LỜI NÓI ĐẦU. Là mét bộ phận quan trọng của giao thông vận tải, ngành Giao thông vận tải đường sắt có khối lượng vận chuyển hành khách hàng hóa rất lớn, phục vụ nhiều cho các ngành kinh tế khác. Mục đích của ngành Giao thông vận tải đường sắt là vận chuyển hành khách hàng hóa một cách an toàn và nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế quốc dân một cách kịp thời. Ngành đường sắt phát triển cũng phải kể đến vai trò rất quan trọng của hệ thống Thông tin tín hiệu đường sắt. Ngày nay khoa học phát triển, thống Thông tin tín hiệu đường sắt cũng dần dần đổi mới. Trước kia, khi thông tin liên lạc đường sắt còn dùng phương thức âm tần thì còn rất nhiều hạn chế! Trên một đôi dây trần hoặc âm tần thì chỉ thiết lập được một đường thông, khoảng cách truyền dẫn rất hạn chế. Hệ thống thông tin tải ba ra đời đã khắc phục được những nhược điểm đó. Hiện nay trong hệ thống thông tin đường sắt đang sử dụng khá hiệu quả hệ thống thông tin này, phần lớn là các thiết bị của Hungary, Trung Quốc Sau hai năm học tại trường, em được nhận đề tài: "Thực trạng sử dụng tải ba tại tuyến Hà Nội - Nam Định. Đánh giá và lựa chọn phương thức tối ưu", . Do thời gian làm đề tài có hạn, do trình độ hiểu biết còn chưa cao nên đề tài của em không tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn cho bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ./. PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN TẢI BA CHƯƠNG I. HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU KÊNH I. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU KÊNH. Trên một đôi dây trần hoặc cáp, cùng một lúc chỉ tổ chức được một đường thông và cự ly truyền dẫn của nó rất hạn chế. Trong khai thác mạng lưới thông tin đường sắt, nếu dùng phương thức âm tần thì phải mất nhiều đôi dây. Mỗi đôi dây chỉ sử dụng được một cặp máy điện thoại. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để trên cùng một đôi dây, trong cùng một lúc, cùng một thời gian có thể thiết lập được nhiều đường thông và cự ly truyền dẫn phải đạt tới hàng nghìn km. Để giải quyết vấn đề trên, cần phải có máy tải ba nhiều đường hay nói cách khác là dùng hệ thống thông tin tải ba nhiều kênh. II. NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU KÊNH. Nguyên lý hoạt động của phương thức tải ba hay thông tin nhiều kênh là truyền tần số âm tần và sóng mang để đưa lên đường dây. Mỗi kênh mang một tần số khác nhau (tần số cao) nên trong cùng một lúc có thể truyền được nhiều đường thông, nhiều cặp máy có thể cùng liên lạc được một lúc trên cùng một đôi dây mà không ảnh hưởng lẫn nhau. Dựa vào các ưu điểm của hệ thống thông tin nhiều kênh mà người ta có thể xây dựng hệ thống thông tin tải ba kết hợp với các đường truyền âm tần và đường truyền tải ba (trong đó có cả thuê bao xa) hoặc các loại điện thoại tự động để tổ chức mạng thông tin. CHƯƠNG II. GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ. I. SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ NGHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ. 1. Sơ đồ khối: Hình 1.1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ M: Bộ điều chế (Modulation) F: Tần số sóng mang (Frequency) Φ: Bộ lọc (Filter) D: Bộ giải điều (Demodulation) Hình 1.1 là sơ đồ ghép kênh theo tần số, truyền dẫn theo một hướng đơn giản nhất của 3 thuê bao. ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ ∼ 0,3 3,4 M 1 Φ 1 ↑F 1 0,3 3,4 M 2 Φ 2 ↑F 2 0,3 3,4 ↑F 3 M 3 Φ 3 …… Φ 1 D 1 0,3 3,4 0,3 3,40,3 ↑F 1 ↑F 2 ↑F 3 Φ 2 Φ 3 D 2 D 3 2. Nguyên lý ghép kênh theo tần số. Phía phát: Tín hiệu thoại có băng tần 0,3 + 3,4 KHz của từng thuê bao được đưa qua các bộ điều chế riêng biệt. Tức là: Thuê bao thứ nhất đưa vào bộ điều chế thứ nhất M 1 Thuê bao thứ hai đưa vào bộ điều chế thứ hai M 2 Thuê bao thứ ba đưa vào bộ điều chế thứ ba M 3 . Các bộ điều chế này có tần số sóng mang khác nhau: F 1 ≠ F 2 ≠ F 3 . Đầu ra của các bộ điều chế hai băng sóng (Hình 1.2). Hình 1.2: TẦN PHỔ ĐƯỜNG DÂY. Băng bên trên (F + f) Băng dưới (F – f) Sau đó cho qua các bộ lọc, lọc lấy một băng (hoặc là băng trên hoặc là băng dưới) và đưa lên đường dây và truyền dẫn đến đối phương. Tín hiệu truyền trên môi trường truyền dẫn là tín hiệu tập hợp của các kênh, mỗi kênh chiếm một khoảng ở trên trục tần số. Phía thu: 0,3 3,4 (F -3,4) (F - 0,3) F (F + 0,3) (F + 3,4) Bộ lọc thu sẽ lọc lấy băng thích hợp. (Tức là bộ lọc Φ 1 lọc lấykênh 1, bộ lọc Φ 2 lọc lấy kênh 2, bộ lọc Φ 3 lọc lấy kênh 3). Băng tần lọc ra đó qua bộ giải điều chế sẽ nhận được băng tần tiếng nói cũ và đến thuê bao của đường thông. 3. Nhận xét. - Về mặt lý thuyết thì tần số kênh ghép của hệ thống là vô cùng lớn. Do băng thông của môi trường truyền dẫn là kim loại. (Dây trần bằng đồng, cáp đồng trục…) đều có giới hạn nên số kênh ghép sẽ bị hạn chế. - Tạp âm không thể không có. + Đối với dây trần thì tạp âm bên ngoài tác động vào rất lớn (tạp âm khí quyển, tạp âm công nghiệp…) và nhiễu xuyên âm giữa các đôi dây với nhau. làm cho cù li thông tin bị hạn chế. Người ta định nghĩa: Độ phòng vệ tạp âm = Tín hiệu Tạp âm + Đối với cáp đồng trục thì chủ yếu là tạp âm nội bộ đó là tạp âm không đường thẳng. Nó được tích lũy suốt, dọc tuyến và không thể loại trừ được. - Độ tin cậy của hệ thống không cao: Thiết bị dùng các linh kiện và kỹ thuật cổ điển hay hỏng hóc, về môi trường truyền dẫn hay xẩy ra sự cố nh chập, đứt dây…. II. SỰ HÌNH THÀNH TÍN HIỆU ĐƯỜNG DÂY CỦA CÁC KÊNH. Trong hệ thống thông tin analog khi mỗi kênh thoại sau khi qua biến điệu để chuyển lên băng tần cao hơn thì ở đầu ra bộ biến điệu ta nhận được hai băng sóng nh hình 1.2. Tùy thuộc vào phương thức truyền dẫn mà có các tín hiệu đường dây khác nhau. - Truyền một băng bên không có sóng mang. Phương thức này được sử dụng trong điện thoại. - Truyền hai băng bên không có sóng mang. - Truyền một băng bên có mang. - Truyền hai băng bên có sóng mang. - Truyền băng bên, tải tần và một phần băng kia. Phương thức này được sử dụng trong truyền hình. III. CÁC NHÓM CHUẨN. Trong hệ thống ghép kênh theo tần số, người ta đưa ra các nhóm chuẩn nh sau: 1. Nhóm 1: (Nhóm cơ bản; 12 kênh) * Phân phối tần phổ. Hiện nay trên đường dây trần chỉ tận dụng đến 150 KHz, căn cứ vào điều kiện kinh tế và kỹ thuật. Tải ba 3 đường chiếm 1 băng tần ước độ từ 6 ÷ 30 KHz. Từ 30 ÷ 105 KHz có thể dùng cho loại tải ba điện thoại 12 đường. * Phương pháp biến điệu. Đem 12 tín hiệu tiếng nói 0,3 ÷ 3,4 KHz biến điệu đến tần phổ đường dây đã qui đÞnh. Nh ta đã biết: Băng tần tiếng nói của mỗi đường là 0,3 ÷ 3,4KHz. (Sau này để đơn giản viết thành từ 0 ÷ 4 KHz). Dùng dải tần F = 64 + 4n (n = 0, 1, 2…) để tiến hành biến điệu lây băng dưới. Cách đem 12 đường lần lượt biến điệu đến 60 ÷ 108KHz nh hình vẽ * 60 – 108 KHz là tần phổ nhóm cơ bản 12 đường. Nó được dùng phổ biến là do: - Khi dùng tải tần cao nhất là 108 KHz thì hệ số chế tạo α được tính. α = ∆f = K/cách giữa băng thông = 0,9 ≈ 1% F Tải tần 108 Ở điều kiện trị số α nhá = 1% nh thế dùng LC để chế tạo bộ lọc thì không thể nào thực hiện được. Phải dùng bộ lọc tinh thể có hệ số Q cao. Để tiện cho việc chế tạo bộ lọc tinh thể, sử dụng đoạn băng gần 60 ÷ 108KHz là thích hợp. Hình 1.3: DỊCH TẦN PHỔ CỦA 12 ĐƯỜNG. - Khi dùng băng tần 60 ÷ 108 KHz, các hài bậc hai và hiệu tần của tín hiệu đều rơi ra ngoài bằng tần thông tin, không sinh ra can nhiễu. - Khi sử dụng băng tần 60 ÷ 108KHz, tỷ số giới hạn giữa tần số trên với giới hạn tần số dưới là 108/60 < 2, tiện cho việc thiết kế chế tạo mạng có nguồn và mạng không có nguồn. 2. Nhóm 2: Siêu nhóm 60 kênh. Phương pháp biến điệu. Đem tần số cả 5 nhóm cơ bản 12 đường 60 ÷ 108 KHz. Dùng 5 dải tần tiến hành điều biến lấy băng trên hoặc băng dưới. Có hai phương pháp biến điệu. B¨ng tÇn tiÕng nãi ®êng d©y f f F - f 60 64 68 100104 108 - Phương pháp 1: Dùng dải tần 420 KHz, 468 KHz, 516 KHz tiến hành điều khiển lấy băng dưới. Đồng thời lấy tải tần, 444 KHz điều khiển lấy băng trên. Tần phổ gộp lại là 312 ÷ 552 KHz. - Phương pháp 2: Dùng tải tần 252 KHz, 300 KHz, 348 KHz, 444KHz tiến hành biến điệu lấy băng trên, đồng thời qua tải tần 564 KHz, biến điệu lấy băng dưới. Đem tần phổ dịch đến 312 – 552 KHz. Trong phương pháp: Nhóm cơ ban 12 đường thứ 5 tải tần 444 KHz mà không dùng 612 KHz Trong phương pháp hai: Nhóm cơ bản 12 đường thứ 4 dùng tải tần 564 KHz chủ không dùng 396 KHz. Bởi vì làm cho tần số sau cấp biến điệu nhóm thứ 2 (12 ÷ 108KHz) có thể giống kiểu K-12 và K-24 tiện cho trạm trung gian khi cần thiết chia đường có thể trực tiếp đấu đèn máy kiểu K-12 hoặc K-24 tránh phải qua quá trình biến tần thêm. Nguyên nhân chủ yếu của phổ nhóm 2 dùng 312 ÷ 552 KHz là do: làm cho sóng có hài bậc 2 của biến điệu nhóm và hiệu tần không rơi vào băng thông. 3. Nhóm 3: (Siêu nhóm 300 kênh). Phương pháp biến điệu: Đem tần số cả 5 nhóm 60 kênh 312 ÷ 552 KHz. Dùng 5 tải tần tiến hành điệu biến lấy băng trên hoặc băng dưới. Tần phố của siêu nhóm 300 kênh là 812 ÷ 2012 KHz. PHẦN II. MẠNG HÓA THÔNG TIN TẢI BA HÀ NỘI – NAM ĐỊNH CHƯƠNG I. MẠNG LƯỚI THÔNG TIN HÀ NỘI - NAM ĐỊNH. Mạng lưới thông tin Hà Nội – Nam Định dùng máy tải ba VBO 3 – 2T hệ D. Tại Hà Nội có lắp đặt tổng đài điện tử Hà Nội và máy tải ba. VBO 3 -2T đầu “A” hệ D. Tại Nam Định lắp đặt tổng đài cộng điện Nam Định và máy tải ba VBO 3 - 2T đầu “B” hệ D. Tổng đài điện tử Hà Nội được nối với máy tải ba Hà Nội. Máy tải ba Hà Nội gồm có 3 kênh thuê bao xa được nối với máy tải ba Nam Định trên đôi dây trung kế 2 (đôi số 3). Máy tải ba Nam Định cũng có 3 kênh thuê bao xa được nối với tổng đài cộng điện Nam Định. Từ các tổng đài điện tử Hà Nội và tổng đài cộng điện Nam Định nối đến các máy con. Các ngăn thuê bao xa được cấp âm quay số lấy từ tổng đài điện tử. Nh vậy trong cùng một lúc, trên cùng một đôi dây có thể truyền được 3 kênh (3 dường cao tần) và một kênh điện báo truyền chữ hoặc một đường truyền thanh (trên đường âm tần). Nếu dùng một kênh thoại cao tần thì dùng được 24 kênh điện báo truyền chữ không số. Xem ở hình vẽ 1 phần phụ lục. CHƯƠNG II. KHÁI QUÁT VỀ MÁY TẢI BA VBO 3 -2T I. TÍNH NĂNG CỦA MÁY VBO 3 -2. 1. Giới thiệu chung. VBO 3 -2 là máy tải ba có ba kênh do Hungary sản xuất. Máy bán dẫn hoàn toàn. Đồng bộ với VBO 3 -2 có các trạm khuếch đại trung gian và người phục vụ ký hiệu FBO3/2. Máy có thể truyền các dạng tín hiệu sau: - Điện thoại. - Điện báo chữ (VT) - Tín hiệu truyền thanh (AUD) Ngoài ra máy tải ba VBO 3 -2 còn kết hợp với VBO-12 để tạo thành 15 kênh cao tần trên một đôi dây. Máy tải ba VBO 3 -2 là máy làm việc trên dây trần tốt nhất hiện nay, hơn nữa lại có độ ổn định cao, thuận tiện cho việc khai thác và sử dụng. 2. Những đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy VBO-3. - Băng tần truyền dẫn trên đường dây: Hướng A-B:3,14 ÷ 16,11 KHz Hướng B-A:17,81 ÷ 31,11 KHz. - Mức điện phát ra đường dây ngoài: + Mức điện phát thoại P T = ± 1,9 ± 0,1N + Mức điện phát chuông P C = 1,3 ± 0,1N + Mức điện phát đạo tàu nhỏ hơn mức điện tín hiệu là 1,7N - Đạo tầu điều chế:A – B 16,11 KHz B – A 31,11 KHz [...]... đường dây đưa vào X BỘ LỌC PHÂN HƯỚNG “A” VÀ “B” ( 3-5 31013 - 011; - 021; 031) 1 Nhiệm vụ Nhiệm vụ của ngăn bộ lọc phân hướng là hợp nhất lại và tách rời các băng tần khác nhau của hướng phát và hướng thu trong băng tần đường dây Các cặp ngăn máy này được sử dụng thành nhóm như sau: 3-5 31013 – 011 và 3-5 31013 – 021: tạo thành cặp bộ lọc phân hướng “A” 3-5 31013 – 031 và 3-5 31013 – 011: tạo thành cặp bộ... báo CHƯƠNG V THIẾT BỊ GIÁM SÁT VÀ ĐO LƯỜNG I THIẾT BỊ GIÁM SÁT TRÊN MÁY TẢI BA VBO-3 Nhờ có tổ hợp và các mạch điện gọi chuông, thu chuông, mạch thử nghiệm nên khối giám sát đảm nhiệm các nội dung công việc sau: - Đảm bảo trên hai dây về phía các đường hoặc về phía tổng đài - Đàm thoại trên bốn dây về phía các đường - Giám sát trên hai dây ở các điểm có mức điện - Giám sát và đàm thoại đồng thời trên... điều chế nhóm Tại đây sử dụng hai tải tầu 114 KHz và 115 KHz để điều chế - Đối với máy hệ A và B sử dụng tải tầu 115 KHz lấy biên dưới được băng tần (19 ÷ 31)KHz - Đối với máy hệ C và D sử dụng tải tần 114 KHZ lấy biên dưới được băng tần (18 ÷ 30) KHz * Nói tóm lại, các máy đầu “A” có băng tần truyền dẫn (4 ÷ 16) KHz Các máy đầu “B” có băng tần truyền dẫn (19 ÷ 31) KHz đối với hệ A, B và (18 ÷ 30)... Máy chịu sóc, rung kém, do vậy phải đặt cố định II CÁC PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHẾ MÁY TẢI BA ( Xem bản vẽ số 2 phần phụ lục ) Với máy tải ba VBO-3 người ta thiết kế 4 hệ A, B, C, D với mục đích sử dụng trên một tuyến đường dây có thể lắp đặt tối đa 4 hệ máy để cùng khai thác Nguyên tắc: Hai máy liên hệ được với nhau phải khác đầu và cùng hệ 1 Phương thức điều chế máy đầu “A” Tín hiệu cần phát đi có tần... hướng A-B 2 Phương thức điều chế máy đầu “B” Tín hiệu phát đi trong băng tần (0,3 ÷ 3,4) KHz được đưa vào bộ điều chế và phản điều chế Tại đây các tín hiệu được điều chế với các tải tầu đường 12; 16; 20 KHz lấy biên trên cho ta băng tần (12; 24) KHz được đưa vào bộ điều chế tần nhóm với tải tần 108 KHz lấy biên dưới với hệ máy A-B và 72KHz với hệ máy C-D ta được băng tần (84 ÷ 96)KHz được đưa vào bộ... điện - Giám sát và đàm thoại đồng thời trên bốn dây về phía các đường hoặc tổng đài điện thoại ở các điểm có mức điện - Đàm thoại trên mạch phục vụ với việc gọi chuông 20 Hz - Đàm thoại trên mạch phục vụ với việc gọi chuông bằng dòng một chiều - Thử nghiệm khối thu chuông của các đường - Thông tin điện thoại phục vụ với phương thức cộng đồng II KHỐI ĐO LƯỜNG TRÊN MÁY TẢI BA VBO-3 Ở mặt trước của máy tải. .. cấp bởi cầu chỉnh lưu (D1 → D4) Điện áp này được lọc bởi các phần tử R 2, C2,T3 và được ổn định bởi các điốt DZ1, DZ2 Cầu chỉnh lưu D9, D10, D11, D12 sử dụng điện áp xoay chiều từ khu vực A Ba cuộn thứ cấp qua nguồn thứ cấp ắc quy 24V và qua tiếp điểm chính của rơ le J2 Còn các rơle J3 và J4 thì hút khi sử dụng điện lưới, khi mất điện thì chuyển sang dùng nguồn ắc quy Khi sử dụng quá tải thì rơ le J1,... đạo tần và cuối cùng là chuyển băng tần đường dây sang băng tần 84 ÷ 96 KHz 2 Nguyên lý Băng tần là đường dây gồm 3 đường thoại và các tín hiệu đạo tần, nghĩa là băng tần 4 ÷ 16 KHz; 18 ÷ 30 KHz; 19 ÷ 31 KHz Nó phụ thuộc vào hệ thống sử dụng được nối song song vào các điểm 1-3 và 2-4 của ngăn máy bằng tần số mang cần dùng thì được nối vào điểm 9-1 0 Các tín hiệu đạo tần được lấy ra ở các điểm 1 1-1 3 ở... Băng tần bộ khuếch đại đi qua các điểm 1-3 và 2-4 của ngăn máy Đầu ra của bộ khuếch đại là các điểm 9-1 1 và 1 0-1 2 của ngăn máy Các tín hiệu đạo tần lấy ra ở các điểm 7-1 1 của ngăn máy Bộ khuếch đại gồm 3 tầng dùng đèn bán dẫn ghép từng tầng băng biến áp Ở đầu vào và đầu ra hình thành các cầu điện, giữa chúng có lắp mạch phản hồi Nhờ có mạch phản hồi mà tiến hành điều chỉnh bộ khuếch đại phụ thuộc hoặc... dây (4 ÷ 16) KHz hoặc (18 ÷ 30) KHz hoặc (19 ÷ 31) KHz 2 Nguyên lý Băng tần 84 ÷ 96 KHz có chứa ba đường thoại được nối vào các điểm 1-3 , 2-4 mắc song song với ngăn máy Các tín hiệu tạo tần thì theo hệ thống mà tác động vào các điểm 5-6 và 7-8 Còn tần số đảo tần thì đưa vào các điểm 9-1 0 Một bộ điều chế và mạch biến áp vi sai có nhiệm vụ hợp nhất các băng tần chứa các đường thoại với các tín hiệu đạo . TẢI BA HÀ NỘI – NAM ĐỊNH CHƯƠNG I. MẠNG LƯỚI THÔNG TIN HÀ NỘI - NAM ĐỊNH. Mạng lưới thông tin Hà Nội – Nam Định dùng máy tải ba VBO 3 – 2T hệ D. Tại Hà Nội có lắp đặt tổng đài điện tử Hà. Hà Nội và máy tải ba. VBO 3 -2 T đầu “A” hệ D. Tại Nam Định lắp đặt tổng đài cộng điện Nam Định và máy tải ba VBO 3 - 2T đầu “B” hệ D. Tổng đài điện tử Hà Nội được nối với máy tải ba Hà Nội. . tải ba Hà Nội. Máy tải ba Hà Nội gồm có 3 kênh thuê bao xa được nối với máy tải ba Nam Định trên đôi dây trung kế 2 (đôi số 3). Máy tải ba Nam Định cũng có 3 kênh thuê bao xa được nối với