Thông tin và điều độ trong hệ thống điện - Chương 2

Tài liệu tham khảo giáo trình môn thông tin và điều độ trong hệ thống điện

Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 7 Chỉång 2 BIÃÚN ÂÄØI TÊN HIÃÛU 2.1. Så âäư ngun l chung ca mäüt HTTT (Hãû Thäúng Thäng Tin) truưn tên hiãûu tỉång tỉû : Mäùi HTTT cọ nhiãûm vủ truưn tin tỉïc tỉì nåi phạt âãún nåi nháûn tin. Dỉåïi âáy l så âäư ngun l chung ca mäüt HTTT truưn tên hiãûu tỉång tỉû: Hçnh 2.1 Så âäư ngun l chung ca 1 HTTT. - Ngưn tin l nåi cung cáúp cạc tin tỉïc ban âáưu chỉa åí dảng tên hiãûu âiãûn, nhỉ tiãúng nọi trong âiãûn thoải; tiãúng nọi, ám nhảc trong thäng tin phạt thanh; tiãúng nọi, ám nhảc v hçnh nh trong truưn hçnh . - Âãø cọ thãø truưn tin tỉïc ngỉåìi ta thỉåìng chuøn nọ thnh tên hiãûu âiãûn ph håüp cho cạc hãû thäúng thäng tin. Vê dủ micro trong thäng tin âiãûn thoải v phạt thanh, micro v camera âäúi våïi truưn hçnh v.v . - Mạy phạt l khäúi bao gäưm cạc chỉïc nàng: biãún âäøi cạc tên hiãûu âiãûn thnh dảng tiãûn låüi cho viãûc truưn âi xa, cọ kh nàng chäúng nhiãùu cao v khäng lm mẹo tên hiãûu trong quạ trçnh xỉí l. Cọ thãø thỉûc hiãûn âỉåüc cạc Ngưn tin Mạy phạt - Âiãưu chãú - Khúch âải - (Anten phạt) Kãnh truưn Mạy thu - (Anten thu) - Khúch âải - Gii âiãưu chãú Biãún âäøi tên hiãûu - tin tỉïc Nháûn tin Tin tỉïc ban âáưu Tên hiãûu âiãûn Tên hiãûu bë âiãưu chãú Tên hiãûu âiãûn táưn tháúp Tin tỉïc Biãún âäøi tin tỉïc - tên hiãûu Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 8 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng mủc tiãu cå bn ny nhåì kháu âiãưu chãú tên hiãûu. Ngoi ra âãø âm bo cäng sút phạt mạy phạt phi thỉûc hiãûn khúch âải tên hiãûu. Âäúi våïi cạc hãû thäúng thäng tin vä tuún, mạy phạt phi cọ anten phạt âãø bỉïc xả tên hiãûu âiãûn thnh sọng âiãûn tỉì lan truưn trong khäng gian . - Tên hiãûu sau khi qua mạy phạt âỉåüc truưn lãn kãnh truưn âãø âãïn mạy thu. Cọ hai loải kãnh truưn cå bn l dáy dáùn (cạp âiãûn, cạp quang) v vä tuún (truưn trong khäng gian). Cạc kãnh tin âỉåüc dng trong thäng tin âiãûn thoải, âiãûn bạo, truưn hçnh cäng nghiãûp, phạt thanh, truưn hçnh, thäng tin vãû tinh v âo lỉåìng, âiãưu khiãøn tỉì xa . - Tên hiãûu sau khi qua kãnh truưn s âi âãún mạy thu. Cạc bäü pháûn cå bn ca mạy thu l anten thu (trong trỉåìng håüp kãnh truưn vä tuún), cạc bäü khúch âải v gii âiãưu chãú. Sau khi qua cạc thiãút bë ny tên hiãûu s âỉåüc tr vãư dảng tên hiãûu âiãûn táưn tháúp ban âáưu nhỉng váùn chỉa thêch håüp cho nåi nháûn tin l con ngỉåìi. Vç váûy tên hiãûn âiãûn cáưn phi qua bäü biãún âäøi tên hiãûu-tin tỉïc l cạc thiãút bë nhỉ äúng nghe trãn mạy âiãûn thoải, loa trong radio v mn hçnh våïi loa trãn tivi, mn hçnh mạy vi tênh, mạy in v.v ., qua âọ con ngỉåìi s nháûn âỉåüc cạc tên hiãûu váût l ban âáưu. 2.2. Mủc âêch ca âiãưu chãú tên hiãûu : Âënh nghéa: Âiãưu chãú tên hiãûu l phẹp toạn chuøn âäøi tỉì mäüt tên hiãûu mang tin tỉïc sang mäüt tên hiãûu khạc m khäng lm thay âäøi vãư tin tỉïc mang theo. Tên hiãûu åí âáưu ra bäü biãún âäøi tin tỉïc-tên hiãûu cọ táưn säú ráút tháúp do âọ khäng thãø truưn âi xa vç hiãûu sút truưn khäng cao. Ngỉåìi ta thỉûc hiãûn âiãưu chãú tên hiãûu våïi cạc mủc âêch chênh sau âáy: - Chuøn phäø ca tên hiãûu lãn phảm vi táưn säú cao, åí âọ ta cọ thãø cọ kêch thỉåïc håüp l ca anten phạt. Trong trỉåìng håüp kãnh truưn l dáy dáùn di thäng ca âa säú cạc cạp cng nàòm trong miãưn táưn säú cao, cạc tên hiãûu táưn säú tháúp s bë suy gim. Do cọ sỉû dëch chuøn phäø tên hiãûu cạc hiãûu ỉïng âọ s bë máút âi. (Trong l thuút trỉåìng âiãûn tỉì ngỉåìi ta chỉïng minh âỉåüc kêch thỉåïc ca anten phạt phi ≥ 1/10 λ (âäü di bỉåïc sọng phạt xả), phäø ca tên hiãûu tiãúng nọi thỉåìng vo khong 200Hz - 10 kHz , nhỉ váûy kêch thỉåïc ca anten phi låïn cåỵ hng chủc km nãúu phạt tên hiãûu åí táưn säú tháúp. - Âiãưu chãú tên hiãûu cho phẹp ta sỉí dủng hỉỵu hiãûu kãnh truưn. Nãúu khäng cọ âiãưu chãú thç trãn mäüt kãnh truưn chè truưn âi âỉåüc mäüt tên hiãûu tải mäùi thåìi âiãøm. Nãúu truưn âäưng thåìi hai hay nhiãưu tên hiãûu cng mäüt lục Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 9 thç khäng thãø tạch riãng chụng ra âỉåüc åí âáưu thu. Âiãưu chãú tên hiãûu l dëch chuøn phäø ca tên hiãûu tỉì táưn säú tháúp lãn miãưn táưn säú cao khạc nhau, åí âáưu thu s thu âỉåüc riãng r tỉìng tên hiãûu nhåì nhỉỵng mảch lc thäng di. -Âiãưu chãú tên hiãûu tàng kh nàng chäúng nhiãùu cho HTTT, båíi vç cạc tên hiãûu âiãưu chãú cọ kh nàng chäúng nhiãùu, mỉïc âäü ty thüc vo cạc lai âiãưu chãú khạc nhau. 2.3 Phán loải âiãưu chãú : Âiãưu chãú tên hiãûu âỉåüc thỉûc hiãûn åí bãn phạt våïi mủc âêch l chuøn phäø ca tên hiãûu tỉì miãưn táưn säú tháúp lãn miãưn táưn säú cao. Viãûc dëch chuøn phäø ca tên hiãûu lãn táưn säú cao âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng cạch lm thay âäøi cạc thäng säú ca sọng mang cọ táưn säú cao. Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta dng hai loải sọng mang l cạc dao âäüng hçnh sin cao táưn hồûc cạc dy xung, do âọ tỉång ỉïng ta s cọ hai hãû thäúng âiãưu chãú l âiãưu chãú liãn tủc v âiãưu chãú xung. Hçnh 2.2 Ngun tàõc chung âiãưu chãú tên hiãûu. Trong hãû thäúng âiãưu chãú liãn tủc, tên hiãûu âiãưu chãú (tên hiãûu tin tỉïc) s tạc âäüng lm thay âäøi cạc thäng säú nhỉ biãn âäü, táưn säú hồûc gọc pha ca sọng mang l cạc dao âäüng âiãưu ha. Sọng mang cọ thäng säú thay âäøi theo tên hiãûu tin tỉïc âỉåüc gi l tên hiãûu bë âiãưu chãú. Trong hãû thäúng âiãưu chãú xung, sọng mang l cạc dy xung vng gọc tưn hon, tin tỉïc s lm thay âäøi cạc thäng säú ca nọ l biãn âäü, âäü räüng v vë trê xung. Sỉû khạc nhau càn bn giỉỵa tên hiãûu âiãưu chãú liãn tủc v âiãưu chãú xung l åí chäù trong hãû thäúng âiãưu chãú liãn tủc tên hiãûu mang tin tỉïc âỉåüc truưn âi liãn tủc theo thåìi gian. Cn trong hãû thäúng âiãưu chãú xung, tên hiãûu mang tin tỉïc chè âỉåüc truưn trong khong thåìi gian cọ xung. 2.4. Âiãưu chãú tên hiãûu liãn tủc (tỉång tỉû ): Bäü âiãưu chãú T/h âiãưu chãú (t/h tin tỉïc) T/h sọng mang T/h bë âiãưu chãú Bäü âiãưu chãú Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 10 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng Gi λ(t) l tên hiãûu mang tin tỉïc (táưn säú tháúp) v hån nỉỵa λ(t) â âỉåüc chøn họa nghéa l: -1 ≤ λ(t) ≤ 1 hay 1)( ≤tλ (2.1) (chàóng hản bàòng cạch chia λ(t) cho λmax) Khi âọ âiãưu chãú 1 sọng mang âiãưu ha hçnh sin dảng: u(t) =U0sin(ω0t+ϕ0) (2.2) cọ thãø âỉåüc thỉûc hiãûn theo biãn âäü Uo , táưn säú ω0 v pha ϕ0. Cng cọ thãø thỉûc hiãûn âiãưu chãú âäưng thåìi, chàóng hản nhỉ vỉìa theo táưn säú láùn biãn âäü v.v Cạc biãøu thỉïc âäúi våïi tên hiãûu hçnh sin bë âiãưu chãú båíi tên hiãûu mang tin tỉïc λ(t) tỉång ỉïng våïi âiãưu biãn AM (Amplitude Modulation), âiãưu táưn FM (Frequency Modulation) v âiãưu pha PM (Phase Modulation) s cọ dảng sau âáy : u(t)AM= U0 [1+mλ(t)]sin(ω0t+ϕ0) (2.3) u(t)FM= U0sin(ω0t + ∫∆tdtt0)(λω+ϕ0] (2.4) u(t)PM= U0sin[ω0t +∆ϕ.λ(t) +ϕ0], (2.5) trong âọ: m: hãû säú âiãưu biãn, m ≤1 ∆U= mU0 : säú gia cỉûc âải ca biãn âäü âiãûn ạp, ∆ω: säú gia cỉûc âải ca táưn säú, ∆ϕ: säú gia cỉûc âải ca gọc dëch pha. Tên hiãûu mang tin tỉïc λ(t) nọi chung cọ thãø l mäüt hm báút k, dỉåïi âáy ta s giåïi hản båíi viãûc xẹt trỉåìng håüp hay gàûp nháút l tên hiãûu: λ(t)=cos Ωt, (2.6) trong âọ táưn säú Ω tháúp hån nhiãưu so våïi ω0 . 2.4.1. Âiãưu biãn : Tỉì biãøu thỉïc (2.3) ta tháúy âiãưu biãn nghéa l lm thay âäøi biãn âäü U0 ca sọng mang U0sin(ω0t+ϕ0) thnh biãn âäü U0+ mU0.cos Ωt (âỉåìng bao trãn hçnh 2.3) dao âäüng theo sỉû thay âäøi ca tên hiãûu mang tin tỉïc λ(t) = cos Ωt. Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 11 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5-2-1.5-1-0.500.511.52t (s )U(t)A MU0(1+m c os (Ωt))  ỉ å ìn g b a o Hçnh 2.3 Âiãưu biãn (AM). Tỉì (2.3) v (2.6) ta cọ : u(t)AM = U0 [1+m cos Ωt]sin(ω0t+ϕ0) = U0[sin(ω0t+ϕ0)+ m.sin(ω0t+ϕ0).cos Ωt] =U0sin(ω0t+ϕ0)+ (m/2).U0.sin[(ω0 +Ω)t +ϕ0 ]+ (m/2).U0.sin[(ω0-Ω)t +ϕ0]}(2.7) Hçnh 2.4 Phäø biãn âäü ca tên hiãûu âiãưu biãn AM (3 vảch). Nhỉ váûy ỉïng våïi tên hiãûu mang tin tỉïc λ (t) = cos Ωt thç tỉì biãøu thỉïc trãn ta rụt ra âỉåüc nháûn xẹt l phäø ca tên hiãûu âiãưu biãn (hçnh 2.4) l phäø ω0-Ω ω0 ω0+Ω ωω U0 (m/2)U0 U LSB USB Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 12 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng vảch gäưm 3 vảch tảo thnh tỉì 3 táưn säú: vảch trung tám ỉïng våïi táưn säú sọng mang ω0 v 2 vảch nàòm âäúi xỉïng åí 2 bãn vảch trung tám ỉïng våïi cạc táưn säú ω0-Ω v ω0+Ω. Cạc vảch ny cn âỉåüc gi l cạc di biãn dỉåïi (LSB - Lower Side Band) v di biãn trãn (USB - Upper Side Band). Di thäng ca tên hiãûu âiãưu biãn u(t)AM: BW=[(ω0+Ω) - (ω0-Ω)] / (2π) = Ω/π. (2.8) C 3 táưn säú ω0 , ω0-Ω v ω0+Ω âãưu nàòm åí miãưn táưn säú cao (do ω0>>Ω). Nhỉ váûy ta â dëch chuøn âỉåüc táưn säú tháúp Ω vo miãưn táưn säú cao. Trong trỉåìng håüp tên hiãûu λ(t) tưn hon v âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi dảng täøng ca cạc thnh pháưn âiãưu ha hçnh sin: λ(t) = )sin(1knkktkCϕ+Ω∑= (2.9) thç: u(t)AM= U0[1 + m )sin(1knkktkCϕ+Ω∑=] sin(ω0t+ϕ0)= =U0sin(ω0t+ϕ0) - cos21∑=nkkCm[(ω0-kΩ)t+ϕ0-ϕk]+ + cos21∑=nkkCm[(ω0+ kΩ)t + ϕ0+ϕk]} (2.10) Hçnh 2.5 Phäø biãn âäü ca tên hiãûu âiãưu biãn AM (2n+1 vảch). Phäø biãn âäü ca tên hiãûu âiãưu biãn u(t)AM trong trỉåìng håüp ny (hçnh 2.5) s gäưm 2n+1 vảch ỉïng våïi cạc táưn säú ω0, ω0-Ω, ω0+Ω, ω0-2Ω, ω0+2Ω, .,ω0-nΩ, ω0+nΩ. Di thäng ca tên hiãûu âiãưu biãn u(t)AM: BW=[(ω0+nΩ) - (ω0-nΩ)] / (2π) = nΩ/π. (2.11) ω0 ωω U0 U Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 13 Khi truưn cạc tên hiãûu âiãưu biãn cáưn phi chụ âãø cạc anten v cạc mảch thu phạt phi cho qua âỉåüc táút c cạc di biãn. Xẹt trỉåìng håüp âån gin khi tên hiãûu âiãưu biãn chè cọ 2 di biãn. Cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn: PAM=PC+PLSB+PUSB (2.12) Trong âọ: PC: cäng sút sọng mang (carrier), PLSB , PUSB : cäng sút ca cạc di biãn. Cäng sút ca mäùi di biãn: PLSB = PUSB = 4.2mPC. (2.13) Tỉì (2.12) v (2.13) ta cọ biãøu thỉïc cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn: PAM = )21.(2mPC+ . (2.14) Vê dủ: Gi sỉí hãû säú âiãưu biãn m=1 v PC=100 W. Ta cọ: PLSB = PUSB = 4100=25 W, PAM = 100+25+25 = 150 W. Nhỉ váûy trong trỉåìng håüp ny cäng sút ca cạc di biãn (50 W) chiãúm 1/3 cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn, cn lải 2/3 l cäng sút sọng mang. Tuy nhiãn bn thán sọng mang khäng chỉïa thäng tin truưn âi m chênh cạc di biãn måïi thỉûc hiãûn nhiãûm vủ ny. Cọ nghéa l 2/3 cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn l "thỉìa", chè cọ 1/3 cäng sút ca cạc di biãn måïi cọ êch. Vç váûy âiãưu biãn AM nhỉ trãn l phỉång phạp âiãưu chãú chỉa hiãûu qu. Khi hãû säú âiãưu biãn m cng bẹ thç cäng sút ca cạc di biãn s cng bẹ. Nãúu hãû säú âiãưu biãn m cng låïn thç cäng sút ca cạc di biãn cng s cng låïn, nghéa l tên hiãûu s cng mảnh khi âỉåüc truưn âi. Vç váûy nãúu m cng låïn gáưn bàòng 1 thç cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn cng mảnh. Tuy nhiãn trong thỉûc tãú khọ lng thỉûc hiãûn âiãưu biãn våïi m=1 vç cạc tên hiãûu tiãúng nọi, hçnh nh (video) . khäng cọ biãn âäü cäú âënh m biãn âäü v táưn säú ca chụng thay âäøi trong mäüt phảm vi räüng. Nãúu cäng sút ca cạc di biãn âỉåüc truưn âi bë úu thç tên hiãûu nháûn âỉåüc tỉång ỉïng cng úu v hãû thäúng thäng tin s kẹm tin cáûy. Ta tháúy chè cọ cạc di biãn måïi chỉïa thäng tin cáưn truưn (chỉïa táưn säú tin tỉïc Ω bãn trong), trong khi sọng mang thç khäng, hån nỉỵa sọng mang lải chiãúm cäng sút quạ låïn (2/3 täøng cäng sút trong trỉåìng håüp âiãưu biãn Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 14 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 100% ỉïng våïi m=1). Vç váûy âãø ci tiãún âiãưu biãn AM, ngỉåìi ta tçm cạch lc, lm triãût tiãu thnh pháưn phäø ỉïng våïi sọng mang. Nãúu trong quạ trçnh âiãưu chãú lm triãût tiãu sọng mang, chè cn âãø lải 2 di biãn, ta cọ cạch truưn thäng di biãn kẹp DSB (Double Side Band). Hçnh 2.6 Truưn thäng di biãn kẹp DSB (Double Side Band). Tuy nhiãn trong thỉûc tãú DSB thỉåìng êt âỉåüc dng vç nọ ráút khọ gii âiãưu chãú åí thiãút bë thu. Do thäng tin truưn âi åí 2 di biãn thỉûc cháút gáưn giäúng nhau (1 di cọ chỉïa táưn säú ω0-Ω, 1 di chỉïa táưn säú ω0+Ω) nãn hon ton cọ thãø chè cáưn truưn âi 1 di biãn, cn di biãn kia chàûn lải. Khi âọ ta cọ cạch truưn thäng âån biãn SSB (Single Side Band). Tên hiãûu SSB cọ thãø hồûc l di biãn trãn (USB) hồûc l di biãn dỉåïi (LSB). Trong thỉûc tãú 1 mạy phạt SSB tảo ra c 2 di biãn v cọ 1 bäü chuøn mảch cho phẹp chn di biãn trãn hồûc dỉåïi âãø truưn âi. Khi tên hiãûu tiãúng nọi (hồûc tên hiãûu âiãưu chãú nọi chung) bàòng 0 (chàóng hản khi ngỉåìi nọi dỉìng lải nghè mäüt tê) thç tên hiãûu SSB s khäng âỉåüc tảo ra. Ngỉåüc lải trong AM khi khäng cọ tên hiãûu âiãưu chãú, sọng mang váùn phi âỉåüc truưn âi. Do âọ SSB hiãûu qu hån nhiãưu so våïi AM. Truưn thäng âån biãn cọ cạc ỉu âiãøm chênh sau: - Tên hiãûu SSB chè chiãúm cọ 1 nỉía khäng gian phäø so våïi cạc tên hiãûu AM hay DSB. Âiãưu âọ cho phẹp tiãút kiãûm khäng gian phäø v cho phẹp truưn âỉåüc nhiãưu tên hiãûu hån trong cng 1 di táưn säú (so våïi AM v DSB), âäưng thåìi khi âọ kh nàng giao thoa giỉỵa cạc tên hiãûu cng gim xúng. - Cäng sút tên hiãûu báy giåì chè hon ton táûp trung trong 1 di biãn, vç váûy tên hiãûu truưn âi s mảnh hån v cọ thãø truưn âi xa hån, tin cáûy hån. Hiãûu sút truưn cao hån so våïi AM v DSB. ω0-Ω ω0 ω0+Ω ωω U0 (m/2)U0 U LSB USB Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 15 - Di thäng ca SSB nh hån so våïi AM v DSB (v tỉång ỉïng di thäng ca mảch thu cng nh hån). Vç váûy tên hiãûu SSB s êt bë tạc âäüng ca nhiãùu hån. Nhiãùu l tên hiãûu ngáùu nhiãn âỉåüc hçnh thnh tỉì 1 säú lỉåüng báút âënh cạc táưn säú no âọ. Do âọ viãûc thu hẻp di thäng cọ tạc dủng lc båït pháưn no cạc táưn säú ca nhiãùu. - Tên hiãûu SSB êt fâin hån so våïi tên hiãûu AM. Fâin åí âáy nghéa l tên hiãûu tàng hồûc gim mảnh khi mạy thu nháûn nọ. Fâin xút hiãûn trong AM vç sọng mang v cạc di biãn cọ thãø âỉåüc mạy thu âỉåüc lãûch nhau vãư thåìi gian v pha våïi nhau. L do l vç sọng mang v cạc di biãn do nàòm åí cạc táưn säú khạc nhau nãn chëu sỉû tạc âäüng ca táưng iän họa trong khê quøn mäüt cạch khạc nhau. Táưng iän họa ny cọ tạc dủng ún cong cạc tên hiãûu sọng mang v cạc di biãn xúng màût âáút åí cạc gọc khạc nhau mäüt êt, vç váûy cạc tên hiãûu ny cọ thãø âi âãún thiãút bë thu khäng âäưng thåìi. Âäúi våïi tên hiãûu SSB chè cọ 1 di biãn, loải fâin ny s khäng xút hiãûn. Khi tên hiãûu u(t)AM âi âãún thiãút bë gii âiãưu chãú (bäü tạch sọng) thç s thỉûc hiãûn quạ trçnh khäi phủc ngỉåüc lải tên hiãûu λ(t), tỉïc l dëch chuøn ngỉåüc lải phäø vo miãưn táưn säú tháúp. Ta xẹt 1 bäü gii âiãưu chãú âån gin loải tuún tênh 2 nỉía chu k, chè cho qua thnh pháưn dao âäüng âiãưu biãn 1 cỉûc (vê dủ ton giạ trë dỉång). Khäng máút tênh täøng quạt ta gi sỉí ϕ0= 0. Khi âọ âiãûn ạp trãn âáưu ra ca thiãút bë gii âiãưu chãú tuún tênh 2 nỉía chu k nọi trãn s cọ dảng : u(t)= U0 (1+ m cos Ωt) |sin ω0t|. (2.15) Khai triãøn |sinω0t| vo chùi Fuariã: |sinω0t|=−−∑∞=120142cos212k ktkωπ. (2.16) Khi âọ: u(t) = −Ω−−−Ω+∑ ∑∞=∞=1 12020014cos.2cos2142cos2cos12k k kttkmktktmUωωπ =−Ω−−−Ω+−−−Ω+∑ ∑∑∞=∞=∞=1 12012020014)2cos(14)2cos(142cos2cos12k kkktkmktkmktktmUωωωπ (2.17) u(t) tảo thnh tỉì tên hiãûu cọ thnh pháưn khäng âäøiπ2U0.1, thnh pháưn tên hiãûu âiãưu chãú π2U0m.cosΩt v cạc thnh pháưn cn lải cọ táưn säú cao 2kω0-Ω, 2kω0, 2kω0+Ω (k=1,2, .). Phäø ca tên hiãûu u(t) cọ dảng nhỉ åí hçnh 2.7. Nãúu Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 16 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng åí âáưu ra ca bäü gii âiãưu chãú ta âàût bäü lc thäng tháúp chè cho qua táưn säú khäng quạ Ω thç táút c cạc thnh pháưn cọ táưn säú cao s bë giỉỵ lải sau khi qua bäü lc thäng tháúp, chè cọ táưn säú ca tên hiãûu mang tin tỉïc ban âáưu Ω l âi qua âỉåüc âãø âãún thiãút bë thu. Hçnh 2.7 Phäø ca tên hiãûu AM åí âáưu ra bäü gii âiãưu chãú. 2.4.2. Âiãưu táưn v âiãưu pha : 0 1 2 3 4 5 6 7-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81t (s )U(t)FM Hçnh 2.8 Âiãưu táưn (FM). Khäng máút tênh täøng quạt, ta gi sỉí ϕ0, λ(t)=cos Ωt, (2.18) 2ω0 ωω U Ω 4ω0 6ω0 [...]... ∑ ∞ = ∞ =1 1 2 0 2 0 0 14 cos.2cos 2 14 2cos 2cos1 2 k k k ttk m k tk tmU ωω π =       − Ω− − − Ω+ − − −Ω+ ∑ ∑∑ ∞ = ∞ = ∞ =1 1 2 0 1 2 0 2 0 0 14 )2cos( 14 )2cos( 14 2cos 2cos1 2 k kk k tk m k tk m k tk tmU ωωω π (2. 17) u(t) tảo thnh tỉì tên hiãûu cọ thnh pháưn khäng âäøi π 2 U 0 .1, thnh pháưn tên hiãûu âiãưu chãú π 2 U 0 m.cosΩt v cạc thnh pháưn cn lải cọ táưn säú cao 2kω 0 - , 2kω 0 , 2kω 0 +Ω... ω 0 +2 , ,ω 0 -nΩ, ω 0 +nΩ. Di thäng ca tên hiãûu âiãưu biãn u(t) AM : BW=[(ω 0 +nΩ) - (ω 0 -nΩ)] / (2 ) = nΩ/π. (2. 11) ω 0 ω ω U 0 U Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 19 0 1 2 3 4 5 6 7 -1 -0 .8 -0 .6 -0 .4 -0 .2 0 0 .2 0.4 0.6 0.8 1 t (s ) U(t) PM Hỗnh 2. 9 ióửu pha (PM). Ngoaỡi ra FM cọ nhỉåüc âiãøm l chiãúm dủng di táưn säú tỉång... =U 0 sin(ω 0 t+ϕ 0 ) - cos 2 1 ∑ = n k k C m [(ω 0 -kΩ)t+ϕ 0 - k ]+ + cos 2 1 ∑ = n k k C m [(ω 0 + kΩ)t + ϕ 0 +ϕ k ]} (2. 10) Hỗnh 2. 5 Phọứ bión õọỹ cuớa tên hiãûu âiãưu biãn AM (2n+1 vảch). Phäø biãn âäü ca tên hiãûu âiãưu biãn u(t) AM trong trỉåìng håüp naỡy (hỗnh 2. 5) seợ gọửm 2n+1 vaỷch ổùng vồùi caùc táưn säú ω 0 , ω 0 - , ω 0 +Ω, ω 0 -2 Ω, ω 0 +2 , ,ω 0 -nΩ, ω 0 +nΩ. Di... hiãûu mang tin tỉïc ban âáưu Ω l âi qua âỉåüc âãø âãún thiãút bë thu. Hỗnh 2. 7 Phäø ca tên hiãûu AM åí âáưu ra bäü gii âiãưu chãú. 2. 4 .2. Âiãưu táưn v âiãưu pha : 0 1 2 3 4 5 6 7 -1 -0 .8 -0 .6 -0 .4 -0 .2 0 0 .2 0.4 0.6 0.8 1 t (s ) U(t) FM Hỗnh 2. 8 ióửu tỏửn (FM). Khọng mỏỳt tờnh tọứng quạt, ta gi sỉí ϕ 0 , λ(t)=cos Ωt, (2. 18) 2 0 ω ω U Ω 4ω 0 6ω 0 Thäng tin v Âiãưu... P AM =P C +P LSB +P USB (2. 12) Trong âọ: P C : cäng suáút soïng mang (carrier), P LSB , P USB : cäng suáút ca cạc di biãn. Cäng sút ca mäùi di biãn: P LSB = P USB = 4 . 2 mP C . (2. 13) Tỉì (2. 12) v (2. 13) ta cọ biãøu thỉïc cäng sút ca tên hiãûu âiãưu biãn: P AM = ) 2 1.( 2 m P C + . (2. 14) Vê dủ: Gi sỉí hãû säú âiãưu biãn m=1 v P C =100 W. Ta cọ: P LSB = P USB = 4 100 =25 W, P AM = 100 +25 +25 = 150... Hỗnh 2. 1 Sồ âäư ngun l chung ca 1 HTTT. - Ngưn tin l nåi cung cáúp cạc tin tỉïc ban âáưu chỉa åí dảng tên hiãûu âiãûn, nhỉ tiãúng nọi trong âiãûn thoải; tiãúng nọi, ám nhảc trong thäng tin phạt thanh; tióỳng noùi, ỏm nhaỷc vaỡ hỗnh aớnh trong truyóửn hỗnh - óứ coù thóứ truyóửn tin tổùc ngổồỡi ta thỉåìng chuøn nọ thnh tên hiãûu âiãûn ph håüp cho cạc hãû thäúng thäng tin. Vê dủ micro trong thäng tin. .. thãú gi l sỉû råìi rảc tên hiãûu m cå såí ca nọ l âënh l Kachennhikov-Shannon hay cn gi l âënh l råìi rảc tên hiãûu hay âënh lyï láúy máùu. 2. 5.1. Âënh lyï Kachennhikov-Shannon : ( K-S) Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 23 2. 5 .2. 2. Lỉåüng tỉí họa v m họa tên hiãûu: ÂN : Lỉåüng tỉí họa tên hiãûu... v.v - Maùy phaùt laỡ khọỳi bao gäưm cạc chỉïc nàng: biãún âäøi cạc tên hiãûu âiãûn thnh dảng tiãûn låüi cho viãûc truưn âi xa, cọ kh nàng chäúng nhiãùu cao v khäng lm mẹo tên hióỷu trong quaù trỗnh xổớ lyù. Coù thóứ thổỷc hióỷn âỉåüc cạc Ngưn tin Mạy phạt - Âiãưu chãú - Khúch âải - (Anten phạt) Kãnh truưn Mạy thu - (Anten thu) - Khúch âải - Gii âiãưu chãú Biãún âäøi tên hiãûu - tin. ..Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 12 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng vảch gäưm 3 vảch tảo thnh tỉì 3 táưn säú: vảch trung tám ỉïng våïi táưn säú sọng mang ω 0 v 2 vảch nàịm âäúi xỉïng åí 2 bãn vảch trung tám ỉïng våïi cạc táưn säú ω 0 - v ω 0 +Ω. Cạc vảch ny cn âỉåüc gi l cạc di biãn dỉåïi (LSB - Lower Side Band) v di biãn trãn (USB - Upper Side Band).... chãú T/h âiãưu chãú (t/h tin tỉïc) T/h sọng mang T/h bë âiãưu chãú Bäü âiãöu chãú Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn 26 Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng Cạc lût dn tải cạc bäü khúch âải phi tuún b (bäü dn) hon ton âäúi xổùng laỷi vồùi caùc luỏỷt neùn (xem hỗnh 2. 13): * Luỏỷt daợn à : à à 1)1( )( )( ' 1 ' 2 + = tx e tx . (2. 36) * Luỏỷt daợn A:      ≤≤ + + + ≤≤ + = 1)( . |sinω0t|=−−∑∞= 120 142cos212k ktkωπ. (2. 16) Khi âọ: u(t) = −Ω−−−Ω+∑ ∑∞=∞=1 120 20014cos.2cos2142cos2cos12k k kttkmktktmUωωπ =−Ω−−−Ω+−−−Ω+∑. (2. 22) Thay (2. 21) v (2. 22) vo (2. 20) ta âỉåüc: uFM(t) = U0[sin ω0t + m.sinΩt.cos ω0t] =U0[sin ω0t + (m /2) .sin(ω0+