Các cảnh bảo và điểm kiểm tra nhằm mục đích để thiết bị hoạt động đúng và an toàn. Sau đây là một số chức năng chính:
+ Cung cấp sợi đốt: Cung cấp điện áp cho các sợi đốt thường là 6 V xoay chiều, dòng cực đại 2A cung cấp qua một biến áp cách ly.
+ Cung cấp cho chùm tia điện tử: Là điện áp giữa cathode và đất khoảng 5
÷ 10KV dòng điện chùm tia 1 ÷ 5A.
+ Dạng xoắn ốc: Là dòng do sự va đập của điện tử và dây xoắn của cấu trúc sóng chậm thường có cường độ 1 ÷ 50mA.
+ Điện áp Colectơ: điện áp cung cấp cho colectơ vào khoảng 2 ÷ 5KV.
Các cảnh báo:
+ Các cảnh báo sẽ ngắt cao áp và ngăn sự hoạt động của chúng cho đến khi sự cố được xử lý bao gồm các cảnh báo sau:
- Cảnh báo làm mát: Đèn vượt quá mức an toàn quy định đó là lúc nhiệt độ lên tới 1100C có thể do tắc nghẽn hệ thống làm lạnh colectơ, hệ thống thông gió của đèn cũng phải được kiểm tra để đảm bảo đủ luồng không khí chảy qua.
- Làm mát nguồn cung cấp: Khi nhiệt độ nguồn cung cấp vượt quá giới hạn, đó là nhiệt độ 630C. Điều này có thể là do hệ thống thông gió có sự cố.
- Cảm biến tia lửa: Đôi khi chúng được đặt trong ống dẫn sóng và được kiểm tra bằng một thiết bị nhạy cảm với ánh sáng phát hiện ánh sáng phát ra bởi một tia lửa do đánh xuyên.
- Công suất bức xạ (RF) thấp: Khi công suất đầu ra bộ khuếch đại giảm xuống dưới mức giới hạn quy định thông báo sẽ cho biết một hoạt động không bình thường.
- VSWR: Hệ số sóng đứng để chỉ thị không có sự phối hợp trở kháng trong hệ thống và có thể gây ra sự nguy hiểm cho bộ khuếch đại.
- Dạng xoắn ốc: Khi dòng điện trong dây xoắn vượt quá giới hạn an toàn thường chỉ thị đèn giảm chất lượng hoặc các nam châm để hội tụ luồng điện tử bị yếu.
Mặc dù bộ khuếch đại công suất cao là bộ khuếch đại tuyến tính, nhưng nói chung sẽ trở thành không đường thẳng ở vùng bão hoà, ở đó điện áp đầu ra không tỷ lệ với điện áp vào. Bởi vậy, khi nhiều sóng mang được khuếch đại đồng thời, các tín hiệu tạp âm ở tần số khác được phát sinh.
Điều này có thể được giải thích bằng các biểu thức sau: Giả thiết tính chất không đường thẳng được biểu thị bằng: K = C1x + C3x3 và ba sóng chưa điều chế biểu thị bằng x = A1cosω1t + A2cosω2t + A3cosω3t
HÌNH VI.4 - MÉO DO XUYÊN ĐIỀU CHẾ.
được đưa vào đầu vào, chúng ta nhận được kết quả sau: K = {C1 + 3/4C3 (A12 + 2A22 + 2A32)} A1cosω1t
+ {C1 + 3/4C3 (2A12 + 2A22 + 2A32)} A2cosω2t + {C1 + 3/4C3 (2A12 + 2A22 + 2A32)} A3cosω3t
+ 3/4C3 {A12A2cos (2ω1 - ω2)t + A1A22cos (2ω2 - ω1)t + A22A3cos (2ω2 - ω3)t + A2A32cos (2ω3 - ω2)t
+ A32A1cos (2ω3 - ω1)t + A3A12cos (2ω1 - ω3)t}
+ 3/4C3A1A2A3 {cos (ω1 + ω2 + ω3)t + cos (ω1 - ω2 - ω3)t + cos (- ω1 + ω2 + ω3)t}
Các tín hiệu tạp có tần số như là (2f1 - f2), (f1 - f2 + f3) được tạo ra từ ba tín hiệu có tần số f1, f2 và f3.
Do đó một bộ khuếch đại công suất cao, khi khuếch đại nhiều sóng mang đồng thời, điểm làm việc của bộ khuếch đại được chọn sao cho mức đầu ra thấp hơn mức bão hoà khoảng 6 ÷ 10dB, để triệt tiêu các tín hiệu tạp; điều đó được gọi là “điểm lùi”.
f1 f2 f3 Phổ tần sốđầu v oà 2f 1-f 2 f1 f 2 f1-f2+f3 f3 f2:f3-f1 Đặc tuyến v o - raà 2f2-f 1 2f 2-f 1 f 1+f 2-f 3 Phổ tần sốđầu ra Các th nh phà ần tín hiệu mong muốn Các th nh phà ần sản phẩm xuyên điều chế
Mặc dù loại hiện tượng này cũng xảy ra ở vệ tinh, trong trường hợp này, một phương pháp gọi là “Điều khiển công suất ra”, điều khiển đầu ra của trạm mặt đất sao cho triệt tiêu được mọi nhiễu xuyên điều chế.
Có một biện pháp khác để triệt nhiễu xuyên điều chế, được gọi là “tuyến tính hoá”. Trong trường hợp này người ta chèn vào tầng trước một mạch điện với đặc tuyến bổ sung “đặc tuyến không đường thẳng của bộ khuếch đại để cải thiện tuyến tính toàn bộ.
HÌNH VI.5 - TUYẾN TÍNH HOÁ
VI.2-/ BỘ KHUẾCH ĐẠI TẠP ÂM THẤP (LNA)
Ở trạm mặt đất bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) là rất cần thiết. Với đặc điểm của thông tin vệ tinh tín hiệu thu nhận được rất nhỏ, với mức tạp âm nhỏ nhất tín hiệu cũng có thể bị chèn lấp. Bộ khuếch đại tạp âm thấp cũng cần phải có độ rộng bằng băng tần số công tác phủ được khoảng tần số của băng tần vệ tinh.
Quy định của Intelsat về tiêu chuẩn các trạm mặt đất được quyết định bởi hệ số phẩm chất của hệ thống (G/T) trong đó G/T được đánh giá đầu tiên là hệ số tăng ích của anten, hệ số tạp âm và hệ số khuếch đại tạp âm.
Bộ khuếch đại tạp âm thấp cần phải được đặt càng gần đường thu càng tốt để tối thiểu hoá táp âm đưa vào hệ thống. Mặt khác phải điều chỉnh búp sóng của anten vào đúng tâm anten.
Các thiết kế ban đầu về bộ khuếch đại tạp âm thấp là kỹ thuật nhiệt độ thấp để tạo ra nhiệt độ làm việc cực kỳ thấp. Nhiệt tạo ra tạp âm do công nghệ làm lạnh Peltier tiên tiến đã được áp dụng với thiết kế mới nhất được đưa vào làm lạnh truyền thống vẫn đạt kết quả hệ số tạp âm thoả mãn.
VI.2.1 Hệ số tạp âm.
Tầng đầu tiên của bất kỳ một máy thu nào cũng có quyết định tới tạp âm toàn máy. + = Đặc tính méo trước của bộ tuyến tính hoá Đặc tính phi tuyến của HPA Đặc tính của HPA sau khi bù
Các thuật ngữ dùng để biểu thị đặc tính này là hệ số tạp âm biểu thị bằng dB là một sự so sánh giữa tỷ số tín hiệu trên tạp âm ở đầu vào. Lúc nào một tín hiệu được khuếch đại thì có tạp âm đưa vào hệ thống, giá trị thực của tạp âm quyết định bởi các bộ khuếch đại tạp âm thấp.
Ví dụ:
Tín hiệu đầu vào là : - 100 dB Tín hiệu đầu ra là : - 40 dB Tạp âm đầu vào là : - 151 dB Tạp âm đầu ra là : - 90 dB Như vậy tạp âm tương đương sẽ là:
Đầu vào: Đầu ra:
Hệ số tạp âm là:
Ở đây: Si là mức tín hiệu đầu vào S0 là mức tín hiệu đầu ra Ni là mức tạp âm đầu vào N0 là mức tạp âm đầu ra.
VI.2.2 Tạp âm, nhiệt tạp âm tương đương.
1. Tạp âm.
Thuật ngữ tạp âm trong điện tử có thể được định nghĩa như bất kỳ tín hiệu nhiễu nào hoặc các tín hiệu không mong muốn khác. Có một số dạng tạp âm khác nhau, mỗi dạng có đặc tính và ảnh hưởng riêng.
Các mạch điện tử có hai loại tạp âm: Tạp âm nội bộ và tạp âm bên ngoài.
a, Tạp âm bên ngoài: Bao gồm tạp âm do mặt trời, tạp âm vũ trụ do các ngôi sao và các vật thể khác ngoài vũ trụ.
b, Tạp âm nội bộ: Gồm các ảnh hưởng của nhiệt độ gây ra do sự chuyển động hỗn loạn của các điện tử.
Cũng có tạp âm lạo xạo (Shot Noise) được phát sinh trong quá trình khuếch đại. Tạp âm nhiệt là tạp âm phát sinh từ bên trong thiết bị điện tử, chúng phụ thuộc vào nhiệt độ công tác và dải thông của thiết bị.
Tạp âm nhiệt được xác định theo công thức: Pn = KTB Trong đó: Pn là công suất tạp âm
K là hằng số Bônzman = 1,374 . 10-23 T là nhiệt độ ở 0K (00K ≈ 273,10C) B là độ rộng băng tần Hz