intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đề xuất bộ dao động nội cho máy thu tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh Vinasat - 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST
Báo xấu
24
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trọng tâm của luận văn là đề xuất một bộ dao động có thể điều khiển bằng số tích hợp. Đối với sự biến đổi trực tiếp đòi hỏi một bộ dao động cầu phương khóa vào một tinh thể thạch anh bên ngoài bởi cách thức của một vòng khóa pha (PLL). Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu đề xuất bộ dao động nội cho máy thu tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh Vinasat - 1

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN    Nguyễn Thị Thảo NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BỘ DAO ĐỘNG NỘI CHO MÁY THU TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH QUẢNG BÁ QUA VỆ TINH VINASAT - 1 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2011
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN    Nguyễn Thị Thảo NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT BỘ DAO ĐỘNG NỘI CHO MÁY THU TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH QUẢNG BÁ QUA VỆ TINH VINASAT - 1 Chuyên ngành: Vật lý vô tuyến và điện tử Mã số: 60 44 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Bùi Trung Hiếu Hà Nội – 2011
  3. MỤC LỤC Lời mở đầu………………………………………………………...…………………...1 Chương 1: Giới thiệu………………………………………………..………………...3 1.1. Khái quát hệ thống truyền hình vệ tinh, máy thu vệ tinh…………..………….3 1.1.1. Hệ thống truyền hình vệ tinh……………………………….…………….3 1.1.2. Máy thu truyền hình vệ tinh…………………………………..…………..8 1.2. Đối tượng và mục đích đề tài…………………………………………..……….10 1.3. Cấu trúc luận văn………………………………………………………..……...11 Chương 2: Một số mô hình bộ dao động nội trong máy thu truyền hình vệ tinh..12 2.1. Bộ dao động nội trong máy thu truyền hình vệ tinh………...………………...12 2.1.1. Các vấn đề chung về tạo dao động………………….…………………..12 2.1.2. Bộ dao động trong máy thu truyền hình………………………………...14 2.2. Các tham số đặc trưng……………………………………………………….….16 2.2.1. Ổn định biên độ dao động và tần số dao động……………………….….16 2.2.1.1. Ổn định biên độ dao động……………………………………...16 2.2.1.2. Ổn định tần số dao động……………………………………….17 2.2.2. Tiêu hao trong khung cộng hưởng và sự biến đổi trở kháng……………18 2.2.3. Sự khởi động…………………………………………………………….19 2.3. Mô hình dao động riêng………………………………………………………...22 2.3.1. Bộ dao động cặp ghép chéo và bộ dao động Colpitts…………………...22 2.3.2. Bộ dao động tụ điện nối chéo…………………………………………...25 2.4. Mô hình dao động cầu phương…………………………………………………27 2.4.1. Một số vấn đề về ghép cầu phương……………………………………..27 2.4.2. Mô hình triển khai của bộ dao động cầu phương……………………….35
  4. Chương 3: Bộ dao động cầu phương cho máy thu truyền hình quảng bá qua VINASAT-1…………………………………………………………………………..40 3.1. Vệ tinh VINASAT-1……………………………………………………………..40 3.1.1. Giới thiệu………………………………………………………………..40 3.1.2. Các tham số đặc trưng…………………………………………………..41 3.1.3. Yêu cầu đối với máy thu tín hiệu truyền hình từ VINASAT-1…….…...43 3.2. Đề xuất mô hình bộ dao động cầu phương…………………………………….43 3.2.1. Tính toán một số phần tử……………………………………………….46 3.2.2. Bộ đệm………………………………………………………………….48 3.2.2.1. Các mô hình bộ đệm tín hiệu nhỏ……………………………...49 3.2.2.2. Các bộ đệm thực tế…………………………………………….53 3.2.3. Điện cảm………………………………………………………………..54 3.2.4. Điều chỉnh tần số……………………………………………………….56 3.3. Bộ dao động cầu phương đề xuất cho máy thu tín hiệu truyền hình qua VINASAT-1…………………………………………………………………………..61 3.3.1. Sơ đồ bộ dao động…………………………………………………..…..61 3.3.2. Các tham số cơ bản…………………………………………………..….63 Kết luận………………………………………………………………………………66
  5. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống DBS……………..……………………...4 Hình 1.2: Một vệ tinh GEO điển hình được triển khai cho các dịch vụ DBS……….....6 Hình 1.3: Cấu trúc bộ chuyển tiếp sóng mang RF trên vệ tinh GEO…………………..6 Hình 1.4: Một anten thu điển hình và bộ thu giải mã tích hợp (IRD: Integrated Receiver Decoder) tại nhà khách hàng…………………………………………………….……...7 Hình 1.5. Sơ đồ khối đầu cuối thu DBS TV/FM……………………………………….8 Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát của mạch dao động……………………………………..…12 Hình 2.2: Mạch cộng hưởng LC cơ bản với các dạng sóng cho dòng điện ban đầu xác định……………………………………………………………………………………15 Hình 2.3: Biến đổi điện trở nối tiếp thành song song………………………….……..18 Hình 2.4: Tách bộ dao động để xác định tỉ lệ khởi động……………………….……..19 Hình 2.5: Các phần tử là nguồn nhiễu trong bộ dao động LC………………….……..20 Hình 2.6: Phác họa lý tưởng hóa của các vùng nhiễu pha thường có trong hầu hết các bộ dao động tích hợp, loại trừ nhiễu biên độ………………………………………….21 Hình 2.7: Sơ đồ của bộ dao động cặp ghép chéo (a) và bộ dao động Colpitts (b)…..23 Hình 2.8: Sơ đồ và mạch tương đương của bộ dao động tụ điện nối chéo……………25 Hình 2.9: Sự phụ thuộc của pha thay đổi dựa trên thời điểm đưa vào của xung dòng điện…………………………………………………………………………………….28 Hình 2.10: Phác họa của một liên kết cầu phương lý tưởng dựa trên một bộ truyền động xung dòng điện được dịch pha 90 o bắt nguồn từ đỉnh của điện áp lối vào……………29 Hình 2.11: Mô tả nhiễu lấy trung bình như một hàm của cường độ liên kết………….31 Hình 2.12: Sơ đồ tóm tắt của một liên kết cầu phương lý tưởng dựa trên các loạt xung dòng điện dịch pha 90o xuất phát từ các đỉnh điện áp khác nhau. Các mũi tên cho biết sự chuyển giao thông tin về pha giữa hai khung cộng hưởng…………………………32 Hình 2.13: Sơ đồ của một bộ dao động cặp ghép chéo được liên kết cầu phương……35 Hình 2.14: Sơ đồ của một bộ dao động Colpitts được liên kết cầu phương…………..36
  6. Hình 2.15: Sơ đồ của một CCO liên kết cầu phương………..………………………..37 Hình 2.16: Khung cộng hưởng không bao gồm phần tử tích cực cho thấy hai nút liên kết có thể xảy ra………..…....……………………………………………………...…37 Hình 3.1: Sơ đồ phân cực và tần số băng C………….……………………………..…42 Hình 3.2: Sơ đồ phân cực và tần số băng Ku…………..……………………………..43 Hình 3.3: Mô hình khối thu vệ tinh Zero-IF………………………………………….44 Hình 3.4: Mô tả phổ hạ tần theo hai sơ đồ khác nhau. Các khối hình chữ nhật……….45 Hình 3.5: Sự chuyển mạch của bộ dịch pha để nhận được cả hai băng tần bên trên và bên dưới……….…………………………………………………………………………..47 Hình 3.6: sơ đồ (a) và mô hình tín hiệu nhỏ (b) của một bộ đệm nguồn chung……...49 Hình 3.7: Sơ đồ của một bộ đệm nguồn chung/bộ đổi điện 3 tầng………….………51 Hình 3.8: Sơ đồ (bên trái) và mô hình tín hiệu nhỏ (bên phải) của một bộ đệm lặp nguồn………………………………….……………………………………………….52 Hình 3.9: Độ tự cảm và Q so với tần số cho một điện cảm với đường kính trong 10  m [1]…………………..………………………….……………………..…………55 Hình 3.10: Đường cong C-V của 1  m2 điốt biến dung……………………………….58 Hình 3.11: Đường cong C-V của một điốt biến dung có kích thước tối thiểu (120  60nm) ……………………………...……………………………………….58 Hình 3.12: Sơ đồ thể hiện kết nối điốt điện dung…………………………………….59 Hình 3.13: Sơ đồ thể hiện kết nối điện dung thay thế…………………………………59 Hình 3.14: Sơ đồ mạch Colpitts lấy tín hiệu I từ bộ cộng hưởng……………………..62 Hình 3.15: Sơ đồ mạch Colpitts lấy tín hiệu Q từ bộ cộng hưởng …………………..62 Hình 3.16: Sơ đồ của nguồn chung 3 tầng không đối xứng/bộ đệm đảo……………...63 Hình 3.17: Tín hiệu 4 đầu ra của bộ dao động ở tần số 11.7GHz…………………..…65
  7. DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: So sánh các cấu trúc liên kết khác nhau của bộ dao động [1]……………...63 Bảng 3.2: Điện dung được tính cho mỗi bộ phát đáp băng – Ku của Vinasat – 1…….64
  8. CHỮ VIẾT TẮT ADC Analog-to-Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự-số AGC Automatic Gain control Tự động điều chỉnh độ lợi CCO Crossed-Capacitor Oscillator Bộ dao động tụ điện nối chéo DBS Direct Broadcast Satellite Vệ tinh quảng bá trực tiếp EPG Electronic Program Guide Hướng dẫn chương trình điện tử FEC Forward Error Correction Chuyển tiếp sửa lỗi FoM Figure of Merit Hệ số phẩm chất GEO Geostatinary Earth Orbit Quỹ đạo địa tĩnh IDU In Door Unit Khối trong nhà IF Immediate Frequency Trung tần IRD Integrated Receiver Decoder Bộ thu giải mã tích hợp IRR Image - Rejection Ratio Tỉ lệ loại bỏ tần số ảnh ISF Impulse Sensitivity Function Hàm độ nhạy xung LHC Left-Hand Circular Phân cực tròn trái LNA Low Noise Amplifier Khối khuếch đại tạp âm nhỏ LNB Low Noise Block Khối tạp âm nhỏ LNC Low Noise Converter Khối biến đổi tạp âm nhỏ LSB Least Significant Bit Bít ít quan trọng nhất LO Local Oscillator Bộ dao động nội ODU Out Door Unit Khối ngoài trời PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha cầu phương
  9. RHC Right-Hand Circular Phân cực tròn phải SFD Saturated Flux Density Mật độ thông lượng bão hòa S/N Signal/noise Tín hiệu/ nhiễu SSB Single-Sideband Dải đơn biên TWT Travelling Wave Tube Bộ khuếch đại đèn sóng chạy UHF Ultra High Frequency Tần số siêu cao VCO Voltage-Controlled Oscillator Bộ dao động điều khiển bằng điện áp VHF Very High Frequency Tần số rất cao W/L Width/Length Độ rộng/Độ dài
  10. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo Lời mở đầu Năm 2008 nước ta đã có vệ tinh riêng VINASAT-1. Đây là vệ tinh viễn thông nhưng các dịch vụ quảng bá được cung cấp khá nhiều đặc biệt là dịch vụ truyền hình vệ tinh. Đối với máy thu vệ tinh nói chung và máy thu truyền hình quảng bá nói riêng thì viêc tạo sóng mang sử dụng cho quá trình trộn tần đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc quyết định chất lượng máy thu. Mặc dù chất lượng hình ảnh từ bộ thu tín hiệu truyền hình vệ tinh hiện nay là khá tốt nhưng giá thiết bị tương đối đắt. Hơn nữa khối tạp âm thấp (LNB) và bộ giải mã thường được tách ra thành hai phần quen thuộc là khối ngoài trời (ODU) và khối trong nhà (IDU). Hai thành phần này được nối với nhau bằng cáp có tổn hao. Cáp thường dùng để cấp điện một chiều cho LNB, đòi hỏi phải có thêm đường dây cấp điện cho bộ giải mã. Vì những lý do đó mà bộ thu vệ tinh đắt hơn nhiều khi sản xuất và lắp đặt so với bộ chọn sóng trong TV thông thường. Hiện nay, quy trình CMOS đã thu hẹp độ dài transistor và độ mỏng của oxit cực cửa hơn bao giờ hết, tạo ra các bộ chuyển đổi tương tự số (ADC) nhanh hơn và chính xác hơn. Vậy nên sự chuyển đổi trực tiếp hoàn toàn băng Ku được lựa chọn. Không có các tầng IF trung gian, các hệ số hiệu suất bộ dao động hơi thấp có thể được cho phép và làm cho việc chuyển đổi hoàn toàn RF thành băng gốc trong một chip CMOS có kích thước hợp lý được lựa chọn. Với giải pháp bộ thu tín hiệu vệ tinh CMOS một chíp, giá thành sản phẩm và lắp đặt sẽ giảm đáng kể, tính linh hoạt tăng. Trọng tâm của luận văn là đề xuất một bộ dao động có thể điều khiển bằng số tích hợp. Đối với sự biến đổi trực tiếp đòi hỏi một bộ dao động cầu phương khóa vào một tinh thể thạch anh bên ngoài bởi cách thức của một vòng khóa pha (PLL). Hiệu suất của 3 loại bộ dao động cầu phương LC được so sánh: Bộ dao động Colpitts, bộ dao động cặp ghép chéo và bộ dao động tụ điện chéo. Luận văn cũng so sánh bộ dao động cầu phương và bộ dao động đơn. Mặc dù bộ dao động cặp ghép chéo có thể đạt được FoM cao nhất và bộ dao động tụ điện chéo có thể đạt được IRR cao 1 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  11. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo nhất, bộ dao động Colpitts được đề xuất, do hiệu suất IRR hợp lý và khả năng hoạt động ở điện thế cung cấp cao hơn bộ dao động cặp nối chéo, cho phép hiệu suất nhiễu pha ổn định. Luận văn tính toán những tần số và điện dung varicap phù hợp với từng kênh đường xuống trong băng Ku của Vinasat-1. Do thời gian thực hiện luận văn có hạn, kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của các thầy cô để hoàn thiện hơn luận văn của mình. 2 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  12. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo Chương 1: Giới thiệu 1.1. Khái quát hệ thống truyền hình vệ tinh, máy thu vệ tinh 1.1.1. Hệ thống truyền hình vệ tinh Thông tin vệ tinh đã trở thành một phương tiện truyền thông rất phong phú và đa dạng. Thể hiện từ các hệ thống thông tin vệ tinh toàn cầu kết nối số liệu và lưu lượng thoại lớn cho đến các vệ tinh quảng bá cho các chương trình truyền hình. Trước đây, khi chưa có truyền hình vệ tinh, để xem các sự kiện lớn trên khắp thế giới khán giả truyền hình phải chờ chuyển băng hình theo đường hàng không đến chậm cả tuần. Ngày nay, với truyền hình vệ tinh chúng ta có thể xem ngay khi sự kiện đang diễn ra với chất lượng hình ảnh tốt. Truyền hình vệ tinh thực chất là một hệ thống sử dụng đường truyền vô tuyến qua vệ tinh, được sử dụng để cung cấp các chương trình truyền hình tới người xem trên toàn thế giới. Các tín hiệu truyền hình trong hệ thống truyền hình vệ tinh quảng bá thường được nén kỹ thuật số, cho phép nhiều chương trình được chuyển tiếp từ một bộ phát đáp đơn trên vệ tinh. Về mặt kĩ thuật, một hệ thống truyền hình vệ tinh quảng bá trực tiếp (DBS: Direct Broadcast Satellite) có 3 thành phần chính: - Trạm phát tín hiệu vệ tinh/đường lên - Vệ tinh chuyển tiếp trên quỹ đạo địa tĩnh GEO (Geostatinary Earth Orbit) - Thiết bị thu truyền hình vệ tinh tại nhà khách hàng Trạm phát tín hiệu vệ tinh: Giống như các hình thức khác của thông tin vệ tinh, tín hiệu dịch vụ DBS bắt nguồn từ mặt đất. Các kênh cơ bản của dịch vụ DBS thông thường được truyền đến thiết bị liên kết vệ tinh thông qua kết nối cáp của mạng mặt đất. Các tín hiệu liên kết vệ tinh cũng có thể được sử dụng để cung cấp nội dung chương trình cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình khác (như các công ty truyền hình vệ tinh hoặc truyền hình cáp). Ngày càng nhiều các nhà cung cấp dịch vụ DBS để cung cấp các kênh truyền hình vệ tinh. Các anten trạm phát vệ tinh đường lên thường khá lớn, 3 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  13. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo thông thường có đường kính (9m  12m). Điều này đóng một vai trò quan trọng trong việc tập trung năng lượng và cung cấp cường độ tín hiệu cao hơn cho các vệ tinh trên quỹ đạo. Các tần số liên kết với vệ tinh nằm ở một dải tần số riêng phù hợp với bộ phát đáp vệ tinh. Hình 1.1 dưới đây cho thấy tổng quan về quá trình truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống DBS. Hình 1.1: Truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống DBS. Nhìn chung, nội dung thông tin nhận bởi thiết bị đường lên không bị thay đổi. Tuy nhiên, thiết bị đường lên không cung cấp một số chức năng quan trọng. Những chức năng này bao gồm sự điều chỉnh và tái đồng bộ của tín hiệu đến. Trong trường hợp nội dung được ghi lại trước, điều này cũng liên quan đến việc kiểm soát chất lượng và các chức năng phát lại. Nội dung chương trình cũng được sao chép từ các băng chủ 4 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  14. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo và được lưu trữ trên các máy chủ video phát sóng trên kênh vệ tinh phù hợp theo lịch trình/hướng dẫn chương trình điện tử (EPG: Electronic Program Guide). Truy cập có điều kiện tạo nên một phần rất quan trọng của mô hình kinh doanh dịch vụ DBS và các nhà cung cấp dịch vụ DBS cần phải làm thế nào đó để khách hàng sử dụng và trả tiền cho dịch vụ này. Thiết bị phát sóng cũng cung cấp các chức năng xử lý tín hiệu quan trọng như nén nội dung video và audio. Nội dung chương trình thường được nén (từ khoảng 270 Mb/s) thành khoảng 1  10 Mb/s trước khi truyền. Điều này giúp tăng cao số lượng các kênh trên một băng thông nhất định. MPEG là chuẩn mã hóa phổ biến nhất được sử dụng trong khi khóa dịch pha cầu phương (QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) là sơ đồ điều chế phổ biến nhất được sử dụng bởi dịch vụ DBS. Các vệ tinh quảng bá GEO: Việc quảng bá tín hiệu từ đường lên DBS được thực hiện bởi bộ phát đáp RF thích hợp (một phần của bộ chuyển tiếp dịch tần số) trên vệ tinh. Hầu hết các vệ tinh viễn thông chỉ đơn giản là các trạm chuyển tiếp vô tuyến với nhiều bộ phát đáp ở trên vệ tinh. Mỗi bộ phát đáp có băng thông vài chục MHz. Hoạt động đặc trưng của một bộ phát đáp thường được xem như bộ chuyển tiếp vô tuyến bởi vì thực tế các tín hiệu đường lên thường được khuếch đại và dịch tới một tần số khác (được gọi là đổi tần) để tránh giao thoa với tín hiệu đường lên trước khi được gửi trở lại đường xuống. 5 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  15. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo Hình 1.2: Một vệ tinh GEO điển hình được triển khai cho các dịch vụ DBS Các vệ tinh GEO sử dụng cho dịch vụ DBS có xu hướng giống với các vệ tinh được sử dụng cho việc truyền dẫn thông tin truyền thống (hình 1.2). Từ giữa những năm 1990, các vệ tinh được triển khai cho các dịch vụ DBS tăng đột biến về cả kích thước và trọng lượng. Tuy nhiên việc tăng kích thước và trọng lượng này mang đến nhiều lợi ích cho các dịch vụ DBS. Những tấm panel pin mặt trời lớn ở hai bên cho phép tạo ra công suất DC lớn hơn và các anten lớn hơn tạo điều kiện định hướng các chùm sóng đường xuống tốt hơn. Hình 1.3: Cấu trúc bộ chuyển tiếp sóng mang RF trên vệ tinh GEO. 6 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  16. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo Như được biểu diễn ở hình 1.3, một vệ tinh DBS bao gồm các bộ chuyển tiếp dịch tần số. Máy thu băng thông rộng để nhận tín hiệu đường lên và chuyển đổi thành tần số đường xuống (bộ khuếch đại tạp âm nhỏ và đổi tần: LNB). Sau đó là các bộ phát đáp với mỗi phát đáp gồm: Một bộ khuếch đại tự động điều chỉnh độ lợi (AGC: Automatic Gain Control) và một bộ khuếch đại đèn sóng chạy (TWT: Travelling Wave Tube) công suất cao. Mỗi bộ khuếch đại TWT thường có mức công suất tối đa 240W. Thiết bị thu truyền hình vệ tinh tại nhà khách hàng: Thiết bị điển hình được khách hàng sử dụng để thu và giải mã tín hiệu DBS được minh họa trong hình 1.4. Thiết bị này bao gồm một anten thu có mặt phản xạ hình parabol được sử dụng để phản xạ tín hiệu vệ tinh tới loa thu. Tiếp theo loa thu được đặt tại tiêu điểm của anten và nằm phía trước của ống dẫn sóng được sử dụng để đưa tín hiệu thu tới bộ khuếch đại tạp âm nhỏ và đổi tần (LNB). Tại đó tín hiệu được chuyển đổi xuống IF, băng L: (950  1450) MHz. Hình 1.4: Một anten thu điển hình và bộ thu giải mã tích hợp (IRD: Integrated Receiver Decoder) tại nhà khách hàng. LNB nhận điện áp DC cấp qua cáp đồng trục, cáp được sử dụng để cung cấp tín hiệu trung tần cho bộ thu giải mã tích hợp (IRD: Integrated Receiver Decoder). Bộ IRD bao gồm các thành phần chức năng quan trọng cần thiết cho dịch vụ DBS. Đó là bộ 7 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  17. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo giải điều chế QPSK, bộ tái tạo tín hiệu truyền hình, bộ chọn kênh IF, bộ giải mã FEC, bộ phân kênh dòng, bộ giải mã (để truy cập có điều kiện), và bộ giải mã MPEG (video/audio). Theo quy định, truyền hình quảng bá trực tiếp đến máy thu TV gia đình được thực hiện trong băng tần Ku (12 GHz). Dịch vụ này được gọi là dịch vụ vệ tinh quảng bá trực tiếp DBS. Tùy thuộc vào vùng địa lý ấn định băng tần có thể thay đổi. 1.1.2. Máy thu truyền hình vệ tinh Hình 1.5 cho thấy các khối chính trong một hệ thống thu DBS của đầu thu người dùng. Tất nhiên cấu trúc này sẽ thay đổi trong các hệ thống khác nhau, nhưng sơ đồ này sẽ cung cấp các khái niệm cơ sở về máy thu truyền hình tương tự (FM). Hiện nay truyền hình số trực tiếp đến gia đình đang dần thay thế các hệ thống tương tự, nhưng các khối ngoài trời vẫn giống nhau cho cả hai hệ thống. Hình 1.5. Sơ đồ khối đầu cuối thu DBS TV/FM [3]. 8 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  18. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo Khối ngoài trời Khối này bao gồm một anten thu tiếp sóng trực tiếp cho tổ hợp khuếch đại tạp âm nhỏ/ biến đổi hạ tần. Băng tần đường xuống dải từ 12,2 GHz đến 12,7 GHz có độ rộng 500 MHz cho phép 32 kênh truyền hình với mỗi kênh có độ rộng là 24 MHz. Tất nhiên các kênh cạnh nhau sẽ phần nào chồng lấn lên nhau, nhưng các kênh này được ấn định phân cực tròn trái (LHC: Left-Hand Circular) và phân cực tròn phải (RHC: Right – Hand Circular) đan xen để giảm nhiễu đến mức cho phép. Sự phân bố tần số như vậy được gọi là đan xen phân cực. Loa thu có bộ lọc phân cực được chuyển mạch đến phân cực mong muốn dưới sự điều khiển của khối trong nhà. Loa thu tiếp sóng cho khối biến đổi tạp âm nhỏ (LNC: Low Noise Converter) hay khối kết hợp khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA: Low Noise Amplifier) và biến đổi (gọi chung là LNA/C). Khối kết hợp này được gọi là LNB (Low Noise Block: khối tạp âm nhỏ). LNB đảm bảo khuếch đại tín hiệu băng 12 GHz và biến đổi nó vào dải tần số thấp hơn để có thể sử dụng cáp đồng trục giá rẻ nối đến khối trong nhà. Dải tần tín hiệu sau hạ tần là 950-1450 MHz (hình 1.5). Cáp đồng trục hoặc đôi dây xoắn được sử dụng để cấp nguồn một chiều cho khối ngoài trời. Ngoài ra còn có các dây điều khiển chuyển mạch phân cực. Khuếch đại tạp âm nhỏ cần được thực hiện trước đầu vào khối trong nhà để đảm bảo tỷ số tín hiệu trên tạp âm yêu cầu. Ít khi bộ khuếch đại tạp âm nhỏ được đặt tại phía đầu vào khối trong nhà vì nó có thể khuếch đại cả tạp âm của cáp đồng trục. Tất nhiên khi sử dụng LNA ngoài trời cần đảm bảo nó hoạt động được trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Khối trong nhà cho TV tương tự Tín hiệu cấp cho khối trong nhà thường có băng tần từ 950 đến 1450 MHz. Trước hết nó được khuếch đại rồi chuyển đến bộ lọc bám để chọn kênh cần thiết (hình 1.5). Như đã nói, đan xen phân cực được sử dụng vì thế khi thiết lập một bộ lọc phân 9 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  19. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo cực ta chỉ có thể thu được một nửa số kênh. Điều này giảm nhẹ hoạt động của bộ lọc bám vì bây giờ các kênh đan xen được đặt cách xa nhau hơn. Sau đó kênh đã chọn được biến đổi hạ tần: Thường từ dải 950 MHz vào 70 MHz, tuy nhiên cũng có thể chọn các tần số trong dải VHF. Bộ khuếch đại 70 MHz khuếch đại tín hiệu đến mức cần thiết cho giải điều chế. Sự khác biệt chính giữa DBS và TV thông thường ở chỗ DBS sử dụng điều tần còn TV thông thường sử dụng điều biên (AM) ở dạng đơn biên có nén (VSSB: Vestigal Single Sideband). Vì thế cần giải điều chế FM sóng mang 70 MHz và sau đó điều chế AM để tạo ra tín hiệu VSSB trước khi cung cấp cho các kênh VHF/UHF của máy thu TV tiêu chuẩn. Máy thu DBS còn cung cấp nhiều chức năng không được thể hiện trên hình 1.5. Chẳng hạn các tín hiệu Video và Audio sau giải điều chế ở đầu ra V/A có thể cung cấp trực tiếp cho các đầu V/A của máy thu hình. Ngoài ra để giảm nhiễu người ta còn bổ sung vào sóng mang vệ tinh một dạng phân tán năng lượng và máy thu DBS có nhiệm vụ loại bỏ tín hiệu này. Các đầu cuối cũng có thể được trang bị các bộ lọc IF để giảm nhiễu từ các mạng truyền hình mặt đất, ngoài ra có thể phải sử dụng bộ giải ngẫu nhiên hóa (giải mã) để thu một số chương trình. 1.2. Đối tượng và mục đích đề tài Đối với máy thu vệ tinh nói chung và máy thu truyền hình quảng bá nói riêng thì việc tạo sóng mang sử dụng cho quá trình trộn tần đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc quyết định chất lượng máy thu. Các bộ dao động hoạt động ở dải tần số siêu cao (băng Ku) thường gặp nhiều vấn đề về độ ổn định tần số, ghép nối tín hiệu ra cũng như khả năng điều chỉnh tần số chính xác để tạo sóng mang phù hợp. Do đó việc nghiên cứu đề xuất bộ dao động sử dụng cho các máy thu truyền hình dân sinh là hết sức cần thiết. Trọng tâm của luận văn này là nghiên cứu đề xuất một bộ dao động khả chỉnh. Đối với sự biến đổi trực tiếp, đòi hỏi một bộ dao động cầu phương, nó khóa vào một tinh 10 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
  20. Luận văn thạc sỹ khoa học Nguyễn Thị Thảo thể thạch anh bên ngoài theo phương thức của một vòng khóa pha (PLL). Luận văn đưa ra được sơ đồ, các thông số của bộ dao động đề xuất, tính toán điện dung của varacap phù hợp với từng kênh dải tần băng Ku của Vinasat-1. 1.3. Cấu trúc luận văn Luận văn được tổ chức như sau: Chương 2 giới thiệu một số mô hình bộ dao động nội trong máy thu truyền hình vệ tinh. Bộ dao động cầu phương dùng cho máy thu truyền hình vệ tinh qua VINASAT-1 được trình bày trong chương 3. Phần kết luận tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn và trình bày hướng nghiên cứu tiếp theo. 11 Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Khoa Vật lý
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2070 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0