Tài liệu hàng hải – bài giảng GOC sẽ cung cấp cho các bạn kiến thức về hệ thống thông tin GMDSS và 1 số phướng pháp sử dụng máy móc thiết bị, cũng như nguyên lý hoạt động Hi vọng tài liệu sẽ cung cấp kiến thức cho các bạn.
Trang 1Gi¸o tr×nh Khai th¸c viªn HÖ
Tæng qu¸t
(General Operational Certificate for
GMDSS)
Trang 2Bài 4: Cơ sở máy phát – máy thu
Trang 3I Cơ sở máy phát và máy thu
Trang 41 Cơ sở máy phát
• Máy phát tần số vô tuyến tạo ra sóng mang vô tuyến, điều đó có nghĩa là, tần số được phát đi là tần số sóng mang.
• Bộ điều chế được dùng để kết hợp tín hiệu tin tức từ micrô hoặc Telex với sóng mang Kiểu điều chế có thể là điều biên (AM), điều tần (FM) hoặc điều pha (PM) Sau đó, tín hiệu điều chế được khuyếch đại trong máy phát và truyền tới anten.
• Anten có nhiệm vụ bức xạ sóng mang vô tuyến hiệu quả Anten từ thiết
bị vô tuyến bức xạ hiệu quả nhất khi đạt 1/4 bước sóng dài.
• Điều không thực hiện được là việc lắp đặt anten trên tàu với độ dài vật lý vượt qua dải MF/HF Tuy nhiên, độ dài điện của anten có thể làm dài ra hoặc ngắn lại đối với độ dài vật lý bằng việc đưa vào trong khối điều khiển anten ATU các tụ điện, cuộn cảm, các mạch tần số.
• Trong hầu hết các thiết bị hiện đại, điều này đạt được tự động bằng cách nhấn nút <Tune> trước mỗi ca phát Cường độ tín hiệu dùng để đo dòng điện ra anten sẽ cung cấp mức phát chỉ định Hầu hết các thiết bị cho phép điều chỉnh bằng tay trên tần số 2182 kHz trong trường hợp nút điều chỉnh tự động hỏng Các tài liệu chỉ dẫn của các nhà sản xuất tư nhân nên tư vấn thêm các chi tiết Việc đặt tần số 2182 kHz mặc định chỉ nên thực hiện trong lúc lắp đặt, di chuyển hoặc thay đổi anten
Trang 5Hình C4-1: Sơ đồ khối của máy phát
Bộ đồng bộ
dao động
máy phát tần
số vô tuyến
Bộ điều chế
Bộ khuyếch đại
Bộ khuyếch đại Micro
Bộ điều chế
và giải điều chế Telex
Khối Telex
Micro
anten
Trang 62 Cơ sở máy thu
Hình C4-2: Sơ đồ khối của máy thu
Bộ tăng ích
Bộ khuyếch
đại điều chỉnh R/F
Bộ giải điều chế tần
số trung tần
Bộ đồng bộ
Bộ thay đổi tần số
Bộ khuyếch đại âm tần
Khuyếch
đại R/F
Điều chỉnh Chế độ Khuyếch đại A/F Bộ nén
An ten
Trang 72 Cơ sở máy thu
Tín hiệu mong muốn nhận được bằng cách điều chỉnh đầu vào máy thu tới tần số cần thiết Tín hiệu thu được thay đổi lớn về cường độ dựa vào các yếu tố sau:
– Công suất máy phát bức xạ tại chỗ cao hay thấp
– Công suất đài ở xa bức xạ cao hay trung bình
– Sự thay đổi tầng điện ly ảnh hưởng tới dải MF vào ban đêm hay trên dải HF vào bất cứ thời gian nào - hiện tượng phân cực pha đinh
– Nhận được đồng thời cả sóng đất và sóng trời trên dải MF vào ban đêm có thể thay đổi liên tục cường độ hoặc pha và tác động lẫn nhau - hiện tượng nhiễu pha đinh
– Trên dải HF, tín hiệu có thể đạt được khi máy thu có nhiều đường dẫn khác, chống lại nhiễu pha đinh
Trang 82 Cơ sở máy thu
• Điều khiển tần số vô tuyến <Gain- độ tăng ích> hay <Sensitivity- độ nhạy> cho phép điều chỉnh đầu vào của bộ khuyếch đại để thiết lập độ tăng ích tới điều kiện thích hợp Nếu hiện tượng pha đinh xảy ra thì điều chỉnh liên tục bộ điều khiển độ tăng ích Trong trường hợp bộ điều khiển độ tăng ích tự động AGC tự động chuyển đổi, tức là bỏ qua điều khiển nhân công, điều đó có nghĩa là bộ AGC cho phép mức tín hiệu đầu ra hầu như không đổi mặc dù tín hiệu đầu vào thay đổi
• Hầu hết máy thu MF/HF theo chuẩn GMDSS nên có thể điều chỉnh tín hiệu đầu vào bằng nhiều cách, điều đó có nghĩa là nếu yêu cầu một cặp tần số HF bạn có thể đơn giản lựa chọn số kênh ITU
• Theo lựa chọn, các tần số thực được cài đặt vào Nếu cần thiết điều chỉnh lại đến một đài chỉ một vài kHz, sau đó sử dụng núm lên xuống
<Tune Arrows>
Trang 92 Cơ sở máy thu
• Điều chỉnh đúng tần số là rất cần thiết, đặc biệt là các ca phát đơn biên SSB (có nghĩa là, chế độ phát xạ là J3E) Việc lựa chọn núm
<clarifier> cho phép điều chỉnh xuống gần 10 Hz nhưng thông thường là lắng nghe tín hiệu đầu ra và điều chỉnh âm lượng đầu vào hơn là điều chỉnh tần số thực
• Điều khiển núm <Volume> hoặc <A.F Gain> làm thay đổi âm lượng tín hiệu qua loa, trong khi điều khiển núm <squelch> hoặc
<mute> là tắt loa khi không nhận được tín hiệu
• Việc thiết lập điều khiển chế độ <mode> phụ thuộc vào kiểu điều chế tín hiệu nhận được trên chế độ phát (xem Mục 4 của Sổ tay sử dụng nghiệp vụ lưu động hàng hải và nghiệp vụ lưu động hàng hải qua vệ tinh)
Trang 10II Điều chế
Trang 111 Điều chế
để truyền thông tin Trong hàng hải, loại thông tin được truyền tải chủ yếu là tiếng nói hoặc dữ liệu Thông tin được điều chế trên sóng mang tới tần số cộng hưởng, xung quanh tần số mang, được hiểu như là biên tần - sideband.
“dots” và “dashes” Chế độ phát xạ của Morse là A1A, và như vậy là không có biên tần tin tức, nội dung thông tin được xác định hoàn toàn bằng chuỗi manip ứng dụng tới máy phát Mặc dù trong giới hạn cự ly công suất máy phát đạt được hiệu suất cao, nhưng tốc độ thông tin gửi đi tương đối thấp: 20 đến 25 từ/1 phút là tốc độ thương mại tốt nhất đối với tàu sử dụng vô tuyến điện báo Mã Morse cũng có thể gửi đi sử dụng âm tần, khoá và mở để điều chế sóng mang, chẳng hạn, chế độ phát xạ A2A và H2A.
trong phát tiếng nói và truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP/Telex Trong các ca phát đa biên DSB 2/3 công suất đầu ra của máy phát chứa đựng sóng mang, là thành phần không hữu ích Ngoài ra, biên trên và biên dưới đều mang cùng nội dung thông tin Bằng việc loại trừ thông tin ở biên tần dưới, cùng với sóng mang, hiệu quả máy phát được tăng lên đáng kể Kết quả, khoảng cách trong phạm vi băng tần giảm, vì vậy nhiều đài có thể phát
Trang 122 Các chế độ phát xạ
Trang 132 Các chế độ phát xạ
F3E Frequency modulated telephony Thoại điều tần
Băng thông dải hẹp đối với tín hiệu máy phát có nghĩa là nhiễu và tạp âm rất ít ở máy thu Hơn nữa, công suất phát được sử dụng hiệu
quả hơn Kết quả thực là, đối với cùng công suất phát, cự ly phát
hiệu quả sẽ được mở rộng bằng việc sử dụng phương pháp băng thông dải hẹp ví dụ như SSB
Trang 142 Các chế độ phát xạ
thông tin thoại hàng hải trên dải sóng MF/HF sẽ sử dụng chế độ phát xạ J3E, có nghĩa là thoại đơn biên triệt tiêu sóng mang Hiện tại, phát trên tần số 2182 kHz vẫn sử dụng chế độ phát xạ H3E hoặc R3E, có nghĩa là thoại đơn biên đầy đủ sóng mang hay thoại đơn biên suy giảm sóng mang Băng thông đối với thoại J3E là 2.8 kHz (ghi chú rằng nếu tần số ấn định của ca phát J3E được đặt, nó sẽ là 1,4 kHz trên tần số sóng mang).
phát DSB (A3E) với băng thông từ 9-20 kHz phụ thuộc vào tiêu chuẩn của đài đó Một vài đài phát quảng bá kết hợp phát thêm các bản tin thời tiết hữu ích trong kế hoạch của họ.
Trang 152 Các chế độ phát xạ
pháp chuẩn của việc phát trên dải MF/HF là để phát mã tín hiệu Telex như là
1 chuỗi 2 âm tone Theo khuyến nghị ITU độ dịch tần sốlµ 170 Hz về tần số trung tâm 1700 Hz được sử dụng để phát 2 tone “mark” và “space”, có nghĩa
là “mark” = 1615 Hz và “space” = 1785 Hz.
J2B Trong trường hợp này, tần số ấn định của ca phát được định nghĩa là tần
số trung tâm giữa 2 biên tần “mark” và “space”, nghĩa là 1700 Hz là tần số sóng mang Loại điều chế tần số là FSK - Khoá dịch chuyển tần số, có thể được sử dụng trong NBDP/Telex, trong trường hợp này tần số phát dịch
F1B Chú ý rằng tần số ấn định và tần số sóng mang trong chế độ phát F1B
là như nhau
J2B hoặc là tần số ấn định/tần số mang đối với chế độ F1B Điều đó được hiểu rõ là chế độ phát J2B và F1B là nhận dạng cần thiết đối với việc phát NBDP/Telex 2 tone Tuy nhiên, cũng cần phải kiểm tra tần số nào (ấn định/ mang) và chế độ nào (J2B hoặc F1B) được trích ra Nếu cả hai chế độ J2B và F1B không có sẵn trên thiết bị đang sử dụng thì chuyển các tần số đang dùng
về 1700 Hz để bù đắp cho sự khác nhau giữa tần số ấn định J2B và tần số ấn định/ mang F1B Sổ tay của nhà sản xuất nên tư vấn cách điều khiển chế độ
và kênh tác động qua lại với nhau
Trang 162 Các chế độ phát xạ
• Ở dải VHF, điều tần F3E và điều pha G3E được sử dụng cho thoại Danh bạ các đài Duyên hải của ITU chỉ ra một vài kênh VHF là F3E
và một vài kênh khác như là G3E Không có sự khác biệt giữa F3E
và G3E bởi vì thay đổi tần số sóng mang cũng là thay đổi pha sóng mang, và ngược lại
• Phụ thuộc vào loại thiết bị đang sử dụng, cũng có thể tối ưu hoá việc điều khiển <băng thông> để phù hợp với chế độ phát Nhiều máy thu hiện đại thiết lập tự động đường băng thông với việc thiết lập điều khiển <Mode> Tuy nhiên, nếu băng thông được thiết lập riêng, thì điều cần thiết là phù hợp với chế độ phát, phát ở J3E yêu cầu băng thông là 3 KHz trong khi đó NBDP/Telex băng thông yêu cầu chỉ
300 Hz Băng thông được thiết lập tối ưu cho phát Morse là 100 Hz
• Nếu băng thông được thiết lập cho chế độ phát xạ quá rộng thì tạp
âm sẽ xuất hiện nhiều hơn Hơn nữa, sẽ thu được can nhiễu không cần thiết của các đài khác trên tần số kế bên, do đó làm giảm chất lượng tín hiệu của đài cần thu
Trang 172 Các chế độ phát xạ
• Điều chế tần số/ điều chế pha sinh ra băng tần trên và dưới sóng mang cho mỗi tần số điều chế, phụ thuộc vào độ sâu điều chế Do đó, băng thông kênh đang sử dụng đối với thoại điều tần khoảng 16 kHz rộng hơn thoại điều biên J3E (2.8 kHz).
• Tuy nhiên, các ca phát điều tần cho chất lượng thu tốt hơn bởi
vì quá trình giải điều chế có thể loại bỏ được nhiễu kể cả nhiễu thay đổi biên độ (ví dụ: bão từ điện ly, máy móc điện và hệ thống đánh lửa ignitron).
• Trong hệ thống vệ tinh, sử dụng cả phương thức điều chế tương tự và điều chế số bằng hệ thống tự động, các tính chất kỹ thuật liên quan mà không cần hỗ trợ của khai thác viên.
Trang 18Hết bài 4