Sợi cáp quang Vỏ nhựa Dây thép Chất xốp, mềm Ф = 2,6mm 87
Trở kháng vòng là trở kháng phối hợp của dây dẫn trong và ngoài của cáp.
6.2.2.2. Các bộ khuếch đại và ổn định
Bộ khuếch đại đờng truyền bù lại sự suy giảm tín hiệu, nó đóng vai trò quan trọng khi thiết kế hệ thống. Mỗi bộ khuếch đại có chứa một bộ ổn định để bù lại sự suy giảm tín hiệu ở các tần số khác nhau.Trong truyền hình cáp thờng sử dụng bộ khuếch đại cầu có trở kháng đầu vào rất lớn, tín hiệu từ đờng trung chuyển có thể lấy ra mà không ảnh hởng đến chất lợng của toàn bộ kênh truyền.
Yêu cầu của bộ KĐ trung chuyển là:
• Làm việc đợc trên một dải tần số rộng, hệ số khuếch đại phải đạt đợc giá trị thích hợp tại các miền tần số cao.
• Bộ ổn định có thể bù lại sự suy giảm tín hiệu theo tần số một cách thoả đáng.
• Bộ khuếch đại có đặc tính tuyến tính cao, tránh đợc xuyên âm và tạo ra các tần số gữa các kênh.
• Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại và đặc tuyến tần số để bù lại sự thay đổi do nhiệt độ.
• Tỷ số tín hiệu trên nhiễu của một bộ khuếch đại riêng phải đủ cao để chống đợc mức nhiễu tầng của các bộ KĐ.
Một hệ thống cáp có nhiều tầng khuếch đại đợc mắc nối tiếp, vì vậy sự thay đổi tham số hệ số KĐ hoặc đặc tuyến tần số của một thành phần sẽ gây ra sự thay đổi lớn của toàn bộ hệ thống. Để duy trì sự ổn định hệ số KĐ và đặc tuyến tần số, một tín hiệu pilot đợc cộng vào ở đầu và cuối mỗi dải băng tần.
6.2.2.3. Mạch trung chuyển.
Bộ khuếch đại đờng truyền chia hệ thống trung chuyển thành các đoạn có chiều dài sao cho suy giảm ở tần số cao nhất bằng hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại. Bộ ổn định có tác dụng giảm hệ số khuếch đại ở tần số thấp hơn sao cho hệ số khuếch đại của cả phần trung chuyển, bộ khuếch đại và ổn định có hệ số khuếch đại bằng 0.
6.2.2.4. Đầu thu tín hiệu.
Đầu thu chọn tín hiệu từ nhiều nguồn khác nhau, xử lý chúng để truyền đi, tạo lại và điều chế các sóng mang có các kênh dịch chuyển tần số khi cần, và phối hợp các kênh truyền trên hệ thống.
Đầu thu sử dụng anten Yagi hoặc anten loga chu kỳ, thực hiện nhiệm vụ của một bộ khuếch đại và xử lý tín hiệu. Tín hiệu sau bộ tiền khuếch đại đợc biến đổi trung tần và đa đi xử lý ở các tầng tiếp theo.
6.2.2.5. Mạch hai chiều.
Dùng để truyền ngợc tín hiệu chơng trình từ các nguồn về đầu thu.
6.2.3. Hệ thống cáp quang. Sợi cáp quang Sợi cáp quang Vỏ nhựa Dây thép Chất xốp, mềm Ф = 2,6mm 88
Môi trờng truyền của cáp quang là bức xạ hồng ngoại với các thành phần điện từ có tần số cực cao, chúng có độ rộng dải thông rất lớn có thể truyền đi tín hiệu truyền hình số một cách hiệu quả.
Sơ đồ khối của một hệ thống cáp quang có dạng nh sau:
- Nguồn quang: LASER hay đèn LED.
- Bộ cảm quang: Biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. - Bộ điều chế tín hiệu: Dùng để điều chế tín hiệu tại các bộ lặp.
6.2.3.1. Sợi quang. 1- Cấu trúc sợi quang.
Sơ đồ cấu trúc có dạng nh sau:
Cơ sở hoạt động: Dựa trên định luật phản xạ toàn phần của ánh sáng khi truyền từ môi trờng trong suốt có chiết suất lớn vào môi trờng có chiết suất nhỏ hơn.
Phân loại cáp quang:
• Sơị quang đơn mode: Đờng kính 7- 10μm. • Sợi quang đa mode: Đờng kính 50- 95μm.
Cáp quang gồm bó nhiều sợi quang đợc bọc bằng vỏ kim loại hay nhựa để chống lại tác động cơ học.
2- Suy giảm trong sợi quang
Nguồn
quang Điều chế Bộ lặp Giải điều chế
Đường cáp quang Video Video Hình 6.3: Hệ thống cáp quang Lõi Dây thép ống đồng Ф = 21mm Vỏ nhựa Sợi cáp quang Vỏ nhựa Dây thép Chất xốp, mềm Ф = 2,6mm Hình 6.4: Sợi quang 89
Năng lợng bị tiêu hao trong quá trình truyền sóng do nhiều nguyên nhân: • Do quá trình hấp thụ năng lợng của vật liệu và các tạp chất có trong vật liệu. • Do sự không đồng nhất về vật liệu trong quá trình chế tạo.
Do vậy cần có sự bù lại phần năng lợng bị tiêu hao trong quá trình truyền sóng.
3- Tán xạ
Sự khác nhau về thời gian tới của các tia sáng hay sự khác nhau giữa các thành phần tần số gây ra hiện tợng tán xạ. Tán xạ trong sợi quang là nguyên nhân gây ra sự thay đổi độ rộng xung ở đầu ra so với đầu vào. Tán xạ làm giảm độ rộng băng truyền hay cự ly đờng truyền.
6.2.3.2. Nguồn quang và thiết bị cảm quang.
Có thể sử dụng diot LASER hay đèn LED làm nguồn tín hiệu. Nếu dung lợng truyền lớn ta dùng LASER, còn dung lợng truyền nhỏ ta dùng đèn LED.
Tại đầu thu, một thiết bị cảm biến quang sẽ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, sau đó khuếch đại và biến đổi tín hiệu. Độ nhạy của đầu thu đợc tính theo biểu thức:
λ/ / ) (n Bhc Pr = p trong đó: B - độ rộng dải thông. h: Hằng số Plan, h = 6,625 . 10-34 J.s c – vận tốc ánh sáng.
Pr – công suất thu đợc nhỏ nhất.
np – số photon thu nhận trong một xung.
Tín hiệu số phù hợp với đờng truyền dẫn quang do chất lợng tín hiệu không phụ thuộc vào đờng truyền. Thông thờng ta sử dụng phơng pháp điều chế xung mã PCM để điều chế nguồn tín hiệu.
Cáp quang có nhiều u điểm nổi bật trong việc truyền dẫn tín hiệu số nh: Băng tần rộng, cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ bit cao; Độ suy giảm thấp trên một đơn vị chiều dài, độ suy giảm giữa các sợi quang dẫn cao; Thời gian trễ qua cáp quang thấp.
Để truyền tín hiệu video số bằng cáp quang, ta cần sử dụng mã kênh truyền, mã kênh truyền sẽ khắc phục đợc các nhợc điểm của mã sơ cấp là:
• Hạn chế thành phần một chiều và thành phần tần số thấp để có thể đấu nối tín hiệu từ mạch này sang mạch khác bằng biến áp hoặc qua tụ.
• Thuận tiện cho việc tái tạo lại xung nhịp ở đầu thu. • Phát hiện sai nhầm.
6.3. Truyền hình số mặt đất.
Nhợc điểm:
• Kênh bị giảm chất lợng do hiện tợng phản xạ nhiều đờng do mặt đất và các toà nhà.
• Giá trị tạp do con ngời tạo ra là cao.
• Do phân bố tần số khá dầy trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa giữa truyền hình tơng tự và truyền hình số.
Với sự ra đời các chuẩn truyền hình số mặt đất nh DVB- T (Digital- Video Broadcasting- Terrestrial) của châu Âu và ATSC của Mỹ (Advanced Television Commitee) đã khắc phục đợc các nhợc điểm trên của truyền hình số mặt đất so với truyền hình cáp và vệ tinh. Hơn nữa, sử dụng truyền hình số mặt đất có hiệu quả sử dụng tần phổ cao hơn và chất lợng tốt hơn so với phát sóng tơng tự hiện tại:
• Trên dải tần truyền hình có thể phát đợc một chơng trình truyền hình có độ phân tích cao.
• Chất lợng ổn định, khắc phục đợc các hiện tợng: Hình ảnh có bóng, can nhiễu, tạp nhiễu, tạp âm…
• Máy thu hình có thể lắp đặt dễ dàng ở các vị trí trong nhà, xách tay hoặc lu động ngoài trời.
• Có dung lợng lớn chứa âm thanh (âm thanh nhiều đờng, lập thể, bình luận ).…
• Chuyển đổi linh hoạt chơng trình.
Cấu trúc hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất:
Các thành phần chính của hệ thống gồm:
• Bộ biến đổi tín liệu video và audio thành các dữ liệu số. • Mã hoá nguồn dữ liệu số.
• Gói và đa hợp video, audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu, ở đây là dòng truyền tải MPEG-2.
Studio số
Mã hoá
nguồn Mã hoá truyền dẫn (kênh) Đa hợp/ sửa lỗi Điều chế Phát sóng
ГX
Giải điều
chế Giải mã truyền dẫn (kênh) Giải đa hợp/ sửa lỗi Giải mã nguồn D/A TV RX
Thu