Chuyên đề vật lí bài 4 biến điệu

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) LBàộmnhộât nkĩ→thnuhậâtnđư2ợc stửíndhụiệnug tđưểơtnrguytựền tđhầôungvàtoin→qutạaomrộat1 stóínnghimệuatnưgơng tự ở đầu ra - Biên độ của tín hiệu s-óBnigênmđaộngcủtahatíynđổi thhieệou bđiầêun rđaộlàcủtaíchsóng âcmủatầhnaitbhieêon tđhộờitígnian hiệu đầu vào -Tần số và pha của sóng mang được giữ nguyên không thay đổi 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 - BAM dải tần số của tín hiệu biến điệu AM - fm là tần số và cũng là băng thông của tín hiệu âm tần - fc là tần số của tín hiệu sóng - Mỗi tín hiệu biến điệu AM chiếmmamngộ t băng thông nhất định, có tần số truc ng tâm là f - Mỗi trạm thu phát phải sử dụng các tần số sóng mang khác nhau để tránh nhiễu chồng lấp lên nhau 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 10kHz - Châu Á: khoảng cách mỗi 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 – Biến Điệu n Điệu Tần Su Tần Số.n Số - Bi n đi u tần số : n số : là m : là một kĩ tht kĩ thuật được t được sử dục sử dụng đ dụng để tng để truyền truyền thôngn thông tin qua một kĩ tht sóng mang, tần số : n số : là m của tín ha tín hi u sóng mang thay đổi theo i theo biên đột kĩ th của tín ha sónHgìnâhm4.t5ần số t: nrì,nbhiêbnàyđmột kĩ thố :đ là miỉnh và pqnuhavnàhphgaiữa tcín haủa tín thaíntíhni hui u sóng mang không thay đổi theo i âm tần số : n, tín hi u sóng mang và tín hi u FM sau khi bi n đi u Tín hi u âm tần số : n chứa thônga thông tin cần số : n truyền thôngn, tín hi u sóng mang được sử dục sử dụng đ dụng để tng để truyền mang hoặc phát c phát tín hi u âm tần số : n đi xa Hình 4.6 trình bày sơ đồ ngu đồ nguyên nguyên lí bi n đi u FM Bi n đi u FM thường đượcng được sử dục thực c hi n b ng vi c sử dụng đ dụng để tng bột kĩ th dao đột kĩ thng được sử dục điền thôngu khiể truyềnn b ng đi n áp ( VCO – Voltage Controlled Oscillator ) Đây là bột kĩ th dao đột kĩ thng đi n tử dụng đ có tần số : n số : là m dao đột kĩ thng được sử dục điền thôngu khiể truyềnn b ng đi n áp đần số : u vào Tín hi u tại đầu ri đần số : u ra của tín ha bột kĩ th VCO có tần số : n số : là m thay đổi theo i theo bi n đột kĩ th đi n áp của tín ha tín hi u đần số : u vào (tín hi u âm tần số : n trên một kĩ tht dải tần si tần số : n số : là m nhất t định).nh) Hình 4.7 trình bày băng thông của tín ha tín hi u FM Băng thông thực c t thường đượcng khó xác định).nh chính xác, nhưng theo kinh nghi m nó có thể truyền gất p vài lần số : n băng thông của tín ha tín hi u âm tần số : n : Với b là i b là h số : là m, phụng để t thuột kĩ thc vào kĩ thuật được t bi n đi u, B là bang thông của tín ha tín hi u âm tần số : n Băng thông của tín ha tín hi u audio phát theo kiể truyềnu âm thanh nổi theo i (stereo) có đột kĩ th rột kĩ thng khoải tần sng 15kHz Băng tần số : n phát song FM n m trong dải tần si tần số : n số : là m rất t cao (VHF) của tín ha phổi theo radio, từ 87,5 MHz đ n 108 MHz, được sử dục chia thành các kênh, mỗi kênh i kênh cách nhau một kĩ tht khoải tần sng 100 kHz hoặc phát c 200 kHz tuỳ thuột kĩ thc vào quố : là mc gia và vùng lãnh thổi theo N u khoải tần sng cách kênh là 100 kHz (0,1 MHz) thì sẽ có khoải tần sng 200 kênh trong dải tần si từ 88 MHz đ n 108 MHz như hình 4.8 Các trại đầu rm FM phải tần si phát sóng có tần số : n số : là m cách nhau ít nhất t 100 KHz để truyền chúng không chồ nguyênng lất p và giao thoa lên nhau , như vật được y sẽ chỉnh và p có 100 kênh có thể truyền hoại đầu rt đột kĩ thng tại đầu ri cùng một kĩ tht thờng đượci điể truyềnm III So Sánh Biến Điệu AM và FM Biến điệu FM Truyền âm bằng cách thay Đặc điểm Biến Điệu AM đổi tần số Cách thức truyền 88 đến 108 MHz Dải tần số sử dụng Truyền âm bằng cách thay Độ rộng kênh/băng thông đổi biên độ 100KHz Chất lượng âm thanh 540 đến 1600 KHz Tín hiệu FM bị ảnh hưởng bởi các rào cản vật lý FM có Phạm vi phát sóng 9KHz hoặc 10KHz chât lượng âm thanh tốt hơn ảnh hưởng bởi nhiễu do băng thông cao hơn AM có chất lượng âm thanh kém hơn so với FM, nhưng rẻ 88 đến 108 MHz hơn và có thể truyền qua FM ít bị nhiễu hơn vì thông được khoảng cách xa Nó có tin trong FM được truyền qua băng thông thấp hơn nên có bởi việc thay đổi tần số chứ thể nhiều trạm hơn bất kì không phải biên độ tần số nào 540 đến 1600 KHz 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 Hãy tìm hiểu trên Kênh VOV giao internet, sách, báo và thông phát sóng sử cho biết kênh VOV giao dụng biến điệu FM thông phát sóng sử dụng biến điệu AM hay 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 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 19 20XX presentation title 20