL MODULATOR trang bị hai PLL (Phase Locked Loop) để tổng hợp hai tín hiệu đồng hồ 36MHz 108MHz để khóa tần số tham chiếu 10MHz (đi từ Frequency Synthesizer board) Các tín hiệu đồng hồ đưa tới DAC (tín hiệu CLK DAC) 108 / 2MHz để phát sóng truyền hình tương tự 36MHz để phát sóng DVB-T Bên FPGA có mặt hai mạch DLL (Delay Locked Loop) dùng cho việc tổng hợp tín hiệu đồng hồ khác (Từ 36MHz 108MHz) để phù hợp với yêu cầu cho hoạt động thiết bị DSP đo công suất đầu (thông qua wattmeter boad DIGITAL MODULATOR) giữ giá trị thiết lập cách điều chỉnh độ lợi VCA (Voltage Controlled Amplifier) boad IQ MODUALTOR Bằng cách này, AGC (Automatic Gain Control) thực Wattmeter đo tín hiệu kích thích đầu từ ghép định hướng giai đoạn khuếch đại • I / Q MODULATOR 43 Hình 3.5 Sơ đồ khối mục I/Q modulator I / Q MODULATOR nhận đầu vào hai tín hiệu I Q băng tần sở tín hiệu dao động nội, sau chuyển đổi trực tiếp tín hiệu băng tần sở lên tần số RF kênh mong muốn Tín hiệu Vagc gửi từ DIGITAL MODULATOR điều khiển VCA (Voltage Controlled Amplifier), cho phép định lượng tín hiệu đầu Sau đó, việc chuyển đổi thực điều chế I / Q tương tự bị chịu tác động dung sai để bù lại, giúp đạt tới hiệu chuẩn phù hợp Việc hiệu chuẩn phải thực thông số sau: - I GAIN Q GAIN ảnh hưởng đến biên độ tín hiệu I Q, - bù đắp cho cân biên độ hai tín hiệu; I OFFSET Q OFFSET ảnh hưởng tới mức dc tín hiệu I Q - dập tín hiệu song mang cao tần PHASE INBALANC ảnh hưởng đến pha hai tín hiệu I Q bù đắp lỗi cầu phương • GIAO DIỆN DVB 44 Hình 3.6 Sơ đồ khối giao diện DVB Khối trích luồng MPEG-2 từ tín hiệu đầu vào (DVB ASI DVB SPI) gửi chúng tới DIGITAL MODULATOR định dạng phù hợp để xử lý theo tiêu chuẩn EN 300 744 Khối bao gồm tín hiệu ASI đầu vào làm việc lúc đầu vào SPI mà kích hoạt thay cho ASI • GIAO DIỆN TV 45 Hình 3.7 Sơ đồ khối giao diện TV Thực chuyển đổi tín hiệu tương tự đầu vào bao gồm tín hiệu âm -video sang định dạng thích hợp để xử lý số (theo tiêu chuẩn truyền hình sử dụng) DIGITAL MODULATOR Các đầu vào có sẵn: - đầu vào video tổng hợp đầu vào âm Tất hoạt động xử lí điều chế thực DIGITAL MODULATOR thông qua quy trình kỹ thuật số, ngoại trừ việc tách 46 phục hồi dc ( khôi phục DC; sau mức dc nén kỹ thuật số với độ xác tối đa) Băng tần âm đầu vào thường hạn chế mức 20kHz kích hoạt chế độ băng rộng (khoảng 100kHz) cho đầu vào AUDIO trường hợp để sử dụng mã hóa âm stereo bên thay cho mã hóa âm stereo bên • NICAM MODULATOR Hình 3.8 Sơ đồ khối NICAM modulator Bộ điều biến NICAM thực việc xử lý tín hiệu với chuẩn NICAM DSP (base band coding: compander–interleaver–scrambler) FPGA (DQPSK modulator–filter shaping–up converter) Bộ điều biến sử dụng bốn tín hiệu đồng hồ: + 12,288 MHz 27,3 MHz tạo mạch PLL; + 54,6 MHz 63 MHz hệ thống DLL nằm bên FPGA 47 Hơn có mạch PLL tạo tín hiệu có tần số 38,9 MHz hữu ích sử dụng cho đồng Các liệu đầu kỹ thuật số (54 MSamples / s) từ FPGA tín hiệu NICAM nằm 5.85MHz cho chuẩn B / G 6,552 MHz cho chuẩn I Bộ điều biến sử dụng chế độ khác sau + STEREO Bộ điều biến thực việc mã hóa âm stereo hai đầu vào âm analog + DUAL SOUND Bộ điều biến thực việc mã hóa âm kép hai đầu vào âm tương tự + MONO + DATA điều biến sử dụng đầu vào AUDIO cho âm đầu vào AD0 AD11 cho liệu Một đồng hồ bên tần số 728 KHz phải cung cấp cho điều biến (Hình 1.12a)) Trong trường hợp truyền 352 bit liệu + 11 bit liệu bổ xung + DATA Bộ điều biến sử dụng đầu vào AD0 AD11 cho liệu Một đồng hồ bên tần số 728 KHz phải cung cấp cho điều biến (1.12b hình.)) Trong chế độ truyền 704 bit liệu + 11 bit liệu bổ sung + EXTERNAL Bộ điều biến chấp nhận gói tin tốc độ 728 Kbit / s đến từ mã hóa NICAM bên Trong trường hợp điều biến sử dụng điều biến FPGA (DQPSK modula-tor–filter shaping–up converter) chấp nhận cung cấp cho thong tin bên tín hiệu đồng hồ có tần số 728KHz Khi sử dụng chế độ STEREO / DUAL SOUND, điều biến chấp nhận 11 bit cho gói NICAM (DATA BỔ SUNG - AD0 AD10) từ nguồn bên theo tiêu chuẩn NICAM (Hình 1.12c)) Một tín hiệu đồng hồ bên tần số 728 KHz phải cung cấp cho điều biến Bộ điều biến tạo tín hiệu SYNC kết nối DATA 728 Kbit / s theo sơ đồ đây:- Chế độ MONO + DATA / chế độ DATA 48 - DỮ LIỆU BỔ SUNG kích hoạt chế độ STEREO / DUAL SOUND Hình 3.9 Sơ đồ khối NICAM modulator timing • Analog I / O Khối ANALOG I / O thực hoạt động sau đây: + Chuyển đổi từ tín hiệu số sang tương tự tín hiệu baseband I / Q tín hiệu phụ trợ baseband I / Q TV tùy chọn khuếch đại âm riêng biệt cài đặt; + chuyển đổi xuống analog để chuyển đổi kỹ thuật số tín hiệu RF đầu vào Chức cuối sử dụng MEX đo công suất đầu máy phát (khi MEX hoạt động điều khiển logic TX) và/hoặc predistorter tự động cài đặt Các chuyển đổi xuống sử dụng tần số xấp xỉ gấp đôi tần số kênh truyền dẫn 49 3.1.3 Mục RF Bao gồm khuếch đại công suất có khả khuếch đại tín hiệu lên đến Wrms cho truyền hình DVB-T / Wps cho tín hiệu truyền hình tương tự TV cho điện cao RF khuếch đại Khi đứng một máy phát điện đầu lên tới 2W rms cho truyền hình DVB-T / 10 W ps cho tín hiệu truyền hình tương tự TV Các mô-đun khuếch đại công suất áp dụng công nghệ LDMOS giúp đạt công suất đỉnh vượt trội hiệu nhờ việc thiết kế mạch tiên tiến Các phiên phần RF, có khả cung cấp 25Wrms DVB-T, 50Wrms DVB-T 100Wrms DVB-T, có sẵn 3.1.4 Cung cấp phần điện Các phần cung cấp điện tạo thành hai chuyển đổi AC / DC cung cấpnăng lượng cho tất mạch hoạt động Một chuyển đổi AC / DC sử dụng để cung cấp lượng cho giai đoạn RF với điện áp + 28VDC; chuyển đổi AC / DC khác cung cấp nguồn chiều + 3.3VDC, + 5VDC + 12VDC sử dụng để cung cấp cho mạch khác MEX 3.1.5 Mục điều khiển Các kích thích có đơn vị kiểm soát, điều khiển cho phép thực lệnh, thiết lập cấu hình thông số quan trắc Sử dụng phần mềm ESS (Hệ thống kiểm soát Electrosys) cho phép điều khiển từ xa kích thích, bao gồm việc nâng cấp firmware tất phần kích thích Việc điều khiển hoạt động máy thay đổi thông số kỹ thuật tiêu chuẩn khách hàng cụ thể yêu cầu, thực mà không thay phần từ vị trí từ xa 50 Các khối kích thích cung cấp với RS-232, RS-485 cổng ethernet thực HTTP, TFTP giao thức SNMP cho phép điều khiển từ xa mạnh mẽ Control Unit thực tất hoạt động cần thiết cho việc kiểm soát thiết lập hoàn chỉnh máy phát công suất cao (nhúng hệ thống điều khiển máy phát)từ giúp có kích thước nhỏ gọn chi phí hiệu Trong trường hợp cấu hình kích thích kép, kích thích hoạt động kích thích thứ hai dự phòng; trường hợp lỗi booj kích thích chính, dự phòng thay nó, điều có nhờ kiểm soát hệ thống Khối kích thích có hình phía trước bàn phím cho phép điều khiển hoàn toàn kích thích và/hoặc phát tín hiệu mà không cần máy tính bên 3.2 Đặc điểm kĩ thuật a Điều kiện môi trường Hoạt động phạm vi nhiệt độ Nhiệt độ lưu trữ Độ ẩm tương đối áp suất không khí xung quanh Hệ thống làm mát b Yêu cầu AC ° C đến + 45 ° C -40 ° C đến + 70 ° C 5% đến 90% 65kPa để 105kPa không khí cưỡng AC cung cấp Tần số Hệ số công suất Công suất tiêu thụ 90 đến 264V 50 / 60Hz 0,9 phút MEX 1Wrms DVB MEX 25Wrms DVB MEX 50Wrms DVB MEX 100Wrms DVB c Cơ điện Frame: Kích thước (WxHxD) (mm): Trọng lượng (kg): d Đặc điểm tín hiệu RF tiêu chuẩn 19 "- 3HE 483x134x505 15 51 Dải tần số: 47 đến 88MHz (VHF / BI) 170 đến 230MHz (VHF / BIII) 470 đến 860MHz (UHF / BIV-V) đầu RF (trình điều khiển máy phát) Wrms DVB, 5Wps TV công suất đầu tối đa RF (transmitter) 2Wrms DVB, 10Wps TV 25 Wrms DVB 50 Wrms DVB 100 Wrms DVB đầu RF phụ trợ (tách âm thanh) 10 dB mức RF Video đồng đỉnh e Giao diện từ xa RS-232: Cho giao thức ESS (Hệ thống kiểm soát Electrosys) RS-485: Cho hệ thống điều khiển máy phát nhúng Ethernet: Cho giao thức HTTP, TFTP, SNMP Parallel: Với điều khiển đơn giản lệnh f Analogue TV • Đặc điểm tín hiệu hình: Tiêu chuẩn truyền hình Màu tiêu chuẩn Số video đầu vào Trở kháng đầu vào Điện áp đầu vào Độ sâu điều chế Giới hạn trắng Lọc Video Độ biến điệu hệ số khuếch đại Sự sai khác phase tuyến tính tĩnh • Đặc điểm tín hiệu tiếng Số đầu vào âm Trở kháng đầu vào Mức đầu vào danh định Bước điều chỉnh hệ số khuếch đại Độ méo (với trọng tâm) FM SNR (trọng số) FM SNR (trọng số) Ồn AM B, G, D, H, I, K, K1, M, N PAL, NTSC, SECAM (không đồng thời làm việc), BNC 75Ω Vpp ± dB 5-15% 85-95% điều chế Theo tiêu chuẩn [...]... của máy phát phải có độ ổn định tần số cao Do đó cần quan tâm tới một số chỉ tiêu kĩ thuật của máy phát như sau: • Công suất ra của máy phát • Độ ổn định tần số • Các chỉ số điều chế: AM(mAM), FM(mFM), • Dải tần điều chế… 1. 2.2 Phân loại máy phát hình a Phân loại theo công suất  Máy phát công suất nhỏ: P< 1kW  Máy phát công suất vừa: 1kW ≤ Pra < 5kW  Máy phát công suất lớn: Pra > 5kW * Máy phát. .. các loại máy phát: 17 • Máy phát kênh UHF • Máy phát kênh VHF c Phân loại theo phương pháp điều chế Dựa vào phương pháp điều chế người ta phân thành hai nhóm chính sau: • Máy phát hình điều tương tự: - Máy phát điều biên (AM- Amplitude Modulation) - Máy phát đơn biên (SSB- Single sideband Modulation) - Máy phát điều tần (FM- Frequency Modulation) và máy phát âm thanh nổi (FM stereo) • Máy phát điều... Phân loại theo cấu hình • Máy phát có hình và tiếng được phối hợp ở trung tần • Máy phát phối hợp cao tần hình và tiếng 18 19 CHƯƠNG II: MÁY PHÁT HÌNH TƯƠNG TỰ ELECTROSYS 1 KW 2 .1 Máy phát hình tương tự và tín hiệu truyền hình tương tự 2 .1. 1 Máy phát hình tương tự Máy phát hình là thiết bị vô tuyến diện truyền hình ảnh và âm thanh đồng bộ bằng phương pháp bức xạ sóng cao tần vào trong không gian Một chương... cảm kháng hoặc dung kháng để tín hiệu đưa ra anten là thuần trở, tranh gây lãng phí năng lượng 35 CHƯƠNG III: KHỐI KÍCH THÍCH CỦA MÁY PHÁT HÌNH TƯƠNG TỰ ELECTROSYS 1 KW I Mô tả chức năng của khối kích thích Hình 3 .1 Vị trí của khối kích thích trên máy phát và kết cấu tổng quan của khối kích thích 36 ... vận hành máy phát hình một cách an toàn, thuận tiện, dễ dàng, hiệu quả 16 Khối LÀM MÁT: gồm có các hệ thống làm mát máy bằng không khí trong các máy phát hình công suất nhỏ hoặc vừa, ngoài ra còn có hệ thống làm mát bằng nước dành cho các máy phát hình công suất lớn * Máy phát hình điều chế ở mức CS nhỏ, ghép tín hiệu cao tần hình và cao tần tiếng ở mức CS nhỏ Trong loại máy phát này, khối kích thích. .. một kênh truyền hình Tùy thuộc vào từng tiêu chuẩn mà khoảng cách giữa F OV và FOA, độ rộng kênh lại khác nhau: Trong hệ OIRT là: 6,5MHz Độ rộng kênh là 8MHz FCC là : 4,5 MHz Độ rộng kênh là 6MHz CCIR là : 5,5 MHz Độ rộng kênh là 7MHz 2.2 Máy phát hình tương tự ELECTROSYS 1 KW Đây là một trong năm máy phát hình tương tự của Đài phát thanh và truyền hình Hải Phòng Dùng để phát chuyển tiếp kênh 38- VTV2... - Khóa dịch pha(PSK) • Máy phát LTX Ngày nay, các máy phát sóng đã được nghiên cứu chế tạo và được ứng dụng vào tất cả các pháy phát thông tin số, truyền hình số, phát thanh số d Phân loại theo hệ màu • Máy phát hình hệ PAL • Máy phát hình hệ SECAM • Máy phát hình hệ NTSC e Phân loại theo phần tử khuếch đại • Máy phát hình dùng đèn điện tử • Máy phát hình dùng bán dẫn • Máy phát hình dùng cả đèn điện... loại máy phát hình phối hợp cao tần hình và tiếng ở mức công suất nhỏ sau đó cùng chung các tầng khuếch đại cao tần cho tới công suất ra Thông số kỹ thuật của máy : Tần số phát: 606 MHz – 614 MHz Tần số trung tâm: 610 MHz Độ ổn định tần số: 15 0 Hz trong phạm vi 3 tháng Công suất ra: 1 KW /10 0W Trở kháng đầu ra: 50Ω Nguồn cấp: 220 VAC 2.2 .1 Sơ đồ khối của máy phát 24 Hình 2.7 Hình ảnh của máy phát hình... mode)) Khi đó: -Nếu máy MEX hoạt động ở chế độ kích thích: bắt đầu làm việc -Nếu máy MEX hoạt động như máy phát: bắt đầu phát tín hiệu Khi nút đã được bấm đèn LED xanh sẽ sáng Nhấn nút” STOP” (chú ý,việc nhấn nút chỉ có tác dụng khi máy ở chế độ cục bộ (local mode)) Khi đó: -Nếu máy MEX hoạt động ở chế độ kích thích: máy ngừng làm việc -Nếu máy MEX hoạt động như máy phát: ngừng phát tín hiệu Khi nút... cấp: 220 VAC 2.2 .1 Sơ đồ khối của máy phát 24 Hình 2.7 Hình ảnh của máy phát hình tương tự ELECTROSYS 1KW 25 Thct hình, Thct tiếng Th video Kích thích KĐCSCT Th audio Cấp nguồn (PS) Hình 2.8 Sơ đồ khối của máy phát hình 2.2.2 Chức năng các khối a Khối kích thích 2.9 Sơ đồ bố trí các khối trong máy  Chức năng từ khối: • Phần tương tự bao gồm tần số Synthesizer, tần số tham chiếu, GPS; 26 • Điều biến