TIẾT:CHUYÊN ĐỀ 2: TRUYỀN THÔNG TIN BẰNG SÓNG VÔ TUYẾNI. MỤC TIÊU1. Kiến thức Nêu được biến điệu biên độ và biến điệu tần số. So sánh được biến điệu biên độ (AM) và biến điệu tần số (FM). Liệt kê được tần số và bước sóng được sử dụng trong các kênh truyền thông khác nhau. Thảo luận để rút ra được ưu, nhược điểm tương đối của kênh AM và kênh FM Mô tả được các ưu điểm của việc truyền dữ liệu dưới dạng số so với việc truyền dữ liệu dưới dạng tương tự. Thảo luận để rút ra được: sự truyền giọng nói hoặc âm nhạc liên quan đến chuyển đổi tương tự – số (ADC) trước khi truyền và chuyển đổi số – tương tự (DAC) khi nhận. Mô tả được sơ lược hệ thống truyền kĩ thuật số về chuyển đổi tương tự – số và số – tương tự. Thảo luận được ảnh hưởng của sự suy giảm tín hiệu đến chất lượng tín hiệu được truyền; nêu được độ suy giảm tín hiệu tính theo dB và tính theo dB trên một đơn vị độ dài. Lập dự án nghiên cứu kiến thức và ứng dụng: Thảo luận, đề xuất, chọn phương án và thực hiện được dự án tìm hiểu các nội dung kiến thức2. Năng lực Năng lực sử dụng kiến thức(K): Sử dụng được kiến thức vào việc giải thích các vấn đề có liên quan đến biến điệu, tín hiệu tương tự và tín hiệu số và suy giảm tín hiệu. Giải thích được truyền thông tin bằng sóng vô tuyến bằng biến điệu biên độ AM và biến điệu tần số FM; ưu, nhược điểm tương đối của kênh AM và kênh FM. Năng lực phương pháp(P): Phương pháp nghiên cứu khoa học là lập và thực hiện dự án Năng lực trao đổi thông tin(X): Thực hiện các trao đổi, thảo luận với bạn để thực hiện nhiệm vụ. Năng lực cá thể (C): Kết hợp được các kiến thức trong việc giải các bài toán về các định luật cơ bản.Sử dụng kiến thức đã học vào lí giải hoặc vận dụng ở các tình huống thực tiễn.3. Phẩm chất Tự tin đưa ra các ý kiến cá nhân khi thực hiện các nhiệm vụ. Chủ động trao đổi, thảo luận với các HS khác và với GV. Hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu.II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU1. Giáo viên Kiến thức cũ của HS: Sóng điện từ, sóng vô tuyến Bài giảng powerpoint. Phiếu học tập
TIẾT: CHUN ĐỀ 2: TRUYỀN THƠNG TIN BẰNG SĨNG VƠ TUYẾN I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu biến điệu biên độ biến điệu tần số - So sánh biến điệu biên độ (AM) biến điệu tần số (FM) - Liệt kê tần số bước sóng sử dụng kênh truyền thông khác - Thảo luận để rút ưu, nhược điểm tương đối kênh AM kênh FM - Mô tả ưu điểm việc truyền liệu dạng số so với việc truyền liệu dạng tương tự - Thảo luận để rút được: truyền giọng nói âm nhạc liên quan đến chuyển đổi tương tự – số (ADC) trước truyền chuyển đổi số – tương tự (DAC) nhận - Mô tả sơ lược hệ thống truyền kĩ thuật số chuyển đổi tương tự – số số – tương tự - Thảo luận ảnh hưởng suy giảm tín hiệu đến chất lượng tín hiệu truyền; nêu độ suy giảm tín hiệu tính theo dB tính theo dB đơn vị độ dài - Lập dự án nghiên cứu kiến thức ứng dụng: Thảo luận, đề xuất, chọn phương án thực dự án tìm hiểu nội dung kiến thức Năng lực - Năng lực sử dụng kiến thức(K): Sử dụng kiến thức vào việc giải thích vấn đề có liên quan đến biến điệu, tín hiệu tương tự tín hiệu số suy giảm tín hiệu - Giải thích truyền thơng tin sóng vơ tuyến biến điệu biên độ AM biến điệu tần số FM; ưu, nhược điểm tương đối kênh AM kênh FM - Năng lực phương pháp(P): Phương pháp nghiên cứu khoa học lập thực dự án - Năng lực trao đổi thông tin(X): Thực trao đổi, thảo luận với bạn để thực nhiệm vụ - Năng lực cá thể (C): Kết hợp kiến thức việc giải toán định luật Sử dụng kiến thức học vào lí giải vận dụng tình thực tiễn Phẩm chất - Tự tin đưa ý kiến cá nhân thực nhiệm vụ - Chủ động trao đổi, thảo luận với HS khác với GV - Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên * Kiến thức cũ HS: - Sóng điện từ, sóng vơ tuyến * Bài giảng powerpoint * Phiếu học tập BÀI 4: BIẾN ĐIỆU PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu : Nêu số ví dụ thực tế cách truyền thông tin trước điện thoại phát minh Trả lời: Viết thư đưa tin, truyền tin khoảng cách gần dùng cịi, trống báo tín hiệu, Câu : Khái niệm sóng điện từ? Sóng điện từ truyền môi trường nào, với tốc độ bao nhiêu? Kể tên số thiết bị thu, phát sóng đời sống ngày Trả lời: - Sóng điện từ điện từ trường lan truyền không gian - Các sóng điện từ có bước sóng nằm khoảng từ 1mm đến 100km dùng thông tin liên lạc, gọi sóng vơ tuyến - Thiết bị thu: tivi, radio, điện thoại, - Thiết bị phát: đài phát, cục wifi, Câu : Các tín hiệu chứa thơng tin cần truyền (như âm thanh, hình ảnh, video) thường có tần số thấp khơng thể truyền khoảng cách dài, cách người ta truyền chúng xa? Trả lời: Để truyền tín hiệu xa phải biến đổi thành sóng điện từ có tần số cao cách trộn tín hiệu cần truyền với sóng điện từ có tần số cao Q trình gọi biến điệu Như vậy, biến điệu q trình sử dụng sóng điện từ có tần số cao (sóng mang) để mang (phát) tín hiệu có tần số thấp (sóng âm tần) Có nhiều cách để biến điệu biển điện biên độ (Amplitude Modulation - AM), biến điệu tần số (Frequency Modulation - FM) biển điệu pha (Phase Modulation - PM) tín hiệu sóng mang FM (Frequency Modulation) biến điệu tần số, AM (Amplitude Modulation) biến điệu biên độ FM thường có chất lượng tín hiệu tốt AM, phạm vi giảm xa AM có cao nhiều phạm vi FM, thường giảm 50KM từ Trạm phát Do đó, FM phải sử dụng nhiều máy phát để bao phủ khu vực với máy phát AM Tuy nhiên, AM di chuyển sóng âm gần Trái đất vào ban ngày cao bầu trời vào buổi tối, có phạm vi nhỏ nhiều vào ban ngày so với ban đêm Ngồi ra, cơng nghệ AM rẻ nhiều so với FM; nhiên tiến cơng nghệ, chi phí giảm đáng kể Đối với điều khác, tín hiệu AM, không giống FM, thường bị gián đoạn tòa nhà cao tầng thời tiết, vấn đề lớn giới ngày PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Trong biến điệu AM, đặc tính sóng mang thay đổi, đặc tính giữ nguyên? Trả lời: Trong biến điệu AM, biên độ sóng mang thay đổi cịn tần số, chu kì giữ nguyên Câu 2: Trong dải tần số từ 526,5 kHz đến 1606,5 kHz (Hình 4.4) có kênh radio AM? Tại thời điểm có kênh phép hoạt động? Trả lời:Dải tần từ 526,5 kHz đến 1606,5 kHz sử dụng tần số sóng mang 9kHz nên có 120 kênh lúc có 120 kênh hoạt động Câu 3: So sánh biên độ tần số sóng mang sau biến điệu theo hai cách: biến điệu biên độ (AM) biến điệu tần số (FM) Trả lời: Câu 4: Vì truyền bề mặt đất, sóng FM lại khơng thể xa sóng AM? Trả lời: Sóng AM truyền xa hàng nghìn kilomet vad truyền theo đường thẳng Với đài phát cách xa chúng ta, sóng điện từ truyền theo đường thẳng gặp tầng điện li phản xạ nhiều lần mặt đất trước đến máy thu, tín hiệu bị suy giảm nhiều sóng khơng ổn định Với biến điệu FM, tần số sóng mang thay đổi theo biên độ tín hiệu âm tần, khoảng biến đổi 150 kHz Sóng FM cự li truyền sóng ngắn truyền từ vài chục đến vài trăm khilomet nên sóng FM thường sử dụng làm sóng phát địa phương Câu 5: So sánh khác biến điệu AM FM về: Cách thức truyền, dải tần số sử dụng, độ rộng kênh/ băng thông, chất lượng âm thanh, phạm vi phát sóng, ảnh hưởng bới nhiễu Câu 6: Hãy cho biết Đài Tiếng nói Việt Nam VOV3 phát tần số nào? Trả lời: Kênh VOV3 phát sóng 24 / ngày sóng FM dải tần số (88, 108) MHz (100, 101, 103, 104, 105, 106 ) MHz Câu 7: Hãy cho biết dải tần số sóng ngắn sóng trung mà Đài VOV1 sử dụng bao nhiêu? Trả lời: Trong năm 2016, Đài TNVN thực việc quy hoạch tần số chương trình phát sóng FM kênh VOV1 sử dụng tần số 94MHz, 95MHz 100MHz PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Mạch biến điệu máy phát sóng vơ tuyến dùng để? A trộn sóng âm tần với sóng cao tần B tạo dao động điện từ tần số âm C khuếch đại dao động điện từ D tạo dao động điện từ cao tần TL: A Câu 2: Trong dãi tần số 526,5kHz đến 1606,5kHz (Hình 4.4), với độ rộng kênh AM khoảng kHz có kênh radio AM? A 100 B 110 C 120 D 130 TL: C Câu 3: Một đài phát vô tuyến muốn phát sóng xa Trái Đất phải dùng sóng A Sóng ngắn B Sóng cực ngắn C Sóng trung D Sóng dài TL: A Câu 4: Mạch khuếch đại máy phát sóng vơ tuyến có tác dụng A làm tăng biên độ âm B biến dao động âm thành dao động điện từ C làm tăng tần số dao động điện từ âm tần D làm tăng biên độ dao động điện từ TL: D Câu 5: Một trạm Radio AM cần có băng thơng từ A 9Hz đến 10Hz B 9kHz đến 10kHz C 9MHz đến 10MHz D 90Hz đến 100Hz TL: B Câu 6: Trong biến điệu FM, đặc tính sóng mang thay đổi, đặc tính giữ nguyên? A Biên độ thay đổi, tần số pha sóng giữ nguyên B Pha sóng biên độ thay đổi, tần số giữ nguyên C Tần số thay đổi, pha sóng biên độ giữ nguyên D Pha sóng thay đổi, tần số biên độ giữ nguyên TL: C Câu 7: Để truyền tín hiệu truyền hình vơ tuyến, người ta thường dùng sóng điện từ có tần số vào khoảng A vài nghìn mêgahec B vài mêgahec C vài kilohec D vài chục mêgahec TL: D Câu 8: Trong biến điệu AM, đặc tính sóng mang thay đổi, đặc tính giữ nguyên? A Biên độ thay đổi, tần số pha sóng giữ nguyên B Pha sóng biên độ thay đổi, tần số giữ nguyên C Pha sóng thay đổi, tần số biên độ giữ nguyên D Tần số thay đổi, pha sóng biên độ giữ nguyên TL: A BÀI 5: TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ VÀ TÍN HIỆU SỐ PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nhiệm vụ: Tìm hiểu tín hiệu tương tự Tín hiệu tương tự gì? Phân loại dạng tín hiệu tương tự Lấy ví dụ tín hiệu tương tự Trong tín hiệu tương tự, đại lượng biến đổi liên tục theo thời gian? Tín hiệu tương tự có giá trị (mức) điện áp? Sự khác tín hiệu tương tự tín hiệu số gì? PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nhiệm vụ: Tìm hiểu tín hiệu số Tín hiệu số gì? Phân loại dạng tín hiệu số Lấy ví dụ tín hiệu số Tín hiệu số có giá trị điện áp? Tín hiệu số với mức tín hiệu số với mức, tín hiệu cho phép mang nhiều bit mức? Sự khác tín hiệu tương tự tín hiệu số gì? PHIẾU ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA NHĨM Mức độ Điểm Tiêu chí Mức Trả lời Trả lời câu câu hỏi hỏi phiếu phiếu học tập học tập (5 điểm) Thuyết trình Thuyết trình đủ cho nội dung ý phút Mức Mức Trả lời từ đến câu hỏi phiếu học tập (4 điểm) Thuyết trình đủ ý phút Trả lời từ đến câu hỏi phiếu học tập (2 điểm) Thuyết trình chưa đủ ý thảo luận (5 điểm) (3 điểm) (2 điểm) Tổng điểm PHIẾU HỌC TẬP SỐ Nhiệm vụ: Hãy rút ưu, nhược điểm việc truyền liệu dạng số so với việc truyền liệu dạng tương tự theo gợi ý sau: Đặc điểm Tín hiệu tương tự Tín hiệu số Ảnh hưởng nhiễu Suy giảm trình truyền ghi/đọc Chất lượng tín hiệu số lần chép Khả khơi phục tín hiệu Khả nén, lưu trữ, xử lí, bảo mật Cho phép nhiều người dùng PHIẾU HỌC TẬP SỐ Hoàn thành sơ đồ sau phút Bộ phát Anten phát Khuếch đại Anten thu Bộ thu Học sinh Ơn tập, tìm hiểu kiến thức về: - Sóng điện từ, sóng vơ tuyến III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động Mở đầu Các bước thực Bước 1: nhiệm vụ GV Khuếch đại Nội dung bước giao HS nhận nhiệm vụ: Học sinh trả lời câu hỏi sau: Câu : Nêu số ví dụ thực tế cách truyền thông tin trước điện thoại phát minh? Câu : Khái niệm sóng điện từ? Sóng điện từ truyền mơi trường nào, với tốc độ bao nhiêu? Kể tên số thiết bị thu, phát sóng đời sống ngày? Câu : Các tín hiệu chứa thơng tin cần truyền (như âm thanh, hình ảnh, video) thường có tần số thấp truyền khoảng cách dài, cách người ta truyền chúng xa? Bước 2: HS thực HS thảo luận thực nhiệm vụ nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo Các nhóm đưa báo cáo thảo luận Giáo viên điều hướng học luận sinh tới kết luận Bước 4: GV kết luận GV định hướng học sinh trình bày nội dung nhận định - Để truyền thơng tin xa, ngồi việc sử dụng dây dẫn, người ta truyền sóng vơ tuyến Vậy cách truyền thơng tin xa sóng vơ tuyến? Khi truyền tín hiệu bị suy giảm nào, ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu? BIẾN ĐIỆU Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao nhiệm GV trình chiếu hình ảnh, đồng thời mang máy thu cho HS lên vụ điều chỉnh để nghe đài với tần số khác Gồm FM 100 MHz AM 100 MHz Các HS khác theo dõi, quan sát suy nghĩ trả lời câu hỏi: Hai tín hiệu nghe có giống khơng, em hiểu kí hiệu AM hay FM có nghĩa gì? Thế biến điệu truyền thông tin? Bước 2: HS thực HS thực theo hướng dẫn GV, tìm hiểu SGK nội dung nhiệm vụ chuẩn bị trước nhà, thảo luận nhóm theo bàn trả lời yêu cầu GV, GV hướng dẫn, trợ giúp HS hoàn thành nhiệm vụ, gợi ý cần Bước 3: Báo cáo, thảo Đại diện nhóm trình bày kết thảo luận, nhóm khác nộp lại luận nội dung thảo luận cho GV theo dõi, nhận xét, bổ sung câu trả lời nhóm đại điện Bước 4: GV kết luận GV định hướng học sinh trình bày nội dung: nhận định * Nhận xét: Để truyền tín hiệu (âm thanh, hình ảnh) xa, cần phải biến đổi thành sóng điện từ có tần số cao cách trộn tín hiệu cần truyền với sóng điện từ có tần số cao * Khái niệm: Biến điệu q trình sử dụng sóng điện từ có tần số cao (gọi sóng mang) để mang (phát) tín hiệu có tần số thấp (sóng âm tần) * Các cách biến điệu: - Biến điệu biên độ (AM: Amplitude Modulation) - Biến điệu tần số (FM: Frequency Modulation) - Biến điệu pha (PM: Phase Modulation) Tìm hiểu biến điệu biên độ, biến điệu tần số bước sóng sử dụng kênh truyền thơng Bước 1: GV giao Nội dung bước nhiệm vụ Bước 2: HS thực HS nhận nhiệm vụ: Thực dự án tìm hiểu biến điệu hồn thiện nhiệm vụ phiếu học tập số Bước 3: Báo cáo, thảo HS thực lên phương án thực dự án: luận Tìm hiểu nhiệm vụ Phân cơng nhiệm vụ thành viên nhóm Lên thời gian hoàn thành nhiệm vụ cụ thể, báo cáo tiến độ kết thực Các nhóm nhỏ trao đổi kết thảo luận với để đến kết luận chung Bước 4: GV kết luận Các nhóm đưa báo cáo thảo luận Giáo viên điều hướng học nhận định sinh tới kết luận Bước 1: GV giao GV định hướng học sinh trình bày nội dung nhiệm vụ BÀI 4: BIẾN ĐIỆU I BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ (AM) Biến điệu biên độ: kĩ thuật sử đụng để truyền thơng tin qua sóng mang, biên độ tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ sóng âm tần theo thời gian, tần số pha sóng mang giữ ngun khơng thay đổi + Tín hiệu âm tần chứa thơng tin cần truyền + Tín hiệu sóng mang sử dụng để mang/phát tín hiệu âm tần xa + Trong tín hiệu biến điệu, sóng âm tần đường bao song mang Nguyên biến điệu AM ( Hình 4.2) - Biến điệu AM thường thực cách sử dụng nhân đơn giản biên độ sóng mang cần thay đổi theo biên độ sóng âm tần + Bộ nhân nhân tín hiệu tương tự đầu vào tạo tín hiệu tương tự đầu + Biên độ tín hiệu đầu tích hai biên độ tín hiệu đầu vào * BĂNG THƠNG CỦA TÍN HIỆU BIẾN ĐIỆU AM - Băng thơng dải tần số đo hiệu tần số cao tần số thấp - Mỗi tín hiệu biến điệu AM chiếm băng thơng định, có tần số trung tâm fc - Mỗi trạm thu phát phải sử dụng tần số sóng mang khác để tránh nhiễu/chồng lấp lên * PHÂN CHIA CẤP PHÁT DẢI TẦN SỐ - Theo tiêu chuẩn băng thơng tín hiệu audio (tiếng nói âm nhạc) thường từ 4kHz đến 5kHz - Theo Hình 4.3, trạm Radio AM cần có băng thơng từ 9kHz đến 10kHz - Các trạm AM có tần số sóng mang nằm đâu dải Tần số sóng mang trạm phải cách 9kHz đến 10kHz để tránh nhiễu sóng II BIẾN ĐIỆU TẦN SỐ ( FM) Biến điệu biên độ FM kĩ thuật sử dụng để truyền thông tin qua sóng mang, đó: + tần số tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ sóng âm, + biên độ đỉnh pha sóng mang giữ ngun khơng thay đổi + Tín hiệu âm tần chứa thơng tin cần truyền, + Tín hiệu sóng mang dụng để mang/phát tín hiệu âm tân xa + Tín hiệu âm tần, tín hiệu sóng mang tín hiệu FM sau biến điệu tín hiệu âm tần, tín hiệu sóng mang Ngun lí biến điệu FM - Biến điệu FM thường thực việc dụng dao động điều khiển điện áp (Voltage Controlled Oscillator – VCO) - VCO dao động điện tử có tần số dao động điều kiện điện áp đầu vào (tín hiệu âm tần) dải tần số định * BĂNG THƠNG CỦA TÍN HIỆU BIẾN ĐIỆU FM sử Hìn * BĂNG THƠNG CỦA TÍN HIỆU BIẾN ĐIỆU FM - Băng thơng tín hiệu audio (stereo) có độ rộng khoảng 15kHz - Băng tần phát song FM nằm dải tần số cao (VHF) phổ radio, từ 87,5 đến 108 MHz, chia thành kênh, kênh cách khoảng 100kHz 200kHz tùy vào quốc gia vùng lãnh thổ (tại Việt Nam 100kHz) - Các kênh 100kHz trạm FM phải cách 100kHz để khơng chồng lấp giao thoa lên nhau, có 100 kênh hoạt động thời điểm III SO SÁNH GIỮA BIẾN ĐIỆU AM VÀ FM Trong biến điệu FM, thông tin mang tần số sóng mang khơng phải biên độ ảnh hưởng nhiễu giảm đáng kể so với biến điệu AM Ngồi ra, băng thơng tín hiệu FM bao phủ toàn dải tần số mà người nghe thấy nên biến điệu FM có chất lượng âm tốt so với AM Tại tần số cao, tín hiệu FM qua tầng điện li khơng bị phản xạ phạm vi phủ sóng FM hẹp nhiều so với AM ĐẶC ĐIỂM BIẾN ĐIỆU AM BIẾN ĐIỆU FM Cách thức truyền Thay đổi biên độ Thay đổi tần số Dải tần số sử dụng 540 đến 1600 kHz 88 đến 108 MHz Độ rộng kênh/ băng thông kHz 10 kHz 100 kHz Chất lượng âm Chất lượng âm FM, rẻ truyền khoảng cách xa Băng thông thấp nên có nhiều trạm tần số Chất lượng âm tốt băng thơng cao Tín hiệu FM bị ảnh hưởng rào cản vật lí Phạm vi phát sóng 540 đến 1600 kHz 88 đến 108 MHz Ảnh hưởng nhiễu AM dễ bị nhiễu nhiễu ảnh FM bị nhiễu thơng hưởng đến biên độ, nơi thơng tin tín hiệu FM tin "lưu trữ" tín hiệu truyền qua việc thay đổi tần AM số biên độ IV TẦN SỐ VÀ BƯỚC SÓNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CÁC KÊNH TRUYỀN THƠNG Kênh truyền thơng mơi trường sử dụng để truyền tải thông tin từ nơi phát đến nơi thu Kênh có dây truyền tải thơng tin dây dẫn cáp (cáp đồng, cáp quang) Kênh vô tuyến sử dụng không gian tự (không khí) để truyền tải thơng tin Có số kênh truyền thông phổ biển như: - Kênh truyền thông AM: Tân số từ 530 kHz đến 1700 kHz - Kênh truyền thông FM: Tần số từ 88 MHz đến 108 MHz - Kênh truyền hình tần số cao (VHF) tần số cực cao (UHF): Tần số từ 30 MHz đến 3000 MHz - Kênh truyền thông tần số siêu cao (Viba hay SHF): Tần số từ 300 MHz đến 300 GHz - Kênh truyền thông sợi quang: Tần số từ 187 THz đến 374 THz Hoạt động 2: Luyện tập Các bước thực Nội dung bước 10 Bước 1: GV giao nhiệm vụ Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu câu HS hoàn thành phiếu học tập số Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết luận Giáo viên xác hóa nội dung nhận định Bước 1: GV giao Học sinh ghi chép nhiệm vụ Hoạt động 3: Vận dụng - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác - Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân Nội dung 1: Yêu cầu học sinh thảo luận nội dung Em có biết Ơn tập Nội dung 2: Xem trước chuẩn bị cho tiết học tới Chuẩn bị BÀI 5: TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ VÀ TÍN HIỆU SỐ Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình học tập a Mục tiêu: - Nhắc lại kiến thức học biến điệu tần số, biến điệu AM biến điệu FM - Kích thích tị mị nhận biết tầm quan trọng việc truyền liệu dạng số dạng tương tự b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm học tập: Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu HS d Tổ chức thực Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV kiểm tra cũ thơng qua trị chơi “Lật mảnh ghép” nhiệm vụ - GV phổ biến luật chơi: + Có tranh ẩn mảnh ghép + Mỗi nhóm có quyền lựa chọn mảnh ghép Mỗi mảnh ghép tương ứng với câu hỏi Trả lời đúng, mảnh ghép lật mở Trả lời sai nhóm khác có quyền trả lời Thời gian suy nghĩ: 10 giây + Mỗi câu trả lời 10 điểm + Trả lời nội dung tranh 20 điểm Bước 2: HS thực - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm HS đại diện nhóm chọn nhiệm vụ mảnh ghép, thành viên khác nhóm hỗ trợ bạn trả lời - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước 3: Báo cáo, Báo cáo kết thảo luận thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Đáp án trò chơi Lật mảnh ghép Câu 1: Biến điệu tần số gì? => Là kĩ thuật sử dụng để truyền thơng tin qua sóng mang, tần số tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ sóng âm tần, biên độ đỉnh pha tín hiệu sóng mang khơng đổi Câu 2: Có loại biến điệu? Đó biến điệu gì? => Có loại biến điệu Biến điệu AM ( biến điệu biên độ) biến điệu 11 FM ( biến điệu tần số) Câu 3: Trong biến điệu AM, đặc tính sóng mang thay đổi, đặc tính giữ nguyên? => Trong biến điệu AM, biên độ sóng mang thay đổi cịn tần số, chu kì giữ nguyên Câu 4: Nêu tần số kênh truyền thông sợi quang? => Tần số từ 187 THz đến 374 THz Câu 5: Đài tiếng nói Việt Nam VOV3 phát tần số nào? => Kênh VOV3 phát sóng 24 / ngày sóng FM dải tần số (88, 108) MHz (100, 101, 103, 104, 105, 106 ) MHz Câu 6: Hãy cho biết dải tần số sóng ngắn sóng trung mà Đài VOV1 sử dụng bao nhiêu? => Trong năm 2016, Đài TNVN thực việc quy hoạch tần số chương trình phát sóng FM kênh VOV1 sử dụng tần số 94MHz, 95MHz 100MHz - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết luận - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập nhận định học sinh - Giáo viên mở tranh bí ẩn đưa câu hỏi: Tại khoảng cách xa nghe hay nói chuyện với nhau? Giáo viên cho HS quan sát video liên quan tới xu hướng việc làm năm 2023 Từ định hướng, mở đầu mới: Sau đại dịch Covid, việc bán hàng hình thức livestream phổ biến phát triển Khi đâu Trái Đất, ta mua sắm trực tuyến tảng Vậy cách làm điều đó? Để tìm hiểu ta vào mới: BÀI 5: TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ VÀ TÍN HIỆU SỐ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu tín hiệu tương tự tín hiệu số a Mục tiêu: - Phát biểu định nghĩa tín hiệu tương tự tín hiệu số - Nêu đặc trưng tín hiệu tương tự tín hiệu số từ nêu khác tín hiệu tương tự tín hiệu số 12 b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm học tập: I Tín hiệu tương tự - Là tín hiệu liên tục theo thời gian - Có thể hai dạng tuần hồn khơng tuần hồn II Tín hiệu số - Là tín hiệu rời rạc theo thời gian thường biểu diễn dạng xung vuông - Chỉ nhận số hữu hạn giá trị điện áp khoảng thời gian d Tổ chức thực Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV chia lớp thành nhóm, phân cơng nhiệm vụ nhóm nhiệm vụ + Nhóm 1,3: Hồn thành phiếu học tập số + Nhóm 2,4: Hồn thành phiếu học tập số - Thời gian hoạt động nhóm: phút Bước 2: HS thực - HS lắng nghe, nhận nhiệm vụ hồn thành nhiệm vụ theo nhóm: nhiệm vụ + Viết ý kiến cá nhân: phút + Chia sẻ nhóm: phút + Thống ý kiến chung nhóm: phút Bước 3: Báo cáo, - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, thảo luận để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh: 13 Bước 4: GV kết luận - GV đánh giá việc hoạt động nhóm HS thơng qua Phiếu đánh giá nhận định hoạt động nhóm - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh nhấn mạnh nội dung cần ghi nhớ : I Tín hiệu tương tự: - Là tín hiệu liên tục theo thời gian - Gồm dạng: tuần hồn khơng tuần hồn + Tín hiệu tuần hồn có dạng sóng lặp lại sau chu kì + Tín hiệu khơng tuần hồn khơng có lặp lại, khơng có chu kì Ví dụ: + Tín hiệu truyền đường dây cáp đồng nối điện thoại cố định với tổng đài tín hiệu tương tự + Tín hiệu truyền hình đen trắng phát vào thập niên 90 tín hiệu tương tự 14 + Sóng âm đập vào micro biến đổi thành tín hiệu tương tự có điện áp thay đổi liên tục II Tín hiệu số: - Là tín hiệu rời rạc theo thời gian thường biểu diễn dạng xung vuông - Chỉ nhận số hữu hạn giá trị/mức điện áp khoảng thời gian - Mã hóa: Bit đơn vị nhỏ để biểu diễn thông tin Mỗi bit chữ số nhị phân - Quy ước: điện áp có nhiều giá trị điện áp ( mức) Ta gửi nhiều bit - Ví dụ: + Điều chỉnh âm loa máy tính + Điều chỉnh âm ti vi 15 + Có thể tăng âm lượng lớn lên nhỏ máy nghe nhạc… - GV tổng kết nội dung phân biệt tín hiệu tương tự tín hiệu số dạng bảng: Hoạt động 2.2: Tìm hiểu truyền liệu dạng tương tự dạng số a Mục tiêu: - Nêu ưu điểm việc truyền liệu dạng số so với việc truyền liệu dạng tương tự - Nêu đặc điểm việc truyền liệu dạng số việc truyền liệu dạng tín hiệu b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm học tập: III Truyền liệu dạng tương tự dạng số - Truyền liệu dạng tương tự: + Tín hiệu tương tự có vơ số mức điện áp khoảng thời gian + Truyền liệu tương tự sử dụng sóng liên tục dạng sin cosin để truyền tải thông tin 16 - Truyền liệu dạng số: + Tín hiệu số có số hữu hạn giá trị điện áp + Truyền liệu dạng số sử dụng mức điện áp (xung vuông, rời rạc) để truyền tải thông tin d Tổ chức thực Các bước thực Bước 1: GV giao nhiệm vụ Nội dung bước GV đặt vấn đề: Truyền liệu dạng số dạng tín hiệu có ưu – nhược điểm gì? GV yêu cầu HS thảo luận nhóm trả lời câu hỏi sau: + Hãy rút ưu, nhược điểm việc truyền liệu dạng số so với việc truyền liệu dạng tương tự theo gợi ý sau: a) Ảnh hưởng nhiễu b) Suy giảm trình truyền ghi/đọc c) Chất lượng tín hiệu số lần chép d) Khả khơi phục tín hiệu e) Khả nén, lưu trữ, xử lí, bảo mật g) Cho phép nhiều người dùng + Mỗi nhóm gồm 4,5 học sinh, có nhóm trưởng, thư kí + Thời gian: phút Bước 2: HS thực - HS thực nhiệm vụ theo nhóm nhiệm vụ - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 3: Báo cáo, thảo - GV nhận xét phần trả lời hoạt động nhóm luận - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học 17 sinh: Bước 4: GV kết luận nhận định Đặc điểm Tín hiệu tương tự Tín hiệu số Ảnh hưởng nhiễu Dễ bị nhiễu Suy giảm q trình truyền ghi/đọc Khơng giữ nguyên chất lượng tín ban đầu Giữ nguyên chất lượng tín ban đầu Chất lượng tín hiệu số lần chép Nếu bị nhiễu khơng chép chép vô số lần Khả khơi phục tín hiệu Bị nhiễu khơng khơi phục khôi phục Khả nén, lưu trữ, xử lí, bảo mật Q trình xử lý thực thời gian thực tiêu tốn băng thông so với tín hiệu số Không đảm bảo q trình xử lý tín hiệu số thực thời gian thực dễ dàng lưu trữ bảo mật an toàn Cho phép nhiều người dùng Dễ bị ảnh hưởng yếu tố khách quan nên truyền cho số người, nhóm nhỏ Ít bị nhiễu Có thể cho nhiều người dùng mà đảm báo chất lượng tín hiệu - GV chốt lại kiến thức cần nhớ: - Truyền liệu dạng tương tự: + Tín hiệu tương tự có vơ số mức điện áp khoảng thời gian + Truyền liệu tương tự sử dụng sóng liên tục dạng sin cosin để truyền tải thông tin - Truyền liệu dạng số: + Tín hiệu số có số hữu hạn giá trị điện áp + Truyền liệu dạng số sử dụng mức điện áp (xung vuông, rời rạc) để truyền tải thơng tin 18 - GV đặt vấn đề: Có thể chuyển đổi tín hiệu tương tự - số hay từ tín hiệu số - tương tự khơng? Hoạt động 2.3: Tìm hiểu hệ thống truyền dẫn sử dụng chuyển đổi tương tự - số số tương tự a Mục tiêu: - Nêu số chuyển đổi tương tự - số (ADC) chuyển đổi số - tương tự (DAC) - Nhận biết hệ thống truyền kĩ thuật số chuyển đổi tương tự - số số - tương tự b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo đội hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm học tập: IV Hệ thống truyền dẫn sử dụng chuyển đổi tương tự - số số - tương tự - Truyền giọng nói âm nhạc liên quan đến chuyển đổi tương tự - số (ADC) trước truyền chuyển đổi số - tương tự (DAC) nhận - Sơ đồ nguyên lí hệ thống truyền dẫn sử dụng chuyển đổi tương tự - số số - tương tự: Thu nhận giọng nói từ micro (tín hiệu tương tự) => Khuếch đại => tín hiệu số => chuyển thành tín hiệu tương tự d Tổ chức thực Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV thông báo: Các tín hiệu giọng nói âm nhạc đơi cần nhiệm vụ chỉnh sửa, thêm bớt hiệu ứng, lưu trữ máy tính thiết bị kĩ thuật số…… => Trong hệ thống truyền giọng nói âm nhạc người ta thường sử dụng ADC DAC để thực việc chuyển đổi qua lại hai loại tín hiệu - GV lấy ví dụ q trình xử lí tín hiệu: Thu nhận giọng nói từ micro (tín hiệu tương tự) => ADC => tín hiệu số => DAC=> chuyển thành tín hiệu tương tự - GV tổ chức trị chơi Ai nhanh hơn: Nhiệm vụ: HS nhìn nhanh hình ảnh sau 30 giây hồn thành sơ đồ phút Hình thức: Hoạt động tập thể (4 bạn), dán nhanh vào phiếu HT Thời gian: phút Phần thưởng: Dành cho nhóm HS thời gian 19 Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận - HS lắng nghe, ghi nhớ ghi - HS nhận nhiệm vụ, xung phong tham gia thành đội - GV tổ chức cho HS tham gia trò chơi Ai nhanh - GV quan sát gọi HS lớp nhận xét phần trả lời đội Các HS khác lắng nghe, nhận xét bổ sung (nếu có) - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh: Bước 4: GV kết luận - GV giải thích thêm cho HS: nhận định + Bộ biến điệu: Trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần + Bộ tách sóng: Tách dao động điện từ âm tần khỏi dao động điện từ cao tần - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập HS GV nhận xét, cho điểm đội - GV chốt lại kiến thức cần nhớ nguyên lí hệ thống truyền dẫn sử dụng chuyển đổi tương tự - số số - tương tự: Thu nhận giọng nói từ micro (tín hiệu tương tự) => ADC => tín hiệu số => DAC => chuyển thành tín hiệu tương tự - GV nhấn mạnh: + Muốn truyền giọng nói âm nhạc phải biến đổi chúng từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số tín hiệu đầu vào tín hiệu tương tự muốn truyền tín hiệu số đảm bảo chất lượng tín hiệu + Muốn thu giọng nói âm nhạc lại phải biến đổi ngược từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tín hiệu đầu vào tín hiệu số tín hiệu tương tự tín hiệu tốt việc thu giọng nói, âm nhạc - GV cung cấp thêm cho HS số thông tin thông qua quan sát, theo dõi số video về: 20