BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG ppt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ************* BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG Sinh viên thực hiện: Bùi Văn Chiến Lớp: Điện Tử 3 K55 MSSV: 20101158 I. Giới thiệu ngành điện tử viễn thông Với tốc độ phát triển trong khoa học - công nghệ từ cuối thế kỉ 20 và tiếp tục đầu thế kỉ 21 có tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của các ngành kĩ thuật nói chung và ngành điện tử viễn thông nói riêng. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ngành điện tử viễn thông. 1.1 Giới thiệu chung Từ chiếc máy điện báo đầu tiên mang tên Con vịt xấu xí của Morse, đến nay, ngành Điện tử Viễn thông đã tạo nên một mạng lưới thông tin liên lạc bao quát toàn thế giới được ví như hệ thần kinh của Trái Đất. Bước chân vào ngành này, bạn có thể trở thành nhà nghiên cứu, sáng tạo các công nghệ mới, thiết bị Điện tử Viễn thông mới hay làm việc trong lĩnh vực mạng, viễn thông, lĩnh vực định vị dẫn đường, lĩnh vực điện tử y sinh, lĩnh vực âm thanh, hình ảnh Điện tử Viễn thông là ngành sử dụng những công nghệ tiên tiến để tạo nên các thiết bị giúp cho việc truy suất thông tin mà cá nhân hoặc tổ chức muốn có. Kỹ sư Điện tử Viễn thông làm việc tại các công ty sản xuất, nghiên cứu và phát triển các sản phẩm điện tử, các nhà cung cấp dịch vụ Internet, các công ty viễn thông truyền số liệu, các công ty điện thoại di động, các công ty truyền tin qua hệ thống vệ tinh, các công ty tư vấn giải pháp và kinh doanh các dịch vụ Điện tử Viễn thông v.v Công việc của họ gắn liền với những phòng thí nghiệm, phòng kỹ thuật và máy móc hiện đại. Làm việc trong ngành này, bạn có thể lựa chọn một trong số các lĩnh vực sau: - Nghiên cứu sáng tạo các thiết bị điện tử - máy tính - viễn thông mới - Mạng máy tính và mạng viễn thông - Định vị dẫn đường (trong ngành hàng không và hàng hải) Ngành Điện tử Viễn thông đưa tri thức của loài người đến mỗi người và ngược lại, tạo ra một thế giới thân thiện và gần gũi nhau. Ở Việt Nam, ngành Điện tử Viễn thông đóng vai trò quan trọng, tích cực đối với sự phát triển kinh tế xã hội. Nhu cầu về nhân lực trong ngành rất lớn. 1.2 Lịch sử phát triển -Lịch sử điện tử và linh kiện bán dẫn Tròn 60 năm sau khi transistor được phát minh, linh kiện nhỏ bé tương ứng với trạng thái bật - tắt này đã thay đổi cả thế giới bằng cách tăng cường sức mạnh cho hàng loạt thiết bị số như ĐTDĐ, máy tính, máy nghe nhạc Những máy tính khổng lồ đầu tiên như ENIAC dùng các ống chân không, tương tự như bóng đèn, để tính toán. Máy tính này cần một nhóm nhân viên vận hành. Ống chân không sau đó được thay bằng bóng bán dẫn - một loại công tắc điện tử - do William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain tại phòng thí nghiệm Bell phát minh năm 1947. Transistor hoạt động đầu tiên được giới thiệu ngay trước lễ Giáng sinh năm 1947 nhưng 6 tháng sau đó mới công bố rộng rãi cho thế giới biết. Sản phẩm thương mại đầu tiên chứa một bóng bán dẫn là máy trợ thính Sonotone 1010 được phát hành 5 năm sau phát minh về linh kiện này. Phát minh bóng bán dẫn mở ra thời kỳ phát triển cho mạch điện tích hợp - tiền thân của chip silicon ngày nay. Năm 1965, đồng sáng lập Gordon Moore của hãng chip Intel dự đoán số bóng bán dẫn trên một chip sẽ tăng gấp đôi trong 18 tháng đến 2 năm. Định luật Moore đến nay vẫn đúng dù trong tương lai (10-15 năm nữa) sẽ chạm đến giới hạn. Sự tăng trưởng đều đặn trong sức mạnh của chip đã mở ra một kỷ nguyên điện toán cá nhân mới. Bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn và xếp gần nhau hơn ở mức nanomét khiến cho khả năng hoạt động của chip tăng lên gấp bội và thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị di động nhỏ gọn. Ngày nay chip chứa hàng triệu bóng bán dẫn và được dùng trong nhiều thiết bị, từ điện thoại di động đến máy tính, từ trong xe hơi đến máy bay Lịch sử máy tính Các máy tính cơ học • Abacus: Bàn tính gẩy, là công cụ tính toán ra đời sớm nhất. Theo nhiều tài liệu thì nó được ra đời ở Trung Quốc. • Năm 1642: Pascal đã chế tạo ra chiếc máy tính cơ học đầu tiên, thực hiện được phép cộng và phép trừ bằng cách nhấp phím số. • Năm 1822, Babbage – GS ĐH Cambridge – Anh công bố công trình "máy tính sai phân", sau đó ông phát triển thành máy tính đa năng, tiền thân của máy tính số hiện đại ngày nay, máy có thể đọc được lệnh từ bìa đục lỗ và thi hành chúng (Ada là người trợ lý giúp ông thực hiện lệnh này) Các máy tính đèn điện tử • Năm 1946: Eckert, Mauchli và các cộng sự - trường KT điện tử-ĐH Pennylvania - Mỹ cho ra đời chiếc máy tính điện tử cỡ lớn đầu tiên (ENIAC- Electronic Nummerical Intgrator and Calculator). Chiếc máy tính có 18000 bóng ĐT, chiếm DT: 167 m2, tiêu thụ điện 140 KW/h. Các máy tính hiện đại • Thứ 4 ngày 12 tháng 08, 1981, IBM cho công bố chiếc máy tính cá nhân IBM PC đầu tiên, và công nghệ sản xuất máy tính cá nhân không ngừng phát triển liên tục cho đến hiện nay. Các thế hệ IBM PC thường gắn với thế hệ CPU của Intel. -Lịch sử viễn thông Viễn thông là một thuật ngữ liên quan tới việc truyền tin và tín hiệu. Ngay từ ngày xa xưa, những người tiền sử đã biết dùng khói để báo hiệu, những người thổ dân ở những hòn đảo xa xôi dùng các cột khói để liên lạc, báo hiệu và truyền tin. Mai An Tiêm dùng dưa hấu để truyền tin về đất liền, có thể nói thuật ngữ viễn thông đã có từ xa xưa. Tuy nhiên có thể nói, khái niệm viễn thông được chính thức sử dụng khi cha đẻ của máy điện báo Samuel Finley Breese Morse sau bao ngày đêm nghiên cứu vất vả, ông đã sáng chế chiếc máy điện báo đầu tiên. Bức điện báo đầu tiên dùng mã Morse được truyền đi trên trái đất từ Nhà Quốc Hội Mỹ tới Baltimore cách đó 64 km đã đánh dấu kỷ nguyên mới của viễn thông. Trong bức thông điệp đầu tiên này Morse đã viết "Thượng Đế sáng tạo nên những kỳ tích". Nói đến lịch sử của Viễn thông, không thể không nhắc đến Alexader Graham Bell, ông là người đầu tiên sáng chế ra điện thoại. Để tưởng nhớ ông, ngày 7 tháng 8 năm 1922 mọi máy điện thoại trên nước Mỹ đều ngừng hoạt động để tưởng nhớ và bày tỏ lòng biết ơn nhà khoa học xuất sắc A.G Bell (1847 - 1922). Trên quy mô xã hội, nếu điện tín (1884), điện thoại (1876), radio (1895) và vô tuyến truyền hình (1925) đã làm thay đổi cách giao tiếp trong quan hệ con người thì sự xuất hiện của vệ tinh viễn thông (1960) sợi quang học (1977), công nghệ không dây đã làm nên một hệ thần kinh thông minh nhạy bén trên trái đất. Có thể nói lĩnh vực viễn thông đã làm thay đổi bộ mặt, tính cách của trái đất, đã hiện thực hóa khả năng liên kết của mỗi người của mỗi quốc gia, gắn kết mọi người với nhau nhờ một mạng lưới viễn thông vô hình và hữu hình trên khắp trái đất và vũ trụ. Sự hội tụ trong lĩnh vực viễn thông Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu sử dụng và truyền dữ liệu của con người cũng tăng lên theo hàm số mũ. Ngành VT đóng góp vai trò lớn lao trong việc vận chuyển đưa tri thức của loài người đến mỗi người, thúc đẩy quá trình sáng tạo đưa thông tin khắp nơi về các ngành lĩnh vực khoa học, các thông tin giải trí cũng như thời sự khác. Viễn thông đem lại sự hội tụ, hay sự thống nhất về các loại hình dịch vụ truyền dữ liệu dịch vụ như thoại, video (truyền hình quảng bá và truyền hình theo yêu cầu), và dữ liệu Internet băng rộng thúc đẩy ngành công nghệ thông tin phát triển lên một mức cao hơn với đa dạng các loại hình dịch vụ và chi phí rẻ hơn. Mạng viễn thông giúp người sử dụng có thể gọi điện thoại qua mạng Internet, có thể xem hình ảnh của bạn bè trên khắp thế giới, có thể chia sẻ nguồn dữ liệu, có thể thực hiện những giao dịch mua bán tới mọi nơi trên thế giới một cách đơn giản. Viễn thông ngày càng tạo nên một thế giới gần hơn hội tụ cho tất cả mọi người. 1.3 Các hướng chuyên môn của điện tử viễn thông 1.3.1 Hướng Điện tử (Electronics): Vi điện tử, công nghệ và thiết kế vi mạch, vi cơ điện tử, giới thiệu điện tử nano. Công nghệ bán dẫn và linh kiện ở Nhật sẽ sớm vượt qua hai công nghệp khổng lồ là sắt thép và ô tô. Xuất khẩu điện tử (và linh kiện máy tính) trong nước đạt 1,5 tỷ đô la/năm. Công ty Nidec (Nhật) công bố đầu tư trên 1 tỷ đô la riêng ở Khu công nghệp cao Tp.HCM. Nhiều công ty điện tử Việt nam đã có các thương hiệu điện tử riêng rất thành công (Hanel, Vitek, Belco, Tiến Đạt ). 1.3.2 Hướng Máy tính và Hệ Thống Nhúng (Computer and Embedded Systems): Kiến trúc bộ xử lý và máy tính, hệ điều hành, giao tiếp và thu nhận dữ liệu, hệ thống nhúng. Công ty Canon (Nhật) mở nhà máy sản xuất máy in laser lớn nhất thế giới ở Việt nam, Công ty Intel (Mỹ) (lớn nhất thế giới về linh kiện máy tính) sẽ đầu tư hơn 1 tỷ đô la vào Khu công nghiệp cao Tp.HCM 1.3.3 Hướng Viễn thông và Mạng (Telecommunications and Network): Mạng dữ liệu và truyền thông, truyền thông không dây và di động, truyền thông quang, thiết kế cao tần và không dây, an ninh mạng và CSDL Trên thế giới ngành công nghiệp viễn thông đang ở vị trí thứ ba sau ngành hàng không và ngân hàng nhưng theo dự kiến sẽ tiến lên vị trí số 1 về giá trị. Doanh thu từ dịch vụ viễn thông và Internet của Việt nam sẽ đạt 3,5 tỷ đô la/năm trong vài năm tới và trở thành nền kinh tế mũi nhọn. Nhà nước sẽ đầu tư lớn vào viễn thông nông thôn. 1.3.4 Hướng Điện tử y sinh (Biomedical Electronics): Đo đạc và xử lý tín hiệu, phần mềm, thiết bị. Lĩnh vực y tế là nơi ứng dụng trình độ cao điện tử và tin học cho việc xử lý tín hiệu (điện tim, điện não, siêu âm, chụp cắt lớp ) và thiết bị (có cái có giá trị vài trăm ngàn đô la trở lên). Công nghệ sinh học là ngành mũi nhọn của nhiều nước và nước ta. Khoa học, công nghệ, thiết bị ứng dụng vào đây rất hiện đại. 1.4 Các tố chất, kỹ năng cần thiết để theo nghiệp - Có mục tiêu và đam mê - Năng khiếu về toán học, logic, khả năng tư duy và suy luận - Kiến thức vật lý, nhất là về vật lý điện tử - Sự yêu thích với các thiết bị điện tử - Thông minh và năng động - Kiên trì, nhẫn nại - Luôn tìm tòi, học hỏi, phấn đấu bắt kịp với các xu hướng kỹ thuật công nghệ mới - Khả năng ngoại ngữ tốt, nhất là tiếng Anh và tiếng Nhật - Khả năng sử dụng máy vi tính và tìm kiếm thông tin từ mạng Internet - Khả năng làm việc chung theo nhóm cũng như nghiên cứu một cách độc lập - Cùng một số kỹ năng mềm trong giao tiếp khác 1.5 So sánh với một số ngành nghề gần với điện tử viễn thông: Điện tử viễn thông là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật có phạm vi làm việc rộng, trải dài từ các linh kiện điện tử, cấu trúc phần cứng máy tính, các loại phần mềm nhúng điều khiển thiết bị (mảng cơ sở hạ tầng - hệ thống phần cứng cấp thấp) cho đến các hệ thống mạng máy tính và viễn thông, các phần mềm ứng dụng, hệ thống thông tin quản lý (mảng kiến trúc thượng tầng – phần mềm ứng dụng cấp cao). Do đó các bạn theo nghiệp này nếu chịu khó học tập, tìm hiểu và rèn luyện thì có khả năng thích nghi tốt với rất nhiều loại môi trưởng làm việc sau này. Do đó có thể nói, điện tử viễn thông là sự tổng hợp và dung hòa giữa các ngành khối kỹ thuật khác như CNTT, cơ điện tử, vật lý điện tử, tự động hóa (điều khiển tự động), điện tử tin học, … Cụ thể, ta có thể phân hướng đi như sau - Hướng vi điện tử: thiết kế IC, các loại chip điện tử, vi điều khiển và vi xử lý kích thước nhỏ (Gần với vật lý điện tử, điện tử tin học) - Hướng lập trình phần mềm nhúng và điều khiển thiết bị: thiết kế hệ thống, lập trình điều khiển phần cứng bằng các bộ vi điều khiển và vi xử lý nhằm xây dựng, thiết kế, điều khiển và quản lý các hệ thống máy móc để phục vụ quá trình lao động sản xuất và đời sống sinh hoạt của con người. (Gần với tự động hóa, điều khiển tự động, cơ điện tử, kỹ thuật máy tính) - Hướng tin học và phần mềm ứng dụng: dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng phần cứng đã có sẵn, nhóm ngành này sẽ viết các chương trình hệ điều hành và những ứng dụng quản lý có thể hoạt động trên nền đó nhằm giúp người sử dụng có thể giao tiếp, tương tác, điều khiển được hệ thống phần cứng cũng như thực hiện quá trình xử lý thông tin và dữ liệu sau đó. (Gần với CNTT, khoa học máy tính) - Hướng mạng máy tính và viễn thông: lúc này thì hầu như mọi thiết bị cấu kiện máy móc đã được khởi tạo từ các khâu trước. Giờ đây trước mắt bạn là các linh kiện điện tử, hệ thống máy tính, mạng và viễn thông đã sẵn sàng đi vào hoạt động, nhiệm vụ của bạn là biết cách kết nối chúng lại theo mô hình mạng để toàn hệ thống có thể cùng làm việc một cách thông suốt và hiệu quả nhất. (Gần với CNTT) II. Một số vấn đề trong ngành 1. Điện tử ☞Linh kiện điện tử thụ động là một linh kiện điện tử có thể hoạt động mà không cần cung cấp nguồn điện. - Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó: - Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng cường độ, nhưng trái . dấu - Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua.Cuộn dây có biểu tượng mạch điện có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Hen Ry (H). - Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED. Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N. ☞Linh kiện điện tử thụ động là một linh kiện điện tử có thể hoạt động cần cung cấp nguồn điện. - Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.Tranzitor cũng thường được kết hợp [...]... để chuyển đổi sự dịch chuyển thành điện áp Ngoài ra còn có thể chuyển đổi kiểu điện cảm và điện dung Nguyên tắc chung để đo các đại lượng không điện như nhiệt độ, quang thông, lực, ứng suất, kích thước, di chuyển, tốc độ bằng phương pháp điện là biến đổi chúng thành tín hiệu điện Cấu trúc thiết bị đo gồm ba thành phần: o Bộ phận chuyển đổi hay cảm biến, cơ cấu đo điện và các sơ đồ mạch trung gian... hiện và cải tiến quá trình truyền thông Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông a Xử lý tín hiệu Trước tiên, cốt lõi của viễn thông là truyền thông tin Thông tin là một phần quan trọng không thể thiếu Thông tin trong viễn thông có nhiều dạng khác nhau, như tiếng nói, hình ảnh, video… Mỗi thông tin có các thuộc tính khác nhau Thông tin có thể tồn tại dưới 2 dạng: analog (tính hiệu liên tục theo thời... “bệnh” của một thiết bị viễn thông trong hệ thống (dựa vào các thông tin xác suất)… cũng là một dạng xử lý tín hiệu - Trong truyền thông, thông tin thường bị nhiễu noise, echo, bị các hiệu ứng fading, đa đường, mixer (trộn lẫn thông tin từ nhiều nguồn)… Thông tin thu được do đó cần phải được xử lý để làm giảm các hiệu ứng này b Truyền thông kỹ thuật số Trước khi truyền đi, thông tin sẽ phải được mã hóa,... thấp c Truyền sóng điện từ/vô tuyến và điện tử RF Thông tin sau khi được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự sẽ được truyền đi giữa máy phát và máy thu thông qua một môi trường hoặc dây dẫn (sóng điện từ) hoặc môi trường không dây dẫn (sóng vô tuyến) Trong viễn thông không dây, ngày này mọi người đều nói đến việc kết hợp nhiều angten để thu và phát sóng (MIMO) hoặc sử dụng angten thông minh (smart antenna)... thuật như: điện, điện tử, tự động hóa, tin học, vật lý và viễn thông Xứ lý tín hiệu có nội dung khá rộng dựa trên một cơ sở toán học tương đối phức tạp Nó có nhiều ứng dụng đa dạng, trong nhiều lĩnh vực khác nhau Rất khó phân biệt rạch ròi đâu là xử lý tín hiệu trong viễn thông, đâu không phải là cho viễn thông Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu một số khía cạnh của xử lý tín hiệu trong viễn thông: -... cứ hệ thống viễn thông nào kể trên, chúng ta điều có thể nhận ra các thành phần cơ bản kể trên Nhiệm vụ của viễn thông là làm thế nào để truyền thông tin nhanh, chính xác, chất lượng cao, bảo mật tốt, và dĩ nhiên là đáp ứng nhu cầu truyền thông của con người Do đó có thể nói ngành viễn thông bao gồm tất cả các lĩnh vực nhằm góp phần vào việc thực hiện và cải tiến quá trình truyền thông Tổng quan các... lý thuyết thông tin của Claude Shannon (1948) Nhưng phải đến những năm 70’s thì những hệ thống đầu tiền sử dụng lý thuyết thông tin này mới ra đời vì đến lúc đấy thì tốc độ tính tóan của phần cứng mới đủ khả năng thực hiện các thuật tóan phức tạp của lý thuyết truyền thông Hình 2: Sơ đồ truyền thông tin Mỗi một block trên hình 2 là một vấn đề nghiên cứu của truyền thông kỹ thuật số Truyền thông kỹ... ngược lại thành thông tin Thực tế, viễn thông đã tồn tại từ rất xa xưa Sơ khai nhất có thể kể đến việc liên lạc bằng cách đốt lửa cho bốc khói lên để báo động giặc đến Hoặc dùng tiếng kèn, trống, chuông, ám hiệu… để báo hiệu những mối nguy hiểm đang đến gần Tiếp theo là sự ra đời của telegraph, rồi telephone Và ngày nay thì có vô số loại hình viễn thông khác nhau, như Internet, hệ thống điện thoại di... kiếm exhaustive Trong suốt quá trình liên lạc, thông tin cần phải được mã hóa sao cho chỉ có 2 thực thể đang liên lạc với nhau có thể giải mã được thông tin ấy còn các thực thể trung gian chỉ có thể đọc được địa chỉ để chuyển thông tin đi Mã hóa có thể tham gia vào quá trình thông ở nhiều mức độ khác nhau: sóng radio, thông tin góiIP ,… Trong mạng viễn thông, nhiều giao thức được nghiên cứu và hình... sơ đồ truyền thông tin ở hình 2 Tất cả các quá trình diễn ra trong dây chuyền truyền thông tin như điều chế, encoder, mã hóa, v.v thì được gọi chung là truyền thông kỹ thuật số (digital communication) Đôi khi người ta vẫn xem truyền thông kỹ thuật số là một dạng xử lý tín hiệu Tuy nhiên, chung tôi muốn tách biệt nó ra khỏi phần xử lý tín hiệu vì nó mang nhiều đặc thù riêng Kỹ thuật truyền thông số đã . NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ************* BÁO CÁO NHẬP MÔN ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG Sinh viên thực hiện: Bùi Văn Chiến Lớp: Điện Tử 3 K55 MSSV: 20101158 I. Giới thiệu ngành điện tử viễn thông Với. ngành điện tử viễn thông nói riêng. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ngành điện tử viễn thông. 1.1 Giới thiệu chung Từ chiếc máy điện báo đầu tiên mang tên Con vịt xấu xí của Morse, đến nay, ngành Điện. mới, thiết bị Điện tử Viễn thông mới hay làm việc trong lĩnh vực mạng, viễn thông, lĩnh vực định vị dẫn đường, lĩnh vực điện tử y sinh, lĩnh vực âm thanh, hình ảnh Điện tử Viễn thông là ngành