Chuyên đề vật lí bài 4 biến điệu

Biến điệu biên độ AM- Là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua một sóng mang - Biên độ của tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của sóng âm tần theo thời gian -Tần số và

Các tín hiệu chứa thông tin cần truyền (như âm thanh, hình

ảnh, video) thường có tần số rất thấp không thể truyền đi

được một khoảng cách dài, vậy bằng cách nào người ta có

thể truyền chúng đi xa?

Để truyền tín hiệu đi xa chúng ta phải biến đổi nó thành sóng điện từ có tần số cao bằng cách trộn tín hiệu cần truyền với sóng điện từ có tần số cao Quá trình này được gọi là biển điệu Như vậy, biến điều là quá trình sử dụng sóng điện từ có tần số cao (sóng mang) để mang (phát) các tín hiệu có tần số thấp (sóng âm tần) Có nhiều cách

để biển điệu đó là biển điệu biển độ (Amplitude Modulation - AM), biển điều tần số (Frequency Modulation

- FM) và biển điệu pha (Phase Modulation - PM) của một tín hiệu sóng mang

Chuyên đề vật lí

Bài 4: Biến điệu

Nội dung bài học

I.Biến điệu biên độ (AM)

II.Biến điệu tần số (FM)

III.So sánh biến điệu AM và FM

IV.Tần số và bước sóng được sử dụng trong các kênh truyền thống

I Biến điệu biên độ (AM)

- Là một kĩ thuật được

sử dụng để truyền

thông tin qua một

sóng mang

- Biên độ của tín hiệu

sóng mang thay đổi

theo biên độ của sóng

âm tần theo thời gian

-Tần số và pha của

sóng mang được giữ

nguyên không thay

đổi

- Bộ nhân → nhân 2

tín hiệu tương tự

đầu vào → tạo ra 1

tín hiệu tương tự ở

đầu ra

- Biên độ của tín

hiệu đầu ra là tích

của hai biên độ tín

hiệu đầu vào

Băng thông của tín hiệu biến điệu AM

- Băng thông là dải tần số đo bằng hiệu của tần số cao nhất và tần số thấp nhất

- B dải tần số của tín hiệu biến điệu AM.

- f là tần số và cũng là băng thông của tín hiệu âm tần.

- f là tần số của tín hiệu sóng mang.

AM

m

c

- Mỗi tín hiệu biến điệu AM chiếm một băng thông nhất định,

có tần số trung tâm là f

- Mỗi trạm thu phát phải sử dụng các tần số sóng mang khác

nhau để tránh nhiễu chồng lấp lên nhau

c

PHÂN CHIA CẤP PHÁT DẢI TẦN SỐ

- Theo tiêu chuẩn băng thông của tín hiệu audio (tiếng nói hoặc âm nhạc)

thường từ 4kHz đến 5kHz

- Theo Hình 4.3, một trạm Radio AM cần có băng thông từ 9kHz đến

kênh là 9kHz.

- Châu Mỹ: khoảng cách mỗi

kênh là 10kHz.

- Các trạm AM có các tần số sóng mang nằm bất ki đâu trong dải

này Tần số sóng mang của mỗi trạm phải cách nhau ít nhất 9kHz

đến 10kHz để tránh nhiễu sóng.

- Trong dải tần số 526,5kHz đến 1606,5kHz ở châu

Á, với độ rộng của một kênh AM khoảng 9 kHz, số lượng kênh AM :

(1606,5 kHz - 526,5 kHz =1080 kHz) / 9 kHz = 120 kênh

- Tại cùng một thời điểm, chỉ có một kênh AM được phép hoạt động trên một tần số cụ thể trong dải

tần số này, do đó có thể có tối đa 120 kênh AM

hoạt động cùng một lúc trong dải tần số 526,5kHz đến 1606,5kHz.

- Tuy nhiên, thực tế sử dụng không đạt tối đa do

vấn đề về trang bị, mật độ dân số và yêu cầu sử

dụng đa dịch vụ trên cùng một dải tần số.

II – Bi n Đi u T n S ến Điệu Tần Số ệu Tần Số ần Số ố.

- Bi n đi u t n s : là m t kĩ thu t đần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ật được sử dụng để truyền thông tin qua ược sử dụng để truyền thông tin qua ử dụng để truyền thông tin qua ụng để truyền thông tin qua c s d ng đ truy n thông tin qua ể truyền thông tin qua ền thông tin qua

m t sóng mang, t n s c a tín hi u sóng mang thay đ i theo biên đ c a ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ổi theo biên độ của ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của sóng âm t n, biên đ đ nh và pha c a tín hi u sóng mang không thay đ i. Hình 4.5 trình bày m i quan h gi a tín hi u ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ỉnh và pha của tín hiệu sóng mang không thay đổi.ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ữa tín hiệu ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ổi theo biên độ của

âm t n, tín hi u sóng mang và tín hi u FM sau ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

khi bi n đi u Tín hi u âm t n ch a thông tin ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ứa thông tin

c n truy n, tín hi u sóng mang đ ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ền thông tin qua ược sử dụng để truyền thông tin qua ử dụng để truyền thông tin qua ụng để truyền thông tin qua c s d ng

đ mang ho c phát tín hi u âm t n đi xa ể truyền thông tin qua ặc phát tín hiệu âm tần đi xa ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

Hình 4.6 trình bày s đ nguyên lí bi n đi u FM Bi n đi u FM thơ đồ nguyên lí biến điệu FM Biến điệu FM thường được thực ồ nguyên lí biến điệu FM Biến điệu FM thường được thực ường được thực ng được sử dụng để truyền thông tin qua c th c ực

hi n b ng vi c s d ng b dao đ ng đử dụng để truyền thông tin qua ụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ược sử dụng để truyền thông tin qua c đi u khi n b ng đi n áp ( VCO – Voltage ền thông tin qua ể truyền thông tin qua Controlled Oscillator ) Đây là b dao đ ng đi n t có t n s dao đ ng đột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ử dụng để truyền thông tin qua ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ược sử dụng để truyền thông tin qua c đi u ền thông tin qua khi n b ng đi n áp đ u vào Tín hi u t i đ u ra c a b VCO có t n s thay đ i theo ể truyền thông tin qua ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ại đầu ra của bộ VCO có tần số thay đổi theo ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ổi theo biên độ của

bi n đ đi n áp c a tín hi u đ u vào (tín hi u âm t n trên m t d i t n s nh t ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ải tần số nhất ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ất

đ nh).ịnh)

Hình 4.7 trình bày băng thông c a tín hi u FM Băng thông th c t thủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ực ường được thực ng khó xác đ nh chính xác, nh ng theo kinh nghi m nó có th g p vài l n băng thông ịnh) ư ể truyền thông tin qua ất ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

c a tín hi u âm t n :ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

V i b là h s , ph thu c vào kĩ ới b là hệ số, phụ thuộc vào kĩ ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

thu t bi n đi u, B là bang thông c a ật được sử dụng để truyền thông tin qua ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của

tín hi u âm t n.ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

Băng thông c a tín hi u audio phát theo ki u âm thanh n i (stereo) có đ r ng kho ng ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ể truyền thông tin qua ổi theo biên độ của ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ải tần số nhất 15kHz Băng t n phát song FM n m trong d i t n s r t cao (VHF) c a ph radio, t ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ải tần số nhất ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ất ủa tín hiệu sóng mang thay đổi theo biên độ của ổi theo biên độ của ừ

87,5 MHz đ n 108 MHz, được sử dụng để truyền thông tin qua c chia thành các kênh, m i kênh cách nhau m t kho ng ỗi kênh cách nhau một khoảng ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ải tần số nhất

100 kHz ho c 200 kHz tuỳ thu c vào qu c gia và vùng lãnh th ặc phát tín hiệu âm tần đi xa ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ổi theo biên độ của

N u kho ng cách kênh là 100 kHz (0,1 MHz) thì sẽ có kho ng 200 kênh trong d i t ải tần số nhất ải tần số nhất ải tần số nhất ừ

88 MHz đ n 108 MHz nh hình 4.8 Các tr m FM ph i phát sóng có t n s cách nhau ít ư ại đầu ra của bộ VCO có tần số thay đổi theo ải tần số nhất ần số : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ố : là một kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua

nh t 100 KHz đ chúng không ch ng l p và giao thoa lên nhau ất ể truyền thông tin qua ồ nguyên lí biến điệu FM Biến điệu FM thường được thực ất , nh v y sẽ ch có 100 ư ật được sử dụng để truyền thông tin qua ỉnh và pha của tín hiệu sóng mang không thay đổi kênh có th ho t đ ng t i cùng m t th i đi m.ể truyền thông tin qua ại đầu ra của bộ VCO có tần số thay đổi theo ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ại đầu ra của bộ VCO có tần số thay đổi theo ột kĩ thuật được sử dụng để truyền thông tin qua ờng được thực ể truyền thông tin qua

III So Sánh Biến Điệu AM và FM

Đặc điểm Biến Điệu AM Biến điệu FM

Cách thức truyền Truyền âm bằng cách thay đổi biên độ Truyền âm bằng cách thay đổi tần số Dải tần số sử dụng 540 đến 1600 KHz 88 đến 108 MHz

Độ rộng kênh/băng thông 9KHz hoặc 10KHz 100KHz

Chất lượng âm thanh

AM có chất lượng âm thanh kém hơn so với FM, nhưng rẻ hơn và có thể truyền qua được khoảng cách xa Nó có băng thông thấp hơn nên có thể nhiều trạm hơn bất kì tần số nào

Tín hiệu FM bị ảnh hưởng bởi các rào cản vật lý FM có

chât lượng âm thanh tốt hơn

do băng thông cao hơn

Phạm vi phát sóng 540 đến 1600 KHz 88 đến 108 MHz

ảnh hưởng bởi nhiễu

AM dễ bị ảnh hưởng hơn vì nhiễu ảnh hưởng đến từ biên

độ, đó là nơi thông tin được

“lưu trữ” trong tín hiệu AM

FM ít bị nhiễu hơn vì thông tin trong FM được truyền qua bởi việc thay đổi tần số chứ không phải biên độ

Hãy tìm hiểu trên

internet, sách, báo và

cho biết kênh VOV giao

thông phát sóng sử

dụng biến điệu AM hay

FM? thông phát sóng sử Kênh VOV giao

dụng biến điệu FM

IV Tần số và bước sóng sử dụng trong các kênh truyền thông

• Kênh truyền thông là gì?

Kênh truyền thông là môi trường được sử dụng để

truyền tải thông tin từ nơi phát đến nơi thu

Kênh có dây truyền tải thông tin bằng dây dẫn hoặc

cáp

Kênh vô tuyến sử dụng không gian tự do( không khí)

để truyền tải thông tin

Một số kênh truyền thông phổ

biến:

-Kênh truyền thông AM: Tần số 530KHz -> 1 700 KHz

-Kênh truyền thông FM: Tần số 88 MHz -> 108 MHz

-Kênh truyền hình tần số rất cao (VHF): Tần số từ 30 MHz -> 300 MHz

-Kênh truyền hình tần số cực cao (UHF): Tần số từ 300 MHz -> 3 000 MHz -Kênh truyền thông tần số siêu cao ( Viba hay SHF): Tần số từ 3 GHz -> 30 GHz

-Kênh truyền thông bằng sợi quang: Tần số 176 THz -> 375 THz

20XX presentation title 19

Câu hỏi

Câu hỏi 1 trang 31 Chuyên đề Vật Lí 11: Hãy cho biết Đài Tiếng nói Việt

Nam VOV3 phát trên tần số nào?

Lời giải:

Đài Tiếng nói Việt Nam VOV3 phát trên tần số FM 102,7 MHz

Câu hỏi 2 trang 31 Chuyên đề Vật Lí 11: Hãy cho biết dải tần số sóng ngắn và

sóng trung mà Đài VOV1 đang sử dụng là bao nhiêu?

Lời giải:

Tần số Đài VOV1 đang sử dụng FM 100 MHz.

20XX presentation title 20