Bài giảng: Truyền thông điện tử pdf

9/12/2010
1
9/12/2010
2
Truyền thông điện tử là quá trình
Sử dụng các mạch điện tử
9/12/2010
3
BỘ PHÁT
MÔI TRƯỜNG
TRUYỀN
BỘ NHÂN
Dữ liệu
nguồn
Dữ liệu
đích
HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG:
- TRUYỀN THÔNG TƯƠNG TỰ
-TRUYỀN THÔNG SỐ
9/12/2010
4
VÍ DỤ HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG
MODEM
MODEM
SỐ
SỐTƯƠNG TỰ
TƯƠNG TỰ TƯƠNG TỰ
IP
GATEWAY
IP
GATEWAY

WAN/LAN
(DIGITAL)
9/12/2010
5
VÍ DỤ HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG
TƯƠNG TỰ
TƯƠNG TỰ TƯƠNG TỰ
TƯƠNG TỰ TƯƠNG TỰ
CODEC CODEC
DS1
RADIO
RADIO
STATION
STATION
AAAIR
FREE SPACE
FREE SPACE
9/12/2010
6
9/12/2010
7
 TƯƠNG TỰ = LIÊN TỤC
 SỐ = RỜI RẠC
9/12/2010
8
Điều chế: Chồng tín hiệu chứa thông tin ở tần số thấp
(intelligence signa/ information) với tín hiệu sóng mang ở tần số
cao (tần số translation) để truyền đi.
Giải điều chế: giải mã tín hiệu chứa thông tin tần số thấp từ tín
hiệu tần số cao nhận được.

Tại sao phải điều chế?
Trên thực tế không thể truyền tín hiệu ở tần số thấp trong không
gian nên phải tiến hành điều chế.
9/12/2010
9
Tại sao sóng mang phải có tần số cao?
Truyền đồng thời mà không giao thao.
Xây dựng các anten nhỏ. (i.e ¼ bước sóng)
(ở tần số audio, kích thước anten lên đến hàng dặm)
Điều chế là thay đổi tính chất của sóng mang theo tín hiệu chứa
thông tin.
¾Modulating sinal = tín hiệu chứa thông tin tần số thấp (tín hiệu
dải gốc)
¾Unmodulated Carrier = sóng mang tần số cao.
¾Modulated wave = tín hiệu kết quả
9/12/2010
10
TÌN HIỆU ĐIỀU CHẾ
(CHỨA THÔNG TIN,
TẦN SỐ THẤP)
BỘ ĐIỀU CHẾ
(UP CONVERTER)
DAO ĐỘNG TẠO
SÓNG MANG
(TẦN SỐ CAO)
SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ
MÔI TRƯỜNG TRUYỀN
(KÊNH TRUYỀN)
9/12/2010
11

TÌN HIỆU GIẢI ĐIỀU
CHẾ
(CHỨA THÔNG TIN,
TẦN SỐ THẤP)
LOCAL OSCILLATOR
(TẦN SỐ CAO)
BỘ GIẢI ĐIỀU CHẾ
(DOWN CONVERTER)
SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ
MÔI TRƯỜNG TRUYỀN
(KÊNH TRUYỀN)
9/12/2010
12
• PWM, PPM, PAM, PCM/ADPCM/DPCM
TRUYỀN THÔNG TƯƠNG TỰ
• AM, FM, PM (Điều chế tương tự)
TRUYỀN THÔNG SỐ
• ASK, PSK, FSK, QAM (Điều chế số)
TRUYỀN TẢI SỐ
ANALOG RADIO
DIGITAL RADIO
9/12/2010
13
Hệ thống truyền thông tương tự: năng lượng được phát/ nhận ở dạng
tương tự.
• ANALOG TRUYỀN TẢI: tín hiệu mang thông tin là tương tự
Không điều chế, tín hiệu dải gốc được truyền qua cáp đồng
•ANALOG RADIO: tín hiệu điều chế và sóng mang đều là tương
tự.
Điều chế (i.e. AM, FM, PM), Tín hiệu SSB/DSB được

truyền trong FREE SPACE/ khí quyển trái đất (lan truyền RF).
9/12/2010
14
• DIGITAL TRUYỀN TẢI – HỆ THỐNG SỐ THẬT SỰ:
Xung số (i.e. TTL, NRZ, PCM) được truyền trên cáp đồng/
cáp quang (không có sóng mang tương tự). Thông tin dạng tương
tự/ số (cần chuyển đổi A/D VÀ D/A).
• DIGITAL RADIO:
Sóng mang tương tự được điều chế số(i.e. PAM, QAM,
ASK, PSK, FSK, PWM). Truyền qua cáp đồng, cáp quang hay
FREE SPACE
9/12/2010
15
)2sin()(
θ
π
+
=
ftVtv
f
T
1
=
t
V
θ
0
V
9/12/2010
16

)2sin()(
θ
π
+
=
ftVtv
SignalCarriertv =)(
AmplitudeV =
π
ω
2
1
===
T
Frequencyf
PhaseAngle
=
=
θ
TÍN HIỆU
ĐIỀU CHẾ
TƯƠNG TỰ
AM
FM PM
ASK
FSK PSK
QAM
TÍN HIỆU
ĐIỀU CHẾ
SỐ

ĐIỀU CHẾ
ĐiỀU CHẾ
TÍN HIỆU SÓNG
MANG CHƯA
ĐIỀU CHẾ
Có thể là
Cosin
9/12/2010
17
Tín hiệu thông tin được chuyển đổi sang năng lượng sóng
điện từ và có thể lan truyền trong một dãy tần số:
 Thế hoặc dòng theo cáp đồng.
Sóng radio phát trong free space.
Sóng ánh sáng ở cáp quang.
FREQUENCY
RANGE
DESIGNATION EXAMPLE
30 Hz - 300 Hz ELF AC POWER (60 Hz)
.300Hz - 3 kHz VF VOICE (SPEECH)
3 kHz - 30 kHz VLF MILITARY SYSTEMS
30 kHz - 300 kHz LF NAVIGATION
300 kHz - 3 MHz MF AM (535 kHz - 1605 kHz)
3 MHz - 30 MHz HF SHORT WAVES (CBs)
30 MHz - 300 MHz VHF FM (88 MHz - 108 MHz)
VHF TV Chs 2 - 13 (54 MHz - 216 MHz)
300 MHz - 3 GHz UHF TV Chs 14 - 83, CELLULAR PHONES
f > 1 GHz UHF MICROWAVE, SATELLITE COMMUNICATION
3 GHz - 30 GHz SHF MICROWAVE, SATELLITE COMMUNICATION
30 GHz - 300 GHz EHF
SPECIALIZED RADIO COMMUNICATION

APPLICATIONS
300 GHz - 300 THz INFRARED HEAT SINK GUIDANCE SYSTEMS
300 THz - 3 PHz
VISIBLE
LIGHT
OPTICAL FIBER SYSTEMS
9/12/2010
18
9/12/2010
19
Bước sóng: chiều dài một chu kỳ của sóng radio (EMV)
chiếm trong không gian.
][m
f
v
=
λ
][
λ
λ
],/[
]/103[
]
/
[
8
Hzscyclefrequencyf
smxlightofSpeedv
cyclemWavelength
=

=
=
λ
λ
↓↑ ,f
9/12/2010
20
V
V
Í
Í
D
D
Ụ
Ụ
:
:
MHzfkHzfkHzf 10,100,1 =
=
=
Xác định bước sóng
λ
mx
x
5
3
8
103
10
103

==
λ
mx
x
3
5
8
103
10
103
==
λ
m
x
30
10
103
7
8
==
λ
λ
↓↑ ,f
][
λ
9/12/2010
21
¾Phổ của tín hiệu là dải tần số của tín hiệu.
¾Băng thông tuyệt đối (absolute bandwith)của tín hiệu là độ rộng
phổ (nhiều tín hiệu có băng thông vô hạn).

¾Hầu hết năng lượng của tín hiệu chứa trong 1 dải tần số tương đối
hẹp gọi là băng thông hiệu quả (effective bandwith), còn gọi là
băng thông 3dB, zero crossing bandwith , hay purely bandwith, B
[Hz]:
CRITERIA:
ic BB ≥
Kênh truyền thông không thể lan truyền tín hiệu chứa dải tần số
lớn hơn băng thông của kênh truyền đó
][HzLOWHIGH ffB −
=
9/12/2010
22
)()(
ω
Ftf
F
⎯→←
A
B
)(
ω
F
zcB
dBB 3
)( oF
ω
2
)(
oF
ω

o
ω
o
ω
−
ω
9/12/2010
23
V
V
Í
Í
D
D
Ụ
Ụ
:
:
Cho thoại (speech, not hifi): 300 hz - 3000 hz
Kênh truyền thoại cần băng thông nhỏ nhất
là : 3000 Hz – 300 Hz = 2700 Hz
9/12/2010
24
HARTLEY’S LAW (BELL LABS)
Dung lượng kênh truyền là hàm tuyến tính:
txBC ∝
C: dung lượng kênh
B: băng thông kênh (Hz)
t: thời gian truyền tải(secs)
Lượng thông tin có thể truyền đi trên kênh truyền trong

một khoảng thời gian.
9/12/2010
25
)1(log 2
N
S
BC +=
C: channel capacity (bps) / bit rate
B: channel băng thông (Hz)
S/N: tỷ số tín hiệu/ nhiễu
)1(log 2
N
S
C
B
+
=
Trong 1 kênh truyền có nhiễu, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N) là tỷ lệ
của năng lượng tín hiệu trên năng lượng nhiễu được đo ở bộ nhận
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝

⎛
=
PowerNoise
PowerSignal
NS dB log10)/(
SHANNON’S HAYEM (BELL LABS)