hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 4

Chia sẻ: Thái Duy Ái Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

138
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 4', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 4

Anten parapol leäch Aten Gregorian leäch 1.4.4.3 Heä thoáng quay baùm veä tinh. Maëc duø veä tinh ñöôïc ñaët treân quyõ ñaïo ñòa tónh, vò trí cuûa chuùng luoân thay ñoåi khoaûng ± 0,10 theo caùc höôùng ñoâng, taây, nam, baéc. Bôûi vaäy caàn ñieàu khieån Anten treân maët ñaát baùm theo veä tinh. Sau ñaây laø caùc loïai heä thoáng quay anten baùm veä tinh: * Heä thoáng xung ñôn: Heä thoáng naøy luoân xaùc ñònh taâm buùp soùng anten coù höôùng ñuùng vaøo veä tinh hay khoâng, ñeå ñieàu khieån höôùng cuûa anten. Trong heä thoáng naøy ñeå coù theå bieát chaéc anten coù höôùng chính xaùc vaøo veä tinh hay khoâng baèng caùch söû duïng 4 böùc xaï, moãi caùi böùc xaï coù höôùng hôi khaùc vôùi höôùng buùp soùng chính hoaëc moät soùng baäc cao hôn cuûa oáng daãn soùng troøn ñeå laáy ra caùc tín hieäu sai loãi. Heä thoáng naøy yeâu caàu phaûi coù moät heä thoáng fiñô phöùc taïp vaø giaù thaønh cao hôn do söû duïng nhieàu maùy thu. Tuy nhieân ñöôïc aùp duïng trong tröôøng hôïp anten ñöôøng kính lôùn maø ñoä roäng buùp soùng ôû möùc moät nöûa coâng suaát laø 0,10 hoaëc nhoû hôn vaø phaûi baét ñöôïc tín hieäu veä tinh ôû taâm buùp soùng. * Heä thoáng baùm töøng naác: Heä thoáng naøy dòch chuyeån nheï vò trí anten ôû caùc khoaûng thôøi gian nhaát ñònh ñeå ñieàu chænh höôùng sao cho möùc tín hieäu thu laø cöïc ñaïi. Heä thoáng naøy ñöôïc keát caáu vôùi caùc thieát bò saép xeáp theo moät caáu truùc ñôn giaûn vaø ñöôïc söû duïng cho cacù anten kích thöôùc trung bình hoaëc nhoû khi chaát löôïng thu phaùt khoâng bò aûnh höôûng nhieàu. Ñoái vôùi caùc anten nhoû maø ñoä roäng buùp soùng ôû möùc nöûa coâng suaát laø 0,20 ñeá 0,30 hoaëc lôùn hôn, thì söû duïng phöông phaùp coá ñònh höôùng anten hoaëc thænh thoûang ñieàu chænh baèng tay cho ñuùng höôùng khi caàn thieát. * Heä thoáng ñieàu khieån theo chöông chình: Heä thoáng naøy ñieàu khieån anten döïa treân cô sôû döï ñoaùn tröôùc veà quyõ ñaïo veä tinh. 1.4.4.4 Caùc tính chaát veà ñieän cuûa moät Anten. a. Heä soá taêng ích cuûa Anten. Heä soá taêng ích cuûa ten laø moät thoâng soá quan troïng, quyeát ñònh khoâng höõng chaát löôïng cuûa anten maø coøn caû quy moâ cuûa traïm maët ñaát. Quan heä giöõa dieän tích hieäu duïng A, böôùc soùng λ, hieäu suaát η vaø heä soá taêng ích cuûa aten G ñöôïc bieåu thò baèng coâng thöùc: 4Π G = ---------.Aη λ2 Bieåu thöùc naøy cho thaáy khi nhìn töø ñaàu phaùt, möùc ñoä coù theå taäp trung soùng voâ tuyeán vaøo moät höôùng xaùc ñònh so vôùi tröôøng hôïp soùng böùc xaï ñoàng ñeàu vôùi moïi höôùng; bieåu thöùc naøy cho pheùp ôû ñaàu thu döï ñoaùn khaû naêng thu soùng khueách taùn yeáu. η bieåu thò hieäu suaát, vôùi caùc ten parapol thoâng thöôøng thì η khoaûng töø 0,5 ñeán 0,7.
Trong tröôøng hôïp ten göông troøn vôùi ñöôøng kính D (m). Khi ñoù: Π.D2 A = ---------- 4 Suy ra : Π.D2 Π.D2 4Π G = --------- . --------- . η = -------- . η λ2 λ2 4 Neáu ta thay böôùc soùng λ baèng taàn soá f (GHz) theo quan heä C = fλ, ta coù: G = (10ΠfD/3)2. η Giaû söû η = 0,6 vaø tính theo ñôn vò dB, ta coù: G = 20lg(10Π/3) + 20lgD + 20lgf + 10lgη = 28,18 + 20lgD + 20lgf Ví duï vôùi Anten laøm vieäc ôû baêng Ku ta coù: F = 14GHz G = 41,1 + 20lgD Neáu D = 1m thì G = 41,1 dB Neáu D = 2m thì G = 47,1 dB Neáu D = 4m thì G = 53,1 dB Vaäy heä soá taêng ích cuûa Anten tæ leä vôùi bình phöông ñöôøng kính Anten D vaø vôùi bình phöông taàn soá laøm vieäc f. b. Ñoà thò böùc xaï cuûa anten. Coù hai caùch veõ ñoà thò böùc xaï cuûa anten nhö sau: * Ñoà thò böùc xaï ôû vuøng gaàn truïc: Ñoà thò böùc xaï ôû vuøng gaàn truïc bieåu thò ñaëc tính taêng ích xung quanh truïc chính. Ñoä roäng cuûa buùp soùng chính ñöôïc bieåu thò baèng goùc giöõa hai ñieåm maø ôû ñoù heä soá taêng ích giaûm ñi 3dB. Noù coøn ñöôïc goïi laø ñoä roäng buùp soùng nöûa coâng suaát. Xem hình sau: 0 dB 3 dB Ñoä roäng buùp soùng 100 00 100 Ñoä roäng buùp soùng nöûa coâng suaát Ñoái vôùi moät anten thoâng thöôøng , ñoä roäng buùp soùng nöûa coâng suaát ∅1/2 xaùc ñònh gaàn ñuùng theo D (m) vaø f (GHz) nhö sau: ∅1/2 = 70λ/D = 21/Df * Ñoà thò böùc xaï goùc roäng cuûa anten. Ñoà thò böùc xaï goùc roäng cuûa anten laø ñaëc tính taêng ích ôû caùc höôùng caùch truïc chính buùp soùng 10 hoaëc lôùn hôn, coøn goïi laø ñaëc tính buùp soùng phuï.
Caùc ten leäch coù ñaëc tính buùp soùng phuï raát toát vì khoâng coù söï caûn trôû cuûa göông phuï vaø caùc thanh ñôõ, chuùng ñöôïc söû duïng khi coù nhu caàu nghieâm ngaët giaûm can nhieãu trong thieát keá maïch. * Caùc ñaëc tính phaân cöïc. Caùc ñaëc tính phaân cöïc bieåu thò möùc ñoä taùch bieät phaân cöïc khi moät taàn soá ñöôïc söû duïng cho hai soùng phaân cöïc vuoâng goùc (hoaëc phaân cöïc phaûi hay phaân cöïc traùi trinh tröôøng hôïp soùng phaân cöïc troøn) taïi cuøng thôøi ñieåm. Möùc ñoä taùch bieät ñöôïc goïi laø khaû naêng taùch bieät phaân cöïc cheùo.
Chöông 2 TRUYEÀN HÌNH VEÄ TINH 2.1 CAÙC PHÖÔNG THÖÙC TRUYEÀN HÌNH VEÄ TINH: -Treân theá giôùi hieän nay coù 2 phöông aùn truyeàn hình töø veä tinh do caùc toå hôïp truyeàn hình veä tinh caïnh tranh ñeå giaønh thò tröôøng . Ñoù laø: 2.1.1 Truyeàn hình tröïc tieáp DBS (Direct Broadcating Satellite). Phöông phaùp naøy seõ ñöa thaúng tín hieäu töø veä tinh tröïc tieáp ñeán maùy thu hình (TV) cuûa töøng hoä gia ñình. Ñeå ñaït ñöôïc yeâu caàu naøy thì tín hieäu hình phaùt ñi töø veä tinh phaûi ñöôïc ñieàu bieân vôùi taàn soá mang hình ñeå cho TV coù theå nhaän ñöôïc. Ngoaøi ra, ñeå giaûm can nhieãu cuûa soùng viba ôû maët ñaát vaø giaûm nhoû ñöôøng kính ten parabol neân phaûi phaùt treân baêng Ku. Theâm nöõa, laø baêng Ku tuy coù tính ñònh höôùng cao nhöng laïi bò toån hao lôùn treân ñöôøng truyeàn, coøn ñoä nhaïy ôû caùc TV laïi nhoû (50÷ 150 μv) neân caàn phaûi taêng coâng suaát phaùt (Downlink). Maët khaùc laïi tuøy thuoäc vaøo quy cheá cuûa moãi quoác gia cho pheùp daân chuùng baét tröïc tieáp hay khoâng? Do caùc lyù do treân maø toå hôïp truyeàn hình DBS sôùm bò thaát baïi vaø nhöôøng choã cho truyeàn hình caùp CATV, phaùt treân baêng C. 2.1.2 Truyeàn hình qua TVRO (Television Receive only). Phöông phaùp naøy seõ thu tín hieäu cöïc nhoû töø veä tinh , khuyeách ñaïi dòch taàn nhieãu thaáp vaø xöû lyù tín hieäu cho phuø hôïp vôùi T.V. Caùc chöông trình truyeàn hình treân theá giôùi hieän nay phaàn nhieàu phaùt treân baèng taàn C ñeå phuïc vuï töøng khu vöïc nhö Asiasat, Palapa… Caùc veä tinh quoác teá nhö Intelsat, vaøi khu vöïc Aâu-Myõ thöôøng phaùt song song hai baêng taàn C vaø Ku treân moät veä tinh. Kyõ thuaät truyeàn hình ñöôïc duøng nhieàu nhaát laø heä Pal, phoå bieán ôû caùc nöôùc Chaâu Aâu vaø caùc nöôùc khaùc söû duïng löôùi ñieän 50Hz. Heâ NTSC chuû yeáu duøng ôû Myõ vaø caùc nöôùc phuï thuoäc, duøng ñieän löôùi –60Hz. Heä SECAM chuû yeáu duøng ôû Lieân xoâ cuõ, Phaùp vaø moät soá nöôùc phuï thuoäc khaùc. Hieän nay ôû caùc nöôùc coâng nghieäp tieân tieán ñang phaùt trieån chöông trình truyeàn hình coù ñoä neùt cao HDTV (High Difinition Television), ñoù laø heä CMAC (Combined Multiplexed Analogue Component) vaø D2MAC (heä MAC ñieàu cheá nhò phaân keùp: duo- binary modulation). 2.2 CAÙC HEÄ TRUYEÀN HÌNH: Ñeå so saùnh caùc khieám khuyeát cuûa caùc heä truyeàn hình, chuùng ta caên cöù vaøo nhöõng ñaêïc tính chuû yeáu cuûa caùc theá heä truyeàn hình sau ñaây: 2.2.1. Heä NTSC (Hoa kyø): Duøng phöông phaùp saép xeáp caùc thoâng tin maøu vuoâng goùc vôùi nhau roài ñieàu cheá vaøo soùng mang phuï 3,58MHz. Nhö vaäy trong quaù trình truyeàn seõ xaûy ra söï dòch pha, gaây neân söï sai pha so vôùi tín hieäu nguyeân thuûy, laøm sai leäch maøu. Ñaây laø caên beänh chính cuûa heä NTSC, maøu ít trung thöïc vaø ít coù khaû naêng khaéc phuïc. 2.2.2 Heä SECAM (Phaùp-Nga): Duøng phöông phaùp truyeàn laàn löôït caùc thoâng tin maøu, coù löu giöõ ñeå taùi hieän laïi vaøo ñuùng thôøi ñieåm. Nhôø caùc laøm treã 60μs cuûa soùng mang phuï chöùa thaønh phaàn DR=R-Y vaø DB=B-Y noái tieáp nhau sau moät doøng treân ñöôøng ñeán maïch ma traän ñeå coäng laïi vôùi
phaàn choùi Y. Nhôø vaäy maø heä naøy ñaõ khoâng bò sai pha maøu nhö heä NTSC, saéc maøu trung thöïc hôn. 2.2.3 Heä PAL (Ñöùc): Caûi tieán treân cô sôû heä NTSC vaø SECAM baèng caùch luaân phieân thay ñoåi pha cuûa doøng queùt tröôùc vôùi doøng queùt sau cuûa tín hieäu mang maøu, vôùi thôøi gian treã cuûa moãi doøng laø 60μs. Baèng caùch buø pha kieåu ñaûo ngöôïc pha cuûa moãi doøng queùt, vôùi maøu ñöôïc choïn laø DR=R-Y, neân ñaõ giaûm nhoû ñoä sai pha cuûa tín hieäu maøu, laøm cho hình aûnh saïch ñeïp hôn. Söï phaân boá phoå cuûa heä PAL vaø SECAM gioáng nhau. Baêng taàn toång hôïp (hay coøn goïi laø baêng taàn cô baûn BB-Baseband) chieám 8MHz: Trong ñoù, tín hieäu maøu chieám 6,5MHz, tín hieäu choùi chieám gaàn heát baêng taàn, phía treân laø tín hieäu tieáng. Trong moät doøng queùt 60μs thì tín hieäu maøu vaø choùi chieám 52μs, tín hieäu ñoàng boä chieám 12μs. Tín hieäu tieáng ñöôïc phaùt rieâng, coù theå baèng ñieàu cheá AM hay FM. Caùc thoâng tin ñöôïc thöïc hieän baèng phöông phaùp töông töï (analog) nhö hình veõ. Ñöôøng tieáng baèng FM (hay AM) 6μHz Ñoä choùi töông töï Tín hieäu Ñoàng boä Thoâng tin maøu töông töï SECAM 12μs 52μs 64μs Phaân boá tín hieäu PAL-SECAM Bôûi vì tín hieäu maøu naèm trong tín hieäu choùi vaø caùc thoâng tin ñeàu duøng phöông phaùp analog neân coù nhöõng khuyeát ñieåm sau: + Ñoä phaân giaûi ngang khoâng cao, vì do soùng mang phuï maøu naèm ngay trong tín hieäu choùi. + Do söï xuyeân nhieãu ñieàu cheá giöõa tín hieäu maøu vaø choùi neân gaây ra vaân giao thoa. +Aâm thanh khoâng theå toát baèng ñieàu cheá soá (digital). 2.2.4 Hoï truyeàn hình component MAC. a. Heä truyeàn hình MAC. Caùc heä truyeàn hình NTSC, PAL, SECAM laøm vieäc theo nguyeân taéc gheùp keânh caùc tín hieäu thaønh phaàn Y, U,V vaø tín hieäu aâm thanh theo taàn soá. Do ñoù caùc tín hieäu thaønh phaàn naøy ñöôïc truyeàn ñoàng thôøi taïi moãi thôøi ñieåm. Keát quaû laø coù söï can nhieãu qua laïi giöõa caùc tín hieäu thaønh phaàn, ñaëc bieät laø nhieãu giöõa keânh choùi vaø keânh maøu (nhieãu aliasing)
goïi laø nhieãu heä thoáng. Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà treân heä MAC duøng phöông phaùp gheùp keânh caùc tín hieäu thaønh phaàn Y,U,V vaø aâm thanh theo thôøi gian nghóa laø caùc tín hieäu thaønh phaàn ñöôïc truyeàn laàn löôït treân moãi doøng. Do ñoù veà lyù thuyeát cho pheùp trieät ñöôïc nhieãu aliasing. Ñeå coù theå truyeàn caùc tín hieäu ñöôïc treân moãi doøng thì caùc tín hieäu phaûi coù toác ñoä truyeàn khaùc nhau nghóa laø moãi tín hieäu phaûi ñöôïc neùn theo nhöõng tæ leä thích hôïp. Trong ñoù tín hieäu aâm thanh vaø caùc tín hieäu phuï (teletext, tín hieäu ñieàu khieån) coù theå truyeàn döôùi daïng soá. Caùc thaønh phaàn tín hieäu video Y,U,V ñöôïc truyeàn döôùi daïng töông töï, neùn theo caùc tæ leä khaùc nhau vì vaäy tín hieäu MAC laø tín hieäu hoãn hôïp soá – töông töï. Nhieàu heä truyeàn hình MAC ñöôïc phaân bieät vôùi nhau qua caùc chöõ caùi gheùp theâm ôû ñaàu nhö C, D, D2 ví duï : CMAC, DMAC, D2MAC. Caùc chöõ caùi naøy bieåu dieãn caùc tæ leä neùn caùc tín hieäu thaønh phaàn vaø caùc daïng tín hieäu khaùc ôû cheá ñoä soá. Trong heä MAC naøy thì tín hieäu choùi ñöôïc neùn vôùi tæ leä 1,5:1 (chieám 34,4μs), tín hieäu soá maøu ñöôïc neùn theo tæ soá 3:1 (chieám 17,2μs) coøn tín hieäu ñoàng boä vaø aâm thanh soá ñöôïc neùn coøn laïi 10,3μs. Xem hình sau: Soá Töông töï Tín hieäu choùi Aâm thanh Ñoàng boä Tín hieäu maøu Y CB/CR 10,3μs 17,2μs 34,4μs 64μs Vieäc ñònh khoaûng thôøi gian noùi treân do taàn soá nhòp cuûa heä thoáng laáy maãu xaùc ñònh. Vieäc neùn thôøi gian caùc tín hieäu töông töï Y, U, V ñöôïc thöïc hieän baèng caùch laáy maãu, löu maãu vaøo boä nhôù phuï caùc maãu naøy vaø ñoïc ra töø boä nhôù baèng taàn soá cao hôn vôùi heä soá 1,5 cho tín hieäu choùi vaø 3 cho tín hieäu hieäu soá maøu. Vieäc laáy maãu ñöôïc thöïc hieän nhôø ñieàu bieân xung PAM. Taàn soá laáy maãu ñöôïc choïn keát hôïp vôùi tieâu chuaån aâm thanh soá fs,y = 13,5MHz cho tín hieäu choùi vaø fs,CR = fsCB = 6,75MHz cho moãi tín hieäu hieäu soá maøu vôùi: CB = 0.73(B-Y) CR = 0,93(R-Y) Theo caùch laáy maãu treân thì tín hieäu choùi coù baêng taàn ñeán 5,6MHz ñieàu ñoù cho pheùp ñoä phaân giaûi cao hôn so vôùi heä thoáng 5MHz thoâng thöôøng. Caùc tín hieäu hieäu soá maøu coù baêng taàn ñaït cöïc ñaïi ñeán 2,8MHz. Vieäc laáy maãu ñöôïc thöïc hieän baèng caùc xung heïp vôùi ñoä roäng TS,Y = 74ns cho tín hieäu choùi vaø TS,CB = TS,CR = 148ns cho caùc tín hieäu hieäu soáâ maøu. Theo tieâu chuaån taïi studio coù 720 maãu keânh choùi ñöôïc söû duïng cho phaàn doøng video tích cöïc (chæ chöùa caùc thoâng tin hình aûnh), coøn caùc tín hieäu hieäu soá maøu coù 360 maãu. Theo moãi doøng coù taát caû 697 maãu ñoái vôùi tín hieäu choùi vaø 349 maãu cho tín hieäu hieäu soá maøu CB vaø CR ñöôïc löu vaøo boä nhôù . Boä nhôù seõ ñoïc ra taïi taàn soá fs = 20,25MHz cho tín hieäu choùi cuõng nhö caùc tín hieäu hieäu soá maøu theo caùc heä soá neùn (1,5 cho tín hieäu choùi vaø 3 cho tín hieäu hieäu soá maøu).
Vôùi chu kyø ñoàng hoà Ts = 49,38ns, ñoä roäng cuûa tín hieäu choùi Y ñöôïc neùn thôøi gian laø TY neùn = 697.49,38ns = 34,4μs Vaø caùc tín hieäu CB, CR TCBneùn = TCRneùn = 349.49,38ns = 17,2μs b. Heä truyeàn hình CMAC. Heä CMAC laø söï phaùt trieån cuûa heä MAC neân noù coù caùc tính chaát khaù gioáng vôùi heä MAC do ñoù khoâng caàn nhaéc laïi. Ta xeùt tín hieäu video cuûa moät doøng nhö sau: 2-4-PSK FM Möùc chuaån tín hieäu maøu 0,5V 0,5V Y CB:CR 1VCC 0,5V 0,5V a b c T1 T3 k e T2 h 64μs Trong ñoù: a laø ,khoaûng thôøi gian 206 chu kyø ñoàng hoà, 206 bit, cho ñoàng boä doøng vaø tín hieäu aâm thanh . b laø khoaûng thôøi gian 4 chu kyø ñoàng hoà keát thuùc burst soá lieäu, chöùa bieân tín hieäu döông. c laø khoaûng thôøi gian 15 chu kyø ñeå ghim vaø chuaån 0 cho caùc tín hieäu CB,CR T1 laø khoaûng thôøi gian goàm 10 chu kyø ñoàng hoà vaø 5 chu kyø ñoàng hoà cho vieäc ñoåi tín hieäu hieäu soá maøu. e laø khoaûng thôøi gian 349 chu kyø ñoàng hoà cho tín hieäu hieäu soá maøu coù neùn. T2 laø khoaûng thôøi gian 5 chu kyø ñoàng hoà cho vieäc chuyeån ñoåi töø tín hieäu hieäu soá maøu ñeán tín hieäu choùi. h laø khoaûng thôøi gian 697 chu kyø ñoàng hoà cho tín hieäu choùi coù neùn. T3 laø khoaûng thôøi gian 6 chu kyø ñoàng hoà cho vieäc chuyeån ñoåi töø tín heäu choùi ñeán chuaån 0. k laø khoaûng thôøi gian 4 chu kyø ñoàng hoà, chuyeån dòch taïi ñieåm baét ñaàu burst soá lieäu, goàm bieân aâm cuûa tín hieäu. Toaøn boä coù 1296 chu kyø ñoàng hoà vôùi 1296.49,38ns = 64μs. Heä CMAC cho pheùp truyeàn toái ña 8 tín hieäu aâm thanh chaát löôïng cao vôùi soá lieäu phuï (döôùi daïng 1 tín hieäu 3 Mbit/s hoaëc 0,0791 Mbit/s).
Trong heä CMAC naøy tín hieäu taûi taàn RF ñöôïc ñieàu taàn vôùi tín hieäu video coù neùn vaø ñieàu cheá burst soá lieäu baèng BPSK hay QPSK. Theo maõ vi sai, möùc 1 trong tín hieäu soá lieäu laøm dòch pha taûi taàn +900 coøn möùc 0 laøm dòch pha -900. Sau ñaây laø sô ñoà khoái maïch maõ hoaù CMAC: R Y Laáy maãu Boä nhôù Gheùp keânh fs,Y fs,y fs + töông Ma traän G U Laáy maãu töï Boä fs,CB nhôù B V Laáy maãu fs,CB,CR fs Tín hieäu MAC fs,CR Aâm thanh Ñieàu cheá Tieàn Ñieàu Gheùp BPSK-QPSK CMAC nhaán cheá FM keânh Boä Taûi RF Gheùp keânh soá soá nhôù ADC Soá lieäu Aâm thanh / soá lieäu cuûa MAC Ñoàng boä Ñeå neùn caùc thaønh phaàn chung nhau (taïo nhieãu aliasing) Trong quaù trình laáy maãu tín hieäu, hai tín hieäu hieäu soá maøu caàn phaûi ñöôïc loïc theâm theo maønh. Phaàn loïc naøy khoâng ñöôïc trình baøy trong sô ñoà. Tín hieäu tam giaùc 25MHz coù theå ñöôïc loàng vaøo tín hieäu MAC, tín hieäu naøy taïo ñoä di taàn ± 300KHz trong maïch ñieàu taàn FM vaø baûo ñaûm naêng löôïng phaân boá ñeàu treân phoå FM. Trong maïch ñieàu cheá FM maïch preemphasis khueách ñaïi tín hieäu video ôû phaàn taàn soá , trong khi ñoù maïch giaûi ñieàu cheá FM söû duïng maïch deemphasis ñeå giaûm bieân ñoä ôû phaàn taàn soá cao. Keát quaû cho pheùp naâng cao tæ soá tín hieäu treân nhieãu S/N. Xem sô ñoà khoái maïch giaûi maõ CMAC ôû döôùi. Caùc thaønh phaàn tín hieäu video ñöôïc giaûi ñieàu cheá ñoäc laäp trong maïch giaûi ñieàu cheá FM thoâng thöôøng, trong luùc ñoù tín hieäu soá lieäu phaûi duøng taùch soùng ñoàng boä. Trong phaàn tín hieäu video seõ ghim (vôùi thôøi gian 8 doøng) thaønh phaàn chuaån vaø neùn tín hieäu coù naêng löôïng taùn xaï. Sau maïch deemphasis tín hieäu ñeán maïch taùch keânh, töø ñaây tín hieäu choùi vaø tín hieäu hieäu soá maøu ñöôïc ñoïc rieâng vaøo caùc boä nhôù ñeäm ñeå chuaån bò daõn tôøi gian. Khi ñoïc ra taïi taàn soá ñoàng hoà (ñeå laáy maãu) fS,Y ta coù tín hieäu choùi vôùi baêng taàn ban ñaàu töø 0 ñeán 5,6MHz. Loïc theo maønh caùc tín hieäu hieäu soá maøu seõ neùn ñöôïc caùcd tphaàn tín hieäu truøng nhau 9aliasing) vaø cuøng vôùi maïch taùch keânh ta seõ coù caùc tín hieäu CB,CR. Maïch loïc thoâng thaáp seõ haïn cheá caùc tin hieäu naøy trong giôùi haïn töø 0 ñeán 2,8MHz.
PAMY Boä nhôù Taùch keânh töông Ghim Taùch Deem fs fs,Y PAMCB soùng FM töï phasis Boä nhôù PAMCR fs fY,CB,CR Giaûi maõ Taùch BPSK-QPSK Taùch keânh soá Boä keânh nhôù soá ADC Khoâi phuïc taûi taàn R Y Ma traän G CB Loïc maønh B CR SÔ ÑOÀ KHOÁI MAÏCH GIAÛI MAÕ CMAC Nhö vaäy so vôùi heä Pal noù öu vieät hôn ôû choã ít bò xuyeân nhieãu ñieàu cheá vaø giaûm ñöôïc coâng suaát phaùt v.v … Nhöng khoâng tieän lôïi ôû choã laø baêng thoâng keânh tieáng quaù roäng, truyeàn döõ lieäu vôùi nhòp 20,25 MHz (1.296 clock/line, 49,38 ns/clock), khoâng töông thích vôùi caùc heä caùp T.V. hieän haønh. Bôûi vaäy chæ duøng noù cho truyeàn hình tröïc tieáp DBS, nhö TDF cuûa Phaùp, TV-Sat cuûa Ñöùc vaø ôû caû Anh quoác . Ñeå coù theå söû duïng khaû naêng truyeàn soá lieäu cao cuûa heä CMAC thì vieän nghieân cöùu cuûa phaùp ñaõ thaønh coâng trong vieäc nghieân cöùu vaø thöïc hieän baèng caùch: Tín hieäu aâm thanh nhieàu keânh ñöôïc chia laøm 2 khoái phuï chöùa 82 goùi (packet) ñòa chæ rieâng bieät. Ñoù chính laø heä D2MAC. c. Heä D2MAC (Duo-binary 2 Multiplexed Analogue Component) Heä D2MAC tieâu chuaån chæ caûi tieán theâm töø heä CMAC tieâu chuaån ñang duøng cho veä tinh TDF vaø TV-Sat . Phöông phaùp caûi bieân laø giaûm nhòp clock coøn 1/2 = 20,25/2 = 10,125 Mhz, vôùi ñieàu cheá nhò phaân keùp ôû taàn soá phuï 5,5 Mhz, nhoû hôn baêng thoâng goác cho pheùp ôû 8,5 Mhz (vision bandwidth). Luùc naøy ôû keânh tieáng coøn 4 keânh aâm thanh mono, 2 keânh stereo vaø 8 keânh tin töùc …
Moãi Packet töông quan vôùi ñieàu cheá soá ñöôøng tieáng (digital sound) vaø truyeàn döõ lieäu (data tranmission) baây giôø laø töø ñöôøng 1 ÷ 623. Trong toång soá 82 packet , vôùi 751 bits cho moãi nhoùm packet. Noù coù theå taêng theâm theo yeâu caàu ña daïng nhö : laøm cho caùc traïm phaùt töông thích vôùi nhau, caùc chöông trình TV Sport, Music … coù theå chuyeån ñoåi cho nhau , theâm ñöôøng tin töùc & bình luaän, teletex v.v… Löu yù raèng , ôû doøng 624 vaø 625 ñeå daønh cho caùc xung phim , caùc xung baûo veä an toaøn trong quaù trình chuyeån hình vaø caùc sai soá möùc ôû caùc doøng cuoái maønh (frame). Söï neùn tín hieäu cuûa D2MAC so vôùi PAL ñöôïc moâ taû ôû hình sau: White yellow cyan green purple red blue black Burst (a) PAL colour (1 line 64 μs) synchr 64 μs D2-MAC colour Digital U/V Sound/data (compressed) Y sinal (compressed) Nöûa treân cuûa hìnheù(a)tín hieäu Du-MAC so vôùi PAL N n laø tín hieä 2 maøu heä PAL veõ trong moät doøng 64μs. (Khoâng veõ tín hieäu tieáng ôû taàn soá soùng mang phuï) . Ñaàu tieân laø xung ñoàng boä, ñeán Burts loùe maøu, ñeán tín hieäu maøu vaø choùi, theo heä PAL tieâu chuaån . Nöûa hình döôùi laø tín hieäu packet D2MAC cuõng veõ trong moät doøng 64μs. Ñaàu tieân laø tín hieäu tieáng ñöôïc ñieàu cheá soá, tieáp ñeán xung ghim , tieáp ñeán tín hieäu hieäu soá maøu (U/V) ñöôïc neùn theo tæ leä 3/1, cuoái cuøng laø tín hieäu choùi (Y) ñöôïc neùn vôùi tæ leä 3/2 . Söï phaân boá 3 thaønh phaàn tín hieäu cuûa baêng taàn goác (Baseband) nhö sau : - Packet tieáng duøng ñieàu cheá soá. Goàm 4 baêng thoâng roäng 15 KHz chaát löôïng cao HQ (High Quality channels) , coù nghóa laø 1 keânh stereo vaø 2 keânh mono. Cuõng coù theå duøng 8 keânh baêng thoâng trung bình 7,5 KHz MQ (Medium Quality channels) cho caùc döõ lieäu tin töùc . Hình sau ñaây laø tín hieäu baêng taàn cô baûn cuûa D2MAC
0,4V 0,5V 0,5V 0,4V 0,5V 0,5V A c T1 e T2 h T3 k 64μs Thôøi gian truyeàn döõ lieäu a : goàm 209 clock cycles, gaàn xaáp xæ 10,32μs.105 bits cho ñoàng boä, digital tieáng, döõ lieäu . - Packet maøu goàm : Tín hieäu hieäu soá maøu U = B-Y ñöôïc truyeàn ñi ôû caùc doøng thöù 1, thöù 3, thöù 5, thöù 7. Tín hieäu hieäu soá maøu V = R-Y ñöôïc truyeàn ñi ôû caùc doøng thöù 2, 4, 6, 8 . Thôøi gian truyeàn döõ lieäu e : goàm 349 clock cycles = 17,23μs. Tín hieäu maøu ñöôïc neùn laïi vôùi tæ leä 3/1 (20,26/3 = 6,75 MHz) . - Packet choùi Y ñöôïc truyeàn trong khoaûng thôøi gian h = 697 clock cycles = 34,2μs. Tín hieäu choùi cuõng ñöôïc neùn laïi vôùi tæ leä 3/2 (20,25 : 2/3 = 13,5 MHz) . - Khoaûng ghim c = 15 clock cycles = 0,74μs, chu kyø ghi naøy ñeå caùch ly giöõa tieáng vaø maøu, giaûm thieåu söï xuyeân nhieãu ñieàu cheá laãn nhau. - Khoaûng an toaøn b = 4 clock cycles = 0,2μs, laø khoaûng chuyeån tieáp ôû ñaàu cuoái cuûa digital tieáng vôùi ñoaïn döõ lieäu . - Khoaûng chuyeån tieáp maøu T1 = 10 clock cycles = 0,49μs, cuûa tín hieäu hieäu soá maøu . - Khoaûng chuyeån tieáp giöõa hieäu soá maøu vaø choùi T2 = 5 clock cycles = 0,25μs. - Khoaûng chuyeån tieáp ôû ñoaïn cuoái tín hieäu choùi T3 = 6 clock cycles = 0,30μs. Khoaûng chuyeån tieáp ñeán digital tieáng/ñoaïn döõ lieäu h = 1 clock cycles = 0,05μs. Thôøi gian truyeàn tín hieäu cuûa baêng taàn goác BB ôû moät doøng nhö sau : 1 doøng = 64μs = 1.296 clock cycles , 1.296 clock cycles = 15.625 doøng = 20,25 MHz (nhòp ñoàng boä) Heä D2MAC tieâu chuaån coù caùc lôïi theá sau ñaây : • Giaûm caùc xuyeân nhieãu ñieàu cheá giöõa tieáng vaø maøu, giöõa maøu vaø choùi .
• Chæ phaùt treân 1 taàn soá mang tieáng (trong luùc ôû heä PAL laø 4) neân giaûm ñöôïc coâng suaát cung caáp ôû veä tinh vaø giaûm nhoû kích thöôùc anten parapol ôû traïm thu cuoái. • Naâng cao chaát löôïng tieáng vaø hình . • Tín hieäu Video vaø Sound coù theå ñöôïc maõ hoùa ñôn giaûn . • Coù theå duøng töông thích vôùi caùc heä phaùt tröïc tieáp maø khoâng caàn giaûi maõ rieâng. • Coù khaû naêng thay ñoåi kích thöôùc hình aûnh baèng caùch thay ñoåi tæ leä neùn . 2.3 BIEÁN ÑOÅI SOÁ TÍN HIEÄU VIDEO: -Bieán ñoåi tín hieäu video töông töï thaønh tín hieäu video soá (ADC) laø quaù trình bieán ñoåi thuaän, coøn bieán ñoåi tín hieäu video soá thaønh tín hieäu video töông töï (DAC) laø bieán ñoåi ngöôïc. Trong heä thoáng truyeàn hình soá coù söû duïng raát nhieàu boä bieán ñoåi ADC&DAC. -Trong tröôøng hôïp truyeàn hình ñen traéng, hình aûnh ñöôïc truyeàn ñi ñöôïc bieåu dieãn baèng moät tín hieäu choùi. Conø ñoái vôùi truyeàn hình maøu thì hình aûnh ñöôïc bieåu dieãn baèng 3 tín hieäu hình cô baûn laø : Ñoû (R) ,Luïc (G) vaø Lam(B). noù coù theå ñöôïc truyeàn baèng 3 khaû naêng sau: Ba tín hieäu video baêng roäng R, G, B Moät tín hieäu choùi baêng roäng vaø hai tín hieäu maøu baêng heïp. Moät tín hieäu video maøu toång hôïp (trong ñoù caùc tín hieäu maøu ñöôïc ñieàu cheá baèng moät hoaëc hai taûi maøu. -Khi bieán ñoåi tín hieäu video maøu töông töï thaønh tín hieäu video maøu soá, ta coù theå duøng 2 phöông phaùp sau ñaây: + Bieán ñoåi tröïc tieáp tín hieäu video maøu toång hôïp NTSC, PAL, SECAM. + Bieán ñoåi rieâng töøng tín hieäu video thaønh phaàn (tín hieäu choùi Y, tín hieäu soá maøu R-Y&B-Y hoaëc caùc tín hieäu maøu cô baûn (RGB ) vaø truyeàn ñoàng thôøi theo thôøi hoaëc gheùp keânh thôøi gian. -Khi bieán ñoåi rieâng caùc tín hieäu thaønh phaàn thaønh tín hieäu soá seõ laøm toác ñoä bít taêng cao hôn so vôùi bieán ñoåi tröïc tieáp tín hieäu video toång hôïp. Caùch naøy coù öu ñieåm laø khoâng phuï thuoäc caùc heä thoáng truyeàn hình töông töï: NTSC, PAL, SECAM. Phöông phaùp maõ nhö vaäy seõ thuaän tieän cho vieäc trao ñoåi chöông trình truyeàn hình. Do maõ rieâng caùc thaønh phaàn tín hieäu maøu, neân khöû ñöôïc nhieãu qua laïi. (Nhieãu tín hieäu laáu maãu vaø caùc haøi cuûa taûi taàn maøu)Phöông phaùp naøy öu vieät hôn haún phöông phaùp bieán ñoåi tröïc tieáp tín hieäu maøu toång hôïp ( Ñöôïc caùc toå chöùc quoác teá khuyeán caùo neân söû duïng). 2.4 ÖÙNG DUÏNG ADC-DAC TRONG TRUYEÀN HÌNH 2.4.1 Bieán ñoåi töông töï qua soá:ADC Nhieäm vuï cuûa boä bieán ñoåi ADC laø bieán ñoåi tín hieäu video töông töï thaønh tín hieäu video soá töông öùng. Quaù trình naøy bao goàm khaâu laáy maãu, löôïng töû hoùa vaø maõ hoùa. Ñeå thöïc hieän caùc khaâu noùi treân moät caùch ñuùng ñaén, caàn haïn cheá baêng taàn tín hieäu vaøo ñeán taàn soá giôùi haïn fgh (fgh
Xung laáy maãu vaø xung nhòp 1/ Maïch loïc thoâng thaáp ñeå haïn cheá baêng taàn töông töï vaøo 2/ Maïch taïo xung ñoàng hoà vaø xung laáy maãu ( xung heïp duøng ñeå laáy maãu vaø ñoàng boä taát caû caùc khaâu cuûa maïch ADC. 3/ Maïch laáy maãu 4/ Maïch maõ hoùa nhanh (saép xeáp thích hôïp soá nhò phaân cho moãi maãu vaø bidedens tín hieäu rôøi raïc thaønh tín hieäu soá laøm vieäc ñöôïc trong caùc maïch noái tieáp , song song hay noái tieáp-song song. Nhieäm vuï cuûa maïch loïc thoâng thaáp laø ngaên ngöøa meùo cheùo (caùc tín hieäu khaùc nhau choàng leân nhau). Ñaëc tröng cuûa noù phaûi ñöôïc choïn sao cho khoâng laøm xuaát hieän meùo tín hieäu töông töï caàn laáy maãu. Do ñoù maïch loïc caàn phaûi laøm suy giaûm maïnh tín hieäu ngoaøi baêng taàn, coù ñaëc tröng bieân ñoä ñeàu vaø ñaëc tröng tuyeán tính veà pha trong baêng taàn tín hieäu caàn laáy maãu, ñoàng thôøi caàn coù ñaëc tuyeán thích hôïp cho baêng taàn tín hieäu coù ích. 2.4.2 Bieán ñoåi soá qua töông töï: DAC Nhieäm vuï cuûa boä bieán ñoåi DAC laø bieán ñoåi caùc tín hieäu döôùi daïng maõ soá thaønh tín hieäu töông töï töông öùng. Noù bao goàm caùc quaù trình sau: Taïo laïi caùc tín hieäu vaøo, giaûi maõ vaø phaân chia caùc thaønh phaàn cô baûn töø phoå caùc tín hieäu laáy maãu. Maïch cô baûn cuûa DAC nhö sau: 4 Video soá DAC Maïch Laáy Loïc thoâng Töông töï Vid loâgic maãu thaáp eo 1 2 5 6 Xung laáy maãu 3 1/ Maïch logic coù nhieäm vuï taïo laïi tín hieäu soá vaøo. 2/ Maïch giaûi maõ soá-töông töï coù nhieäm vuï bieán tín hieäu soá thaønh tín hieäu rôøi raïc töông öùng döôùi daïng caùc xung coù bieân ñoä thay ñoåi. 3/ Maïch taïo xung laáy maãu vaø xung ñoàng hoà coù nhieäm vuï taïo ra xung laáy maãu vaø ñoàng boä caùc quùa trình coøn laïi trong DAC. 4/ Maïch laáy maãu thöù caáp coù nhieäm vuï laø khöû nhieãu (xuaát hieän do chuyeån maïch nhanh ôû ñaàu ra cuûa maïch DAC). 5/ Maïch loïc thoâng thaáp ñeå taùch baêng taàn cô baûn cuûa tín hieäu laáy maãu. 6/ Khueách ñaïi tín hieäu video ra. 2.5 GIAÛM TOÁC ÑOÄ BÍT CUÛA TÍN HIEÄU VIDEO SOÁ Neáu söû duïng PCM tuyeán tính ñeå bieán ñoåi soá tín hieäu video töông töï thì toác ñoä bít seõ raát cao, do ñoù thieát bò video soá cuõng nhö thieát bò truyeàn daãn soá caàn coù daûi thoâng raát lôùn so
vôùi baêng thoâng tín hieäu video töông töï (≈10 laàn). Vì lyù do treân ñeå soá hoùa toaøn boä keânh truyeàn hình , caàn phaûi giaûm thieåu toác ñoä bit tín hieäu video soá vaø giaûm baêng taàn cuûa tín hieäu soá. Ngöôøi ta thaáy raèng caùc thoâng tin ñöôïc truyeàn treân 2 doøng keà nhau chæ khaùc nhau raát ít. Töông töï cuõng xaûy ra ñoái vôùi 2 maønh (nöûa aûnh) vaø 2 aûnh keà nhau. Do ñoù ñeå taïo laïi aûnh moät caùch ñuùng ñaén, khoâng nhaát thieát phaûi truyeàn taát caû caùc thoâng tin chöùa trong caùc doøng, maønh vaø aûnh lieân tuïc. Ñaây laø ñaëc ñieåm döïa treân luaän cöù laø trong tín hieäu coù haøng chuoãi thoâng tin khoâng caàn thieát ñeå khoâi phuïc laïi hình aûnh moät caùc ñuùng ñaén vaø noù ñöôïc goïi laø dö thöøa. Hay noùi moät caùch khaùc, moät soá thoâng tin nhaát ñònh trong tín hieäu video coù theå ñöôïc khoâi phuïc laïi ôû phía thu maø khoâng caàn truyeàn noù ôû phía phaùt. Ngoaøi ra moät soá ñaëc ñieåm sinh lyù cuûa maét ngöôøi coù aûnh höôûng ñeán vieäc xaùc laäp caùc thoâng soá cuûa heä thoáng truyeàn hình nhö: + Ñoä nhaïy cuûa maét + Caùc ñaëc ñieåm veà phoå cuûa maét + Khaû naêng phaân bieät cuûa maét + Ñoä löu aûnh cuûa voõng maïc Toaøn boä löôïng thoâng tin hình aûnh maø maét ngöôøi coù theå nhaän bieát ñöôïc laø coù giôùi haïn: trong ñoù giöõa caùc thoâng soá cuûa hình aûnh (nhö soá löôïng cöïc ñaïi caùc ñieåm aûnh vaø baäc ñoä töông phaûn), toàn taïi moät moái lieân heä chaët cheõ. Ñoä phaân giaûi hoaøn haûo chæ caàn thieát ñoái vôùi caùc hình aûnh tónh vaø noù giaûm daàn khi ta taêng toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa aûnh. Quan heä giöõa hai ñaïi löôïng (ñoä phaân giaûi aûnh vaø toác ñoä chuyeån ñoäng aûnh) tuaân theo ñònh luaät ñöôøng cong hyperbol. Töông töï nhö vaäy, ta coù quan heä giöõa ñoä phaân giaûi aûnh vaø baäc ñoä töông phaûn, toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa aûnh vaø baäc ñoä töông phaûn (Hình veõ). Tia thoâng tin maø maét ngöôøi caûm nhaän ñöôïc. Bit Ñoä phaân giaûi Ñoä töông phaûn 256 Toác ñoä chuyeån ñoäng 25Hz Giaûm tia thoâng tin Ngöôøi ta thaáy raèng tia thoâng tin maø maét ngöôøi caûm nhaän ñöôïc chæ chieáu moät phaàn khoâng lôùn laém cuûa thoâng tin ñöôïc truyeàn. Noùi chung coù nhieàu khaû naêng giaûm toác ñoä bít tín hieäu video soá nhö baûng sau: PCM DPCM Maõ chuyeån Noäi suy Maõ thoáng keâ Caùc phöông Tuyeán tính Coù döï baùo vò Nngoaïi suy phaùp khaùc