Chương II TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TRONG TT-TT pot

Updated 03/2008
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Friendship IT College
1
TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN
ĐỀ LIÊN QUAN TRONG
TT-TT
Signal and Other Concepts in
Information Communication
Chương II
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
2
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Nội dung

Tín hiệu tương tự và tín hiệu số

Truyền dẫn tín hiệu số và tín hiệu tương tự

Các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu trong
truyền dữ liệu
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
3
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Ôn tập
1. Sơ đồ khối của một hệ thống truyền thông thông tin gồm:
a. Nguồn – Bộ phát - Hệ thống truyền dẫn – Bộ thu - Đích
b. Nguồn - Hệ thống truyền dẫn – Bộ phát

c. Nguồn - Hệ thống truyền dẫn – Bộ thu – Đích
1. Mã Unicode sử dụng bao nhiêu bit để mã hóa các ký hiệu ?

a. 8 bit b. 7 bit c. 16 bit d. 32 bit
1. Truyền song công là phương thức truyền mà việc truyền
thông tại một thời điểm xảy ra theo các hướng nào trong số
các phương án sau?
a. Chỉ một hướng
b. Tùy thuộc vào yêu cầu
c. Theo hai hướng đồng thời
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
4
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Ôn tập
1. Trong hệ thống truyền hình cáp, kết nối giữa nhà cung cấp
dịch vụ và các TV ở các hộ gia đình thuộc loại kết nối nào
trong số các kết nối sau?
a. Kết nối điểm – điểm
b. Kết nối đa điểm
c. Kết nối chia sẽ dữ liệu
2. Các yếu tố chính của một giao thức
a. Cú pháp/ Ngữ nghĩa /Định thời
b. Qui tắc/Cú pháp/Ngữ nghĩa
c. Tiêu chuẩn/Định thời/Cú pháp
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
5
Updated 03/2008

CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự và tín hiệu số

Tín hiệu là dạng biểu diễn vật lý của thông tin. Tương tự
với dữ liệu, ta có tín hiệu tương tự và tín hiệu số:

Tín hiệu tương tự là tín hiệu có tập vô hạn các giá trị
trong một miền xác định;

Tín hiệu số là tín hiệu có một tập hữu hạn các giá trị
trong một miền xác định.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
6
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (1/16)

Tín hiệu tương tự thường được biểu diễn ở dạng sóng
sin.

Trên thực tế, hầu hết các dạng tín hiệu tương tự không
đơn giản ở dạng sóng Sin đơn mà có dạng phức tạp,
được biểu diễn bởi nhiều sóng Sin đơn có biên độ và
tần số khác nhau.

Biªn ®é
Thêi
gian (t)
Dạng sóng Sin đơn

Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
7
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (2/16)

Công thức toán học biểu diễn sóng Sin đơn có dạng:
s(t) = Asin(2πft + φ).

s(t) là hàm số biểu diễn giá trị tức thời của biên độ
theo thời gian t

A là biên độ

f là tần số

φ
là pha của tín hiệu.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
8
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (3/16)

Biên độ đỉnh

Biên độ đỉnh của một tín hiệu là giá trị tuyệt đối biên
độ cao nhất của tín hiệu đó. Đối với tín hiệu điện,

biên độ đỉnh thường được đo bằng đơn vị volts.

Biªn ®é
t
Biªn ®é ®Ønh
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
9
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (4/16)

Chu kỳ và tần số

Chu kỳ của một tín hiệu (T) là thời gian nhỏ nhất giữa
hai lần xuất hiện liên tiếp một mẫu tín hiệu.

Tần số của một tín hiệu (f) là số chu kỳ của tín hiệu
đó trong khoảng thời gian một giây.

Tần số f và chu kỳ T là hai giá trị nghịch đảo của
nhau f = 1/T và T = 1/f

Biªn ®é
t
6 chu kú trong 1 gi©y (s) TÇn sè f = 6Hz
Chu kú =1/6 s
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
10

Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (5/16)

Chu kỳ và tần số (tt)

Các đơn vị đo chu kỳ và tần số:
10
12
HzTHz10
-12
sps
10
9
HzGHz10
-9
sns
10
6
HzMHz10
-6
sµs
10
3
HzKHz10
-3
sms
1HzHz1ss
Giá trị
tương đương

Đơn vịGiá trị
tương đương
Đơn vị
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
11
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (6/16)

Miền tần số, miền thời gian

Tín hiệu tương tự có thể được biểu diễn trong miền
tần số hoặc trong miền thời gian
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
12
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (7/16)

Pha (Phase)

Pha của tín hiệu là vị trí bắt đầu của tín hiệu tại tọa độ
góc.

Đơn vị đo của pha là radian hoặc độ (0
0
).

Biªn ®é Biªn ®é
Biªn ®é
Biªn ®éBiªn ®é
t t t
Chu kú
1/4 chu kú
1/2 chu kú1/2 chu kú
Các phase tín hiệu
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
13
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (8/16)

Tín hiệu tổng hợp

Phân tích Fourier: bất cứ tín hiệu tổng hợp nào cũng
có thể phân tích thành tổng của một tập hợp sóng Sin
có các tần số, pha và biên độ khác nhau.Ta có công
thức tín hiệu:

s(t) = A1sin(2πf1t +φ1) + A2sin(2πf2t +φ2) + A3sin(2πf3t +φ3)+
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
14
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (9/16)


Tín hiệu tổng hợp (tt)

Ví dụ:
t
Theo phân tích Fourier ta có:
s(t) = 4A/π sin2πft + 4A/3π sin[2π(3f)t] + 4A/5π sin[2π(5f)t] +
Kết quả: ta có một tập hợp các sóng Sin với các tần số là f,
3f, 5f, 7f, và biên độ là 4A/
π
, 4A/3
π
, 4A/5
π
, 4A/7
π
tần số f
gọi là tần số cơ sở. 3f gọi là hài bậc 3, 5f gọi là hài bậc 5
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
15
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (10/16)

Tín hiệu tổng hợp (tt)

Ví dụ (tt):

Tín hiệu thành phần


Tín hiệu tổng hợp
t
Biªn ®é
t
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
16
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (11/16)

Phổ tần số

Tập hợp tất cả các thành phần tần số của tín hiệu khi
biểu diễn trong miền tần số được gọi là phổ tần số
của tín hiệu.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
17
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (12/16)

Độ rộng băng tần (băng thông)

Độ rộng băng tần của một môi trường truyền dẫn là
dãy tần số mà môi trường truyền dẫn có thể cho các
tín hiệu đi qua mà không làm mất đi một nửa năng
lượng của các tín hiệu đó.
BW = f

max
- f
min

Ví dụ một đường truyền cho phép các tín hiệu có tần
số từ 1000Hz đến 5000Hz đi qua mà không mất đi
phần lớn năng lượng của các tín hiệu đó thì ta nói
đường truyền chúng ta có độ rộng băng tần là: 5000-
1000 = 4000 Mhz (Hình vẽ).
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
18
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (13/16)

Độ rộng băng tần (tt)

Khi độ rộng băng tần không trùng với phổ tần số tín hiệu, một
số tín hiệu bị mất. Ví dụ, âm thanh thông thường có phổ tần số
từ 300Hz đến 3300Hz (độ rộng băng tần là 3000Hz), nếu
chúng ta sử dụng đường truyền với độ rộng băng tần là
1000Hz (tần số 1500 đến 2500Hz), chúng ta sẽ mất một số tần
số trong âm thanh giọng nói.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
19
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (14/16)


Độ rộng băng tần (tt)

Ví dụ: khi ta truyền tín hiệu sóng vuông qua môi
trường truyền dẫn (hình vẽ), kết quả nhận được là
dạng tín hiệu có hình dạng đã bị thay đổi so với ban
đầu. Bởi vì phổ của tín hiệu sóng vuông được mở
rộng vô tận, nên không có một môi trường truyền dẫn
lý tưởng đáp ứng đủ độ rộng băng tần.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
20
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu tương tự (15/16)

Độ rộng băng tần (tt)

Khái niệm độ rộng băng tần còn được dùng để nói
đến độ rộng băng tần của tín hiệu. Ví dụ, một tín hiệu
có độ rộng băng tần là 1000Hz nghĩa là tín hiệu đó có
phổ các tần số rộng 1000Hz. Chúng ta cần một môi
trường truyền dẫn có độ rộng băng tần 1000Hz và
phù hợp để truyền dẫn tín hiệu đó mà không mất đi
những thành phần chính của tín hiệu.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
21
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

Tín hiệu tương tự (16/16)

Chuyển đổi dữ liệu sang tín hiệu tương tự

Để truyền được các dữ liệu đi trên đường truyền,
chúng ta cần phải chuyển đổi dữ liệu sang dạng tín
hiệu.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
22
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu số (1/11)

Tín hiệu số là một dạng tín hiệu tương tự tổng hợp có độ
rộng băng tần vô hạn.

Dữ liệu tương tự và dữ liệu số có thể được chuyển đổi
sang tín hiệu tương tự và cũng có thể được chuyển đổi
sang dạng tín hiệu số. Chẳng hạn như dùng mức điện
áp dương để mã hóa bit 1, mức điện áp zero cho bit 0.

t
Biªn ®é
Biểu diễn một tín hiệu số
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
23
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

Tín hiệu số (2/11)

Hầu hết các tín hiệu số là không có chu kỳ, nên việc sử
dụng các khái niệm chu kỳ và tần số cho tín hiệu số là
không phù hợp. Vì thế, để mô tả tín hiệu số người ta sử
dụng các khái niệm độ rộng bit (thay cho chu kỳ) và tốc
độ bit (thay cho tần số).

Độ rộng bit là khoảng thời gian được yêu cầu để
gửi một bit đơn, đơn vị tính là giây (s).

Tốc độ bit là số lượng bit (hoặc số lượng độ rộng
bit) gửi trong khoảng thời gian là 1s, đơn vị tính là
bps.
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
24
Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu số (3/11)

Độ rộng bit và tốc độ bit
§é réng bit
Biªn ®é
1s = 8 ®é réng bit
Tèc ®é bit = 8bps
t
Copyright © 2008, Korea-Vietnam Fri
endship IT College
25

Updated 03/2008
CHƯƠNG II. TÍN HiỆU VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
Tín hiệu số (4/11)

Mức tín hiệu và mức dữ liệu

Tín hiệu số có số lượng hữu hạn các giá trị. Tuy
nhiên, có thể chỉ có một số giá trị đại diện cho dữ liệu
và các giá trị còn lại được sử dụng cho các mục đích
khác.

Khi ta nói đến số lượng các giá trị được cho phép
trong một tín hiệu cụ thể là nói đến số mức tín hiệu;
nói đến số lượng giá trị được sử dụng để đại diện dữ
liệu là nói đến số các mức dữ liệu.