Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu chuyên ngành cung cấp những thông tin về : Sóng vô tuyến (Radio Frequency ) Sự hình thành sóng vô tuyến Ở đây tui sẽ đưa ra hàng loạt câu hỏi về sóng ? Sau đó chúng ta sẽ đi nghiên cứu về sự hình thành của sóng vô tuyến Sự hình thành sóng điện từ ?Sóng điện từ và thông tin vô tuyến.Sự hoạt động của Sóng vô tuyến Các phương thức điều chế ,Tín hiệu tương tự, Tín hiệu số ....
Sóng vô tuyến( Radio Frequency ) Mục tiêu học Ví dụ nói câu định nghĩa liên quan học bạn có hiểu không ? Sóng mang ? Sóng mang tín hiệu hình Sin tầng số cao có thành phần pha hay biên độ biến thiên theo sóng tín hiệu , để tạo sóng cao tầng mang tín hiệu không gian Nếu sóng mang sóng tín hiệu truyền xa bị suy hao tầng số Sóng mang có nhiệm vụ đưa tín hiệu lên mức tầng số cao để truyền xa Sau loại bỏ để thu tín hiệu nguyên thủy… Vậy để muốn hiểu định nghĩa hay tấc vấn đề sau phải bắt đầu tìm hiểu Sự hình thành sóng vô tuyến Sóng vô tuyến hình thành từ đâu? Vì người ta gọi sóng với tên sóng vô tuyến ? Để biết sóng vô tuyến hình thành từ đâu phải tìm hiểu điện từ trường ? Điện từ trường hình thành từ đầu phải tìm hiểu lĩnh vực ? Lĩnh vực điện trường lĩnh vực từ trường ? Thế gọi sóng? Sóng có hình dạng ? Để biết sóng ? Sóng hình thành ? Hoạt động ? Chúng ta nghiên cứu buổi sơ khai lúc v ừa hình thành học tự nhiên ? Nói đến sóng bỏ qua khái niệm định nghĩa Biên Độ, Chu Kỳ, Tần Số , Pha ? Làm quen với lĩnh vực công nghệ không dây tức tìm hiểu nhiều khái niệm viễn thông ? Băng thông gì? Băng tần ? Sóng mang ? Kỹ thuật trải phổ ? DSSS ? FHSS ? Có thể tìm hiểu thêm công nghệ điện thoại di động OFDM ? 3G ? GSM ? chúng hoạt động ? Cũng giống ta cầm vô thiết bị công nghệ mạng không dây Tấc thông số kỹ thuật ghi hiểu đọc hết không sử dụng thông số kỹ thuật ? Đó vấn đề quan trọng ? Ở tui đưa hàng loạt câu hỏi sóng ? Tại nghe âm phát từ nơi xa?Tại nghe đài vào ban đêm lại rõ ban ngày? Tại lại liên lạc với thông qua điện thoại? Tại xem truyền hình trực tiếp ? Tại người phải phóng vệ tinh vũ trụ? Tại liệu lại truyền qua không gian? Xung quanh có tồn trạng thái vô hình không mà làm điều kỳ diệu? Chúng ta thấy có nhiều trạm xây dựng trụ cao thu sóng trời để làm vậy? Chúng ta muốn xem tivi, nghe đài phải có angten? Rồi thấy có nhiều kênh tần số lạ kết nối kênh truyền hình để xem tivi UHF,VHF, nghe đài nghe người ta nhắc đến chữ FM có nghĩa ? Dữ liệu truyền sóng hình dạng nào?……… Sau nghiên cứu hình thành sóng vô tuyến Con người tao sóng vô tuyến ? Sóng vô tuyến sử dụng lĩnh vực ? Những đặc điểm sóng vô tuyến ? Chúng ta tham khảo tìm hiểu số đơn vị liệu sử dụng sóng vô tuyến ! Bây vào phần ! Thế sóng? Sóng hình thành ? Sóng học thiên nhiên Ví dụ: Khi ta ném đá xuống mặt hồ, ta thấy gợn sóng hình tròn xung quanh điểm mà đá vừa rơi xuống Ta thả nhỏ xuống mặt nước Nó nhấp nhô theo sóng nước dao động chỗ theo phương thẳng đứng không bị đẩy xa Vậy ta kết luận ta thấy đợt sóng di chuyển thực phân tử nước có di chuyển không? Trả lời không Những phần tử nước dao động tai chỗ mà Chúng ta nhìn thấy đợt sóng phần tử nước dao động chỗ tạo nên lực liên kết nên thấy Sóng mặt nước sóng mà quan sát chất rắn có dao động không? Trả lời : Có Đối với sóng mặt nước , phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Đó sóng ngang Sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng sóng dọc Sóng âm nói loại sóng dọc Sóng có thành phần chính: Biên độ bước sóng Biên độ độ cao ,độ mạnh công suất sóng Nếu bạn đứng trước biển sóng vào bờ, bạn cảm nhận sức mạnh sóng lớn so với sóng nhỏ Thiết bị angten thực chức tương tự với sóng vô tuyến Các sóng lớn thường tạo nhiều tín hiệu điện angten , giúp cho tín hiệu dễ dàng nhận Bước sóng khoảng cách hai điểm tương tự hai đỉnh sóng liên tiếp Pha : pha thuật ngữ mang tính tương đối Nó mối quan hệ hai sóng có tần số Để xác định pha , bước sóng chia thành 360 phần gọi độ Nếu bạn nghĩ thông số tựa thời gian bắt đầu có sóng điểm độ sóng khác 90 độ , hai sóng lệch pha 90 độ Ví dụ hình bên Chu kỳ ? Tần số ? Tần số số lần dao động đơn vị thời gian f=1/T Còn chu kỳ khoảng thời gian để thực đủ dao động Tác động việc sử dụng tần số mạng WLAN lớn Bằng cách sử dụng tần số khác nhau, bạn cho phép kết nối riêng biệt liên kết với sóng vô tuyến khác để tạo nên vùng phủ sóng định di động Ví dụ: mạng sử dụng công nghệ theo chuẩn IEEE 802.11g hoạt động kênh tồn hoạt động vùng phủ sóng mạng hoạt động theo chuẩn kênh 11 Chúng hoạt động với sử dụng kênh truyền khác hoạt động tần số , không hủy nỏ mà can thiệp với Biên độ lượng sóng Khi sóng truyền đến điểm , làm cho phần tử vật chất chuyển động hay dao động với biên độ định Biên độ biên độ sóng điểm ta xét Ta biết lượng dao động điều hòa tỷ lệ với bình phương biên độ dao động sóng Sóng làm cho phần tử vật chất dao động tức truyền cho chúng lượng Quá trình truyền sóng trình truyền lượng Và trình truyền lượng bị giảm truyền xa !! Sóng âm cảm giác âm Ví dụ: ta rung nhẹ miếng thép ta thấy thép dao động thấp Khi ta rung thép với lực lớn hơn( tức tần số dao động lớn đến mức lớn với giá trị Tai ta bắt đầu nghe thấy tiếng vivu nhè nhẹ , tức miếng thép bắt đầu phát âm Như dao động thép có lúc phát âm có lúc không phát âm Hiện tượng ta giải thích sau: thép dao động làm vùng không khí xung quanh dao động với tần số tần số dao động Sóng truyền không khí truyền đến tai nén vào màng nhĩ làm màng nhĩ ta tao động với tần số có khả tạo âm tần số đủ lớn Khoa học chứng minh rằng: Tai người cảm thụ dao động có tần số từ khoảng 16Hz đến 20.000Hz Những dao động miền tần số người ta gọi dao động âm, sóng có tần số âm miền sóng âm Sóng âm truyền chất rắn ,lỏng, khí Khi ta áp tai mặt đất ta nghe tiếng đoàn ngựa phi, tiếng tàu chạy khoảng cách xa sóng âm truyền qua mặt đất Sở dĩ đứng bình thường không nghe sóng âm truyền không khí bị vật cản nên nghe Những sóng học có số lớn 20.000Hz gọi sóng siêu âm Một số loài vật dơi ,dế, cào cào… phát cảm nhận sóng siêu âm Sóng nhỏ 16Hz sóng hạ âm Con người sử dụng dụng cụ khoa học để sử dụng loại sóng khoa học kĩ thuật Về mặt chất loại sóng nhau, chẳng qua chia cảm thụ sóng học tai người Sóng âm truyền tấc môi trường tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi mật độ môi trương RắnàLỏngàKhí…… Sóng âm không truyền chân không Sự hình thành sóng điện từ ? Electric Fields(Lĩnh vực điện)Ví dụ: Khi có dòng điện xoay chiều chạy Lập tức sinh xung quanh điện trường Nói chung điện trường môi trường vật chất đặc biệt bao quanh điện tích Điện trường tác dụng lực lên tấc hạt mang điện đặt Điện trường sinh từ vật mang điện theo chứng khoa học điện trường sinh TỪ TRƯỜNG Xét mặt chất, điện trường từ trường biểu riêng lẽ trường thống gọi điện từ trường Magnetic Fields( Lĩnh vực từ trường)Từ trường môi trường vật chất đặc biệt sinh quanh điện tích điểm chuyển động biến thiên điện trường Ví dụ: Khi có dòng điện xoay chiều chạy Chúng ta di chuyển sợi dây dòng điện chạy Lập tức sinh từ trường Xét mặt chất, điện trường từ trường biểu riêng lẽ trường thống gọi điện từ trường Điện từ trường: Macxoen dẫn đến kết luận có điện trường từ trường hoạt động độc lập riêng lẽ với Điện trường từ trường gọi chung điện từ trường Điện từ trường điện tích điểm dao động theo phương thẳng đứng O sinh lan truyền không gian dạng sóng Sóng người ta gọi sóng điện từ Hecxo người phát sóng điện từ cách tạo xung điện biến thiên nhanh hai điểm nối với hai tụ điện cao Ông nghiên cứu tính chất sóng điện từ phát có tính chất giống sóng học Chúng phản xạ mặt kim loại Chúng giao thoa với nhau… Ông đo vận tốc truyền sóng điện từ 300.000km/s Trùng với vận tốc truyền ánh sáng Và ánh sáng người ta gọi loại sóng điện từ Sóng điện từ thông tin vô tuyến Sóng điện từ sử dụng rộng rãi thông tin vô tuyến truyền truyền hình, số lĩnh vực khác vô tuyến định vị rada , thiên văn vô tuyến , điều khiển vô tuyến… Sóng điện từ đặc trưng số bước sóng Giữa bước sóng đo (mét) số (hec) sóng điện từ có hệ thức Lamda=1/f Những dao động điện từ có tần số hàng chục hàng trăm héc xạ yếu Sóng điện từ chúng khả truyền xa Trong thông tin vô tuyến, người ta sử dụng sóng có tần số từ hàng nghìn hec trở lên, gọi sóng vô tuyến Các sóng vô tuyến phân thành loại sau: Loại sóng Sóng dài cực dài Sóng trung Tần số 3-300kHz 0,3-3MHz Bước sóng 100-1km 1000-100m Sóng ngắn 3-30MHz 100-10m Sóng cực ngắn 30-3000MHz 10-0,01m Như nói trên, sóng ngắn (tức tần số cao) lượng sóng lớn Các sóng dài bị nước hất thụ Chúng dùng để thông tin nước, dùng để thông tin mặt đất, lượng chúng thấp, không truyền xa Các sóng trung truyền dọc theo bề mặt trái đất Ban ngày chúng bị tầng điện li hấp thụ mạnh, nên khôngtruyền xa (tầng điện li tầng khí độ cao từ 50km trở lên, chứa nhiều hạt tích điện êlectron loại ion) Ban đêm, tầng điện li phản xạ sóng trung nên chúng truyền xa Vì ban đêm nghe đài sóng trung rõ ban ngày Các sóng ngắn có lượng lớn sóng trung Chúng tầng điện li phản xạ mặt đất, mặt đất phản xạ lại lần thứ hai tầng điện li phản xạ lần thứ ba v.v… (h.4.5) Vì đài phát sóng ngắn với công suất lớn truyền sóng địa điểm mặt đất Các sóng cực ngắn có lượng lớn nhất, không bị tầng điện li hấp thụ phản xạ, có khả truyền xa theo đường thẳng, dùng thông tin vũ trụ Vô tuyến truyền hình dùng sóng cực ngắn, không truyền xa mặt đất Muốn truyền hình xa, người ta phải làm đài tiếp sóng trung gian, dùng vệ tinh nhân tạo để thu sóng đài phát Sự hoạt động Sóng vô tuyến Truyền thông vô tuyến bắt đầu sóng vô tuyến tạo từ máy phát gửi đến máy nhận vị trí khác Bình thường ví dụ âm phát truyền xa để âm truyền xa , đài FM radio hoạt động truyền xa nào, điện thoại liên lạc …… tìm hiểu về: Nguyên tắc hoạt động máy phát vô tuyến điện Trên hình 4.12 sơ đồ nguyên tắc máy phát vô tuyến điện Sóng âm đập vào màng rung Micro Màng rung dao động với tần số f’ làm phát sinh dao động điện với tần số f’ mạch điện Micro Dao động đưa đến khuếch đại âm tần khỏi khuếch đại có hình dạng hình b Và đưa vào biến điệu Đồng thời máy phát dao động điện cao tần( máy phát điện dùng trandito) phát dao động điện có hình a Dao động đưa đến biến điệu Dao động khỏi biến điệu dao động biến điệu có dạng hình c Dao động biến điệu đưa qua khuếch đại cao tần đến angten angten phát loại sóng điện từ có tần số sóng f có biên độ sóng dao động với tần số f Sóng cao tần gọi sóng mang, tần số f gọi tần số mang Nó mang biên độ tần số f’ micro gởi vào Trong phiên truyền thông , tận chất liệu bao gồm bit bên phát liệu cần phải có cách thức để gửi bit cho bên nhận Một tín hiệu điện xoay chiều hay chiều không thực tác vụ lúc cần phải truyền gửi nhận thành công dựa vào thay đổi tín hiệu điện Dạng tín hiệu điện điều chế mang người ta gọi sóng mang( Carrier Signal) Sóng mang ta tìm hiểu Sóng mang tạo nhờ thay đổi biên độ tần số pha tín hiệu điện cần phát Tấc dạng truyền thông dùng sóng vô tuyến dùng vài dạng điều chế để truyền liệu Để mã hóa liệu vào liệu truyền qua sóng AM/FM , điện thoại di động, truyền hình vệ tinh ta phải thực vài kiểu điều chế sóng vô tuyến truyền Phương pháp biến điệu biên độ phương pháp đơn giản Trong kĩ thuật vô tuyến điện ,ngưởi ta sử dụng phương pháp biến điệu tần số pha Các phương thức điều chế Trong trình lưu trữ truyền gửi, liệu phải biến đổi, mã hoá để cho phù hợp với vật mang, có khả truyền tải đường truyền, có khả bảo vệ, tránh lỗi xảy ra, liệu thường mã hoá dạng tín hiệu sốhoặc tương tự tuỳ thuộc vào yêu cầu, mụcđích người sử dụng Tín hiệu tương tự tín hiệu có biên độ liên tục tức nhận giá trị khoảng Tín hiệu số tín hiệu có biên độ rời rạc, tức nhận M giá trị M số hữu hạn Như xét tín hiệu mã hóa Micro âm thay đổi biên độ hay gọi điều biên, hai loại điều tần điều pha Thì xét điều tần điều pha hay điều biên mã hóa tín hiệu tương tự Tín hiệu tương tự tín hiệu truyền tương tự Hết Ở xét dư liệu truyền dạng tương tự không xét liệu truyền dạng số phức tạp Ở xét dạng liệu nhập vào để truyền đi: ü Dữ liệu tương tự ü Dữ liệu số Chúng ta không nhầm lẫn tín hiệu tương tự ,tín hiệu số liệu tương tự liệu số Dữ liệu tương tự ví dụ giống nói truyền âm vào Micro Dữ liệu số liệu số……… Điều chế liệu số: Để liệu truyền , tín hiệu phải xử lý cho bên máy nhận có cách để phân biệt bit Phương pháp xử lý tín hiệu cho tượng trưng cho nhiều mẫu liệu gọi điều chế Phương thức biến tín hiệu vào sóng mang Phương thức mã hóa liệu cho truyền Có ba kiểu điều chế : điều biên( Amplitude Shift Keying – ASK ), điều tần( Frequency Shift Keying- FSK ) điều pha( Phase Shift Keying – PSK ) Điều chê liệu tương tự: Tín hiệu truyền xa, dùng anten để thu, muốn có hiệu cao cần có tần số cao, cho phép với nhiều tần số khác Các phương pháp mã hoá ü Điều biên AM (Amplitude Modulation) ü Điều tần FM (Frequency Modulation) ü Điều pha PM (Phase Modulation) Tín hiệu truyền giống hình vẽ khác chuỗi bit số Còn liệu tương tự chuỗi số Ví dụ hình ảnh Điều Biên truyền tín hiệu tương tự liệu tương tự Phân biệt ( tham khảo) hoạt động Phương tiện truyền thông không dây hướng dẫn truyền tiếp nhậ Angten Dải tần số ứng dụng phương tiện truyền thông vô tuyến Dải tần ... điện từ thông tin vô tuyến Sóng điện từ sử dụng rộng rãi thông tin vô tuyến truyền truyền hình, số lĩnh vực khác vô tuyến định vị rada , thiên văn vô tuyến , điều khiển vô tuyến Sóng điện từ đặc... sóng có tần số từ hàng nghìn hec trở lên, gọi sóng vô tuyến Các sóng vô tuyến phân thành loại sau: Loại sóng Sóng dài cực dài Sóng trung Tần số 3-300kHz 0,3-3MHz Bước sóng 100-1km 1000-100m Sóng. .. bước sóng Giữa bước sóng đo (mét) số (hec) sóng điện từ có hệ thức Lamda=1/f Những dao động điện từ có tần số hàng chục hàng trăm héc xạ yếu Sóng điện từ chúng khả truyền xa Trong thông tin vô tuyến,