báo cáo tốt nghiệp thiết bị viba số RMD 904

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & TRUYỀN THÔNG
----------

BÁO CÁO MÔN KỸ THUẬT VIBA SỐ
Đề tài: Thiết bị viba số RMD 904
Giảng viên: Phạm Văn Ngọc
Lớp: Kỹ thuật viba số N05
Nhóm thực hiện:

1. Trần Văn Bốn
2. Phạm Hồng Hiên
3. Diệp Thu Huyền
4. Lê Xuân Hòa
5. Nguyễn Mạnh Linh
6. Đặng Thanh Luân

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2012
1


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05

MỤC LỤC

THIẾT BỊ VIBA SỐ RMD 904
1. Giới thiệu chung RMD 904
Hãng AWA sản xuất các hệ thống viba số làm việc ở các băng tần 900MHz,
1500MHz và 1800MHz. Các thiết bị và tuyến viba số của hãng này sử dụng phương thức
điều chế pha vuông góc QPSK. Hệ thống cho phép truyền dẫn các luồng 2Mb/s, 2×2Mb/s
và 4×2Mb/s sử dụng mã đường HDB3 ở mức công suất +37dBm (5Wat).Cấu trúc Modul

của thiết bị cho phép dễ dàng bảo quản và sửa chữa.Các thiết bị viba số này có thể
được sử dụng để tổ chức các tuyến đơn hay nhiều trạm cho thông tin đường trục
hoặc đường nhánh. Có thể tổ chức chúng theo cấu hình truyền dẫn không dự phòng với
một máy phát và máy thu ở từng phía. Cũng có thể tổ chức chúng ở dạng truyền dẫn có
dự phòng để đạt được độ tin cậy cao hơn. Tồn tại các phương thức dự phòng sau đây thiết
bị: Dự phòng ấm, dự phòng nóng, phân tập tần số, phân tập không gian.Ở trạm có dự
phòng khi xẩy ra sự cố thì máy thu và máy phát dự phòng được chuyển mạch bảo vệ
(Protecttion Switch) chuyển vào chế độ công tác.
Thiết bị viba số RMD-904 được sản xuất bởi AWA để sử dụng trong các hệ thống
viba số làm việc ở các băng tần hẹp từ 820 MHz - 960 MHz. RMD 904 là thiết bị viba số
đầu tiên được đưa vào lắp đặt khai thác trên mạng truyền dẫn viba số ở nước ta. Hiện nay
thì hầu hết các tỉnh, huyện trong cả nước đều đang sử dụng, khai thác thiết bị này.

2


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05

Hình 1: Sơ đồ khối thiết bị thu phát RMD 904

2. Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống RMD 904






















Dung lượng: 60 kênh thoại (2×2Mb/s).
Băng tần vô tuyến: 820 MHz– 960 MHz.
Công suất ra ở chỗ đấu anten: +37 dBm.
Ngưỡng thu: -90 dBm.
Điều chế tín hiệu số: OQPSK.
Đầu vào số liệu: HDB3 2,048 Mbit/s, 75Ω không cân bằng.
Điều chế kênh nghiệp vụ: FM.
Di tần kênh nghiệp vụ: 15kHz.
Đáp tuyến tần số kênh nghiệp vụ 300÷2200 Hz : +2dB ÷ 3 dB.
Mức vào kênh nghiệp vụ (600Ω): 0dBm.
Mức ra kênh nghiệp vụ (600Ω): 0dBm.
Tỉ số tín hiệu / tạp âm: >40dB (dBm op/chặng).
Tần số tone gọi: 2,0 kHz.
Điều chế kênh giám sát: FM.
Di tần kênh giám sát: 5 kHz/tone.
Đáp tuyến tần số kênh giám sát 2,7 kHz – 5,0 kHz : + 2 dB ÷3dB.
Mức vào kênh giám sát (600Ω):-10dBm.
Mức ra kênh giám sát (600Ω):-10dBm.

Nguồn cung cấp: Điện áp một chiều DC : -24 V hoặc -48 V.
Công suất tiêu thụ toàn bộ trên một máy đầu cuối:
 Với công suất ra 5W: 63W.
 Với công suất ra 1W: 43W.
3


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
 Hệ thống vi ba có các phương pháp dự phòng:
 Dự phòng ấm (warm standby).
 Dự phòng nóng (hot standby).
 Phân tập tần số (frequency diverity).
 Phân tập không gian (space diversity).
 Để thực hiện bảo vệ, trạm viba có dự phòng được lắp bộ chuyển mạch bảo vệ

(protection switch).
 Thiết bị thu phát làm việc với phiđơ là cáp đồng trục trở kháng 50Ω.
 Tùy theo điều kiện thực tế yêu cầu, thiết bị viba làm việc với anten parabol đường
kính: 0,9m; 1,2m; 1,8m; 2,4m.

3. Điều chế trong thiết bị vi ba số RMD 904
Máy thu phát viba số sử dụng kiểu điều chế số OQPSK điều chế pha 4 trạng thái
mã hóa trực tiếp (Offset Quadrature Phase Shif Keying).
Bộ điều chế OQPSK được gọi là điều chế pha cầu phương. Mỗi một luồng số liệu
được xử lý bằng mạch điều khiển, hạn chế mức và đi qua bộ lọc thông thấp. Hai luồng số
liệu này được đưa vào hai bộ trộn cân bằng với tần số sóng mang trung tần IF 220MHz
điều chế 2PSK của hai nhánh, được đưa vào bộ cộng kết hợp hai tín hiệu của hai bộ trộn
sẽ tạo được ra tín hiệu OQPSK. Tín hiệu sóng mang tần số 220MHz được lấy từ bộ dao
động thạch anh 73,333MHz và được nhân ba (bội tần bậc 3).
Bộ chuyển đổi mã từ đơn cực sang lưỡng cực (mã NRZ) với biên độ ±0,7V do hai

Doide trong mạch 9V4 (9V3) với cả hai luồng số hiệu A và luồng số hiệu B. Sau đó các
luồng số này đi qua mạng RC để giảm chậm các sườn xung sao cho tỷ số đấy có thể điều
chỉnh thật bằng nhau ở đầu ra của bộ biến đổi mã.
Hai tín hiệu sóng mang 220MHz được cân bằng bằng cách điều chỉnh mức 1
chiều (DC) trong 2 bộ trộn được sử dụng điều chỉnh bù trong bộ khuếch đại 9N2 và 9N3.
Tức là lần lượt điều chỉnh các chiết áp 9R57 và 9R58. Đồng thới một trong hai tín hiệu
sóng mang 220MHz được đưa qua bộ lệch pha 90º sau đó mới được đưa vào bộ điều chế
pha: 2PSK. Tín hiệu ra của mỗi bộ điều khiển 2PSK có tần số 220MHz và pha lệch nhau
90º rồi tiếp tục đưa qua bộ tổng hợp (trộn hai sóng mang có điều chế này với nhau). Đầu
ra của nó sẽ thu được tín hiệu sóng mang IF 220MHz và có điều chế pha cầu phương
OQPSK đưa qua bộ khuếch đại tuyến tính tín hiệu sóng mang này được khuếch đại về
biên độ điện áp để đưa sang bộ trộn nâng tần.

4


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
4. Máy phát RMD 904

Hình 2:Sơ đồ khối máy phát RMD 904
Máy phát RMD 904 gồm các khối chính:





Khối xử lý băng tần cơ sở phát TxBB (Transmitter Base Band).
Khối kích thích (Exciter).
Khối khuếch đại công suất phát PA: Power Amplifier.
Khối hiển thị máy phát Tx Dislay.

Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy phát RMD 904:









Công suất ra: +37dBm.
Trở kháng ra: 50Ω.
Độ ổn định tần số: +15ppm.
Bước nhảy tần số: 100KHz.
Nhiễu phát ra: <-60dBc.
Công suất tiêu thụ:
Khi công suất ra 5W: 51W.
Khi công suất ra 1W: 31W.

Trên cơ sở các khối chức năng, máy phát RMD 904 lần lượt thực hiện: nhận hai
luồng số 2048Kb/s mã HDB3 ghép thành luồng 4,245Mb/s, ngẫu nhiên hóa, biến đổi nối
tiếp thành song song, mã hóa vi sai điều chế vào sóng mang trung tần IF phát 220MHz
theo phương pháp OQPSK, trộn nâng tần thành tín hiệu RF trong giải tần phát, khuếch
đại tín hiệu RF đạt mức công suất phát 5W (37dBm). Xử lý tín hiệu kênh nghiệp vụ và
kênh giám sát tạo thành tín hiệu băng tần cơ sở phụ 5KHz điều tần vào sóng mang RF

5

Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
trước khi trộn nâng tần tín hiệu IF phát 220MHz. Giám sát, xử lý, biến đổi các tín hiệu để
tạo ra các tín hiệu thể hiện sự cố, mức tín hiệu điều khiển hiển thị.
4.1. Khối xử lý băng tần cơ sở phát TxBaseband
Khối được chia thành các thành phần chức năng: xử lý băng tần cơ sở chính (số),
xử lý băng tần cơ sở phụ (tương tự), cấp nguồn một chiều, mạch khuếch đại logarit và các
mạch hiển thị cảnh báo.
Nguyên lý hoạt động: Khối thực hiện nhận 2 luồng 2048Kb/s mã HDB3 từ tổng
đài hoặc máy ghép kênh hoặc các thiết bị khác đến ghép thành một luồng 4,245Mb/s mã
NRZ, sau đó được ngẫu nhiên hoá, chia thành 2 luồng 2,1225 Mb/s, được mã hoá vi sai
trước khi đưa đến khối điều chế. Tín hiệu kênh nghiệp vụ, kênh giám sát được ghép thành
tín hiệu băng tần cơ sở phụ 5KHz đưa đến điều tần vào sóng mang RF.

Hình 3: Khối băng tần cơ sở phát
4.1.1. Khối băng tần cơ sở phát chính
Nhiệm vụ chính của khối băng tần cơ sở phát chính gồm:
 Khôi phục CLK từ luồng số HDB3 vào.
 Biến đổi luồng số từ mã HDB3 thành mã NRZ.

6


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
 Ghép hai luồng số 2048 kb/s (mã HDB3) thành luồng số 4,245 Mb/s (mã NRZ)

bao gồm các bit dữ liệu,các bit từ đồng bộ khung truyền (pairty), các bit định
tuyến (nếu có), các bit kênh nghiệp vụ số (nếu có).
 Ngẫu nhiên hóa luồng số 4,245 Mb/s biến đổi nối tiếp thành song song và mã hóa
vi sai chia thành 2 luồng 2,1225Mb/s. Mục đích chính của ngẫu nhiên hóa:
- Để truyền đồng hồ cho đồng bộ phía thu.

- Để tránh phổ vạch dẫn đến khóa nhầm pha phía thu.
- Để giảm nhiễu giữa các máy vi ba hoạt động gần tần số.
 Chèn AIS (Alarm Indication Signal) trong trường hợp các luồng số vào bị sự cố
thì mạch giám sát cảnh báo tạo ra tín hiệu cảnh báo đưa đến điều khiển hiển thị
đồng thời cho phép bộ dao động AIS 2048KHz chèn vào luồng số bị sự cố đó. Nếu
bộ ghép kênh (hai luồng 2048Kb/s thành 4,245Mb/s) bị sự cố thì cũng tạo ra tín
hiệu cảnh báo sự cố ghép kênh đi đến điều khiển hiển thị cảnh báo đồng thời mạch
dao động AIS 4,245MHz chèn tín hiệu AIS vào luồng4,245Mb/s.
 Ngoài ra còn có mạch hội chuẩn để đưa ra các hiển thị cảnh báo hay giao tiếp với
mạng quản lý.
4.1.2. Khối băng tần cơ sở phụ phát
Khối chức năng xử lý, kết hợp các đầu vào tín hiệu tương tự tần số thấp thành tín
hiệu băng tần cơ sở phụ xử lý tiếng nói và các đầu ra tai nghe.
 Các tín hiệu ra:
- Đầu ra tín hiệu băng tần cơ sở phụ đưa tới khối kích thích để điều tần sóng mang

RF.
- Đầu ra tín hiệu tiếng nói đã được xử lý đưa tới giao diện bên ngoài.
- Đầu ra tiếng nói kênh nghiệp vụ đưa tới tổ hợp Handset (thiết bị cầm tay).
 Các tín hiệu vào:
- Đầu vào micro, nhận tiếng nói từ ống nói tổ hợp đưa tới mạch khuyếch đại và lọc
thông thấp 2KHz để có biên độ đủ lớn.
Đầu vào tiếng nói, hai mạch sẵn sàng nhận tín hiệu thoại từ máy thu bên cạnh và
một để nhận tiếng thoại từ máy phát bên cạnh (trạm chuyển tiếp).
Đầu vào tín hiệu tone gọi 2KHz (tín hiệu báo gọi cho kênh nghiệp vụ), tín hiệu
này chỉ được tạo ra khi người vận hành ấn nút Call trước máy phát.
Đầu vào tín hiệu kênh giám sát (2,7 -5 KHz), có hai đầu vào một để nhận thông
tin từ máy thu bên cạnh một để nhận thông tin từ thiết bị giám sát.

7

Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05

Hình 4: Khối băng tần cơ sở phụ
4.1.3. Bộ khuếch đại logarit và mạch cảnh báo
Các yêu cầu về chỉ thị trạng thái và sự cố của hệ thống đều được xử lý rồi đưa ra
hiển thị trước mặt máy. Một mạch giám sát sự cố phần phát sẽ thực hiện việc giám sát các
sự cố :
+ Sự có số liệu vào.
+ Sự cố mức công suất phát.
+ Sự cố tổng hợp tần số.
+ Sự cố ghép kênh.
Để giám sát xác định mức công suất phát một mạch điện được thiết kế trích năng
lượng sóng cao tần tại đầu ra khối khuyếch đại công suất sau đó thực hiện: nắn, khuyếch
đại logarit rồi kích hoạt làm sáng một trong 20 vạch ở thanh LED ngang trên mặt máy.
Phạm vi cho phép hiển thị mức công suất phát từ +30 đến +37dBm. Mức thường dùng
khoảng 32 đến 34dBm.
Mạch logic cảnh báo thường trực giám sát các tín hiệu trong máy phát và một số
tín hiệu điều khiển từ chuyển mạch bảo vệ. Khi các thông số tín hiệu tại điểm giám sát
vượt quá một giá trị ngưỡng thì mạch sẽ tạo ra 1 mức logic kích hoạt các đèn cảnh báo
tương ứng.
Giả sử với:
+ Mạch giám sát số liệu vào DATA IN: Thường trực giám sát các luồng số HDB3
vào, nếu một trong hai luồng bị sự cố thì tạo ra tín hiệu kích thích đèn DATA IN sáng.
8


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
+ Mạch giám sát mức tín hiệu RF LEVEL: Thường trực giám sát mức tín hiệu RF

phát tại đầu ra khối khuyếch đại công suất khi mức công suất phát hiện thời nhỏ hơn mức
công suất danh định 3dB thì tạo tín hiệu logic kích hoạy đèn cảnh báo RF LEVEL phía
trước mặt máy phát.
4.1.4. Bộ cấp nguồn một chiều
Khối nguồn máy phát có thể làm việc với điện áp vào là -24VDC hoặc -48VDC.
Bộ nguồn có mạch bảo vệ chống đấu ngược điện áp một chiều, mạch bảo vệ quá áp,
mạch bảo vệ quá dòng, mạch chống nhiễu do làm việc ở chế độ xung. Nguồn này thực
hiện biến đổi và ổn áp theo nguyên lý điều chế độ rộng xung.

Hình 5: Sơ đồ khối cấp nguồn
Các điện áp vào:
 Đối với điện áp vào -24VDC, mạch làm việc với giải điện áp vào từ - 20V đến

-30V, dương nguồn nối đất.
 Đối với điện áp vào -48VDC, mạch làm việc với giải điện áp vào từ - 40V đến
-60V , dương nguồn nối đất.
Các điện áp ra:





± 5v cung cấp cho các vi mạch số toàn máy.
+10v cấp điện cho các transistor khuyếch đại điện áp.
+20v cấp điện cho các transitor khuyếch đại công suất phát.
+36v cấp điện cho mạch tổ hợp tần số, điều khiển varicap.

9

Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
4.2. Khối kích thích
Nguyên lý hoạt động: Thực hiện điều chế hai luồng số liệu sau khi đã được mã hoá
vi sai vào sóng mang trung tần 220MHz theo phương pháp điều chế OQPSK. Sau đó tín
hiệu IF phát được trộn nâng tần với tần số sóng mang RF nằm trong băng tần công tác.
Sóng mang RF sử dụng để trộn nâng tần được tạo ra từ một bộ dao động điều khiển điện
áp VCO và vòng điều khiển tổng hợp tần số. Tín hiệu sau khi trộn nâng tần được lọc,
khuyếch đại và khống chế mức +8dBm đưa tới khối khuyếch đại công suất.Tín hiệu băng
tần cơ sở phụ 5KHz gồm tín hiệu kênh nghiệp vụ, tín hiệu kênh giám sát, tín hiệu tone
được truyền đi bằng cách điều tần vào sóng mang cao tần RF với độ di tần cực đại
15KHz trước khi tới bộ trộn nâng tần tín hiệu IF 220MHz. Kết quả đầu ra của bộ trộn
nâng tần tín hiệu RF phát chứa các thông tin của luồng số từ tổng đài hoặc các thiết bị
khác và các thông tin nghiệp vụ.

Hình 6: Khối kích thích
Modul kích thích gồm ba khối chức năng chính:
- Khối điều chế OQPSK.
- Khối trộn nâng tần.
- Khối tổng hợp tần số.
4.2.1. Khối điều chế OQPSK
Điều chế OQPSK bao gồm việc tạo ra hai luồng số đồng pha (ký hiệu I) và
vuông pha (ký hiệu Q) ở bộ biến đổi nối tiếp vào song song và sau đó lấy hai luồng số
liệu lệch pha 900 này điều chế cho hai sóng mang trung tần có pha lệch nhau 90°.Quá
trình này được thực hiện ở hai bộ trộn cân bằng. Đầu ra của hai bộ trộn cân bằng được kết hợp nhau

10


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
và điều chỉnh mức để tạo ra một tín hiệu duy nhất IF phát. Kết quả ta được tín hiệu vô

tuyến có pha dịch theo "sự lập mã" của hai dòng số điều chế.
Cụ thể : Giả sử từ một luồng số sau khi biến đổi từ nối tiếp vào song song ta nhận được hai
luồng số liệu độc lập S1 và S2. Ở một thời điểm bất kỳ cặp cặp bit của S1 và
S2 có thể trình bầy một trong 4 trạng thái (00, 01, 11.10). Vậy khi lấy mẫu S1 và S2 đồng thời ở các
thời điểm từ t1 đến t4 ta có thể trình bầy 4 mã bằng 4 trạng thái tương ứng với 4 góc pha
của sóng mang được điều chế như sau:

4.2.2. Bộ tổng hợp tần số
Nguyên lý hoạt động: Bộ tổng hợp tần số làm việc trên cơ sở vòng khoá
pha. Nó cho phép thay đổi tần số phát với bước nhảy 100KHz bằng cách thiết lập
hệ số chia cho bộ chia khả lập trình bởi các chuyển mạch BCD. Trước hết tần số
dao động VCO được đưa qua hai bộ chia 4 (thành bộ chia 16) tạo thành mẫu tần
số từ 75 - 82MHz. Sau đó mẫu tần số này đựơc chia một lần nữa nhờ bộ chia định
thang ECL (chia 10 hoặc chia 11) được tần số là 7,5 - 8,2 MHz. Tín hiệu này được
đưa đến bộ chia vạn năng khả lập trình. Số chia của bộ chia này có thể lập trình
được bằng 4 chuyển mạch BCD. Tần số nhận được sau khi chia đưa tới bộ so
sánh. Các sai lệch về tần số và pha được khuếch đại và lọc rồi đưa tới varicap của
bộ VCO để điều chỉnh lại tần số của bộ dao động VCO cho đến khi không còn sai
lệch.

11


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05

Hình 7: Sơ đồ bộ tổng hợp tần số
4.3. Khối khuếch đại công suất
Nguyên lý làm việc: Khối khuếch đại công suất bao gồm 4 tầng khuếch đại tuyến
tính siêu cao tần dùng Transistor lưỡng cực để đảm bảo khuếch đại công suất từ +8dBm
lên mức (30 - 37dBm) theo yêu cầu. Hệ số khuếch đại của hai tầng khuếch đại cuối có thể

điều khiển được bằng chiết áp. Định thiên cho 4 tầng khuyếch đại công suất bằng tấm
định thiên riêng. Khối còn thực hiện cách li giữa máy phát và phiđơ anten bằng một bộ
cách sóng . Nhờ bộ cách sóng này mà đảm bảo tránh hiện tượng phản xạ sóng khi hở tải.
Trích một phần sóng cao tần để tạo tín hiệu ALC điều khiển các tầng khuyếch đại trong
khối kích thích đảm bảo mức tín hiệu vào +8dBm.
Do định thiên cho các tầng khuyếch đại công suất bằng tấm định thiên riêng dùng
các Transistor như một nguồn dòng ổn định mà công suất ra của máy phát được ổn định
cao.
Tín hiệu đầu vào nối tới khối kích thích bằng đầu nối loại SMB. Tín hiệu ra nối
qua bộ cách sóng bằng các đầu nối dạng SMA trở kháng 50Ω.

Hình 8: Sơ đồ khối khuếch đại công suất

12


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
4.4. Khối hiển thị
Tấm hiển thị được lắp ráp ở mặt trước máy phát. Tấm có ba đèn LED cảnh báo
màu đỏ và một bộ hiển thị 20 vạch LED để chỉ thị các mức công suất phát hiện thời. Khối
có nhiệm vụ nhận tất cả các tín hiệu chỉ thị về trạng thái làm việc của hệ thống truyền dẫn
điều khiển các đèn cảnh báo tương ứng sáng. Máy được thiết kế hiển thị trạng thái sự cố
tín hiệu phần phát và hiển thị mức công suất phát.
5. Máy thu RMD 904
Máy thu vi ba số RMD-904 có nhiệm vụ thu sóng mang siêu cao tần đã điều chế ở
phía phát, để xử lý và giải điều chế để khôi phục lại các tín hiệu số và tín hiệu tương tự
đã được điều chế. Tín hiệu số là 2 luồng số 2Mb/s HDB3 để chuyển tới các thiết bị thông
tin khác. Tín hiệu tương tự của băng tần cơ sở phụ gồm âm thoại kênh nghiệp vụ tone
báo hiệu và tín hiệu kênh giám sát.

Hình 9: Sơ đồ khối máy thu RMD 904
Máy thu RMD-904 gồm có 4 khối chính:
- Modul biến đổi hạ tần - Convertor Modul.
- Modul trung tần - IF Modul.
- Tấm mạch băng tần cơ sở thu - RxBaseBand.
- Tấm mạch hiển thị (Rx Display).
Một số chỉ tiêu kĩ thuật được đưa ra cho phần thu của thiết bị viba số RMD- 904
như sau:
• Giải tần công tác vô tuyến: 820 - 960 MHz.

13


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
• Độ ổn định tần số:±15 ppm.
• Bước nhảy tần công tác: 100 KHz.
• Mức thu: -100 dBm đến -50 dBm.
• Ngưỡng thu: -90dBm đến -50dBm
• Gải điều chế COSTAS đối với sóng mang điều chế OQPSK.
• Tần số trung tần: 35MHz
• Trở kháng đầu vào siêu cao tần 50 Ω đầu nối SMA.
• Trở kháng nối các khối Modul biến đổi hạ tần, Modul trung tần, khối băng
tần cơ sở thu là 50Ω, đầu nối SMB.
• Điện áp vào nguồn một chiều từ - 20V đến - 60V (DC).
• Công suất tiêu thụ: 31W.
5.1. Khối biến đổi hạ tần
Nhiệm vụ: nhận sóng mang siêu cao tần với mức năng lượng rất nhỏ để chuyển
đổi thành tín hiệu trung tần ổn định, đủ lớn để đưa tới bộ điều chế.
Cấu tạo: gồm có 2 phần: phần biến đổi hạ tần vô tuyến và phần tổng hợp tần số.

Hình 10: Sơ đồ khối biến đổi hạ tần
5.1.1. Bộ biến đổi hạ tần vô tuyến
Tấm biến đổi hạ tần có hai tầng khuyếch đại vô tuyến và tầng trộn đồng thời loại
trừ tần số ảnh. Các bộ khuyếch đại vô tuyến có có mạch điều khiển định thiên. Tầng đầu
được thích ứng để đảm bảo tập âm nhỏ (Tầng khuyếch đại tập âm nhỏ LNA) còn tầng thứ
hai có nhiệm vụ giảm sự thay đổi khuyếch đại trong băng tần. Để ổn định hoạt động các
phần tử tích cực được nuôi bởi nguồn dòng ổn định.Bộ trộn biến đổi hạ tần, tín hiệu thu
vào trung tần 35MHz. Bộ trộn đảm bảo loại trừ 20dB tần số ảnh và suy hao biến đổi 8dB.
Việc loại trừ tần số ảnh đạt được bằng chia dao động nội thành hai phần đồng pha và đưa
14


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
đến hai bộ trộn cân bằng. Đồng thời cũng đưa đến hai bộ trộn này tín hiệu tần số vô tuyến
được chia đôi nhưng lệch pha 90° nhờ các mạch ghép (thực hiện bằng mạch in).
5.1.2. Bộ tổng hợp tần số
Nhờ bộ tổng hợp tần số mà ta có thể dễ dàng điều chỉnh tần số thu với độ phân giải
100KHz bằng các chuyển mạch xoay BCD. Bộ tổng hợp tần số làm việc trên cơ sở vòng
khoá pha. Cũng giống như ở bộ tổng hợp tần số máy phát, các bộ chuyển mạch xoay
BCD điều khiển bộ chia lập trình để chọn kênh. Bộ dao động chuẩn là bộ dao động thạch
anh điều khiển được và vòng chứa bộ chia tốc độ cao kỹ nghệ ECL và bộ chia lập trình.
5.2. Khối trung tần thu
Nguyên hoạt động: Modul trung tần nhận tín hiệu trung tần IF = 35MHz từ bộ
biến đổi hạ tần đưa đến lọc cũng như tạo ra tín hiệu mức ổn định cho các mạch băng tần
cơ sở thu. Modul này xác định độ rộng băng tần của hệ thống thu, nó chứa các mạch đo
mức vô tuyến và tạo ra các tín hiệu cảnh báo.

Hình 11: Sơ đồ khối modul trung tần
Cấu tạo: gồm có hai tấm mạch in: Tấm lọc trung tần thu và tấm khuyếch đại trung
tần thu.

•

Tấm lọc trung tần thu: Tấm này nhận tín hiệu ở đầu ra của bộ biến đổi hạ tần và

đảm bảo độ chọn lọc của máy thu. Bộ lọc bao gồm hai mạng lọc LC : một mạng 4
cực và một mạng 3 cực. Giữa chúng là tầng khuếch đại đệm. Để giảm tạp âm tín
hiệu, ở đầu vào được khuyếch đại bởi một tầng khuyếch đại bao gồm Transistor
lưỡng cực và Transistor trường J-FET có cực cổng nối đất.
• Tấm khuyếch đại trung tần thu: Bộ khuyếch đại nhận tín hiệu vào với sự thay đổi
có thể khá lớn (-105dBm đến -50dBm) ở đầu vào máy thu và tạo ra tín hiệu ra có
sự thay đổi nhỏ hơn 2dB. Bộ khuyếch đại trung tần thu cũng đảm bảo điện áp đo
đưa ra với thay đổi tỷ lệ với mức tín hiệu trung tần. Điện áp đo này nhận được từ
mạch xử lý AGC bằng bộ khuyếch đại Logarit.

15


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
5.3. Khối băng tần cơ sở thu
Chức năng của khối băng tần cơ sở thu là nhận tín hiệu trung tần 35MHz để khôi
phục lại tín hiệu băng tần cơ sở số (khôi phục các luồng số 2048Kb/s được gửi đi từ phía
phát) và các tín hiệu kênh nghiệp vụ, giám sát, tone gọi ở băng tần cơ sở phụ. Các luồng
số ở tín hiệu trung tần được điều chế OQPSK trong khí đó tín hiệu băng tần cơ sở phụ
được điều tần. Để khôi phục lại các thông tin nói trên tấm băng tần cơ sở thu phải thự
chiện các chức năng sau:
• Khôi phục sóng mang .
• Giao tiếp số liệu.
• Khôi phục đồng hồ.Giải mã hoá vi sai và biến đổi số liệu song song thành nối tiếp.
• Khử ngẫu nhiên hoá.
• Phân kênh số.

• Biến đổi mã NRZ vào HDB3.
• Tự hội chuẩn: Thông báo về sự cố khôi phục sóng mang, khôi phục đồng hồ, đưasố
liệu AIS vào luồng số.
• Cấp nguồn.
5.3.1. Khối xử lý băng tần cơ sở chính
Nhận tín hiệu trung tần IF 35 MHz giải điều chế OPQSK khôi phục luồng số liệu
2048Kb/s và giải điều chế khôi phục tín hiệu băng tần cơ sở phụ. Để khôi phục các thông
tin này thì thực hiện các chức năng sau:
+ Khôi phục sóng mang bằng phương pháp vòng COSTAS: Khôi phục sóng
mang được thực hiện bằng bộ giải điều chế vòng khoá pha COSTAS. Vòng khoá pha
COSTAS là hệ thống hồi tiếp được sử dụng để tạo ra sóng mang cần thiết cho giải điều
chế.Ở máy thu tín hiệu trung tần đưa vào bộ giải điều chế được trộn với các pha lệch
nhau 900 của sóng mang sau khi được khôi phục. Các tín hiệu ra cân bằng được thể
hiệncác tín hiệu điều chế ở hai trục vuông góc (SinWct và CosinWct). Bộ lọc cân bằng
loại trừ các thành phần không cần thiết sau khi trộn. Đầu ra của hai bộ trộn này lại được
ghép với nhau một lần nữa, kết quả nhận được trừ với nhau để tạo ra một tín hiệu duy
nhất. Thành phần không đổi của tín hiệu này tỷ lệ với sai pha của sóng mang được khôi
phục so với trung tần đầu vào . Kết thúc vòng COSTAS là bộ lọc vòng và VCO 35MHz,
đồng thời đầu ra của bộ lọc vòng là sai pha và tín hiệu băng tần cơ sở phụ.

16


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
+ Khôi phục số liệu I & Q: Tín hiệu đã được gải điều chế ở các đầu ra của hai
bộ lọc được đưa qua bộ so sánh tốc độ cao. Đây là giao diện giữa phần mạch số và mạch
tương tự trong bộ giả điều chế.
+ Khôi phục định thời ký hiệu STR (Symbol Timing Recovery) bằng vòng khoá
pha. Tầng đầu tiên của phần xử lý số liệu là tầng khôi phục xung đồng hồ từ đầu ra số
liệu chưa được định thời . Điều này được thực hiện trên cơ sở vòng khoá pha "BangBang". Tần số của VCO bị cưỡng bức cho đến khi cực lỗi đảo pha, khi này tần số của

VCO lại bắt đầu giảm theo chiều ngược lại.

Hình 12: Sơ đồ khối mạch giải điều chế và khôi phục sóng mang
+ Giải mã hoá vi sai và biến đổi số liệu song song thành nối tiếp: Các luồng số
được mã hoá vi sai ở IC và được kết hợp thành một luồng số chung 4,245Mb/s. Mã hoá
vi sai cho phép thông tin được truyền đi bởi sự chuyển đổi giữa các trạng thái pha vì thế
không cần thiết phải khôi phục pha tuyệt đối của sóng mang.
+ Giải ngẫu nhiên hoá: Hai luồng dữ liệu sau khi được giải mã vi sai và được
kết hợp lạo thành một luồng 4,245Mb/s sau đó được giải ngẫu nhiên hoá ngược lại với
quá trình ngẫu nhiên hoá ở khối băng tần cơ sở phát Tx BaseBand. Đầu ra của bộ giải
ngẫu nhiên hoá là tín hiệu NRZ
+ Phân kênh số: để tạo ra 2 luồng số 2048Kb/s.
+ Biến đổi mã NRZ vào HDB3: Luồng số đầu ra của bộ đệm đàn hồi có dạng
RNZ, nó được biến đổi vào mã HDB3 nhận được qua biến áp cân bằng đưa tới cáp đồng
trục 75Ω không cân bằng.
17


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
+ Chèn tín hiệu chỉ thị cảnh báo AIS: Trong trường hợp sự cố phần thu thì một
bộ dao động 2048KHz điều khiển chèn vào mỗi đồng hồ luồng số dữ liệu tín hiệu AIS.
+ Tự hội chuẩn: Thông báo về mất khôi phục sóng mang, mất khôi phục đồng
hồ, đưa số liệu AIS vào luồng số.
5.3.2. Khối băng tần cơ sở phụ
Tín hiệu băng tần cơ sở phụ thu, được tách ra từ đầu vào điều khiển bộ dao động
VCO của bộ dao động khôi phục sóng mang, được đưa qua bộ lọc thông thấp 5KHz trong
đó bao gồm cả tín hiệu kênh nghiệp vụ, tín hiệu kênh giám sát, tín hiệu tone gọi. Qua bộ
lọc thông thấp 2,7KHz để thu nhận được tín hiệu kênh giám sát. Qua bộ lọc thông thấp
2,2KHz để khôi phục tín hiệu kênh nghiệp vụ. Qua bộ lọc thông thấp 2KHz tới bộ phát
hiện tone kích hoạt Rơle.

Các đầu ra tín hiệu tương tự tần thấp gồm:
- Hai đầu ra kênh giám sát.
- Đầu ra kênh nghiệp vụ.
- Đầu ra tai nghe.
5.3.3. Khối cấp nguồn
Khối cấp nguồn thực hiện biến đổi nguồn DC và ổn áp theo nguyên lý điều chế độ
rộng xung giống như nguồn máy phát cung cấp các mức điện áp cho máy thu: ±5V;
+10V;+36V hơn nữa các điện áp ra cũng được tinh ổn bởi các bộ ổn định điện áp.
Tuy nhiên vì công suất tiêu thụ nhỏ nên bộ nguồn làm việc trong giải từ -20VDC đến
- 60VDC không cần phải sử dụng các jắc chuyển đổi chế độ nguồn cung cấp đầu vào24V, -48V như máy phát. Nguồn cung cấp cũng được bảo vệ quá áp và quá dòng.
CHÚ Ý: Ngoài ra còn 1 khối không thể thiếu đó là khối ghép nối song công (Diplexer)
DIPLEXER cho phép kết hợp máy phát và máy thu cùng một ANTEN, DIPLEXER
đảm bảo độ chọn lọc và giảm cực tiểu nhiễũ của kênh lân cận. Các thông số của
DIPLERXER gồm: Tổn hao thuận tại nhỏ hơn 1,5dB, tổn hao ngược nhỏ hơn 20dB, độ
rộng băng tần danh định 10 MHz.

6. Ứng dụng:
Thiết bị AWA là thiết bị truyền dẫn viba số băng hẹp dạng cận đồng bộ do
USTRALIA sản xuất và được nhập vào Việt Nam dưới dạng SKD hoặc CKD..
Các thiết bị viba số này có thể được sử dụng để tổ chức các tuyến đơn hay nhiều
trạm cho thông tin đường trục hoặc đường nhánh. Có thể tổ chức chúng theo cấu hình
18


Thiết bị viba số RMD 904 - Nhóm 5 – Kỹ thuật viba số N05
truyền dẫn không dự phòng với một máy phát và máy thu ở từng phía. Cũng có thể tổ
chức chúng ở dạng truyền dẫn có dự phòng để đạt được độ tin cậy cao hơn.
Thiết bị RMD 904 là thiết bị đầu tiên được đưa vào lắp đặt,khai thác trên mạng
truyền dẫn viba số Việt Nam.Đây là thiết bị viba số băng thông hẹp.Hiện nay, hầu hết các
tỉnh huyện đang khai thác và sữ dụng thiết bị này.

Một số phương thức đấu nối tùy thuộc cấu hình trạm như trạm đầu cuối, trạm xen
kẽ và trạm lặp.
Trạm đầu cuối: Máy ghép kênh + Vô tuyến.
Trạm xen rẽ: Vô tuyến + Máy ghép kênh + Vô tuyến.
Trạm lặp: Vô tuyến + Vô tuyến.

19