LỜI CẢM ƠN Lời em nói em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô giáo ngành Điện Tử - Viễn Thông Trường Đại Học Hàng Hải Đã giảng dạy, bảo nhiệt tình cho em bạn khác suốt thời gian từ em bắt đầu bước chân vào giảng đường đại học nay, đến ngày chúng em phải rời xa mái trường để đến nơi khác, nơi để làm việc, kiếm tiền, vận dụng kiến thức học trường để thực hành vào công việc nơi không dìu dắt giúp đỡ thầy cô giáo Và em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS.Trần Xuân Việt tận tình bảo, hướng dẫn em trình làm hoàn thiện đồ án Em gửi lời cảm ơn tới anh Trưởng phòng Nguyễn Đức Thư toàn thể anh chị làm việc Đài truyền hình Hải Phòng tạo điều kiện cho em tham quan tìm hiểu máy móc, trang thiết bị phòng truyền dẫn phát sóng đài, cho em xin tài liệu để em hoàn thiện đề tài Đồng thời em xin chân thành cảm ơn tất bạn tập thể lớp ĐTV52-ĐH2 giúp đỡ em nhiều trình học tập thực đồ án Do trình độ, kiến thức em hạn hẹp bước đầu vào thực tế Nên chưa tìm hiểu sâu nội dung lắm, em hiểu thêm nhiều điều bổ ích, em rút cho điều là: “Càng học hỏi, tìm hiểu nhiều thu thập nhiều điều hay, nhiều điều bổ ích cho thân” Do qua trình hoàn thiện đồ án không tránh khỏi thiếu xót, em mong nhận góp ý quý báu thầy, cô giáo bạn để đề tài em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! LỜI CAM ĐOAN Tất tài liệu, hình ảnh sơ đồ mà em làm đồ án lấy từ nguồn tài liệu công khai, hình ảnh kiến thức em thu thập Đài truyền hình phát Hải Phòng cho phép cấp Em xin cam đoan lời nói xác MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT : AM Amplitide Modulatio Phát điều biên AES Audio engineering Society European Broadcasting Union Analog/Digital Hiệp hội kỹ thuật phát EBU dB Liên hiệp phát truyền hình Châu Âu Chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Comites Consultary Ủy ban tư vấn vô tuyến điện International Radio Quốc tế and Television deci Bell Đơn vị đo cường độ âm D/A Digital/analog DDS FM Direct syntherier Digital Signal Bộ xử lý tín hiệu số Pocerding Frequency Modulation Phát điều tần LW Long Wave Sóng dài MW Middle Wave Sóng trung PA Power Amplifier Khuếch đại công suất PLL Phase loocked loop Vòng khóa pha SW Short Wave Sóng ngắn SSB Signal Side Band Điều chế đơn biên A/D CCIR DSP Chuyển đổi tín hiệu số thành tương tự digital Công nghệ tổng hợp số trực tiếp GPS FCC Global Postioning Định vị toàn cầu System Federal Ủy hội thông tin Liên Bang Communication Commission DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Tên hình Trang Sơ đồ khối máy phát Sơ đồ khối máy phát điều biên AM Sơ đồ khối máy phát thnanh điều tần FM Cơ cấu quản lí đài Hình ảnh máy phát FM Harris Z10 CD Sơ đồ khối chi tiết máy phát FM Harris Z10 CD 10KW Hình ảnh khối exciter máy phát Khối tiền khuếch đại công suất IPA Khối khuếch đại công suất PA Tủ nguồn xoay chiều pha Bảng báo hiệu dòng áp nguồn xoay chiều pha Máy tải giả 10KW 10 14 16 19 20 21 23 27 27 Sơ đồ nguyên lý máy phát 31 Hình ảnh kích FM kỹ thuật số 35 Sơ đồ khối kích Exciter 38 28 LỜI MỞ ĐẦU Hiện giới khoa học kỹ thuật phát triển, kéo theo ngành điện tử -viễn thông phải tiếp cận hội nhập để đổi mới, phát triển, để không bị lạc hậu Ngành Điện tử viễn thông đạt bước tiến nhảy vọt, có kỹ thuật phát - truyền hình Từ ngày đầu với hệ thống phát đơn giản, đài radio nhỏ bé, đài FM điện thoại, dần chuyển sang máy phát to lớn hơn, phát âm xa, phát số với công nghệ đại đạt chất lượng cao, đổi mới, giúp người thu thập tín hiệu cách nhanh Ở nước ta nay, hệ thống phát - truyền hình không ngừng phát triển, việc xây dựng, khai thác, quản lý vận hành hệ thống phát - truyền hình đòi hỏi phải có đội ngũ có tay nghề giỏi, thành thạo kỹ thuật Với năm học trường đại học hàng hải Việt Nam, khoảng thời gian em học hỏi nhiều điều từ thầy cô tận tình bảo cho chúng em với dẫn đặc biệt Thầy Trần Xuân Việt anh Nguyễn Đức Thư trưởng phòng truyền dẫn phát sóng đài truyền hình - phát Hải Phòng giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Nhưng trình độ thân em thời gian tìm hiểu hạn hẹp nên đồ án tốt nghiệp em nhiếu thiếu sót Chưa sâu tìm hiểu cặn kẻ Nên em mong thầy cô xem xét dẫn thêm cho em để em hiểu sâu nữa, để em thu thập thêm nhiều kiên thức trường làm việc có hiệu Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG I: PHÁT THANH 1.1 Phát gì? Như biết phát loại hình truyền thông đại chúng, với nội dung thông tin truyền tải qua âm Phát thường có loại hình: Phát qua sóng điện từ phát truyền qua ống truyền dẫn Từ vệ tinh xuất tạo cách mạng lớn thông tin đại chúng, tín hiệu phát truyền hình truyền khắp đất nước giới mau lẹ Mọi người ngồi nhà mình, hay nơi đâu tiếp nhận thông tin cách dễ dàng kiện thuộc đủ lĩnh vực Một số nhà nghiên cứu không ngừng tìm hiểu hệ thống phát thanh, trang thiết bị đơn giản, tiện lợi, gọn nhẹ để thu lượng thông tin xác +Thông thường người ta chia phát thành loại: AM (Amplitude Modulation) phát điều biên áp dụng phát dải sóng dài, sóng ngắn sóng trung FM (FrequencyModulation) phát điều tần áp dụng phát dải sóng cực ngắn Hầu hết đài phát AM có công suất máy phát lớn tầm hoạt động xa, xong chất lượng lọai phát thường bị ảnh hưởng nhiều nơi Đài FM phát sóng thẳng, không bị ảnh hưởng nhiễu nên chất lượng tín hiệu tốt, rõ nét Tuy nhiên, đài FM có nhược điểm phạm vi phủ sóng nhỏ, thích hợp với trung tâm đô thị lớn, khu đông dân cư Một số đặc điểm bật phát thanh: -So với truyền hình phát cho thông liên lạc nhanh Khi có kiện xảy ra, phát phương tiện để truyền tải thông tin cách nhanh đến công chúng, người xem Các báo in thường bị giới hạn diện tích trang báo, thời gian phát hành, số câu số chữ báo Báo hình phải qua công đoạn quay, dựng cảnh, chỉnh sửa sản phẩm có nghĩa phải qua trình dài, nhiều thời gian Còn báo điện tử nhanh để cung cấp thông tin người đọc tiếp cận thông tin dễ dàng cần có mạng internet trang thiết bị điện tử Trong đó, với địa phương, kể nơi có điều kiện kinh tế hay nơi kinh tế phát triển, xã hội khó khăn, phát tổng hợp đưa tin sau xảy kiện đưa tin trực tiếp mà chương trình kiện xảy -Độ phủ sóng rộng lớn So với truyền hình phát có độ phủ sóng rộng, dễ tiếp nhận có khả kích thích trí tưởng tượng người Cho tới chưa có nước giới, kể nước phát triển nhanh như: Mỹ, Anh, Pháp…cũng chưa từ bỏ phát -Có đối tượng người nghe rộng rãi Không thành thị nơi có nguồn thông tin phong phú đa dạng mà ngày vùng nông thôn, nơi có trình độ dân trí chưa cao, người dân hàng ngày gắn bó với chương trình theo dõi ngày, coi người bạn thân 10 thật lý tưởng cho hệ thống máy phát máy phát hoạt động theo chế độ dự phòng cho máy phát khác -Tần số sóng mang độ di tần điều khiển hoàn toàn kỹ thuật số đảm bảo độ tin cậy mạch điện kỹ thuật số không cần dung sai không cấn thiết phải cân chỉnh, kích DIGIT CD có nhũng ưu điểm bật nên sau 20 năm hoạt động chạy tốt lúc 3.3 Sơ đồ khối kích kỹ thuật số FM 3.3.1 Sơ đồ khối Hình 1.15 : Sơ đồ khối kích số Exciter 3.3.2 Giải thích chức khối Đây sơ đồ khối đường dẫn tín hiệu kích FM kỹ thuật số -External carrier prequency control data (N+1): kiểm soát liệu tần số sóng mang bên -Synthesized prequency source : Đây nguồn tổng hợp tần số, tổng hợp lại tần số mà qua trình kiểm soát bên để đưa vào trộn 52 AES3-1992: Tiêu chuẩn thiết kế cho số chương trình có giao diện tự đồng hóa, mang liệu bổ sung -AES3: Hay gọi AES/EBU tiêu chuẩn cho việc trao đổi âm kỹ thuật số tín hiệu âm chuyên nghiệp với thiết bị AES3 phát triển hiệp hội âm kĩ thuật (AES) phát truyền hình liên minh châu âu (EBU) Một tín hiệu AES3 mang theo hai kênh PCM âm số phương tiện truyền thông truyền tải bao gồm dòng cân đối, dòng không cân sợi quang học -Digital modulator: Bộ điều chế kỹ thuật số -Bộ trộn: Làm nhiệm vụ trộn -Bandpass filter: Bộ lọc qua băng -PA khuếch đại công suất nhằm công suất RF lên mưcs đủ lớn -Power supply: Nguồn cung cấp đầu vào AC từ 90-132VAC 180-264VAC,50/60Hz, công suất 320W tối đa -Ở kích DIGIT CD thương mại hóa lần giới cách toàn diện, kích FM điều chế số hóa hoàn toàn, dùng công nghệ tổng hợp số trực tiếp DDS tới tín hiệu máy tạo 16 bit audio số chất lượng cao Sử dụng DDS với giao diện trực tiếp tới tất chuẩn AES/EBU tỷ lệ liệu Mà tiêu chuẩn AES/EBU chuẩn âm kỹ thuật số sử dụng để truyền tải tín hiệu âm kỹ thuật số thiết bị khác Nó phát triển Hiệp hội kỹ thuật âm AES (Audio engineering Society) Liên hiệp phát truyền hình châu Âu EBU (European Broadcasting Union) 53 DIGIT CD làm đường dẫn tới bảo trì tất số từ nguồn studio thông qua điều chế FM Cần loại tất nhiễu méo làm gia tăng nguồn studio đầu điều chế số FM Zero phần trung gian chuyển đổi A/D D/A -Mặc dù DIGIT CD cách mạng công nghệ rễ hiểu -Điều chế số sử dụng 32 bít tổng hợp số trực tiếp (DDS) mạch phụ tới phát số hoàn toàn sóng mang FM với stereo điều chế số SCA Bộ số tinh chỉnh số đầu tần số DDS dải 5-6 MHz Dồn lại liệu chương trình số dùng tỷ lệ khoảng 500KHz tới offet tinh chỉnh số đến điều chế tín hiệu DDS-direct digital syntherier : kỹ thuật sử dụng khối xử lý tín hiệu số để tạo tín hiệu đầu điều chỉnh tần số pha tham chiếu từ nguồn xung cố định, có độ xác cao Bản chất tần số tham chiếu chia xuống khối DDS hệ số tỷ lệ đặt trước từ nhị phân lập trình được, từ có chiều dài từ 24 đến 48 bít cho phép khối DDS triển khai có khả cung cấp phân giải tần số cực cao -Tần số chủ sóng sử dụng tổng hợp tần số thạch anh PLL tới máy tạo tạp âm thấp RF trộn tín hiệu chuyển đổi Tần số sóng chủ máy mảng chuyển mạch DIP, bên sử dụng 25 bít liệu song song giao diện thông qua giắc nối D mặt kích -Bộ kích DIGIT CD sử dụng bên với tần số 10MHz tham khảo cho tần số nhìn thấy chương trính ứng dụng máy tăng FM 54 -Đầu điều chế số tần số chủ sóng tổng hợp chuyển đổi tới tần số cuối chuyển đổi Bộ lọc thông dải không thay đổi cấu trúc dải biên FM , cung cấp 80 dB tín hiệu FM tốt lọc Đầu sơ đồ điện nhiều tín hiệu FM tinh khiết gán cho tần số sóng mang, sẵn sàng khuếch đại tầng kích máy phát Bộ khuếch đại công suất RF đầu chuyển đổi tăng đến khoảng 1-15W đến hoạt động máy phát Bộ khuếch đại dùng công nghệ MOSFET tự bảo vệ cho ghép không đối xứng tải nhiệt Một khuyến cáo cho lọc hài với cổng lấy mẫu RF có sẵn, cho phéo DIGIT CD sử dụng phát sóng thẳng máy phát công suất thấp -Modul giao diện số SCA chấp nhận tín hiệu âm số AES3 nhiều đầu vào RDS/CSA bao gồm bó mạch DSP tạo stereo đến cung cấp liệu trực tiếp vào điều chế số Thực chức đặc biệt xác định giới hạn đỉnh audio “look-head” công nghệ điều khiển điều biến đỉnh đằng trước chúng xuất cho phép điều chế mức cao trung bình không méo, nguyên nhân cắt tổng hợp -Modul giao diện số SCA hỗ trợ tỷ lệ liệu AES3 tiêu chuẩn cung cấp trực tiếp, cáp nối đến từ AES3 stereo kiểu mã hóa số hệ thống xử lý -Một đặc điểm bật cổng tương tự SCA modul giao diện số SCA sử dụng đầu vào tương tự tổng hợp stereo thông thường đường dẫn AES3 không sẵn 55 -Module giao diện số/SCA thay cho modul giao diện analog/SCA Nó cho phép trạm phát sử dụng kích số với băng thông analog chủ nâng cao chất lượng DIGIT tới công việc với tất chương trình số đường dẫn chậm, đường truyền dẫn gửi qua studio máy phát lắp đặt -Modul analog/SCA cho phép DIGIT CD sử dụng với kênh tương tự băng thông Nó cung cấp khả tương thích giống với giao diện băng thông tổng hợp, tín hiệu audio mono tương tự 57-92 KHz SCA cổng sóng mang vào, sử dụng kích FM số kích tương tự FM khác Modul tổng hợp chuyển đổi lượng băng thông tín hiệu đầu vào đến cần định dạng tín hiệu số tổng hợp cho điều chế số 3.4 Đặc tính kỹ thuật chung: -Công suất ra: 1-55W tùy theo yêu cầu sử dụng -Trở kháng ra: 50Ω, giắc BNC cái, bảo hở ngắn mạch -Triệt hài cao tần: đáp ứng vượt yêu cầu FCC IC đề xuất CCIR cho máy phát 55w với lọc thông thấp -Dải tần: 87-108MHz, lập trình số 50 Hz -Ổn định tần số: ±150Hz, nhiệt độ môi trường 0-50ºC -Loại điều chế: tổng hợp trực tiếp (DDS) sử dụng dao động 32 bít (NCO) -Khả điều chế :208% (±75 kHz theo tiêu chuẩn) cài đặt sẵn 6dB tăng tới ±468kHz -Đặc tính tải PLL/AFC: tránh sóng điều chế tần số thấp, lượng cao (khi âm không tới VCO) 56 -Chỉ thị điều chế : mức định số hóa, độ xác 0.25% (tại mức điều chế 150%), hiển thị LED mã mầu với thị điều chế -Tỷ lệ S/N FM dài rộng : < 90 dB đo lần lấy mẫu giây, 15 giây, không lấy trung bình, giải nhấn 75 µs, giải thông tín hiệu DC_100 kHz -S/N AM không đồng : >75dB -S/N AM đồng : >60dB -Bộ đo nhiều chức : hình hiển thị tinh thể lỏng cho thấy tên đơn vị thông số : PA, I, PA,V, công suất , công suất phản xạ kiểm tra -Đầu vào AC : 90-132 VAC 180-264VAC, 50/60Hz, tối đa 320W -Nhiệt độ vận hành : 0-50ºC -Độ ẩm : tới 95%, không bị ngưng -Độ cao : 15000 feet (4573m) -Kích thước : Rộng : 19”(48.3 cm) Cao : 7”(17.8 cm) Sâu :12.5”(31.8cm) -Trọng lượng: 17.3kg, đóng gói 20.9kg 3.4.1 Tính stereo với module đầu vào kỹ thuật số -Giắc vào : giắc XLR -Trở kháng : danh định 110 Ω -Mức vào :có thể điều chỉnh, -18dB, bao gồm tiền nhấn (nếu có) 57 -Định dạng liệu AES3-1992( tham khảo tiêu chuẩn AES5-1984, ANSIS4.28-1984, AES3-1985,ANSI S4.40-1992 AES3-1992) -Tỷ lệ mẫu : khoảng 32kHz-56kHz (32,44.1 48kHz tín hiệu từ thiết bị AES/EBU) -Tạo tín hiệu stereo số: tín hiệu tổng hợp stereo tạo hoàn toàn kỹ thuật số từ liệu audio stereo AES3, sử dụng xử lý tín hiệu số (DSP) -Kỹ thuật hạn chế biên số: Được sử dụng để hạn chế mức đỉnh trước tượng điều chế xảy -Tiền nhấn : 0,25 ,50,75 µs , lựa chọn riêng -Sóng mang phụ: 19 kHz ± 0.03Hz , mức điều chỉnh từ 0-12% mức điều chế, bước nhảy 0.05 % -Độ xuyên kênh stereo (sóng sin): 65dB lớn ,10Hz15Hz -Độ xuyên kênh stereo động ( sóng tổng hợp):65dB lớn hơn, 10kHz-15kHz -Đáp tuyến biên độ tần số: 10Hz đến 15kHz ±0.2 dB -Tỷ kệ S/N FM : 83dB mức điều chế 100%ở 400 Hz -Méo hài stereo tổng hợp : 0.005% thấp cho tần số âm tần từ 10Hz- 15kHz , đo DC đến 22 kHz với mức tiêu nhấn 75µs -Méo xuyên điều chế : CCIF 0.005% (14/15 kHz 1:1), SMPTE 0.02% (60 7000Hz 1:1) -Méo điều chế tạm thời (DIM) : 0.008% ( điều chế 2.96kHz sóng vuông/14 kHz sóng hình sin) 58 -Xuyên kênh tuyến tính : L+R đến L-R L-R đến L+R biên độ pha kênh L R (20 Hz-15kHz) 90 dB mức điều chế 100% -Xuyên kênh không tuyến tính: L+R đến L-R L-R đến L+R méo 85dB mức điều chế 100% -Tín hiệu đồng cho RBDS/RDS: 19kHz, 5.6V, AC, trở kháng 100Ω không cân -Điều chỉnh ST/MONO: chỗ từ xa -Chế độ tương tự khẩn cấp: điều khiển chỗ từ xa , mạch số tạo tín hiệu stereo tổng hợp lấy cổng SCA thứ Mức vào tiêu chuẩn cổng 3.5 Vp - p(1.24Vrms) -75kHz di tần S/N FM 85dB, méo hài tổng hợp 0.02 % 3.4.2 Tính tổng hợp với module đầu vào kỹ thuật tương tự -Giắc vào : 2BNC, cân không cân -Trở kháng: 10000 Ω -Mức vào : 3.5 Vp-p(1.24 V) - 75kHz di tần -Đáp tuyến biên độ tần số : ± 0.01dB, DC đến 53 kHz , 0.2dB DC tới 100 kHz -Tỷ lệ S/N FM : 16 bít lấy mẫu (96dB) mức di tần ±75 kHz 400 Hz -Tỷ lệ S/N FM dài rộng :