BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------NGUYỄN CẢNH THẾ
QUẢN LÝ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
TRONG CÁC HỆ THỐNG
PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH TẠI VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Kỹ thuật Truyền thông
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
TS : LÂM HỒNG THẠCH
Hà Nội – 2014
1
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN VÀ CÁM ƠN
4
LỜI MỞ ĐẦU
5
Chƣơng 1 : TỔNG QUAN VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
7
1.1 – Giới thiệu chung về tƣơng thích điện từ
7
1.2 – Trƣờng điện từ - Cơ sở nghiên cứu tƣơng thích điện từ
11
1.3 – Truyền sóng điện từ.
16
Chƣơng 2 : QUẢN LÝ NHÀ NƢỚC VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
24
2.1 – Hệ thống phát thanh truyền hình tại Việt Nam
24
2.2 – Cơ quan quản lý Nhà nƣớc về tƣơng thích điện từ
trong phát thanh truyền hình tạị Việt Nam
26
2.3 – Văn bản quản lý Nhà nƣớc về tƣơng thích điện từ
trong phát thanh truyền hình tại Việt Nam.
29
2.3.1 – Luật tần số vơ tuyến điện
30
2.3.2 – Quy chuẩn kỹ thuật cho máy phát thanh FM
34
2.3.3 – Quy chuẩn kỹ thuật cho máy phát hình tƣơng tự
39
2.3.4 – Quy chuẩn kỹ thuật cho máy phát hình kỹ thuật số.
46
2.3.5 – Tình trạng can nhiễu hiện nay trong phát thanh truyền hình
53
Chƣơng 3 : ĐO ĐẠC, ĐÁNH GIÁ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
56
3.1 – Mở đầu chƣơng
56
3.2 – Thiết bị đo
57
3.3 – Đo đạc, đánh giá các đài phát thanh truyền hình
63
3.3.1 – Thiết bị đo và phụ kiện
63
3.3.2 – Sơ đồ ghép nối
63
3.3.3- Các bƣớc thực hiện đo
64
3.3.4 – Đo đạc, đánh giá đài phát thanh FM.
69
3.3.5 – Đo đạc, đánh giá đài phát hình kỹ thuật tƣơng tự
77
3.3.6 – Đo đạc, đánh giá đài phát hình kỹ thuật số
85
2
3.3.7 – Các kinh nghiệm và đề xuất khi đặt tham số đo
93
3.3.8 – Kết luận chƣơng
96
PHẦN KẾT LUẬN
97
TÀI LIỆU THAM KHẢO
99
3
LỜI CAM ĐOAN VÀ CÁM ƠN
Đề tài Quản lý tương thích điện từ trong các hệ thống phát thanh truyền hình
tại Việt Nam là luận văn nghiên cứu về vấn đề quản lý tương thích điện từ trong
lĩnh vực phát thanh truyền hình tại Việt Nam.
Tác giả xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu do chính mình thực hiện.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu, phân tích trong luận văn là trung thực, rõ ràng và
chưa từng được ai công bố trước đây.
Tác giả đề tài xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo tại Viện Điện tử Viễn thông, Viện Đào tạo sau đại học của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội,
Trường Cao đẳng Phát thanh Truyền hình Trung ương II đã tổ chức khóa đào tạo,
giảng dạy nâng cao kiến thức để tác giả có thể hồn thành đề tài.
Xin cám ơn các đơn vị : Đài tiếng nói Nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh,
Đài Phát thanh Truyền hình tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Đài Truyền hình kỹ thuật số
VTC đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong công tác thực nghiệm đo đạc thực tế về
phổ tần phát xạ của các máy phát thanh phát hình tại đơn vị.
Xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Cục tần số vô tuyến điện, Trung tâm tần số
vô tuyến điện khu vực II, các đồng nghiệp nơi tác giả đang công tác, gia đình và
anh em bè bạn đã hỗ trợ, động viên, khuyến khích, giúp sức cho tác giả trong suốt
q trình học tập và thực hiện đề tài.
Đặc biệt em xin bày tỏ sự kính trọng, lịng biết sâu sắc đến thầy giáo Tiến sỹ
Lâm Hồng Thạch, người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài. Xin chân thành
cám ơn thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ và đã đi suốt cùng em trong
quá trình thực hiện đề tài để có được kết quả như ngày hơm nay.
Xin trân trọng cám ơn.
Hà Nội tháng 04/2014
Tác giả
Nguyễn Cảnh Thế
4
LỜI MỞ ĐẦU
Tương thích điện từ là một vấn đề luôn phải được đặt ra trong tất cả các lĩnh
vực nghiên cứu, sản xuất, kinh doanh và sử dụng thiết bị điện tử. Ở đâu có thiết bị
điện tử thì ở đó phải đặt vấn đề về tương thích điện từ. Muốn các thiết bị điện tử
hoạt động bình thường thì chúng phải đảm bảo tính tương thích điện từ. Vì vậy
quản lý tương thích điện từ là vấn đề rất quan trọng và cần thiết.
Ở mỗi một quốc gia, mỗi một lĩnh vực có các nguyên tắc, quy định quản lý
tương thích điện từ khác nhau. Vấn đề này rất rộng, rất đa dạng. Cho nên trong đề
tài này chỉ đề cập nghiên cứu việc quản lý tương thích điện từ trong một lĩnh vực cụ
thể là lĩnh vực phát thanh truyền hình tại Việt Nam.
Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu truyền thông càng ngày càng
cao, số lượng các đài phát thanh truyền hình ngày một tăng lên rất lớn. Ngoài các
hệ thống phát thanh truyền hình cấp Trung ương, cấp tỉnh, cấp huyện đã là rất
nhiều thì cấp phường xã hiện nay cũng trang bị đài phát thanh (hệ truyền thanh
không dây). Việc chấp hành các quy định về quản lý chưa thật nghiêm ngặt cộng
với chất lượng máy phát chưa đảm bảo đã gây nên các vấn đề can nhiễu phức tạp.
Thực tế vừa qua đã xẩy ra các vụ can nhiễu từ các máy phát thanh truyền hình vào
các mạng thơng tin di động, hệ thống rada quân đội, hệ thống đài quản lý bay hàng
khơng liên quan đến an tồn bay... Nguyên nhân chủ yếu là do các phát xạ ngoài
băng, phát xạ hài của các đài phát thanh truyền hình gây ra. Quản lý tương thích
điện từ đối với hệ thống phát thanh truyền hình tại Việt Nam là vấn đề thực tế mà
hiện nay các cơ quan quản lý Nhà nước về truyền thông đang tăng cường thực hiện.
Trong lĩnh vực phát thanh truyền hình, các máy phát thường có cơng suất
lớn, anten cao, phát sóng quảng bá vào không gian rộng nên các phát xạ không
mong muốn rất dễ gây nhiễu trong hệ thống với nhau và cho các hệ thống truyền
thông khác. Để thực hiện nhiệm vụ quản lý Nhà nước về tương thích điện từ trong
phát thanh truyền hình, vừa qua Bộ Thơng tin và Truyền thông đã ban hành các
Quy chuẩn quốc gia về tương thích điện từ cho các máy phát thanh FM, truyền
5
hình tương tự, truyền hình số DVB-T, …. Nghiên cứu và áp dụng các quy chuẩn này
vào thực tế là một việc làm rất cần thiết hiện nay. Quản lý tương thích điện từ vừa
mang tính hành chính nhà nước nhưng lại có đặc thù mang tính kỹ thuật. Ngồi
việc tuân thủ nguyên tắc quản lý hành chính nhà nước phải phải thực hiện đúng các
yêu cầu về kỹ thuật liên quan đến thiết bị đo, phương pháp đo bức xạ vô tuyến điện.
Đề tài thực hiện việc nghiên cứu áp dụng các quy chuẩn quốc gia về tương
thích điện từ cho các máy phát thanh FM, truyền hình tương tự, truyền hình số; hệ
thống hóa và xây dựng một phương pháp đo đạc, kiểm nghiệm qua việc đo đạc thực
tế tại một số đài phát thanh truyền hình trong nước, đánh giá kết quả đo được theo
quy chuẩn đã được ban hành với mục đích đóng góp một phần nhỏ vào nhiệm vụ
thực thi công tác quản lý tương thích điện từ trong các hệ thống phát thanh truyền
hình tại Việt Nam.
6
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
1.1- GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
1.1.1/ Khái niệm
Một thiết bị điện tử làm việc bao giờ cũng chịu tác động của điện từ trƣờng
của môi trƣờng xung quanh, đồng thời nó cũng gây ảnh hƣởng đến các thiết bị điện
tử khác và mơi trƣờng quanh nó. Ví dụ nhƣ một máy phát hình chịu tác động của
các thiết bị khác quanh nó nhƣ máy phát thanh, máy phát hình khác; thiết bị vi tính
chịu ảnh hƣởng của sóng điện thoại v.v… Tuy nhiên khi các thiết bị này hoạt động
nó cũng gâyảnh hƣởng đến các thiết bị điện tử khác, gây ảnh hƣởng đến con ngƣời
và môi trƣờng tự nhiên.
Khoa học tƣơng thích điện từ nghiên cứu ảnh hƣởng của tác động điện từ
trƣờng từ mọi nguồn tự nhiên và con ngƣời đến các thiết bị điện tử và tìm biện pháp
xác định tiêu chuẩn, đo lƣờng, nghiên cứu, chế tạo các thiết bị bảo đảm tính tƣơng
thích điện từ.
Một thiết bị điện tử đƣợc gọi là tƣơng thích điện từ nếu đảm bảo hai điều
kiện nhƣ sau :
- Khi làm việc khơng gây ảnh hƣởng có hại cho các thiết bị điện tử khác và
môi trƣờng xung quanh.
- Hoạt động hồn tồn bình thƣờng trong điều kiện mơi trƣờng xung quang
có ảnh hƣởng của điện từ trƣờng tự nhiên và do con ngƣời tạo ra từ các thiết bị điện
tử khác.
1.1.2/ Các nguồn gây nhiễu
Các dạng nhiễu bên ngoài tác động lên thiết bị bao gồm hai dạng cơ bản. Đó
là nhiễu do tự nhiên và nhiễu do con ngƣời tạo ra.
Nhiễu tự nhiên nhƣ sấm sét có sức phá hoại rất lớn do sấm sét tạo ra một
cƣờng độ trƣờng rất lớn.
Nhiễu do con ngƣời tạo ra rất nhiều và phát sinh từ các thiết bị điện tử hoạt
động do con ngƣời chế tạo ra. Ví dụ : Các đài phát thanh truyền hình phát hình phát
7
cơng suất lớn và có phát xạ hài, phát xạ ngồi băng ; các trạm BTS của hệ thống
thơng tin di động; các nguồn nhiễu công nghiệp; các đƣờng truyền tải điện cao áp…
1.1.3/ Cơ chế tác động của nhiễu
Các thiết bị điện tử khi hoạt động chịu tác động nhiễu qua các con đƣờng
khác nhau. Trong tự nhiên, nhiễu tác động trực tiếp nhƣ hiện tƣợng sấm sét. Điện
từ trƣờng tác động trực tiếp vào thiết bị tạo ra dịng điện rất lớn gây cháy nổ, hỏng
hóc thiết bị.
Đối với các thiết bị điện tử do con ngƣời tạo ra nguồn nhiễu ảnh hƣởng đến
các thiết bị điện tử khác đi qua các con đƣờng nhƣ sau :
- Theo đƣờng dẫn điện : đó là sự rị rỉ dịng điện qua các thiết bị khác nhau
cũng nhƣ trong các bộ phận khác nhau của cùng một thiết bị.
- Theo con đƣờng bức xạ : tác động nhiễu do bức xạ điện từ, đặc biệt là các
thiết bị hoạt động ở tần số cao.
- Theo con đƣờng cảm ứng , cơ chế hoạt động giống nhƣ trong biến áp.
Hình minh họa cơ chế tác động của nhiễu :
Hình 1.1 : Hình ảnh mơ tả ảnh hƣởng tƣơng thích điện từ
giữa các thiết bị điện tử
(1) Dẫn điện: Sử dụng biện pháp tiếp đất để chống nhiễu.
8
(2) Bức xạ: Dùng biện pháp lọc và bọc kim để chống nhiễu.
(3) Cảm ứng: Dùng biện pháp lọc và bọc kim để chống nhiễu.
1‟. Nguồn nhiễu tự nhiên
1. Nguồn nhiễu do con ngƣời tạo ra
1.1.4/ Các biện pháp khắc phục
Về mặt pháp lý, để hạn chế, khắc phục ảnh hƣởng can nhiễu giữa các thiết bị
điện tử, trƣớc tiên ngƣời ta phải nghĩ đến việc xây dựng các hành lang pháp lý cho
lĩnh vực vực này và bắt buộc mọi ngƣời phải tuân thủ. Đầu tiên là ngƣời ta phải xây
dựng các tiêu chuẩn về tƣơng thích điện từ ở cấp nhà nƣớc, cấp ngành. Đó là các
tiêu chuẩn chuyên ngành cho các thiết bị điện tử cụ thể. Ví dụ nhƣ các tiêu chuẩn về
tƣơng thích điện từ cho các thiết bị phát thanh truyền hình quảng bá (số, tƣơng tự),
các thiết bị trong thông tin di động, các thiết bị điện tử y tế … Khi đã xây dựng và
ban hành đƣợc các tiêu chuẩn ngƣời ta nghiên cứu chế tạo các thiết bị đo, xây dựng
các phƣơng pháp đo lƣờng để đo cƣờng độ điện trƣờng của các thiết bị điện tử khi
đƣợc đƣa vào sử dụng phải đảm bảo các thông số theo chuẩn cho phép. Cũng từ đây
ngƣời ta phải xây dựng các quy định chế tài xử lý, xử phạt trong lĩnh vực quản lý
tƣơng thích điện từ nhằm bắt buộc các tổ chức cá nhân phải tuân thủ các quy định
khi nghiên cứu, chế tạo, sản xuất, lƣu thông và sử dụng các thiết bị điện tử.
Về mặt kỹ thuật, tùy theo cơ chế tác động nhiễu của các thiết bị điện tử khi
hoạt động, ngƣời ta sẽ thực hiện các biện pháp để hạn chế ảnh hƣởng can nhiễu từ
bên ngoài lên hoạt động của thiết bị và ảnh hƣởng nhiễu của thiết bị ra bên ngồi,
nghĩa là bảo đảm tính tƣơng tích điện từ của thiết bị.
- Đối với ảnh hƣởng do tự nhiên ngƣời ta dùng các hệ thống chống sét. Hầu
hết các thiết bị điện tử khi lắp đặt ở những nơi có thể bị sét đánh ngƣời ta đều phải
có hệ thống chống sét. Do tác hại của sét là rất lớn nên việc thiết kế lắp đặt các hệ
thống chống sét là vô cùng quan trọng không những để đảm bảo cho hoạt động của
thiết bị mà cịn liên quan đến an tồn tính mạng của con ngƣời.
9
- Đối với ảnh hƣởng do truyền dẫn trực tiếp ngƣời ta dùng biện pháp nối đất
thiết bị. Khi đó sẽ hạn chế đƣợc các dòng rò rỉ giữa các thiết bị khác nhau và các bộ
phận khác nhau trong cùng thiết bị.
- Để giảm ảnh hƣởng do con đƣờng bức xạ, con đƣờng cảm ứng ngƣời ta
dùng biện pháp che chắn bọc kim thiết bị, bọc kim đƣờng truyền, sử dụng các bộ
lọc để lọc các thành phần tần số gây nhiễu có hại.
Ngồi ra để giảm ảnh hƣởng của can nhiễu ngƣời ta cần lựa chọn tần số làm
việc hợp lý, cần có quy hoạch, quản lý, sử dụng phổ tần số một cách khoa học và
thống nhất.
1.1.5/ Các tiêu chuẩn và các biện pháp đo lƣờng
Hiện nay ở Việt Nam chúng ta đã xây dựng đƣợc nhiều bộ tiêu chuẩn về
tƣơng thích điện từ trong các lĩnh vực khác nhau. Có những tiêu chuẩn ở cấp ngành
do các Bộ ban hành nhƣ Bộ Thông tin Truyền thông, Bộ Khoa học Cơng nghệ, Bộ
Cơng Thƣơng….. Ví dụ về các bộ tiêu chuẩn đã đƣợc ban hành nhƣ :
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phổ tần và tƣơng thích điện từ đối với thiết
bị phát hình quảng bá mặt đết sử dụng kỹ thuật số DVB-T : QCVN
31:2011/BTTTT.
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phổ tần và tƣơng thích điện từ đối với thiết
bị phát thanh
quảng bá mặt đết sử dụng kỹ thuật điều tần (FM) : QCVN
30:2011/BTTTT.
Về phƣơng pháp đo lƣờng ngƣời ta chia ra hai dạng :
- Đo thực tế tại hiện trƣờng : Xây dựng cách đo thực tế tại hiện trƣờng nhằm
đo mức cƣờng độ trƣờng của thiết bị đang hoạt động xem có nằm trong giới hạn cho
phép hay khơng.
- Đo trong phòng đo chuẩn : Ngƣời ta xây dựng các phòng đo EMC chuẩn. Ở
đây các thiết bị đƣợc đo kiểm xem có đạt chuẩn hay khơng phục vụ cho các mục
đích cấp phép sản xuất, lƣu thơng, xuất nhập khẩu…
10
1.2 - TRƢỜNG ĐIỆN TỪ CƠ SỞ NGHIÊN CỨU TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
1.2.1/ Giới thiệu chung về trƣờng điện từ
Trƣờng điện từ là một trong bốn trƣờng lực của tự nhiên bao gồm : Trƣờng
hấp dẫn, Trƣờng tƣơng tác mạnh, Trƣờng tƣơng tác yếu, Trƣờng điện từ.
Trƣờng điện từ có những đặc điểm sau đây :
- Là sự thống nhất giữa điện trƣờng và từ trƣờng.
- Là một dạng vật chất đặc biệt, phân bố trong không gian dƣới dạng sóng
hạt.
- Lan truyền trong khơng gian tự do với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng c ≈
3.10 8 m/s
- Có khả năng tƣơng tác với các hạt mang điện, với các vật thể.
Với các đặc điểm nhƣ trên nên trƣờng điện từ có thể sử dụng để truyền tin :
- Truyền tải thông tin với vận tốc lớn, gần nhƣ tức thời.
- Tƣơng tác với các vật thể nên các vật thể có thể thu đƣợc năng lƣợng điện
từ trƣờng lan đến.
- Là một dạng vật chất nên có thể tác động vào nó để gửi tin tức.
- Nó có sự thống nhất giữa điện trƣờng và từ trƣờng nên có thể bức xạ ra
ngồi.
1.2.2/ Trƣờng tĩnh (Điện tƣờng tĩnh và Từ trƣờng tĩnh)
- Điện trƣờng tĩnh đƣợc tạo ra xung quanh các điện tích đứng yên.
- Từ trƣờng tĩnh đƣợc tạo ra xung quanh các dịng điện khơng đổi.
Trƣờng tĩnh có các đặc điểm nhƣ sau :
- Mang năng lƣợng.
- Khơng lan truyền đƣợc.
- Có khả năng tƣơng tác với các vật, các hạt mang điện.
Từ các đặc điểm trên ta thấy đứng về góc độ tƣơng thích điện từ thì trƣờng
tĩnh cũng sẽ ảnh hƣởng đến các thiết bị điện tử và môi trƣờng xung quanh.
1.2.3/ Trƣờng điện từ biến thiên.
11
Trƣờng điện từ biến thiên đƣợc tạo ra bởi các nguồn dịng điện biến thiên
theo thời gian. Ví dụ dịng điện biến thiên điều hòa :
I = I0cos( t – φ)
Trƣờng điện từ biến thiên có những đặc điểm sau :
- Mang năng lƣợng ;
- Có thể lan truyền đƣợc ;
- Tƣơng tác với vật, các hạt mang điện .
Nhƣ vậy khác với trƣờng điện từ tĩnh, trƣờng điện từ biến thiên có thể lan
truyền đƣợc và do đó xét về mặt ảnh hƣởng tƣơng thích điện từ, trƣờng điện từ biến
thiên sẽ ảnh hƣởng nhiều hơn, trong phạm vi rộng hơn.
1.2.4/ Lý thuyết Maxwell
Mọi từ trƣờng biến thiên theo thời gian đều sinh ra một điện trƣờng xoáy và
mọi điện trƣờng biến thiên theo thời gian đều sinh ra một từ trƣờng xoáy. Điện
trƣờng xoáy và từ trƣờng xoáy là điện trƣờng và từ trƣờng mà các đƣờng sức bao
quanh là các đƣờng khép kín.
Phát minh của Măcxoen dẫn đến kết luận khơng thể có điện trƣờng hoặc từ
trƣờng tồn tại riêng biệt, độc lập với nhau. Điện trƣờng biến thiên nào cũng sinh ra
từ trƣờng biến thiên và ngƣợc lại từ trƣờng biến thiên nào cũng sinh ra điện trƣờng
biến thiên.
Điện trƣờng và từ trƣờng là hai mặt thể hiện khác nhau của một loại trƣờng
duy nhất là điện từ trƣờng.
Hình 1.2 : Quan hệ biến thiên giữa điện trƣờng và từ trƣờng
12
Dây dẫn có dịng điện cao tần I(t) đƣợc gọi là nguồn bức xạ hay anten.
Hình 1.3 : Trƣờng điện từ do dòng điện biến thiên gây ra
Biểu thức trƣờng sóng lan truyền trong khơng gian tự do:
- Dạng lƣợng giác:
E = E0.cos( t – kz)
H=
E0
.cos( t – kz)
z0
- Dạng phức:
E = E0.e jωt.e-jkz
H=
E 0 jωt -jkz
.e
.e
z0
Biểu thức trƣờng lan truyền trong môi trƣờng thực (VD: môi trƣờng bán
dẫn):
E = E0.e jωt. e jωt.e-αz
Với: E0: là biên độ
e jωt : là chu kỳ dao động
13
e jωt : là sự sai pha theo khoản cách lan truyền
e-αz : là suy hao theo khoản cách lan truyền
Hàm suy hao theo khoảng cách : E = Eoe – αz
1.2.5/ Trƣờng khu gần, trƣờng khu xa
- Trƣờng khu gần là trƣờng gần nguồn phát (gần anten) khi r <λ
Trƣờng này gọi là trƣờng cảm ứng và nó tác động ngay lập tức các linh kiện,
thiết bị quanh nó.
- Trƣờng khu xa là trƣờng ở xa nguồn phát (xa anten) khi r >>λ
Trƣờng này gọi là trƣờng bức xạ và nó lan truyền và tác động đến các vật,
các linh kiện ở xa.
Trƣờng khu xa
Trƣờng khu gần
Trƣờng khu xa
( r )
(Trƣờng cảm ứng)
( r )
(r )
Hình 1.4 : Phân loại trƣờng điện từ theo khơng gian
- Dịng chảy năng lƣợng hay vectơ P (vectơ mật độ năng lƣợng của trƣờng
điện từ):
P = E x H
(W/m2)
Hƣớng của P vng góc với E và H .
14
1.2.6/ Ứng dụng sóng điện từ trong truyền thơng.
Sóng điện từ đƣợc sử dụng trong các phƣơng thức truyền thông khác nhau,
trong các lĩnh vực khác nhau :
- Truyền hình quảng bá : sử dụng các dải sóng VHF, UHF
- Truyền hình cáp : sử dụng dải sóng VHF, UHF.
- Truyền thanh : AM, FM,
- Di động : dải 900, 1.800 MHz ; Công nghệ GSM, CDMA.
- Internet không dây : 3G.
- v.v…
Tóm lại :
- Trƣờng điện từ (trƣờng tĩnh và trƣờng biên thiên) đều có đặc tính tƣơng tác,
ảnh hƣởng đến xung quanh.
- Trƣờng điệh từ biến thiên có đặc tính lan truyền nên khơng chỉ tác động
đến các thiết bị lân cận mà còn ảnh hƣởng đến các thiết bị cách xa nguồn phát.
- Vận tốc lan truyền của sóng điện từ rất lớn (c ≈ 3.108 m/s) nên tác động của
nó coi nhƣ tức thời. Vì vậy việc phòng chống phải đƣợc đƣa ngay vào khi thiết kế,
chế tạo thiết bị để có tính tƣơng thích điện từ, vừa đảm bảo tính năng cần có, vừa
khơng ảnh hƣởng đến thiết bị khác và môi trƣờng xung quanh.
15
1.3- TRUYỀN SĨNG ĐIỆN TỪ
1.3.1 / Sự lan truyền sóng điện từ
Sóng điện từ có thể lan truyền tự do trong không gian hoặc trong cấu trúc
định hƣớng và giữa các lớp điện môi.
1.3.1.1/ Các cấu trúc định hƣớng
Cấu trúc định hƣớng là những đƣờng truyền dẫn sóng điện từ đi theo hƣớng
xác định với tổn hao nhỏ.
- Các đƣờng truyền định hƣớng thông dụng là :
+ Đƣờng truyền song hành
+ Đƣờng truyền đồng trục
+ Đƣờng truyền sợi quang
+ Đƣờng truyền mạch dải
+ Ống dẫn sóng
1.3.1.2/ Cấu trúc trƣờng (phân bố đƣờng sức của E và H khi sóng lan
truyền)
a/ Cấu trúc trƣờng đối với đƣờng dây song hành
Hình 1.5 : Hình ảnh cấu trúc trƣờng với đƣờng dây song hành
16
Hình 1.6 : Hình ảnh cấu trúc trƣờng với đƣờng dây song hành
nhìn theo hƣớng dây dẫn
b/ Cấu trúc trƣờng đối với cáp đồng trục
Hình 1.7 : Hình ảnh cấu trúc trƣờng với cáp đồng trục
Hình 1.8 : Hình ảnh cấu trúc trƣờng với cáp đồng trục
nhìn theo hƣớng dây cáp
17
Từ cấu trƣờng ta thấy :
- Đƣờng truyền đồng trục khơng ảnh hƣởng đến các thiết bị xung quanh, tồn
bộ đƣờng sức từ nằm trọn trong lịng cáp, hay nói cách khác dòng chảy năng lƣợng
chỉ nằm trong lòng cáp.
- Đƣờng truyền song hành gây ảnh hƣởng đến các thiết bị do điện trƣờng và
từ trƣờng lan tỏa trong không gian xung quang dây (dịng chảy năng lƣợng sóng
điện từ chạy trên bề mặt và xung quanh dây song hành, tần số càng lớn thì sức lan
tỏa của điện trƣờng và từ trƣờng vào không gian càng mạnh) hay sức ảnh hƣởng của
điện trƣờng và từ trƣờng càng lớn.
- Đƣờng truyền sợi quang và đƣờng truyền ống dẫn sóng giống nhƣ đƣờng
truyền cáp đồng trục nên không ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh.
- Đƣờng truyền mạch dải: cũng giống nhƣ đƣờng truyền song hành nên ảnh
hƣởng đến môi trƣờng xung quanh.
Cách khắc phục: ngƣời ta bọc kim đƣờng truyền song hành ở những khu vực
cần thiết, đặc biệt khi đƣờng truyền song hành truyền dẫn tần số cao. Giới hạn tần
số tín hiệu vài trăm MHz. Trong một số trƣờng hợp ngƣời ta có thể xoắn đơi đƣờng
truyền song hành lại.
1.3.1.4/ Sóng điện từ lan truyền giữa các lớp điện mơi.
Hình 1.9 : Hình ảnh lan truyền sóng điện từ trong cáp quang
Để sóng điện từ chỉ lan truyền trong chất chiết suất n1, chiết suất n1 phải lớn
hơn chiết suất n2, góc tới 0 có sin 0 =
n2
. Hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng phản
n1
xạ toàn phần.
18
Hiện tƣợng phản xạ tồn phần
(Sóng khơng sang mơi trƣờng 2)
Khi đó sóng điện từ sẽ phản xạ tồn phần lại trong chất điện mơi mà khơng
đi ra ngồi và sẽ không ảnh hƣởng đến các thiết bị khác và mơi trƣờng xung quanh.
1.3.1.5/Sự suy yếu của sóng khi đi vào một môi trƣờng khác.
Biểu thức cƣờng độ trƣờng theo khoảng cách :
E = Eoe – αz
Trong đó z là khoảng cách, Eo là cƣờng độ trƣờng tại nguồn phát xạ với z =0
α tính theo cơng thức :
2
Giả sử cƣờng độ sóng giảm đi e lần :
E 0 .e
E
z
0 0 E .e 1 (1)
0
e
Độ sâu thâm nhập z
1
0
2
Ví dụ : Đồng 1.10 7 s m , ' 1, 0 4 .10 7 H m , 2 . f , f 1MHz
19
z0
1
2
1
=
0,14 .10 3 (m). Khi biên độ trƣờng
6
7
1
2. .10 .1.10 .4. .10
2. .10 3
giảm e lần ( 2,7 lần).
1.3.1.6/ Ảnh hƣởng lẫn nhau giữa các đƣờng tuyền
- Ảnh hƣởng tƣơng hỗ (qua lại) của những đƣờng truyền dải gần nhau :
Hình 1.10 : Hình ảnh tác dụng qua lại giữa các đƣờng truyền mạch dải
- Ảnh hƣởng tƣơng hỗ (qua lại) của những đƣờng truyền là các dây dẫn :
Hình 1.11 : Hình ảnh tác dụng qua lại giữa các đƣờng truyền dây dẫn
Giữa các đƣờng truyền là các dây dẫn không chỉ bị ảnh hƣởng về mặt điện từ
trƣờng mà các dây dẫn còn chịu ảnh hƣởng bởi lực kéo hoặc đẩy.
1.3.2/ Lý thuyết che chắn
Cơ sở của lý thuyết che chắn là biểu thức trƣờng lan truyền trong mơi trƣờng
có suy hao :
E E0.e
jt z jz
.e
.e
20
E
jt z jz
H 0 .e
.e
.e
z0
Các thành phần:
E0 : Biên độ trƣờng ban đầu.
E0 .e z : Biên độ trƣờng ở khoản cách z so với điểm điểm ban đầu (Z=0)
z 0, E E0
e
e
j t
: Sóng dao động điều hòa tần số
j z
: Thành phần sai pha theo khoản cách lan truyền .
E0 .e z : là thành phần suy hao theo khoảng cách.
Với
2
Để sóng tắt nhanh khi đi qua vật che chắn ta cần có:
-
ω : lớn ( tần số cao).
-
: lớn (mơi trƣờng có độ dẫn điện lớn ( : điện dẫn suất của
môi trƣờng: ( Si m )).
Chọn vật liệu suy hao che chắn là kim loại, chủ yếu sử dụng đồng và
nhơm.
1.3.3/ Phổ tín hiệu và anten
1.3.3.1/ Phổ tín hiệu
Phổ tín hiệu trong truyền dẫn thơng tin gồm nhiều thành phần, ngồi phổ có
ích cịn có các thành phần khơng mong muốn. Đó là các phát xạ giả (phát xạ hài,
phát xạ ký sinh, sản phẩm xuyên điều chế,…) và các phát xạ ngoài băng.
Các phát xạ không mong muốn này sẽ ảnh hƣởng đến các thiết bị điện tử
khác. Vậy nên để tƣơng thích điện từ, các thiết bị điện tử phải đƣợc lọc các thành
phần mong muốn trƣớc khi đƣa tín hiệu ra anten.
1.3.3.2/Anten
21
Nhiệm vụ của anten ở phía phát là bức xạ sóng điện từ ra khơng gian. Cịn
về phía thu anten tiếp nhận năng lƣợng sóng điện từ đƣa vào máy thu. Điều này
thực hiện đƣợc dựa trên cơ sở tƣơng tác hay cảm ứng điện từ.
- Một anten có giản đồ bức xạ của nó. Giản đồ bức xạ cho ta thấy các hƣớng
phát sóng chính của anten (vơ hƣớng hoặc có hƣớng).
Hình 1.12 : Hình ảnh búp sóng phát xạ có hƣớng
Từ các giản đồ bức xạ của anten, ta có những phƣơng án để thiết bị hoạt
động có tính tƣơng thích điện từ. Đó là khơng cho bức xạ điện từ lan truyền về các
hƣớng không cần thiết.
1.3.4/ Thiết kế đảm bảo tƣơng thích điện từ.
Để thiết bị một thiết bị điện tử đảm bảo tƣơng thích điện từ, chúng ta xuất
phát từ các tiêu chí nhƣ sau :
- Thiết bị luôn làm việc tốt trong môi trƣờng có ảnh hƣởng can nhiễu điện từ
trƣờng.
- Thiết bị khơng gây ra nhiễu điện từ ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh,
trong đó có các thiết bị điện từ khác, môi trƣờng tự nhiên và con ngƣời.
Các vấn đề cụ thể cần chú ý bao gồm :
+ Chọn tần số làm việc phù hợp.
22
+ Thiết kế công suất phát phù hợp, không lớn quá và không bé quá, đảm bảo
nằm trong khoảng độ nhạy của máy thu, đảm bảo đạt yêu cầu công việc và khơng
ảnh hƣởng đến bên ngồi.
+ Cần chý ý hệ thống chống sét tốt vì tác hại của sét là rất lớn khơng những
cho thiết bị mà cịn liên quan đến tính mạng con ngƣời.
+ Trong các thành phần thiết bị, cần bọc kim các bộ phận nhạy cảm, tiếp mát
những nơi cần thiết và tăng cƣờng các bộ lọc để lọc các thành phần tần số khơng
mong muốn.
Tóm lại, sóng điện từ trong truyền thơng có chức năng truyền tải thông tin
theo ý muốn của con ngƣời. Vận tốc của sóng điện từ tƣơng đƣơng vận tốc ánh sáng
nên khi truyền tải thơng tin bằng sóng điện từ thì thơng tin đƣợc truyền đi gần nhƣ
tức thời.
Nếu sóng điện từ truyền tải thông tin lan truyền một cách tự do trong khơng
gian ta nói đó là truyền thơng vơ tuyến. Trƣờng hợp sóng điện từ đƣợc truyền đi
trong một mơi trƣờng định hƣớng thì đó là truyền thơng có đƣờng dẫn (có thể nói là
hữu tuyến).
Phổ của bức xạ sóng điện từ gồm nhiều thành phần, có thành phần có ích và
có các thành phần khơng cần thiết. Kể cả thành phần có ích và thành phần khơng
mong muốn của một hệ thống truyền thơng này có thể gây nhiễu có hại cho một hệ
thống truyền thơng khác.
Mục đích cuối cùng của mọi vấn đề từ thiết kế, chế tạo và các công tác quản
lý là đề các hệ thống truyền thơng sử dụng bức xạ sóng điện từ truyền tải thơng tin
là khơng gây nhiễu có hại cho nhau. Đó đƣợc gọi là đảm bảo tính tƣơng thích điện
từ.
23
CHƢƠNG 2
QUẢN LÝ NHÀ NƢỚC VỀ TƢƠNG THÍCH ĐIỆN TỪ
TRONG PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH TẠI VIỆT NAM
2.1 - HỆ THỐNG PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH TẠI VIỆT NAM
2.1.1/ Hiện trạng hệ thống phát thanh, truyền hình trên cả nƣớc
a) Mơ hình tổ chức:
Hiện nay, cả nƣớc có 68 Đài Phát thanh, Truyền hình trung ƣơng và địa
phƣơng, trong đó:
- 04 Đài phủ sóng tồn quốc: Đài Tiếng nói Việt Nam (VOV), Đài Truyền
hình Việt Nam (VTV) và Đài Truyền hình Kỹ thuật số VTC, Đài truyền hình An
Viên.
- 64 Đài Phát thanh, Truyền hình địa phƣơng gồm 63 Đài Phát thanh, Truyền
hình của các tỉnh/thành phố trực thuộc Trung ƣơng (riêng Thành phố Hồ Chí Minh
có 02 đài là Đài Truyền hình Thành phố Hồ Chí Minh và Đài Tiếng nói nhân dân
Thành phố Hồ Chí Minh).
- Mỗi đơn vị cấp huyện có một đài phát thanh FM. Mới đây với chủ trƣơng
đƣa thông tin về cơ sở, mỗi đơn vị cấp xã đang thực hiện kế hoạch xây dựng một
đài truyền thanh dạng truyền thanh khơng dây.
- Cả nƣớc có gần 50 doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền,
trong đó có hơn 40 doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền hình cáp, cịn lại là các
doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền hình số mặt đất, vệ tinh (DTH), IPTV, Mobil
TV…
Nhƣ vậy chúng ta thấy rằng số lƣợng các đài phát thanh, phát hình trên cả
nƣớc là rất lớn. Từ đó khả năng can nhiễu ngay trong hệ thống phát thanh, phát hình
và can nhiễu với các hệ thống truyền thông khác là rất dễ xảy ra. Do vậy việc quản
lý tƣơng thích điện từ đối với hệ thống phát thanh truyền hình là vấn đề bức thiết và
quan trọng.
b) Cơng nghệ truyền dẫn phát sóng phát thanh, truyền hình:
24
- Từ năm 1998, VTV đã nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số mặt đất,
ngày 26/3/2001 VTV đã chọn truyền hình kỹ thuật số tiêu chuẩn Châu Âu (DVB-T)
làm tiêu chuẩn chính thức, sau đó đƣợc VTC triển khai tại Việt Nam. Hiện nay tiêu
chuẩn truyền hình số đã đƣợc chọn mới là DVB-T2. Hệ thống truyền hình An Viên
phát sóng tiêu chuẩn DVB-T2. Đài VTC cũng đã chuyển sang tiêu chuẩn DVB-T2.
- Hệ thống truyền hình quảng bá đang sử dụng chủ yếu là công nghệ tƣơng
tự. Công nghệ số mới đƣợc sử dụng tại VTV, VTC, Đài truyền hình An Viên.
- Hệ thống truyền hình trả tiền sử dụng nhiều loại công nghệ truyền dẫn: cáp,
vệ tinh, số mặt đất và IPTV.
2.1.2/ Xu hƣớng số hóa phát thanh, truyền hình trên thế giới và Việt
Nam
Các nƣớc trên thế giới đều coi xu hƣớng số hóa truyền hình là một hƣớng tất
yếu của ngành truyền hình thế giới và đều có những lộ trình để tiến hành số hóa. Xã
hội hóa cơng đoạn truyền dẫn, phát sóng trong lộ trình số hóa truyền hình là xu thế
chung đã đƣợc các nƣớc tiên tiến trên thế giới thực hiện, nhằm huy động nguồn vốn
trong xã hội.
Tại Việt Nam, chúng ta cũng đang từng ngày đƣợc chứng kiến sự xâm thực
của làn sóng này. Để hịa cùng làn sóng, xu hƣớng chung đó và để thực hiện nghị
quyết của Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU), ngày 16/12/2009 Thủ tƣớng Chính
phủ đã phê duyệt Quyết định số 22/2009/QĐ-TTg về việc Quy hoạch truyền dẫn,
phát sóng phát thanh, truyền hình đến năm 2020.
Lộ trình chuyển đổi từ nay đến năm 2020 :
25