bài giảng thiết bị đầu cuối - vi thị ngọc mĩ

BÀI GIẢNG THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI Giảng viên: Vi Thị Ngọc Mĩ Thái Nguyên, năm 2012 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI ÂM THANH 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1 Âm Sóng âm biến đổi tính chất mơi trường đàn hồi lượng âm truyền qua Sóng âm truyền vật chất thể rắn, lỏng, khí Sóng âm không truyền chân không Âm dao động học phân tử, nguyên tử hay hạt làm nên vật chất lan truyền vật chất sóng Cả tiếng ồn âm nhạc âm Trong việc truyền tín hiệu âm thanh, tiếng ồn dao động ngẫu nhiên khơng mang thơng tin Khi kích thích dao động âm mơi trường thể khí lớp bị nén lớp khí bị dãn hình thành Trạng thái nén dãn lan truyền từ ngồn âm dạng sóng dọc (phương dịch chuyển dao động trùng với phương truyền âm) Sự biến đổi áp suất tổng xung quanh áp suất tĩnh lượng nhỏ p = P - P0 , biểu thị áp Đơn vị áp suất pascal, viết tắt Pa = N/m2 bar = 106 dyne/cm2 = 105Pa Ví dụ: áp suất tĩnh P0 khí điều kiện tiêu chuẩn xấp xỉ bar = 10 áp trung bình khơng khí Lý thuyết sóng xác định đặc tính sóng âm phương trình sóng: V2p = ∂2 p ∂2 p ∂2 p ∂2 p + + = 2 ∂x ∂y ∂z c ∂t Thanh áp p(x,y,z) hàm cảu biến không – thời gian ∂2 p ∂2 p Trong trường hợp riêng, ∂y = , ∂z = ta có sóng phẳng Khi đó, x  nghiệm phương trình sóng: p = f  t −  số khả vị biến t, x xác định  c x c đơn trị theo giá trị pha t − , với đặc tính: x + ∆x  x    f  ( t + ∆t ) −  = f  t0 −  c  c    Do đó: ∆x =c ∆t C tốc độ truyền lượng âm (gọi tắt tốc độ âm) Cường độ âm I công suất âm thông qua đơn vị diện tích mặt sóng Mật độ lượng âm ε lượng âm đơn vị thể tích trường âm I = pv = εc 1.1.2 Thính giác Thính giác năm giác quan Đây khả tiếp thu âm cách phát dao động qua quan tai Ở người động vật có xương sống khác, việc nghe thực chủ yếu thính giác: dao động tai phát chuyển thành xung thần kinh mà não thu nhận Khơng phải lồi động vật nghe tát loại âm Mỗi lồi có khoảng nghe có độ to (cường độ) độ cao (tần số) cảu âm a Cảm thụ tần số Dải tần 16 ÷ 20.000 Hz phạm vi tần số âm mà tai người cảm thụ được, gọi âm tần 16 Hz hạ âm Trên 20kHz siêu âm Cảm thụ tần số âm, thể “độ cao” âm Khi tăng liên tiếp tần số tai người cảm thụ thấy bậc biến thiên độ cao âm Trong âm học, người ta thường dùng đơn vị Octave (oct) Số oct tương ứng với tần số fn xác định sau: n = log fn f ≈ 3.34 lg n f0 f0 Trong fn tần số đo f0 tần số chuẩn Vậy 1oct tương ứng với biến thiên gấp lần so với tần số chuẩn f Khoảng âm tần chiếm 10 oct Cực tiểu biến thiên tương đối tần số mà tai người nhậ gọi ngưỡng vi phân độ thính giác theo tần số Ngưỡng phụ thuộc vào giá trị khởi đầu tần số, phụ thuộc vào biên độ tốc độ di tần Vậy cảm thụ tần số âm gần với quy luật log2 theo tần số b Cảm thụ biên độ Cảm thụ biên độ âm thể “độ to” âm, thường gọi âm lượng Âm lượng không phụ thuộc vào biên độ âm mà phụ thuộc vào tần số hàng loạt yếu tố khác Ví dụ, tác động lâu âm biên độ khơng đổi âm lượng giảm - Ngưỡng nghe được: mức áp nhỏ âm đơn mà tai người cảm thụ được, mức chuyển từ trạng thái nghe thấy sang trạng thái không nghe thấy ngược lại Ngưỡng nghe phụ thuộc tần số, lứa tuổi người nghe, biện pháp bố trí nguồn âm, Thanh áp hiệu dụng dao động điều hòa 1000 Hz 2.10 -5 N/m2 gọi ngưỡng nghe tiêu chuẩn - Ngưỡng chói tai: mức áp lớn mà tai người chịu đựng được, mức giới hạn khả chịu đựng tai người, vượt qua ngưỡng thính giác bị tổn thương khơng phục hồi lại Ngưỡng chói tai phụ thuộc tần số (nhưng phụ thuộc so với ngưỡng nghe được) Thanh áp hiệu dụng dao động điều hòa 1000 Hz 20 N/m2 gọi ngưỡng chói tai tiêu chuẩn Cực tiểu biến thiên âm lượng mà tai người nhận gọi ngưỡng vi phân độ thính giác theo biên độ Nghĩa âm lượng biểu thị tính chất “lượng tử” thính giác Với âm lượng bé gần ngưỡng nghe ngưỡng ΔN chừng vài dB Cịn âm lượng trung bình ΔN = 0.4 dB c Các đặc điểm thời gian khơng gian thính giác Qn tính thính giác: Hưởng ứng thính giác tác động âm khơng phải tức thì, mà có trễ Sau âm bắt đầu chừng 200 ms thính giác xác định âm lượng Khi âm ngừng, cảm giác thấy âm cịn kéo dài thêm 150 ÷ 200 ms Thính giác khơng phân biệt khoảng ngừng bé 50 ms âm giống liền Điều dẫn đến tượng che lấp thời gian Phải qua thời gian tác động âm cỡ vài chu kỳ thính giác nới xác định độ cao âm Hiệu ứng hai tai: Hai tai người cách khoảng cách sóng âm 2000 Hz Do lệch pha, nhiễu xạ che chắn đầu người, vành tai nên sóng âm từ nguồn đến hai tai có khác nhau; kết người có khả định hướng nguồn âm với sai số 30 ÷ 40 (nếu nguồn âm khơng q lệch phía bên) Hiệu ứng stereo: Khác với hiệu ứng hai tai, nêu đặc điểm cảm thụ âm nguồn âm, hiệu ứng stereo cảm thụ hai tai hai (hoặc nhiều) nguồn âm tương quan Sự truyền thụ nhiều nguồn âm lúc có tương quan tạo nên hiệu ứng stereo Vì vậy, so với truyền đạt mono, cách truyền đạt stereo cho cảm giác âm tốt 1.2 TIẾNG NĨI 1.2.1 Khái niệm Tiếng nói qua phát âm người tạo nhằm mục đích thơng tin Tiếng nói tương tự âm chiếm dải hẹp giá trị đại lượng vật lý (tần số, cường độ âm) Nó cơng cụ sản phẩm tư nên có lượng tin tức lớn độ trừu tượng cảm nhận cao Chữ viết tạo biểu tượng thị giác cụ thể tương ứng với tiếng nói, chuyển đổi qua lại tiếng nói chữ viết 1.2.2 Phân loại Tiếng nói phân loại thô thành âm hữu âm vô Âm hữu thanh: luồng khơng khí từ phổi làm đới dao động, phát xung âm (đưa quản) có tần số f 0, gọi tần số âm Phạm vi f0 từ 70 Hz đến 450 Hz, trung bình f nam giới 150 Hz, nữ giới 250 Hz Đường bao phổ xung âm có độ dốc giảm dần phía tần số cao khoảng dB/1 oct Âm vơ thanh: có chất tạp âm, kết qua khe khoang miệng (môi, mũi, răng, lợi) Khoang miệng hệ thống lọc âm phức tạp với hàng loạt hốc cộng hưởng, mà tần số cộng hưởng thay đổi nhờ người điều khiển tinh vi nhiều quan miệng Khi xét đặc điểm phổ ngơn ngữ, người ta thấy có số xác định mẫu âm nguyên tố, gọi phonem Đường bao phổ phonem có dạng xác định với số xác định cự đại (phoman) cực tiểu (antiphoman) Dải tần tiêu chuẩn tín hiệu thoại 300 Hz đến 3400 Hz 1.3 SƠ ĐỒ KHỐI THIẾT BỊ NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI Bản thân tiếng nói tín hiệu tương tự, chúng thực việc số hóa để biến thành tín hiệu số xử lý Mục đích việc xử lý đảm bảo độ xác trình phân tích hay tự tổng hợp tiếng nói, việc phân tích (nhận dạng) tiếng nói việc phân tích tiếng nói để xác định nội dung thơng báo hàm chứa tiếng nói để hệ thống hay thiết bị đáp ứng xác mệnh lệnh dạng tiếng nói, tùy theo mục đích khác Đây cơng việc khó khăn khơng đồng nhất, phức tạp tiếng nói, vốn từ, nhầm lẫn từ, tạp âm, méo, giọng nói, độ phát âm, luyến láy q trình nói Dưới sơ đồ khối trình bày cấu trúc tổng thể thiết bị nhận dạng tiếng nói có huấn luyện Hình 1.1 Sơ đồ khối thiết bị nhận dạng tiếng nói Q trình nhận dạng tiếng nói chia làm hai giai đoạn: +Giai đoạn huấn luyện: Tạo mẫu từ cần nhận dạng lưu nhớ chứa từ cần nhận dạng +Giai đoạn nhận dạng: Đưa mẫu đem so sánh với mẫu tạo giai đoạn huấn luyện thông qua đánh giá độ tương quan kết hợp với khối niêm luật, cú pháp, ngữ nghĩa phân tích thực tiễn để đưa từ cần nhận dạng - Tách biên: Vì thiết bị nhận dạng từ nên cần xác định ranh giới từ câu phát Có nhiều phương pháp tách biên đề xuất, thông thường sử dụng thuật toán so sánh mức ngưỡng lượng, biên từ điểm tín hiệu tiếng nói đạt mức ngưỡng Khoảng lặng từ thời gian tín hiệu ngưỡng Tách đặc trưng: Đây khối quan trọng, để tách đặc trưng mẫu tiếng nói, chẳng hạn dạng phổ từ tần số cộng hưởng… Bộ phận chuẩn hóa: Làm cho từ phát âm hoàn cảnh khác trở thành giống để nhận dạng Sau chuẩn hóa xong lưu vào nhớ từ vựng Niêm luật, cú pháp, ngữ nghĩa bổ xung vào phần nhận dạng giúp phát triển phân tích, xác, phù hợp với thực tiễn, ngữ cảnh nhằm đưa đáp ứng xác cho hệ thống Đánh giá độ tương quan: So sánh mẫu từ cần nhận dạng với mẫu từ có sẵn để đưa từ 1.4 NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI THUẬN NGHỊCH ÂM THANH – TÍN HIỆU ĐIỆN 1.4.1 Nguyên lý biến đổi thuận nghịch âm – tín hiệu điện - Nguyên lý chuyển từ âm sang tín hiệu điện: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ, đầu vào nguồn âm tác động, đầu tín hiệu điện âm tần - Nguyên lý biến đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu âm thanh: Dựa vào tượng cảm ứng điện từ, đầu vào tín hiệu điện âm tần, đầu tín hiệu âm Micro loa thiết bị đầu cuối âm sử dụng nhiều hệ thống thông tin Trong micro xảy biến đổi âm thành tín hiệu điện Trong loa xảy biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm 1.4.2 Các tham số kỹ thuật micro loa a Micro - Độ nhạy hướng trục: η = U P0 Trong Ura điện áp lối P0 áp vị trí đặt micro - Đặc tuyến hướng H(θ) tỷ số độ nhạy hướng θ với độ nhạy hướng trục H (θ ) = ηθ η0 θ góc lệch hướng truyền âm so với hướng trục âm micro H(θ) phụ thuộc vào kết cấu màng micro - Dải tần số làm việc rộng âm tốt Đặc tính biên độ phải đồng dải tần b Loa - Độ nhạy hướng trục: η = P0 P Trong P0 áp lao tạo điểm trục âm P công suất đưa vào loa - Hiệu suất loa: λ = Pa với Pa công suất âm xạ P - Đặc tính tần số quan hệ η0 (ω), λ(ω) - Công suất danh định điện áp tín hiệu cung cấp cho loa mà loa đảm bảo tiêu kỹ thuật cho trước - Điện áp danh định điện áp tín hiệu cung cấp cho loa đạt cơng suất điện danh định - Đặc tính hướng H (θ ) = Pθ P0 Với Pθ áp hướng lệch góc θ so với hướng trục âm loa 1.5 MICRO VÀ LOA ĐIỆN ĐỘNG 1.5.1 Nguyên lý Hình 1.2 Mơ hình hệ điện động - Khi ta cho dịng điện I chạy sợi dây tác động từ trường sợi dây bị dịch chuyển Hướng dịch chuyển sợi dây phụ thuộc vào chiều dòng điện (biến đổi điện – cơ) - Khi khơng cho dịng điện qua, tác động vào sợi dây lực làm cho dịch chuyển với tốc v tác động từ trường, sợi dây có dịng điện cảm ứng chiều dòng điện phụ thuộc vào hướng dịch chuyển sợi dây (biến đổi – điện) 1.5.2 Micro - Cấu tạo: +Một nam châm vĩnh cửu mạch dẫn từ với khe từ hình xuyến + Một cuộn dây gồm nhiều vòng dây căng lưới đàn hồi để dịch chuyển lên xuống tự khe từ + Màng micro gắn với cuộn dây, bên ngồi có màng vải thấm nước, lưới bảo vệ tránh va đập Hình 1.3: micro điện động - Nguyên lý hoạt động: Tác động âm làm cho màng micro dịch chuyển kéo theo cuộn dây dịch chuyển khe từ Do tác động từ trường cuộn dây có dịng cảm ứng hai đầu cuộn dây có điện áp Tín hiệu âm có tần số định làm cuộn dây dịch chuyển với tần số Đầu micro có điện áp xoay chiều tần số tần số âm gọi âm tần - Ưu, nhược điểm: + Ưu điểm: Độ trung thực cao Cấu tạo đơn giản, dễ hiểu dễ sử dụng Chất lượng tốt, dùng phổ biến +Nhược điểm : Chịu chấn động Hiệu suất thấp (0.5% đến 4%) 1.5.3 Loa - Cấu tạo: + Một nam châm vĩnh cửu mạch dẫn từ với khe từ hình xuyến + Một cuộn dây gắn với màng loa + Màng loa chuyển động Hình 1.4: Loa điện động Trong đó: a nam châm mạng hình trụ trịn rỗng, b cuộn dây động quấn khoanh giấy, nằm khe từ hình nhẫn, c trụ sắt non, tạo với nam châm khe từ trường hình nhẫn mạnh, d màng giấy (nón loa) gắn liền với cuộn dây mạng trong, đ sườn loa, e mạng nhện, g nếp nhăn nón loa - Nguyên tắc hoạt động: + Nếu đưa vào hai đầu cuộn dây điện áp âm tần gồm bán chu kì Ở bán chu kì dịng điện cuộn dây chạy theo chiều, cuộn dây dịch chuyển theo hướng kéo theo màng loa dịch chuyển tạo âm Tần số âm tần số tín hiệu điện Tần số cộng hưởng hệ dao động ω0 = m CM mC M khối lượng độ uốn hệ dao động liên kết đàn hồi (nếp nhăn, mạng nhện) ω0 coi giới hạn dải tần số công tác Để mở rộng khả phát âm trầm thường mong muốn tăng độ uốn CM đến tối đa Đối với loa công suất lớn, vành loa phải làm to Phổ biến vành loa có diện tích mặt cắt biến thiên theo quy luật hàm số mũ: S x = S1e mx m= 4πf c c S1 diện tích lỗ cửa nối vào vành m số mở rộng vành x chiều dài vành loa (trên trục loa từ lỗ cửa) fc tần số cắt (giới hạn dải tần) Do hạn chế riêng cấu tạo, loại loa điện động theo nguyên lý sử dụng nam châm điện vĩnh cửu thường phát âm tốt dải tần định mà khơng thể phát tồn dải âm nghe (16 Hz đến 20.000 Hz) Như vậy, để truyền tải âm đủ dải tần nghe được, loa cần sử dụng nhiều loa với đường kính cấu tạo khác (thơng thường thùng loa có chất lượng tốt thường bao gồm bốn đến năm loa, đó: loa trầm, hai loa trung đến hai loa phát tần Loa điện động thiết kế đơn giản, dễ lắp đặt chắn Loa điện động hoạt động linh hoạt, sử dụng tiện lợi, đặc biệt tần số thấp phiền tối chỗ cần phải có phận phân tần thùng phải lắp nhiều loa 10 - Do có sử dụng gói "báo trước" nên giao thức Kermit linh động, đặc điểm khả dễ dàng thêm vào mà giữ tính tương thích với phiên trước • Giao thức liên kết cục (Local Link Protocol) Các giao thức xét đến thuộc loại giao thức End to end Sở dĩ có tên gọi yêu cầu việc sửa lỗi phát lỗi phải có từ đầu đến cuối (Từ đọc đĩa phía gửi đến ghi xuống đĩa phía nhận), điều đảm bảo lỗi xẩy phía phát phía nhận bị phát Trong số trường hợp, việc thực kiểm tra lỗi không cần thiết đường truyền liệu không bị lỗi bị ảnh hưởng loại lỗi biết ta đơn giản hố bớt thủ tục chống lỗi Giao thức liên kết cục thiết kế cho trường hợp Giao thức liên kết cục cho phép xác định byte liệu có bị khơng, có u cầu truyền lại Các gói liệu bao gồm byte chứa chiều dài gói (LEN), byte liệu có chiều dài từ đến 254 kết thúc gói byte EOP Lúc bắt đầu, phía gửi phát byte LEN đến phía nhận phúc đáp Ack, tiếp theo, phía gửi truyền phần cịn lại gói liệu Nếu phía nhận nhận gói có số byte LEN kí tự EOP đúng, gửi NAK để xác nhận gói liệu vừa truyền, trái lại, phía nhận gửi NAK để yêu cầu phía gửi phát lại phần liệu bị lỗi (Khơng phát lại byte LEN) Việc sử dụng byte EOP (Mã ASCII là17h) để đánh dấu cuối gói giao thức hoạt động mô tả Ðể cải thiện tính làm việc, người ta sử dụng byte SOH (Mã ASCII 01h) để đánh dấu kết thúc gói thay cho byte EOP để gói có độ dài gói vừa nhận, khơng cần thiết phải có "bắt tay" cho byte LEN 2.2.2 Chuẩn điều chế Để liên lạc với modem phải hỗ trợ phương pháp điều chế Các modem thông tin với dùng phương pháp điều chế đó, phương pháp điều chế thơng dịch liệu số máy tính sang tín hiệu tương tự đường dây ngược lại Các phương pháp điều chế thông dụng bao gồm: Điều chế/ chuẩn Tốc độ kết nối (bps) Bell 103 110, 150, 300 CCITT V.21 110, 150, 300 Bell 212A 1200 CCITT V.22 1200, 600 CCITT V.22bis 2400 CCITT V.23 Được dùng châu Âu, tốc độ 75 CCITT V.29 Chuẩn bán song công, tốc độ 9600 CCITT V.32 9600, 4800, 2400 CCITT V.32bis 14400, 12000, 9600, 7200 Telebit PEP (Packet ensemble Các tốc độ cao, chuẩn riêng Telebit protocol) US Robotics HST (High Speed Các tốc độ cao, chuẩn riêng US Robotics Technology) V.terbo 20000, chuẩn thực 18 V.32 fast V.FC ITU – tv34 • Tiền thân V.34 Thuộc lớp V.fast 28800, 26400, 24000, 21600, 19200, 16800, 14400 2.3 CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG Các chế độ hoạt động modem: Thông thường modem có chế độ hoạt động Chế độ lệnh: gọi command mode cho phép người sử dụng gửi lệnh từ bàn phím vào modem để yêu cầu modem thực cơng việc Thơng qua chế độ lệnh người dùng tham khảo modem, cấu hình hoạt động cho nó, thực cơng tác kiểm thử bảo trì hệ thống Chế độ liệu: gọi data mode cho phép người dùng trao đổi liệu xuyên qua đường đến đầu xa Trong chế độ liệu có chế độ làm việc chế độ “hội thoại” “truyền nhận tập tin” + Chế độ “hội thoại” modem cho phép thiết bị đầu cuối liệu đầu cầu nối đàm thoại qua hình Chế độ thông tin cầu nối qua modem song cơng hồn tồn + Chế độ truyền nhận tập tin cho phép đầu cuối truyền nhận tập tin với Việc truyền nhận tập tin modem có phối hợp giao thức truyền (được sử dụng phần mềm truyền số liệu cài đặt đẩu cuối liệu hay máy tính) Chế độ thông tin truyền nhận tập tin song công hay bán song công tùy thuộc vào giao thức sử dụng Các giao thức truyền nhận tập tin bán song công: XMODEM, YMODEM, KERMIT Chú ý: gửi lệnh vào modem chế độ liệu tương tự, gửi liệu vào modem chế độ lệnh Modem vào chế độ lệnh cách tự động khi: + Khởi động modem + Ấn phím bàn phím modem quay số + Reset modem + Modem khơng nhận tín hiệu sóng mang máy khác đường dây rớt mạch, bị nhiễu hay trở ngại khác trình kết nối liệu 2.4 TẬP LỆNH Khi modem chế độ lệnh dùng bàn phím để gửi lệnh vào cho modem Các lệnh lệnh riêng biệt dòng gồm nhiều lệnh Dòng lệnh có số ký tự chứa khơng 40 chứa gạch nối dấu ngoặc để dễ đọc Lệnh A: lệnh dùng để tiếp nhận gọi modem không chế độ trả lời tự động Đồng thời lệnh dùng để chuyển từ thoại sang gọi liệu Lệnh A/: Ra lệnh cho modem thực lại lệnh trước Lệnh AT: Là lệnh ln gõ vào trước lệnh ngoại trừ lệnh A/, nhằm báo cho modem biết tốc độ tại, khuôn mẫu ký tự, thông số kiểm tra 19 Lệnh , : Là lệnh tạm dừng chuỗi lệnh quay số Lệnh D: Là lệnh quay số kết nối với đầu xa Lệnh E: Là lệnh lặp lại ký tự, lệnh có tham số + 0: khơng lặp lại ký tự + 1: lặp lại ký tự Lệnh +++: Là ký tự thoát tạm chế độ lệnh mà không ngắt nối Lệnh !: Là lệnh chuyển gọi Dùng sau số điện thoại chuỗi lênh quay số trước số điện thoại muốn chuyển Lệnh H: Là lệnh thực gác máy 10 Lệnh I: Là lệnh nhận dạng modem hay kiểm tra nhớ chính, có tham số + 0: nhận dạng modem (mặc định) + 1: kiểm tra nhớ 11 Lệnh L: lệnh chọn âm lượng loa, có tham số + 1: thấp + 2: trung bình + 3: cao 12 Lệnh M: lệnh điều khiển loa, có tham số + 0: tắt loa + 1: mở loa kết nối + 2: Mở loa liên tục + 3: Giống tham số khơng có lao quay số 13 Lệnh O: Là lệnh trả modem chế độ liệu từ chế độ lệnh tạm thời 14 Lệnh P: Chỉ dùng chuỗi lệnh quay số yêu cầu modem quay số kiểu pulse 15 Lệnh T: Chỉ dùng chuỗi lệnh quay số yêu cầu modem quay số kiểu tone 16 Lệnh Q: Là lệnh modem cho phép hay khơng cho phép gửi đáp ứng có tham số + 0: Cho phép + 1: không cho phép 17 Lệnh Sr?: Là lênh đọc giá trị ghi, chữ “r” thay cho số ghi 18 Lệnh;: Là lệnh yêu cầu trở chế độ lệnh sau quay số 19 Lệnh V: Là lệnh cho phép chọn kiểu đáp ứng, có tham số + 0: đáp ứng số + 1: đáp ứng câu 20 Lệnh W: Khi thực gọi dùng lệnh để modem truy cập đường dây đợi dial tone thời gian trước quay, thời gian xác định ghi S7 21 Lệnh X: Là lệnh chọn tập đáp ứng, có tham số 22 Lệnh Z: lệnh reset modem 23 Lệnh &C: Với tham số modem cơng nhận tín hiệu sóng mang tín hiệu có thực Với tham số modem xem sóng mang từ đầu xa luôn tồn chúng có thực 24 Lệnh &L: Chọn chế độ hoạt động dial up hay lease line 20 + 0: dial up + 1: lease line 25 Lệnh &M: Chọn chế độ hoạt động đồng hay bất đồng tham số chọn tùy theo modem 26 Lệnh &V: Cho lên hình cấu hình lưu giữ kể số điện thoại nhớ 27 Lệnh &T: Là lệnh kiểm thử, tham số hoạt động tùy theo modem 28 Lệnh &Zn=: Là lệnh dùng để lưu trữ số điện thoại vào nhớ 29 Lệnh Sr=: Là lệnh dùng để gán giá trị cho ghi, chữ “r” thay số cụ thể ghi Chú ý: Trên lệnh thường có số modem thơng dụng Trong thực tế modem có số lệnh riêng tùy vào nhà chế tạo 2.5 VẤN ĐỀ TÍN HIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TRONG MODEM 2.5.1 Sự suy giảm biến dạng tín hiệu Ảnh hưởng suy giảm biến dạng nói chung làm thối hóa tín hiệu dẫn đến sai liệu máy thu 2.5.1.1 Sự suy giảm Khi tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn lý biên độ giảm xuống gọi suy giảm tín hiệu Sự suy giảm tín hiệu gia tăng theo hàm tần số, tín hiệu lại bao gồm dải tần Vì tín hiệu bị biến dạng thành phần suy giảm không Để khắc phục vấn đề này, khuếch đại thiết kế cho khuếch đại tín hiệu có tần số khác với hệ số khuếch đại khác Ngồi ra, cịn có thiết bị cân chỉnh gọi equalizer dùng để cân suy giảm xuyên qua băng tần xác định 2.5.1.2 Giới hạn băng thông Bất kỳ kênh hay đường thông tin nào: cáp xoắn, cáp đồng trục, radio có băng thơng xác định liên hệ với nó, băng thông thành phần tần số tín hiệu truyền qua kênh mà khơng bị suy giảm Do đó, truyền liệu qua kênh cần phải đánh giá ảnh hưởng băng thơng liệu truyền Vì kênh thơng tin có băng thơng giới hạn, nên tín hiệu nhị phân truyền qua kênh, thành phần tần số dải thông nhận máy thu 2.5.1.3 Sự biến dạng trễ pha Tốc độ lan truyền tín hiệu dọc theo đường truyền thay đổi tùy tần số Do đó, truyền tín hiệu số, thành phần tần số khác tạo nên đến máy thu với trễ pha khác nhau, dẫn đến biến dạng trễ pha tín hiệu máy thu Sự biến dạng gia tăng tốc độ bit tăng Biến dạng trễ làm thay đổi thời khắc củ tín hiệu gây khó khăn việc lấy mẫu tín hiệu 2.5.1.4 Sự nhiễu Khi khơng có tín hiệu, đường truyền dẫn hay kênh truyền xem lý tưởng mức điện zero Trong thực tế, có tác động ngẫu nhiên làm cho tín hiệu điện đường truyền khác zero, cho dù khơng có tín hiệu liệu truyền Mức tín hiệu gọi mức nhiễu đường dây Khi tín hiệu bị suy giảm biên độ giảm đến mức nhiễu đường 21 Một nguyên nhân gây nhiễu biết đến gọi nhiễu xuyên âm Nhiễu hình thành dây dẫn đặt kề Tín hiệu truyền dây trở thành tín hiệu nhiễu vào dây Một dạng nhiễu khác nhiễu xung điện, nguyên nhân gây bắt nguồn từ tác nhân bên nguồn điện năng, thiết bị hoạt động Loại nhiễu thứ biết đến nhiễu nhiệt, diện tất thiết bị điện phương tiện truyền, bất chấp tượng ngoại cảnh 2.5.2 Các phương pháp điều chế Có phương pháp điều chế để chuyển tín hiệu nhị phân sang dạng thích hợp để truyền qua mạng điện thoại công cộng PSTN - ASK - FSK - PSK - Điều chế đa mức 2.6 MỘT SỐ HỆ THỐNG MODEM 2.6.1 Hệ thống modem thông thường Chức khối tóm tắt sau: - Khối giao tiếp đường dây: Dùng để phối hợp trở kháng với đường dây chuyển đổi tín hiệu mạch đường dây cân mạch điện khơng cân modem mà phận biến áp sai động - Bộ ghép song công: Dùng để phân tách tín hiệu thu phát Chủ yếu ngăn khơng cho tín hiệu phát quay trở lại mạch thu đưa tín hiệu thu vào lọc thu - Bộ điều chế (FSK modulator): Dùng để điều chế tín hiệu liệu lên sóng mang cao tần phù hợp với băng thông đường điện thoại - Bộ giải điều chế: tách tín hiệu liệu từ sóng mang cao tần thu - Bộ tách ngưỡng: dùng để ngăn chặn tình trạng tiếp nhận tín hiệu liên tục tín hiệu nhiễu, tín hiệu liệu đến yếu., giải điều chế dùng - Bộ lọc thu: cung cấp nhạy cảm cho modem thông qua khuếch đại chọn lọc lọc thông - Bộ lọc phát: giới hạn tín hiệu FSK truyền, loại bỏ họa tần phát sinh từ điều chế, đồng thời loại bớt hài bậc cao để tiết kiệm công suất truyền - Mạch điều khiển bắt tay: Khối điều khiển hoạt động modem giám sát trạng thái modem cách dùng đường tín hiệu RTS, CTS, DTR, DSR, CD chuẩn giao tiếp EIA-232 2.6.2 Modem thông minh tiêu biểu Các Modem thông minh thiết kế sở vi xử lí kết hợp với hệ thống modem khơng thơng minh Nhờ ứng dụng hệ thống có khả lập trình, modem tăng cường số tính mà modem hệ trước khơng có Thơng qua chương trình điều khiển cài đặt nhớ, modem hoạt động chế độ chế độ lệnh chế độ liệu Khả lập trình hệ thống tạo điều kiện đưa vào modem giao thức liên kết liệu, bao gồm thủ tục phát khắc phục lỗi, giải thuật nén liệu làm cho hoạt động truyền nhận liệu modem tin cậy nhanh chóng 22 CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ ĐẦU CUỔI BƯU ĐIỆN 3.1 MÁY FAX 3.1.1 Nguyên lý : Fax (truyền ảnh tĩnh) là dịch vụ chép từ xa với tốc độ cao nhờ tín hiệu điện truyền dẫn mạng điện thoại.Tín hiệu Fax là analog Bức ảnh gốc cần truyền sẽ được chia thành những phần tử nguyên tố ảnh,tập hợp thành dòng ảnh và mành ảnh T.V Bên phát trực hiện sự biến đổi lần lượt độ sáng trung bình của mỗi phần tử ảnh gốc thành mức tương ứng tỉ lệ của tín hiệu điện Sự lần lượt với quy luật xác định của các phần tử ảnh gọi là quét (quét dòng,quét mành) Hệ thống quang học đặc biệt sẽ tạo vệt sáng quét Tín hiệu điện (tạo quét ảnh gốc bên máy phát) được truyền dẫn tới máy thu Bên thu thực hiện biến đổi ngược tín hiệu điện thành hình ảnh vật mang tin Sự phân bố bậc sáng ảnh nhận phải tỉ lệ với sự phân bố bậc sáng ảnh gốc Đối với văn bản chỉ cần truyền nét, thì chỉ cần một bậc sáng của nét nổi lên bậc sáng của nền là đủ Các thiết bị truyền ảnh tĩnh loại truyền nét là đơn giản nhất Phức tạp là loại Fax yêu cầu truyền nhiều cấp độ sáng So với truyền ảnh động (T.V), tốc độ truyền tin của truyền ảnh tĩnh thấp nhiều Nhờ vậy có thể nhờ kênh thoại để truyền ảnh tĩnh Điện báo truyền ảnh tĩnh (Fax) không những yêu cầu nội dung văn bản (như điện báo truyền chữ) mà còn truyền cả cấu trúc không gian của văn bản gốc Fax được dùng để truyền các văn bản mà bản ở xa giữ nguyên hình thức pháp lí của nó Fax rất thuận lợi để truyền văn bản chữ tượng hình 3.1.2 Phân loại : - Theo ứng dụng : + Fax nét :2 cấp độ ánh sáng + Fax ảnh tĩnh : nhiều cấp độ ánh sáng + Fax truyền báo :khổ rộng độ nét cao - Theo chế độ quét : +quét học +quét điện tử - Theo tín hiệu : Máy fax chia thành loại sau : • GI : Truyền dẫn tương tự : FM, tín hiệu mức trắng 1300 Hz, tín hiệu mức đen 2100Hz; độ phân giải 96 dòng /1in; tốc độ truyền trang A4 phút • GII giống GI, tốc độ cao hơn: trang A4 phút • GIII truyền dẫn số PCM, đen/ trắng đến 32 cấp độ sáng Dùng kĩ thuật PSK, QAM để đạt tốc độ đến 9600 baud Độ phân giải 200 dòng /1in phút cho trang A4 • GIV thiết kế cho ISDN, truyền dẫn số 56kbit/s Độ phân giải 400 dòng / 1in, tốc độ : 5s cho trang A4 23 3.1.3 Sơ đồ khối kỹ thuật máy fax Hình 3.1: Mơ hình máy fax điện Hình 3.1 biểu thị phần phát fax điện Tấm ảnh gốc cố định mặt trống hình trụ Trống mơ tơ ổn tốc quay nhanh Qua giảm tốc nhờ vit, mô tơ làm cho biij biến đổi quang điện chuyển động thẳng, đều, chậm Bộ biến đổi quang điện bao gồm nguồn sáng ổn định với phổ ánh sáng xác định Ánh sáng thấu kính dẫn quang hội tụ thành vệt sáng có hình dạng kích thước định chiếu rọi vào phần tử ảnh trống Độ sáng phần tử ảnh xác định độ phản xạ nó, thơng lượng ánh sáng phản xạ mà phần tử biến đổi quang – điện nhận xác định, kết tín hiệu điện có biên độ xác định Từ ảnh đến tín hiệu điện q trình biến đổi mà độ tuyến tính phụ thuộc hàng loạt nhân tố chịu tác động nhiều loại nhiễu Bằng cách quét vệt sáng nư hình vẽ, ta thấy vẹt quét quét nhanh theo chiều quay dịch chuyển chậm theo đường sinh trống, kết đường quét xoắn ốc với bước xít kín mặt trống Quy luật quét máy fax khác khác so với mơ tả Tuy nhiên, ảnh khơng gian chiều, nên quét phải theo tọa độ, tọa độ quét nhanh quét dòng, tọa độ quét chậm quét mành; phối hợp quét dòng qt mành để qt kín ảnh gốc Hình 3.2: Quét dòng điện tử phần phát máy fax nhờ dây diot 24 Hình 3.2 giới thiệu cách quét điện tử máy fax đại Hệ quang học chiếu ảnh dòng lên dây diot quang 1728 diot quang xếp liền tạo độ phan giải pixel /mm Xung đồng hồ mạch quét điện tử đưa đến cung cấp theo thứ tự trước sau cho diot quang từ đầu dòng Như tạo qt dịng, diot quang thu hình pixel Trục giấy tạo quét mành Tương ứng phía máy thu có dây 1728 kim ghi nhiệt lên giấy fax (nhạy với nhiệt) Khi có dịng điện tín hiệu (tương ứng pixel ảnh) kim nóng lên tạo hình ảnh thu pixel, độ nhiệt kim cỡ vài ms Nhiều máy fax đại cịn dùng CCD thay cho dây diot quang hình 3.3 CCD dãy tụ điện MOS Những tụ điện phần tử nhớ mà có hay khơng có điện tích biểu thị bit 1/0 Điện tích nạp vào dịch chuyển từ tụ điện sang tụ điện khác tương tự chuyển dịch mức logic ghi dịch Hình 3.3: Qt dịng điện tử phần máy fax nhờ CCD Quá trình tổng hợp ảnh bên máy thu q trình biến đổi ngược tín hiệu điện nhận thành cấp độ sáng tương ứng phàn tử (pixel) có tọa độ xác định theo nguyên tắc đồng vật mang ảnh Trước thực phát thu ảnh đối tác, đối tác phải làm thủ tục liên lạc “bắt tay”; tức quay số, thiết lập đồng bộ, chọn mode 3.1.4 Chỉ tiêu, đặc trưng kỹ thuật fax 3.1.4.1 Kích thước, hình dạng vệt sáng qt u cầu vệt sáng quét là: hội tụ tốt, khả phân giải cao, độ chói lớn, khơng nhịe, có kích thước hình dạng xác Để thực yêu cầu trên, máy fax dùng hệ thấu kính chắn tinh vi; nguồn sáng loại đèn đặc biệt cung cấp dòng chiều ổn dòng ổn áp hay dòng cao tần ổn áp Thường giới hạn độ nét theo yêu cầu sử dụng, chẳng hạn: kích thước vệt sáng khơng cần nhỏ nét mảnh hình ảnh cần truyền khơng cần nhỏ độ phân giải mắt Dạng vệ sáng qt hình trịn đơn giản dạng vệt sáng quét hình chữ nhật Dạng vệt sáng hình chữ nhật có độ nét tốt Vệt qt trịn dn = (0.92÷1) dmin, dmin lf độ phân giải yêu cầu vệt qt hình cữ nhật b = dn, a