Các đường cong biểu thị hàm truyền của kênh được đo ở phòng thí nghiệm của Trung tâm nghiên cứu Điện tử & Viễn thông. Cấu hình c ủa mạng điện là cấu hình tiêu biểu mà ta có thể tìm thấy trong căn hộ gia đình. Ta có thể thấy trong đó là dòng điện ba pha. Các phép đo đã được thực hiện trong các phòng khác nhau trên đường dây, các phép đo với pha điện khác nhau cũng đã được thực hiện. Việc lựa chọn phép đo đã được thực hiện ngẫu nhiên để thu được độ suy giảm trung bình giữa các phòng với nhau.
Hình 2.14: Sơ đồ phòng thí nghiệm của Trung tâm nghiên cứu Điện tử & Viễn thông
2.3.2.1.Nguyên lý đo
Hình 2.15:Sơ đồ đo hàm truyền giữa hai ổ cắm.
Nguyên lý đo hàm truyền được vẽ trên hình 2.15. Trong hệ đo này dùng hai giao diện giữa mạng điện 220V 50HZ với máy phân tích mạng HP 8753ES.
Phép đo mạng dùng máy phân tích mạng được thực hiện theo cách sau
Một tín hiệu công suất 10dBm chiếm dải tần từ 0.1MHz đến 30MHz được phát đi vào mạng PLC qua giao diện
Một phần công suất của tín hiệu bị phản xạ trở lại, một phần khác được truyền đi
Như vậy máy phân tích mạng thu được công suất đã truyền và do đó xác định được hàm truyền theo công thức
r t p ( ) 10 log p H dB
Trong đó H là độ suy giảm, pr công suất sóng truyền đi và pt là công suất sóng tới
Hình 2.16: Đáp ứng của kênh đối với một tín hiệu cao tần Ở đây DUT (Device Under Test) tương ứng với kênh PLC.
Hàm truyền của kênh PLC phụ thuộc vào những yếu tố sau Độ mất mát của đường dây
Trở kháng của mạng Trở kháng không liên tục Các tải có trở kháng thấp Các chỗ rẽ nhánh của cáp
Năm yếu tố trên đã được trình bày ở phần trước
Hình 2.17: biểu thị hàm truyền trong dải 0,1MHz đến 30MHz của một cáp điện dài 50m, tải trở kháng có giá trị khác nhau.
Hình 2.17: Hàm truyền của một cáp dài 50m tải trở kháng có giá trị khác nhau
DUT
Nguồn Sóng tới
Sóng phản xạ
2.3.2.2. Các phép đo hàm truyền trong các cấu hình khác nhau
Việc đo hàm truyền được thực hiện bởi máy phân tích mạng ở dải tần từ 100kHz đến 30MHz ở các ổ cắm khác nhau của phòng thí nghiệm. Hàm truyền trên mạng điện lực được đo với những cấu hình khác nhau, giữa ổ cắm 1 với các ổ cắm khác cách nhau 2,5m và trên cùng một pha điện (Hình 2.18 – a), và giữa ổ cắm 1 và ổ cắm khác ở pha điện khác nhau. Tín hiệu truyền trên cùng một đường bị suy giảm mạnh ở tần số 3,6 MHz (-27dB)và ở tần số 29,95 MHz (-22dB). Trong khoảng tần số 17,5MHz đến –22,5 MHz sự suy giảm của biên độ tín hiệu truyền là nhỏ nhất (hình 2.18 – a, 2.18 – d). Sự suy giảm khác nhau giữa các ổ cắm ở cùng một pha điện là không lớn (khoảng vài dB). Nhưng sự suy giảm sẽ rất lớn nếu tín hiệu truyền trên hai ổ cắm khác pha nhau (Hình 2.18 – f) . Trên đường truyền dẫn này tín hiệu bị suy giảm mạnh ở các tần số 3.6Mhz (-51dB) ; 8.2 Mhz (-52dB ) ;11.4 Mhz (-55dB ) ;23.7dB (-55dB) và 28.5 Mhz (-58dB) . Các kết quả trên thu được từ những phép đo được thực hiện ở những thời điểm khác nhau trong ngày :7h
, 10h, 15h và 19h có sự ảnh hưởng của nhiễu xung bởi sự bật tắt của các đèn halogen, đèn neon và của các thiết bị tiêu thụ điện. Khi ngắt các đèn halogen hoặc neon ( ở thời điểm 7h
, 10h và 15h) ở dải tần 750kHz – 27.5Mhz biên độ của tín hiệu truyền có độ lớn hầu như không đổi trừ một số điểm ở tần số 3.65Mhz (-29dB ), 14.7Mhz (- 16dB ),và 23.8Mhz (-16dB ), các đèn neon và halogen bật làm xuất hiện một điểm bị suy giảm mạnh tại tần số 15.6Mhz (Hình 2.18 – d ).
Hàm truyền mô tả các tính chất của kênh truyền trong miền tần số. Biên độ của hàm truyền biểu thị sự suy giảm của tín hiệu khi đi qua các đường dây điện và pha mà chúng ta đã nhận biết trên giai đoạn truyền dẫn. Máy phân tích mạng HP8753ES chỉ đo được biên độ của hàm truyền. Các giá trị của hàm truyền được dùng để đánh giá công suất của tín hiệu OFDM cần thiết cho việc truyền thông số trên mạng PLC giữa hai ổ cắm. Nếu không có một thiết bị nào được nối với các ổ cắm thì không có sự khác nhau giữa các hàm truyền đo được, khi ta mắc nhiều loại thiết bị khác nhau cùng làm việc như: Máy tính, máy hút bụi đèn điện … Những
thiết bị này không cùng trở kháng và do đó biên độ của hàm truyền biến đổi khác nhau
Đáp ứng xung của đường truyền .
Để đánh giá đáp ứng xung của đường truyền trên mạng điện lực từ các số liệu thu được từ máy phân tích mạng khi đo đáp ứng tần số của kênh truyền, ta biến đổi các hàm truyền đã đo được về miền thời gian. Từ các đáp ứng xung ta thu được nhiều đặc tính quan trọng của đường truyền như độ trễ, thời gian tín hiệu truyền dẫn từ nơi phát đến nơi thu. Hình 2.18 – c cho thấy đáp ứng xung của đường truyền từ máy phát đến ổ cắm 4 ( cách nhau chừng 8m). Kết quả tính toán cho thấy sau khoảng thời gian 23ns, 90% năng lượng tín hiệu đã được truyền tới nơi thu.
Hình 2.18-b: Pha của hàm truyền giữa các ổ cắm 1 và các ổ cắm 2,3,4.
Hình 2.18-d: Biên độ hàm truyền giữa ổ cắm 1 và ổ cắm 4 lúc 7h,10h ,15h và 19h.
Hình 2.18-e: Pha của hàm truyền giữa ổ cắm 1 và ổ cắm 4 vào lúc 7h, 10h, 15h và 19h
Hình 2.18-f: Hàm truyền giữa ổ cắm 1 và ổ cắm 5 (khác pha điện).
Hình 2.18-h: Đáp ứng xung của đường truyền giữa ổ cắm 1 và ổ cắm 5 (giữa hai pha điện khác nhau).
Hình 2.18-i: Hàm truyền của đường truyền ở các khoảng cách khác nhau không có rẽ nhánh.
Hình 2.18-k: Đáp ứng xung của đường truyền ở khoảng cách 20m không có rẽ nhánh.
Hình 2.18-m: Đáp ứng xung của đường truyền ở khoảng cách 90m không có rẽ nhánh.
Hình 2.18-n: Hàm truyền của đường truyền ở khoảng cách 90m lần lượt rẽ nhánh.
Hình 2.18-o: Đáp ứng xung của đường truyền ở khoảng cách 90m có rẽ một nhánh.
Hình 2.18-p: Đáp ứng xung của đường truyền ở khoảng cách 90m có rẽ 9 nhánh