tìm hiểu thiết bị vi ba số rmd-904

tìm hiểu thiết bị vi ba số rmd-904

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông

Khoa Công Nghệ Điện Tử và Truyền Thông

Báo cáo thảo luận môn : Kĩ Thuật Vi Ba Số

Đề tài:

Tìm Hiểu Thiết Bị Vi Ba Số RMD-904

Sinh viên thực hiện:

1, Ngô Văn Thóc 4, Nguyễn Hà Nam

2, Nguyễn Ngọc Tuân 5, Lò Duy Anh

3, Đào Nguyên Luân 6, Nông Duy Anh

Thái nguyên 14/10/1012

I.Giới thiệu chung về thiết bị vi ba số RMD -904

Thiết bị AWA là thiết bị truyền dẫn Vi Ba số băng hẹp dạng cận đồng bộ do AUSTRALIA sản xuất và nhập khẩu vào Việt Nam dưới dạng SKD hoặc CKD.Thiết

bị AWA hiện nay có một số loại như :

• RMD 904 : 820 MHz-960 MHz

• RMD 1502 : Truyền dẫn 1 luồng số 2,048 Mbit/s

• RMD 1504 : Truyền dẫn 2 luồng số 2,048 Mbit/s

• RMD 1808 : Truyền dẫn 4 luồng số 2,048 Mbit/s

Các thiết bị vi ba số này có thể được sử dụng để tổ chức các tuyến đơn hay nhiều trạm cho thông tin đường trục hoặc đường nhánh Có thể tổ chức chúng theo cấu hình truyền dẫn không dự phòng với một máy phát và máy thu ở từng phía Cũng có thể tổ chức chúng ở dạng truyền dẫn có dự phòng để đạt được độ tin cậy cao hơn Tồn tại các phương thức dự phòng sau đây thiết bị:Dự phòng ấm, dự phòng nóng, phân tập tần số, phân tập không gian.Ở trạm có dự phòng khi xẩy ra sự cố thì máy thu và máy phát dự phòng được chuyển mạch bảo vệ (Protecttion Switch) chuyển vào chế độ công tác

Thiết bị RMD 904 là thiết bị đầu tiên được đưa vào lắp đặt,khai thác trên mạng truyền dẫn vi ba số Việt Nam.Đây là thiết bị vi ba số băng thông hẹp.Hiện nay, hầu hết các tỉnh huyện đang khai thác và sữ dụng thiết bị này.

Hình 1: Sơ đồ khối thiết bị viba số RMD 904

II Chỉ tiêu kỹ thuật

Dung lượng: 2*2Mb/s (60 kênh thoại)

Công suất ra nối ANTEN: +37dBm

Ngưỡng thu:

Tại BER = 10 exp-6

Tại BER=10 exp-3

-90dBm

-93dBm

-94 dBm

75Ω không cân bằng

Đáp tuyến tần số kênh nghiệp vụ

300 ÷ 2200 Hz:

2 dB ÷ 3 dB

Mức vào/ra kênh nghiệp vụ 600Ω: 0 dBm

Tỉ số tín hiệu/tạp âm S/N: >40 dB

Tần số tone gọi: 2 KHz.

Đáp tuyến tần số kênh giám sát

2,7Khz - 5,0Khz:

+2 dB÷3dB

Mức vào kênh giám sát (600Ω): -10dBm

Mức ra kênh giám sát (600Ω): -10dBm

Nguồn cung cấp cho thiết bi điện

áp DC:

-24 VDC hoặc -48 VDC

Công suất tiêu thụ toàn bộ trên

một máy đầu cuối:

+Với công suất ra 5 w:63W

+Với công suất ra 1w:43W

Các phương pháp dự phòng:

+ Dự phòngấm + Dự phòngnóng

+ Phân tập tần số

+ Phân tập không gian Trở khắng Phiđơ và ANTEN:

ANTEN parabol đường kính:

50Ω 0,9 m; 1,2 m; 1,8 m; 2,4 m

III.Điều chế trong thiết bị vi ba số RMD-904

Máy thu phát vi ba số sử dụng kiểu điều chế sốOQPSK điều chế pha 4 trạng thái mã hoá trực tiếp(OfSet Quadrature Phase Shif Keying)

Bộ điều chế OQPSK được gọi là điều chế pha cầu phương Mỗi một luồng

số liệu được xử lý bằng mạch điều khiển, hạn chế mức và đi qua bộ lọc

thông thấp Hai luồng số liệu này được đưa vào hai bộ trộn cân bằng với tần

số sóng mang trung tần IF 220MHz điều chế 2PSK của hai nhánh, được đưa vào bộ cộng kết hợp hai tín hiệu của hai bộ trộn sẽ tạo được ra tín hiệu OQPSK.Tín hiệu sóng mang tần số 220MHz được lấy từ bộ dao động thạch anh 73,333 MHz và được nhân ba (bội tần bậc 3)

Hình3.1.Khối điều chế OQPSK

Bộ chuyển đổi mã từ đơn cực sang lưỡng cực (mã NRZ) với biên độ

± 0,7 V do hai đi ốt trong mạch 9V 4 (9V3) với cả hai luồng số hiệu A và luồng số hiệu B Sau đó các luồng số này đi qua mạng RC để giảm chậm các sườn xung sao cho tỷ số đầy có thể điều chỉnh thật bằng nhau ở đầu ra của

bộ biến đổi mã

Hai tín hiệu sóng mang 220MHz được cân bằng cách điều chỉnh mức một chiều(DC) trong 2 bộ trộn được sử dụng điều chỉnh bù trong bộ khuếch đại 9N2 và 9 N3 Tức là lần lượt điều chỉnh các chiết áp 9R57 và 9R58 Đồng thời một trong hai tín hiệu sóng mang 220 MHz được đưa qua bộ làm lệch pha 900 sau đó mới được đưa vào bộ điều chế pha: 2PSK (nguyên lý điều chế 2PSK được học trong phần cơ sở vi ba) Tín hiệu ra của mỗi bộ điều khiển 2PSK có tần số 220MHz và pha được lệch nhau 900 rồi tiếp tục được đưa qua bộ tổng hợp (trộn hai sóng mang có điều chế này với nhau) Đầu ra cuả nó sẽ thu được tín hiệu sóng mang IF 220 MHz và có điều chế pha cầu phương (OQPSK) đưa qua bộ khuếch đại tuyến tính tín hiệu sóng mang này được khuếch đại về biên độ điện áp để đưa sang bộ trộn nâng tần

IV.Phần phát

Sơ đồ khối phần phát của RMD 904 được cho ở hình 4.1

Hình 4.1: Sơ đồ khối máy phát Hình vẽ 3.1: Sơ đồ khối máy phát RMD-904

KHỐI KÍCH THÍCH KĐ CÔNG SUẤT KHỐI

KHỐI BĂNG TẦN CƠ

SỞ PHÁT

KHỐI HIỂN THỊ

RF

DIPLEXER

Máy phát RMD-904 gồm có các khối chính sau đây :

• Khối băng tần cơ sở phát (TxBaseBand)

• Khối kích thích (Exciter)

• Khối khuếch đại công suất phát PA (Power Amplifier)

• Tấm mạch hiển thị máy phát (Tx Display)

4.1.Khối băng tần cơ sở phát

Khối thực hiện bốn chức năng chính sau: Xử lý tín hiệu băng tần cơ sở chính (số), Xử lý tín hiệu băng tần cơ sở phụ (tương tự), Cấp nguồn một chiều, Khuyếch đại logarit và các hiển thị cảnh báo

Nguyên lý hoạt động: Khối thực hiện nhận 2 luồng 2048Kb/s mã HDB3 từ tổng đài hoặc máy ghép kênh hoặc các thiết bị khác đến ghép thành một luồng 4,245Mb/s mã NRZ, sau đó được ngẫu nhiên hoá, chia thành 2 luồng 2,1225 Mb/s, được mã hoá vi sai trước khi đưa khối điều chế Tín hiệu kênh nghiệp vụ, kênh giám sát được ghép thành tín hiệu băng tần cơ sở phụ 5KHz đưa đến điều tần vào sóng mang RF

4.2.Khối kích thích

Modul kích thích nằm trong một hộp kim loại riêng lắp trên khung máy phát Khối kích thích thực hiện điều chế hai luồng số liệu sau khi đã được

mã hoá vi sai vào sóng mang trung tần 220MHz theo phương pháp điều chế OQPSK Sau đó tín hiệu IF phát được trộn năng tần với tần số sóng mang

RF nằm trong băng tần công tác Sóng mang RF sử dụng để trộn nâng tần được tạo ra từ một bộ dao động điều khiển điện áp VCO và vòng điều khiển tổng hợp tần số Tín hiệu sau khi trộn nâng tần được lọc, khuyếch đại và khống chế mức +8dBm đưa tới khối khuyếch đại công suất

Tín hiệu băng tần cơ sở phụ 5KHz gồm tín hiệu kênh nghiệp vụ, tín hiệu kênh giám sát, tín hiệu tone được truyền đi bằng cách điều tần vào sóng mang cao tần RF với độ di tần cực đại 15KHz trước khi tới bộ trộn nâng tần tín hiệu IF 220MHz Kết quả đầu ra của bộ trộn nâng tần tín hiệu RF phát chứa các thông tin của luồng số từ tổng đài hoặc các thiết bị khác và các thông tin nghiệp vụ

Modul kích thích gồm ba khối chức năng chính:

+Khối điều chế OQPSK

+Khối trộn nâng tần

+Khối tổng hợp tần số

4.3.Khối khuyếch đại công suất

Nguyên lý làm việc của khối được cho ở hình 3.2: Khối khuếch đại công suất bao gồm 4 tầng khuếch đại tuyến tính siêu cao tần dùng Transistor lưỡng cực để đảm bảo khuếch đại công suất từ +8dBm lên mức (30 - 37dBm) theo yêu cầu Hệ số khuếch đại của hai tầng khuếch đại cuối có thể điều khiển được bằng chiết áp Định thiên cho 4 tầng khuyếch đại công suất bằng tấm định thiên riêng

Khuyếch đại công suất PBA

Tới đo

và mạch AGC

Hình 1.10 Sơ đồ khối Modul đại công suất PBA

875,0 -959,5 MHz +37dBm

Tín hiệu RF

từ khối

kích thích

Khối cũn thực hiện cỏch li giữa mỏy phỏt và phiđơ anten bằng một bộ cỏch súng (Isolator) Nhờ bộ cỏch súng này mà đảm bảo trỏnh hiện tượng phản xạ súng khi hở tải Trớch một phần súng cao tần để tạo tớn hiệu ALC điều khiển cỏc tầng khuyếch đại trong khối kớch thớch đảm bảo mức tớn hiệu vào +8dBm.Do định thiờn cho cỏc tầng khuyếch đại cụng suất bằng tấm định thiờn riờng dựng cỏc Transistor như một nguồn dũng ổn định mà cụng suất

ra của mỏy phỏt được ổn định cao.Tớn hiệu đầo vào nối tới khối kớch thớch bằng đầu nối loại SMB Tớn hiệu ra nối qua bộ cỏch súng (Isolator) bằng cỏc đầu nối dạng SMA trở khỏng 50Ω

4.4.Khối hiển thị

Tấm hiển thị được lắp rỏp ở PANEL phớa trước mỏy phỏt Tấm cú ba đốn LED cảnh bỏo màu đỏ và một bộ hiển thị 20 vạch LED để chỉ thị cỏc mức cụng suất phỏt hiện thời Khối cú nhiệm vụ nhận tất cả cỏc tớn hiệu chỉ thị về trạng thỏi làm việc của hệ thống truyền dẫn điều khiển cỏc đốn cảnh bỏo tương ứng sỏng Mỏy được thiết kế hiển thị trạng thỏi sự cố tớn hiệu phần phỏt và hiển thị mức cụng suất phỏt

Hỡnh 2.4 Khối kớch thớch Hỡnh 4.2: Khối khuếch đại cụng suất

4.5.Nguyên lý làm việc của máy phát RMD-904

Trên cơ sở các khối chức năng, máy phát RMD904 lần lượt thực hiện: nhận hai luồng số 2048Kb/s mã HDB3 ghép thành luồng 4,245Mb/s, ngẫu nhiên hoá, biến đổi nối tiếp thành song, mã hoá vi sai, điều chế vào sóng mang trung tần IF phát 220MHz theo phương pháp OQPSK, trộn nâng tần thành tín hiệu RF trong giải tần phát, khuyếch đại tín hiệu RF đạt mức công suất phát 5 Wat (37dBm)

Xử lý tín hiệu kênh nghiệp vụ và kênh giám sát tạo thành tín hiệu băng tần

cơ sở phụ 5KHz điều tần vào sóng mang RF trước khi trộn nâng tần tín hiệu

IF phát 220MHz Giám sát, xử lý, biến đổi các tín hiệu để tạo ra các tín hiệu thể hiện về sự cố, mức tín hiệu điều khiển hiển thị

V.Phần thu

5.1.Sơ đồ khối

Hầu hết các nối ghép với bên ngoài được thực hiện thực hiện qua Jack nối dạng chữ D.Ngoài ra còn có hai đầu nối 75Ω loại SMB để nối tín hiệu kiểm tra biểu đồ mắt kênh I và kênh Q, một đầu nối 75Ω loại SMB để lấy ra đồng

hồ khôi phục 4,245Mb/s Có thể thay đổi tàn số thu vô tuyến bằng các chuyển mạch BCD với độ phân giải 100KHz

Máy thu RMD-904 gồm có các khối chính:Modul biến đổi hạ tần - Convertor Modul, Modul trung tần - IF Modul, Tấm mạch băng tần cơ sở thu – RxBaseBand, Tấm mạch hiển thị (Rx Display)

Hình 5.1:Sơ đồ khối máy thu

Hình 3.1: Sơ đồ khối máy thu RMD- 904.

T/H RF

2 × 2048KB/S

KHỐI TRUNG TẦN THU

KHỐI BIẾN ĐỔI HẠ TẦN

KHỐI BĂNG TẦN CƠ SỞ THU

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI NGUỒN CUNG CẤP

5.2.Khối biến đổi hạ tần

Khối này cú hai phần : Một phần biến đổi hạ tần vụ tuyến và một bộ tổng hợp tần số Sơ đồ khối của Modul cho ở hỡnh 5.2

Tổng

hợp tần số

Bộ tổng

hợp tần

số

VCO

Chia 4 Chia 4

Phát hiện mức Tới giám

sát sự cố

Trung tần IF 35MHz

Tấm biến đổi hạ tần

Hình 1.12 Sơ đồ khối Modul biến đổi hạ tần

RF thu từ DIPLEXER

loại tần số ảnh

5.2.1.Bộ biến đổi hạ tần

Tấm biến đổi hạ tần cú hai tầng khuyếch đại vụ tuyến và tầng trộn đồng thời loại trừ tần số ảnh Cỏc bộ khuyếch đại vụ tuyến cú cú mạch điều khiển định thiờn Tầng đầu được thớch ứng để đảm bảo tập õm nhỏ (Tầng khuyếch

Hỡnh 5.2: Sơ đồ Modul biến đổi hạ tần

Hỡnh 5.1:Sơ đồ khối mỏy thu

Hỡnh 3.1: Sơ đồ khối mỏy thu RMD- 904.

đại tập âm nhỏ LNA) còn tầng thứ hai có nhiệm vụ giảm sự thay đổi khuyếch đại trong băng tần Để ổn định hoạt động các phần tử tích cực được nuôi bởi nguồn dòng ổn định

Các bộ trộn gồm hai bộ trộn cân bằng và hai bộ ghép dịch pha 900

Bộ trộn biến đổi hạ tần, tín hiệu thu vào trung tần 35MHz Bộ trộn đảm bảo loại trừ 20dB tần số ảnh và suy hao biến đổi 8dB Việc loại trừ tần số ảnh đạt được bằng chia dao động nội thành hai phần đông pha và đưa đến hai bộ trộn cân bằng Đồng thời cũng đưa đến hai bộ trộn này tín hiệu tần số

vô tuyến được chia đôi nhưng lệch pha 900 nhờ các mạch ghép (thực hiện bằng mạch in)

5.2.2.Bộ tổng hợp tần số

Nhờ bộ tổng hợp tần số mà ta có thể dễ dàng điều chỉnh tần số thu với độ phân giải 100KHz bằng các chuyển mạch xoay BCD Bộ tổng hợp tần số làm việc trên cơ sở vòng khoá pha

Bộ chia

VCO

Bộ dao động OSC chuẩn

Bộ chia ECL

Các chuyển

mạch BCD

Hình 1.13 Sơ đồ khối mạch tổng hợp tần số

Cũng giống như ở bộ tổng hợp tần số mỏy phỏt, cỏc bộ chuyển mạch xoay BCD điều khiển bộ chia lập trỡnh để chọn kờnh Bộ dao động chuẩn là bộ dao động thạch anh điều khiển được và vũng chứa bộ chia tốc độ cao kỹ nghệ ECL và bộ chia lập trỡnh

Hỡnh 5.3: Sơ đồ bộ tổng hợp tần số

5.3.Khối trung tần

Nguyờn lớ hoạt động của khối trung tần được cho ở hỡnh 4.4: Modul trung tần nhận tớn hiệu trung tần IF = 35 MHz từ bộ biến đổi hạ tần lọc cũng như tạo ra tớn hiệu mức cố định cho cỏc mạch băng tần cơ sở Modul này xỏc định độ rộng băng tần của hệ thống thu, nú chứa cỏc mạch đo mức vụ tuyến

và tạo ra cỏc tớn hiệu cảnh báo

Hình 1.14 Sơ đồ khối Modul trung tần

KĐ

Loga

Tấm Khuyếch đại trung tầnIF

Bộ tách sóng AGC

Đo mức RF Giám sátsự cố RF

Tấm lọc trung tần

IF Filter

Tín hiệu IF từ khối biến đổi hạ tần

Tín hiệu IF tới

RxBase Band

Khối này cú hai tấm mạch in:Tấm lọc trung tần thu và tấm khuyếch đại trung tần thu

• Tấm lọc trung tần thu: Tấm này nhận tớn hiệu ở đầu ra của bộ biến đổi hạ tầnvà đảm bảo độ chọn lọc của mỏy thu Bộ lọc bao gồm hai mạng lọc LC : một mạng 4 cực và một mạng 3 cực Giữa chỳng là tầng khuyếch đại đệm Để giảm tạp õm tớn hiệu, ở đầu vào được khuyếch đại bởi một tầng khuyếch đại bao gồm Transistor lưỡng cực và Transistor trường J-FET cú cực cổng nối đất

Hỡnh 5.4: Sơ đồ Modul trung tần

• Bộ khuyếch đại trung tần thu: Bộ khuyếch đại nhận tín hiệu vào với

sự thay đổi có thể khá lớn (-105dBm đến -50dBm) ở đầu vào máy thu và tạo

ra tín hiệu ra có sự thay đổi nhỏ hơn 2dB Bộ khuyếch đại trung tần thu cũng đảm bảo điện áp đo đưa ra với thay đổi tỷ lệ với mức tín hiệu trung tần Điện

áp đo này nhận được từ mạch xử lý AGC bằng bộ khuyếch đại Logarit

5.4 Khối băng tần cơ sở

Chức năng của khối băng tần cơ sở thu là nhận tín hiệu trung tần 35MHz

để khôi phục lại tín hiệu băng tần cơ sở số (khôi phục các luồng số 2048Kb/s được gửi đi từ phía phát) và các tín hiệu kênh nghiệp vụ, giám sát, tone gọi ở băng tần cơ sở phụ Các luồng số ở tín hiệu trung tần được điều chế OQPSK trong khí đó tín hiệu băng tần cơ sở phụ được điều tần Để khôi phục lại các thông tin nói trên tấm băng tần cơ sở thu phải thực hiện các chức năng sau:Khôi phục sóng mang, Giao tiếp số liệu, Khôi phục đồng hồ, Giải mã hoá vi sai và biến đổi số liệu song song thành nối tiếp, Khử ngẫu nhiên hoá, Phân kênh số, Biến đổi mã NRZ vào HDB3, Cấp nguồn

5.5.Khối cấp nguồn

Khối cấp nguồn thực hiện biến đổi nguồn DC và ổn áp theo nguyên lý điều chế độ rộng xung giống như nguồn máy phát cung cấp các mức điện áp cho máy thu: ±5V; +10V; +36V hơn nữa các điện áp ra cũng được tinh ổn bởi các bộ ổn định điện áp Tuy nhiên vì công suất tiêu thụ nhỏ nên bộ nguồn làm việc trong giải từ - 20VDC đến - 60VDC không cần phải sử dụng các jắc chuyển đổi chế độ nguồn cung cấp đầu vào -24V, -48V như máy phát Nguồn cung cấp cũng được bảo vệ quá áp và quá dòng

5.6.Khối hiển thị

Tấm hiểu thị được lắp ở panel trước của mỏy thu Cú 3 đốn LED đỏ và mặt hiển thị 20LED vạch để chị thị mức cụng suất vụ tuyết thu

5.7.Nguyờn lý làm việc của mỏy thu vụ tuyến số RMD-904

Súng mang siờu cao tần từ an ten qua fi đơ, qua phõn hướng an ten được đưa vào đầu vào mỏy thu, qua khuếch đại siờu cao tần, tới đổi tần Tần

số súng mang được hạ thấp xuống tần số trung tần và được khuếch đại tiếp dưa qua băng tần cơ sở thực hiện giải điều chế và xử lý tớn hiệu số, tỏch luồng rồi đưa cỏc kờnh về vi trớ tương ứng

VI.Khối ghộp song cụng (Diplexer)

Tín hiệu RF

RF

Tín hiệu RF

tới máy thu

Tổn hao 0,4dB

Tổn hao 0,4dB

Nối với ANTEN

DIPLEXER

Hình 4.1 Sơ đồ DIPLEXER

Hỡnh 6.1: Sơ đồ DiplexerHỡnh 2.11 Sơ đồ Diplexer