BÁO cáo TIỂU LUẬN tên đề tài điện tử THÔNG TIN

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỆN TỬ THÔNG TIN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Lâm Minh Long SINH VIÊN: Trần Tuấn Trung MÃ SỐ SV: 1853020030 LỚP: 18ĐHĐT01 Thành phố Hồ Chí Minh – 12/2021 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỆN TỬ THÔNG TIN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Lâm Minh Long SINH VIÊN: Trần Tuấn Trung MÃ SỐ SV: 1853020030 LỚP: 18ĐHĐT01 Thành phố Hồ Chí Minh – 12/2021 HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ BÁO CÁO TIỂU LUẬN Họ tên sinh viên: TRẦN TUẤN TRUNG MSSV: 1853020030 Lớp: 18ĐHĐT01 Tên tiểu luận môn học: Điện tử thông tin Nhiệm vụ tiểu luận: Ngày giao tiểu luận: ……/……/…… Ngày hoàn thành tiểu luận: ……/……/…… Họ tên người hướng dẫn: TS Lâm Minh Long T/p Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TS LÂM MINH LONG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: Ý thức thực hiện: Nội dung thực hiện: Hình thức trình bày: Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: (Quy định thang điểm lấy điểm trịn theo quy định Học viện) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TS LÂM MINH LONG LỜI NÓI ĐẦU Hiện xã hội phát triển giai đoạn cơng nghệ 4.0 tiến phát minh người khoa học công nghệ ngày mạnh, điều giúp cho ngành khác sản xuất, y học, dịch vụ, v.v phát triển theo Rõ ràng khoa học công nghệ điện tử, kỹ thuật quan trọng sống người Có thể kể đến ngành hàng không, máy bay, tàu bay phát minh vĩ đại người suốt nhiều năm từ thô sơ áp dụng định luật vật lý để hoạt động đến đại áp dụng thiết bị điện tử công nghiệp Trong tiểu luận tìm hiểu điện tử thơng tin Một khía cạnh chung kỹ thuật điện tử, lý thuyết kỹ thuật điều chế, máy phát, ứng dụng, Em xin chân thành cảm ơn thầy cô mơn điện - điện tử tận tình bảo để em hồn thành đề tài nghiên cứu Bên cạnh hướng dẫn, góp ý giảng viên hướng dẫn TS Lâm Minh Long Do thời gian kiến thức nhiều hạn chế, đề tài em không tránh khỏi sai sót, em mong thầy góp ý, chỉnh sửa để hồn thiện MỤC LỤC Chương 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THU PHÁT THÔNG TIN 11 Hệ thống thông tin thu phát 11 1.1.1 Các ví dụ hệ thống thu phát thông tin 11 1.1.2 Sơ đồ khối hệ thống thu phát thông tin 11 1.1.3 Kênh truyền nhiễu 11 1.2 Phổ tần số 11 1.3 Các mơ hình hệ thống thơng tin 11 1.3.1 Mô hình đơn cơng (simplex) 11 1.3.2 Mơ hình song cơng (duplex) 11 1.3.3 Mơ hình bán song công (half-duplex) 11 1.4 Hệ thống thông tin vô tuyến .11 1.4.1 Hệ thống thông tin vô tuyến cố định 11 1.4.2 Hệ thống thông tin vô tuyến di động 11 1.4.3 Hệ thống thông tin vệ tinh 11 1.5 Khái quát hệ thống thông tin Hàng không 11 Chương MẠCH LỌC 11 2.1 Khái niệm 11 2.2 Hàm truyền-Biểu đồ Bode 11 2.3 Mạch lọc thụ động (LPF, HPF, BPF, BRF) 11 2.4 Mạch lọc tích cực (LPF, HPF, BPF, BRF) 11 Chương 3.1 MẠCH DAO ĐỘNG 12 Nguyên lý dao động 12 3.2 Dao động dời pha 3.2.1 Mạ 3.2.2 Mạ 3.3 Dao động cầu Wien 3.4 Dao động cộng hưởn 3.4.1 Mạ 3.4.2 Mạ 3.5 Dao động Colpitts 3.6 Dao động Hartley 3.7 Dao động thạch anh Chương CÁ 4.1 Kỹ thuật điều chế 4.2 Hệ thống điều biên A 4.2.1 Phư 4.2.2 Phổ 4.2.3 Côn 4.2.4 Mạ 4.2.5 Mạ 4.3 4.3.1 Hệ thống điều chế d DSB 4.3.1.1 Quang phổ tín h 4.3.1.2 Bộ phát 4.3.1.3 Giải điều chế 4.3.1.4 Biến dạng suy giả 4.3.1.5 Cách thức hoạt động 4.3.2 SSB 4.3.3 VSB 4.3.3.1 Hệ thống điều chế 4.3.3.2 So sánh hiệu suất củ DSB-SC SSB 4.3.3.3 4.4 Ưu nhược điểm ứ Hệ thống điều tần FM 4.4.1 Điề 4.4.2 Điề Chương 5.1 VÒ Sơ đồ khối nguyê 5.1.1 Sơ 5.1.2 Ngu 5.2 Các khái niệm dãy k 5.2.1 Dãy 5.2.2 Dãy 5.3 Cấu tạo VCO, 5.3.1 Cấu 5.3.2 Bộ 5.3.2.1 Bộ tách sóng pha tư 5.3.2.2 Bộ tách sóng pha số 5.4 Các ứng dụng vòng 5.4.1 Bộ 5.4.2 Giả 5.4.3 Giả 5.4.4 Đồn 5.4.5 Giả 5.4.6 Sử 5.4.6.1 Sơ đồ khối máy phát FM Stere 5.4.6.2 Phổ tín hiệu FM Stereo 5.4.6.3 Sơ đồ khối máy thu FM Stereo 5.4.6.4 Ứng dụng PLL việc giải Chương MÁ 6.1 Định nghĩa phân loại máy p 6.2 Sơ đồ loại máy phát 6.3 Trở kháng cách phối hợp 6.4 Các mạch lọc má 6.5 Khuếch đại công suất cao tần v 6.6 Trung hòa chống dao động 6.7 Đo lường máy phát Chương MÁ 7.1 Định nghĩa phân loại máy t 7.2 Sơ đồ máy thu 7.3 Mạch vào máy thu 7.4 Đổi tần 7.5 Khuếch đại trung tần IF lọc 88 7.6 Tự động điều chỉnh AFC/AGC 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1: Sơ đồ khối dao động .15 Bộ tổng hợp tần số đơn thiết kế cách đưa tín hiệu chuẩn từ dao động thạch anh vào so pha mạch PLL có chia lập trình hình 5.9 Khi PLL thực khố pha, f ref = đếm lập trình 74192 Điều có nghĩa ta thay đổi N từ chia nhận tần số khác Hệ số N chọn giá trị khác cách thay đổi điện áp vài chân IC chia Do tổng hợp tần số điều khiển dễ dàng nhờ máy tính điều khiển từ xa Đồng thời, giảm giá thành độ phức tạp so với tổng hợp tần số sử dụng L,C trước Khuyết điểm mạch tạo tần số bội số tần số chuẩn f = N.f o ref Chẳng hạn, f = 100 KHz ref mạch tạo tần số bội số 100KHz Điều phù hợp với chương trình phát quảng bá FM khoảng cách kênh 200KHz Trong đó, khơng phù hợp với chương trình phát quảng bá AM khoảng cách kênh 10KHz (thạch anh dao động tần số 100 KHz) Bước thay đổi tần số tối thiểu gọi độ phân giải tổng hợp tần số Để khắc phục, người ta sử dụng chia cố định để chia nhỏ tần số chuẩn trước đưa vào tách sóng pha hình vẽ Hình 5.10: Bộ tổng hợp tần số có tần số thấp Ví dụ: Hãy thiết kế tổng hợp tần số PLL sử dụng thạch anh 10MHz cho tạo dải tần số phát quảng bá AM từ 540 KHz đến 1700KHz Bộ tổng hợp tần số biểu diễn hình 6.13 Vì khoảng cách kênh thơng tin AM 10KHz nên ta thiết kế f ref =10 KHz Lúc N tăng giảm đơn vị tần số đầu chuyển đến kênh kế cận Từ đó, ta tính hệ số Q sau: Q= Tiếp đến, ta xác định dải thay đổi N Khi thay đổi N đơn vị tần số thay đổi tương ứng kênh Từ đó, ta xác định giá trị N để tạo tần số dải tần AM Chẳng hạn, tần số thấp băng tần: N= Tại tần số cao băng tần: N= 5.4.2 Giải điều chế FM Nếu PLL khóa theo tần số tín hiệu vào, điện áp ngõ vào VCO tỷ lệ với độ dịch tần số VCO kể từ f N Nếu tần số vào thay đổi, điện áp điều khiển VCO dịch tương ứng khoảng đồng chỉnh BL Nếu tín hiệu vào điều tần, điện áp điều khiển VCO điện áp giải điều chế FM PLL dùng để tách sóng FM dải hẹp dải rộng với độ tuyến tính cao Giả sử điện áp tách sóng pha cực đại V d, điện áp ngõ vào VCO k A V d, độ di tần cực đại: ∆ ωmax =k0 k A V d, k 0: độ lợi VCO Dải khóa BL=2 ∆ ωmax=2 k0 k A V d Dải khóa hay cịn gọi dải đồng phải lớn độ di tần tín hiệu vào Hình 5.11: PLL giải điều chế FM (IC NE 560) Giải điều chế FM dùng PLL thực cách cài đặt tần số dao động tự f N tần số trung tâm tín hiệu FM ngõ vào có biên độ khơng đổi Trong nhiều ứng dụng cụ thể, trước tách sóng pha PLL có mạch khuếch đại hạn biên độ Ví dụ: IFFM =10,7 Mhz có C Băng thơng PLL chọn lọc tín hiệu sau LPF: 15KHz C 1=13, 10−6 =887 PF B Chỉnh giảm τ =75 μs C D = 8.10 τ =9,38 nF Dải khóa ngưỡng độ nhạy: BL=± 15% f Điện trở R1 điều chỉnh dải khóa ngưỡng độ nhạy NE560 Mức tín hiệu điện áp nhỏ ngõ vào VCO mà PLL khóa pha N gọi ngưỡng độ nhạy FM phát t hanh có độ di tần ±75KHz hay 1% f N (10,7MHz) Để giảm giải khóa, tăng giá trị (RF biểu thị độ giảm dải khóa từ 15% cịn 1% hay 15) 5.4.3 Giải điều chế FSK FSK- dạng đặc biệt tín hiệu FM, có hai tần số điều tần Giải điều chế FSK liên quan đến tách (giải mã) tín hiệu quay số điện thoại nút nhấn truyền tín hiệu số FSK Ngõ PLL dùng cho giải điều chế FSK hai mức điện áp Hình 5.12: giải điều chế FSK dùng PLL 5.4.4 Đồng tần số ngang dọc TV Hình 5.13: Mạch đồng tần số ngang dọc 5.4.5 Giải điều chế AM Tín hiệu AM có dạng V AM (t )=V 1T [1+ m(t )]cos ω0 (t ) Trong tín hiệu điều chế thấp m (t)=V m cos ωm t giải điều chế cách nhân với tín hiệu sóng mang V LO (t )=Acos (ω0+ θ0 ) V (t)=V AM (t ) V LO (t )=V T [1+ m(t )]cos ω0 (t) Acos (ω0+θ0) V (t )= A[ 1T 1+m(t )] V ¿ Qua LPF thành phần tần số thấp ngõ ra: V A V1T (t )= [1+ m(t )]cos θ0 V (t) tỷ lệ với m (t) tức tỷ lệ với tín hiệu giải điều chế AM Đây kiểu tách sóng AM trực tiếp khơng cần đổi tần, có ưu điểm không dùng trung tần, không cần chọn lọc tần số ảnh Để biên độ tín hiệu lớn góc pha θ0 phải 0, dao động nội V LO (t ) phải khóa pha với súng mang, kiểu giải điều chế gọi tách súng đồng hay tách sóng quán (coherent Detector), có chất lượng tách sóng khơng qn tỷ số S/N nhỏ Hình 5.14: Giải điều chế AM 5.4.6 Sử dụng FM Stereo 5.4.6.1 Sơ đồ khối máy phát FM Stereo Hình 5.15: Sơ đồ khối máy phát FM Stereo Thành phần khối: L+R: FM mono (L-R)DSB: FM Stereo (L-R)DSB điều chế cân triệt sóng mang (điều biên nén SAM) f sc =38 KHz nhờ sóng mang phụ Sóng báo: để thơng báo cho máy thu biết chương trình nhận lỡ Mono hay Stereo Khơng có sóng báo chương trình nhận FM Mono Nếu có sóng báo chương trình nhận FM Stereo Nếu chất lượng sóng FM Stereo chất lượng sóng báo khoá đường giải mã FM Stereo máy thu làm việc thu chương trình FM Mono Người ta thường sử dụng phương pháp PLL để tạo đồng f sc máy phát vỡ máy thu để máy thu thực trình giải mã FM Stereo máy thu Ngồi cịn có tín hiệu gọi sóng th bao tần số f =67 KHz Tín hiệu từ micro L R tầng khuếch đại micro nâng biên độ Mạch cộng thứ cộng tín hiệu L vỡ R cho tín hiệu L+R dành cho máy thu FM Mono Tín hiệu (L+R) sau qua mạch lọc băng thơng để lọc lấy tín hiệu có dải tần số từ 30Hz đến 15KHz đưa vào mạch cộng tổng hợp Trong cộng thứ cộng tín hiệu L vỡ tín hiệu R sau đảo pha 1800 để tạo tín hiệu (L-R), sau qua mạch lọc băng thơng để lọc lấy tín hiệu dải tần từ 30Hz đến 15KHz Tín hiệu đưa qua mạch điều chế cân với tần số sóng mang phụ f sc =38 KHz (bằng dao động thạch anh) dùng cho máy thu FM stereo Đồng thời dao động sóng mang phụ f sc =38 KHz chia đôi hạn biên để tạo thành sóng báo có tần số f ps=19 KHz máy thu biết chương trình thu lỡ FM stereo hay mono Ba tín hiệu (L+R), (L-R)DSB f ps=19 KHz cộng thứ tạo thành tín hiệu tổng hợp Qua tầng khuếch đại tầng điện kháng nhằm thay đổi điện dung tương đương, sau vào tầng dao động sóng mang để biến đổi thành tín hiệu FM, qua nhân tần, khuếch đại cao tần, lọc hài để loại bỏ hài bậc cao Cuối đưa anten để xạ anten truyền không gian đến máy thu Bộ AFC nhằm so sánh tần số dao động chuẩn tần số sóng mang để ln ln ổn định tần số sóng mang nhằm nâng cao chất lượng đài phát 5.4.6.2 Phổ tín hiệu FM Stereo Hình 5.16: Phổ tín hiệu FM Stereo 5.4.6.3 Sơ đồ khối máy thu FM Stereo Mạch AFC có nhiệm vụ tạo tần số dao động f sc=38 KHz kiểm soát cho dao động chạy tần số pha đài phát để đưa vào mạch giải mã FM Ste re o Tí n hiệ u sóng báo vừa để báo c ho máy thu biế t đài f ps=19 KHz phát FM Stereo hay mono gửi đến máy thu để kiểm soát tần số dao động f sc=38 KHz máy thu chạy với tần số pha đài phát Hoạt động mạch: Tín hiệu FM stereo tách sóng FM Mono tách từ tín hiệu trung tần Đó tín hiệu FM stereo tổng hợp gồm thành phần: (L+R), (L-R)DSB, 19KHz vỡ 67KHz + Tín hiệu FM stereo tổng hợp (L+R) sau qua mạch lọc băng thơng có tần số từ 30Hz đến 15KHz để tạo lại tín hiệu (L+R) đưa vào khối ma trận + Tín hiệu tổng hợp qua mạch khuếch đại băng thông, thường mạch cộng hưởng để lấy thành phần (L-R)DSB stereo đưa vào giải mã FM stereo Hình 5.17: Sơ đồ khối máy thu FM Stereo + Tín hiệu sóng báo f ps=19 KHz tách nhờ tách sóng 19KHz, thường mạch lọc dải hẹp cho qua tín hiệu hình sine tần số 19KHz Sau nhân đơi tần số để phục hồi lại sóng mang phụ f sc=38 KHz dựa vào ngun tắc hoạt động vịng khố pha PLL + Ngồi tín hiệu sóng báo điều khiển đèn báo máy thu biết chương trình thu lỡ FM stereo hay mono + phụ Bộ giải mã FM stereo nhân hai tín hiệu (L-R)DSB vỡ sóng mang f sc=38 KHz để tạo tín hiệu (L-R) đầu Sau đó, đưa vào khối ma trận, kết hợp với tín hiệu (L+R) để tạo tín hiệu L vỡ R, qua mạch khuếch đại âm tần phát loa riêng rẽ, tạo thành tín hiệu FM stereo 5.4.6.4 Ứng dụng PLL việc giải mã FM Stereo Hình 5.18: Sơ đồ khối giải mã FM Stereo sử dụng PLL Khoá K để mở khoá nguồn cung cấp cho mạch giải mã FM Stereo Trong trường hợp thu chương FM Mono chương trình FM Stereo chất lượng khơng đạt u cầu khố K khóa khơng cho nguồn VCC cung cấp điện áp cho mạch giải mã FM Stereo, hạn chế nhiễu Chương 6.MÁY PHÁT 6.1 Định nghĩa phân loại máy phát 6.2 Sơ đồ loại máy phát 6.3 Trở kháng cách phối hợp 6.4 Các mạch lọc máy phát 6.5 Khuếch đại công suất cao tần nhân tần số 6.6 Trung hòa chống dao động ký sinh 6.7 Đo lường máy phát Chương 7.MÁY THU 7.1 Định nghĩa phân loại máy thu 7.2 Sơ đồ máy thu 7.3 Mạch vào máy thu 7.4 Đổi tần 7.5 Khuếch đại trung tần IF lọc 7.6 Tự động điều chỉnh AFC/AGC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Double-sideband_suppressed- carrier_transmission [2] https://electronicscoach.com/vestigial-sideband-modulation.html ...BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỆN TỬ THÔNG TIN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Lâm Minh Long... ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ BÁO CÁO TIỂU LUẬN Họ tên sinh viên: TRẦN TUẤN TRUNG MSSV: 1853020030 Lớp: 18ĐHĐT01 Tên tiểu luận môn học: Điện. .. 1.4 Hệ thống thông tin vô tuyến 1.4.1 Hệ thống thông tin vô tuyến cố định 1.4.2 Hệ thống thông tin vô tuyến di động 1.4.3 Hệ thống thông tin vệ tinh 1.5 Khái quát hệ thống thông tin Hàng không