Bai 4 bài giảng GOC co so may phat may thu

Gi¸o tr×nh Khai th¸c viªn HÖ
Tæng qu¸t

(General Operational Certificate for
GMDSS)


Bài 4: Cơ sở máy phát – máy thu
I.
II.

Cơ sở máy phát và máy thu
Điều chế


I. Cơ sở máy phát và máy thu
1. Cơ sở máy phát
2. Cơ sở máy thu


1. 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.


Hình C4-1: Sơ đồ khối của máy phát
anten

Bộ đồng bộ
dao động
máy phát tần
số vô tuyến

Micro

Bộ điều

chế

Bộ khuyếch
đại Micro

Bộ khuyếch
đại

Bộ điều chế
và giải điều
chế Telex

Khối Telex


2. Cơ sở máy thu
Bộ tăng
ích

An ten

Bộ khuyếch
đại điều
chỉnh R/F

Khuyếch
đại R/F

Điều
chỉnh

Bộ thay đổi
tần số

Bộ giải điều chế tần
số trung tần

Bộ đồng bộ

Chế độ

Hình C4-2: Sơ đồ khối của máy thu

Bộ
khuyếch
đại âm tần

Khuyếch
đại A/F

Bộ nén


2. 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.


2. Cơ sở máy thu
• Điều khiển tần số vô tuyến <Gain- độ tăng ích> hay
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>.


2. 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).


II. Điều chế
1. Điều chế
2. Các chế độ phát xạ


1. Điều chế

• Điều chế là phương pháp mà nhờ đó tần số sóng mang vô tuyến được sử dụng
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.
• Dạng thông tin đơn giản nhất là mã Morse, thông tin truyền đi là một chuỗi
“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.
• Bây giờ hầu hết thông tin trên dải MF và HF sử dụng kỹ thuật đơn biên SSB
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.


2. Các chế độ phát xạ
A.M

Amplitude Modulation

Điều chế biên độ

A1A Unmodulated Morse code

Mã Morse không điều chế

Double-sideband (DSB) modulated
A2A Morse code

Mã Morse điều chế đa biên

Single-sideband (SSB) modulated
H2A Morse code

Mã Morse điều chế đơn biên

J2B SSB Telex

Telex đơn biên

DSB Telephony (Commercial
A3E broadcast)

Thoại đa biên (phát thương mại)

SSB full-carrier telephony
H3E (2182KHz)

Thoại đơn biên đầy đủ sóng mang
(2182 KHz)

R3E SSB Reduced-carrier telephony

Thoại đơn biên suy giảm hay nén
sóng mang

J3E SSB Supperessed-carrier telephony

Thoại đơn biên triệt tiêu sóng mang


2. Các chế độ phát xạ
F.M

Frequency Modulation

Điều tần

F1B

Telex

Telex

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.


2. Các chế độ phát xạ
• Sau khi hệ thống GMDSS có hiệu lực toàn phần, tất cả các

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).
• Các đài phát quảng bá trên dải LF/MF/HF sử dụng chế độ
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.


2. Các chế độ phát xạ

• Mặc dù phát NBDP/Telex về cơ bản là luồng dữ liệu được mã hoá, phương
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.
• NBDP/Telex có thể phát bằng việc sử dụng điều chế SSB, chế độ phát xạ là
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
chuyển ± 85 Hz quanh tần số mang. Điều này được miêu tả như chế độ phát
F1B. Chú ý rằng tần số ấn định và tần số sóng mang trong chế độ phát F1B
là như nhau.
• Bởi vì, hai tần số bên 85 Hz ở bên trên và ở bên dưới tần số ấn định chế độ
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.


2. 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.


2. 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.


Hết bài 4