Điện tử viễn thông homework DRT NVD 7,8 khotailieu

Hướng dẫn giải tập mô CHƯƠNG Bài 1: Cho sơ đồ ngẫu nhiên hóa tự đồng có đa thức tạo mã g(x)=1+x4+x5 với điều kiện ban đầu ghi dịch 10101 a) Vẽ sơ đồ ngẫu nhiên hóa b) Chứng minh luồng số tồn khơng sau ngẫu nhiên hóa biến đổi thành luồng số có số số "1" số số "0" gần Hướng dẫn giải a) Sơ đồ ngẫu nhiên hoá tự đồng b) Luồng bit đầu ngẫu nhiên hóa cho 24 bit luồng số tồn khơng đầu vào xác định theo bảng đưới Thứ tự dịch bit Đ/K ban đầu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Vào A B Ra C D E Thanh ghi dịch F G - - 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 H Chuỗi đầu C=[111100001000110010101111] có 13 số 11 số không -588- Hướng dẫn giải tập mô Bài 2: Cho sơ đồ giải ngẫu nhiên tự đồng có đa thức tạo mã g(x)=1+x4+x5 với điều kiện ban đầu ghi dịch 10101 a) Vẽ sơ đồ giải ngẫu nhiên b) Chứng minh luồng số tồn khơng ngẫu nhiên hóa sau giải ngẫu nhiên trở lại luồng số tồn khơng Hướng dẫn giải a) Sơ đồ giải ngẫu nhiên tự đồng b) 24 bit luồng số đầu giải ngẫu nhiên xác định theo bảng không Thứ tự dịch bit Đ/K ban đầu Vào C - B Ra A - D E 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 1 1 0 0 0 1 0 1 I 1 Thanh ghi dịch F G 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 Luồng bit đầu giải ngẫu nhiên: A=[000000000000000000000000] -589- H 1 1 1 0 0 0 1 0 1 Hướng dẫn giải tập mô Bài 3: Thiết kế mạch logic cho mã hóa vi sai hình 7.7 Hướng dẫn giải Ta lập bảng logic sau u1 (t − T)u (t − T) 00 t-T 00 00 0 01 11 10 270 √ √ 180 270 00 270 0 0 01 270 t 01 0 u1(t)u2(t) 00 AB 00 270 10 10 180 10 270 10 10 180 0 11 90 180 11 90 11 180 √ 01 90 11 90 01 0 01 90 11 90 180 Cột đầu bảng logic thể quan hệ cặp bit đầu vào mã hóa vi sai pha tín hiệu điều chế Dòng đầu bảng thể quan hệ cặp bit thông tin (AB) cần mã hóa với sai pha ∆θ(t) = θ(t) − θ(t − T) Bảng phía 4x4 thể quan hệ cặp bit đầu mã hóa vi sai pha tín hiệu điều chế Nhận xét cột bảng thể quan hệ cặp bit đầu mã hóa với pha tín hiệu điều chế ta thấy: √ Cột thứ nhất: u1 (t) = ABu1 (t − T); u (t) = ABu (t − T) √ Cột thứ hai: u1 (t) = ABu (t − T); u (t) = ABu1 (t − T) √ Cột thứ ba: u1 (t) = ABu1 (t − T); u (t) = ABu (t − T) √ Cột thứ tư: u1 (t) = ABu (t − T); u (t) = ABu1 (t − T) Vậy mạch logic mã hóa vi sai sau: u1 (t) = ABu1 (t − T) + ABu (t − T) + ABu1 (t − T) + ABu (t − T) u (t) = ABu (t − T) + ABu1 (t − T) + ABu (t − T) + ABu1 (t − T) Bài 4: Thiết kế mạch logic cho giải mã vi sai QPSK hình 7.7 Hướng dẫn giải Ta lập bảng logic sau √ Cột đầu bảng logic thể quan hệ cặp bit đầu vào giải vi sai pha tín hiệu điều chế √ Dòng đầu bảng thể quan hệ cặp bit đầu mã hóa vi sai pha tín hiệu điều chế √ Bảng phiá 4x4 thể quan hệ cặp bit đầu giải mã vi sai sai pha ∆θ(t) = θ(t) − θ(t − T) -590- Hướng dẫn giải tập mô u1 (t − T)u (t − T) u1(t)u2(t) 0 90 180 270 90 0 0 270 180 0 90 180 90 0 270 0 180 90 180 270 0 0 270 180 270 90 0 0 Nhận xét cột bảng thể quan hệ cặp bit đầu giải mã vi sai với sai pha ∆θ(t) = θ(t) − θ(t − T) ta thấy: √ Cột thứ nhất: A = u (t − T)u1 (t)u (t); B = u1 (t − T)u1 (t)u (t) √ Cột thứ hai: A = u1 (t − T)u1 (t)u (t); B = u1 (t − T)u1 (t)u (t) √ Cột thứ ba: A = u (t − T)u1 (t)u (t); B = u1 (t − T)u1 (t)u (t) √ Cột thứ tư: A = u1 (t − T)u1 (t)u (t); B = u1 (t − T)u1 (t)u (t) Vậy mạch logic mã hóa vi sai sau: A = u (t − T)u1 (t)u (t) + u1 (t − T)u1 (t)u (t) + u (t − T)u1 (t)u (t) + u1 (t − T)u1 (t)u (t) B = u1 (t − T)u1 (t)u (t) + u (t − T)u1 (t)u (t) + u1 (t − T)u1 (t)u (t) + u1 (t − T)u1 (t)u (t) Bài 5: Tìm sai pha đầu dao động nội sơ đồ khóa pha vòng Costas hình 7.6 Hướng dẫn giải Bản chất khóa pha vòng costas sơ đồ 7.6 tìm cách nhân pha bốn lần tín hiệu sau điều chế để loại bỏ thành phần điều chế: π  sin  4γ +4 × (2i-1)  = − sin(4 γ ) 4  4 Sau xét dấu sin(4 γ ) = sin(2 γ )cos(2γ ) = sin γcosγ sin( γ + π / 4)cos(γ + π / 4) để tìm vị trí sai pha khóa Ta có: sign sin(4 γ ) = sign sin γ si gncosγsign sin( γ + π / 4)signcos(γ + π / 4) Sự lệ thuộc sign [sin(4γ ) ] vào γ thể hệ tọa độ độc cực đây: -591- Hướng dẫn giải tập mô Nếu ta chuyển dấu vào mức logic sau: "+"→"0", "-"→"1", ta biểu diễn quan hệ dấu với sai pha γ dạng xung nhị phân hình vẽ Nếu chọn thời điểm đổi dấu từ dương sang âm để chỉnh pha ta sai pha sau: θ = π kπ + 4 Bài 6: (Tiếp) Thiết kế mạch logic cho vòng khóa pha Hướng dẫn giải Ta sử dụng biến đổi sau đây:     π  sign sin  θ '+   = sign  ( sin θ '+ cosθ')         π   sign  co s  θ '+   = sign  ( sin θ '− cosθ')       θ ' = γ − θ(t); θ(t) góc pha điều chế Từ phân tích ta thiết kế mạch logic hình -592- Hướng dẫn giải tập mô sin θ ' si gn [sin θ '] co s θ ' si gn [ co s θ '] si gn [sin(θ '+ π ) ] si gn  co s ( θ '+ π )  si gn sin ( 4θ ')  Bài 7: Thiết kế điều chế BPSK sử dụng xuyến diode Hướng dẫn giải "1" 180 "0" 0 θ(t) = 0 θ(t) = 180 Bài 8: Thiết kế điều chế QPSK sử dụng xuyến diode Hướng dẫn giải: Ta phân tích điều chế QPSK thành hai mạch điều chế BPSK: mạch điều chế BPSK (nhánh I) mạch điều chế BPSK (nhánh Q) Mạch điều chế thứ có tham khảo pha 0 mạch thứ hai có thao khảo pha 90 -593- Hướng dẫn giải tập mô π/2 Bài 9: Cho hệ thống truyền dẫn điều chế BPSK a) Thiết kế giải điều chế BPSK sử dụng xuyến Diod b) Phân tích dạng sóng q trình giải điều chế Hướng dẫn giải a) "1" 180 "0" 0 θ(t) = θ(t) = 180 0 b) √ Dạng sóng bit '"0" tương ứng với góc pha điều chế θ(t) = truyền -594- Hướng dẫn giải tập mô θ(t) = √ 0 Dạng sóng bit '"1" tương ứng với goác pha điều chế θ(t) = 180 truyền θ(t) = 180 Bài 10: Cho hệ thống truyền dẫn điều chế QPSK a) Thiết kế giải điều chế BPSK sử dụng xuyến Diode b) Phân tích dạng sóng q trình giải điều chế Hướng dẫn giải a) RLO1 Tín hiệu thu trung tần điều chế QPSK Luồng nhị phân nhánh I “0” “1” Luồng nhị phân nhánh Q “0” “1” b) Ta xét cho trường hợp góc pha tham khảo θ=0 (kênh I) -595- π/2 Hướng dẫn giải tập mô Bài 11: Cho máy thu đổi tần: a) Thiết kế biến đổi hạ tần có loại trừ tần số ảnh gương với giả thiết tần số dao động nội fRLO2 nhỏ tần số sóng mang fc b) Giải thích hoạt động biến đổi hạ tần loại trừ tần số ảnh Hướng dẫn giải a) f IF f IF f image fc f RLO2 cos(ωc t + θ(t)) cos(ωimage t) cos(ωRLO2 t) cos(ωc t + θ(t)) cos(ωimage t) cos(ωRLO2 t) 90 cos(ωc t + θ(t) + 90 ) cos(ωimage t + 90 ) -596- 90 Hướng dẫn giải tập mô b) cos((θRLO − ωimage )t) cos((ωc − θRLO2 )t + θ(t)) cos((θRLO − ωimage )t) 90 0 A ' = cos((θ RLO − ωimage )t + 90 ) B = cos((ωc − θRLO2 )t + θ(t) + 90 ) B' = cos((θRLO − ωimage )t − 90 ) A = cos((ωc − θRLO )t + θ(t) + 90 ) 0 C = A + B = 2cos((ωc − θRLO2 )t + θ(t) + 90 ) Bài 12: Cho hệ thống truyền dẫn 34,368 Mbps Các bit khai thác ghép ghép luồng vô tuyến, khung có 35 bit số liệu bit khai thác a) Tìm tốc độ đầu ghép luồng vô tuyến tốc độ luồng khai thác b) Thiết kế ghép luồng vô tuyến Hướng dẫn giải a) Tốc độ đầu ghép khung: R=34,368 Mbps x 36/35 ≈35,35Mbps; Tốc độ luồng khai thác bằng: Rkt=R-Rb=35,35 -34,368 ≈0,982Mbps b) Bài 13: (Tiếp) Thiết kế bơ tạo xung đọc có đục lỗ Bài 14: a) Thiết kế phân kênh vô tuyến cho luồng số 12 b) Thiết kế mạch tạo đồng hồ 34,368 MHz -597- Hướng dẫn giải tập mô Hướng dẫn giải a) b) Bài 15: Thiết kế phân nhánh siêu cao tần cho hệ thống phát thu vi ba số gồm ba máy phát ba máy thu sử dụng ba cặp tần số thu phát: (fi fi ) = (f1f1 ), (f3f ), (f 3f ) , fi tần số phát fi tần số thu Hướng dẫn giải 50 Ω -598- , , f1 f3 Tx2 f2 Tx3 , f3 Tx1 Rx2 Rx1 f2 Rx3 f1 Hướng dẫn giải tập mô CHƯƠNG Bài 1: Một hệ thống truyền dẫn vô tuyến số làm việc tần số 1000MHz khoảng cách thông tin km a) Tính suy hao khơng gian tự b) Tính cơng suất thu theo dBW Giả thiết công suất phát 10W, anten phát anten thu đẳng hướng khơng có tổn hao c) Nếu phần b) cơng suất phát 20 dBW, tính cơng suất thu theo dBW d) Nếu đường kính chảo anten tăng gấp đơi, tính tăng hệ số khuyếch đại anten theo dB e) Đối với hệ thống phần a), chảo anten cần có đường kính để hệ số khuyếch đại anten 10dBi, giả thiết hiệu suất anten 0,55 Hướng dẫn giải a) Từ phương trình (8.6), ta có: Ls [ dB] = 10 lg Ls = 32,5+20lgf[MHz]+20lgd[km] = 32,5+20lg1 000+20lg5= 106,5 dB b)Sử dụng phương trình (8.4), đặt EIRP[dBW] = 10lg10W=10dBW, G2[db]=1 Lp[dB] = 106,5dB tổn hao khác không ta PRX [ dBw ] = EIRP[dBW]+G2[dBi]-Lp[dB]-lph2[dB]-Lrf2[dB] = 10dBW-106,5dB= -96,5dBW c) EIRP=10lg20=13dBW, thế: PRX [dBw ] =-93,5dBW d) Ký hiệu I tăng hệ số khuyếch đại anten theo dB, ta có: I=10lg2=3dB e) Sử dụng cơng thức tính hệ số khuyếch đại cho anten chảo:  πDf  G = η  , η hiệu suất ante, c=3.10 m/s tốc độ ánh sáng;  c  ta được: c 3.10  πDf  =10=0,55  = 4, 26 =0,4 m  → D= 10 / 0, 55 πf  c  π.1000.10 10 0/10 Bài 2: Một hệ thống vơ tuyến số có cơng suất phát W, tần số phát GHz, anten phát anten thu có đường kính m hiệu suất anten 0,55 a) Tính hệ số khuyếch đại anten b) Tính EIRP theo dBW c) Tính cơng suất thu theo dBW cự ly thơng tin 10 km có suy hao không gian tự Hướng dẫn giải -599- Hướng dẫn giải tập mô a)   πx1x2.109     πDf 2     =23,82dBi 10 lg G = 10 lg η    = 10 lg  0,55    c      3.10    b) EIRP tín hiệu phát là: EIRP = Pt.Gt hay EIRP= 10lg3000 [dBW]+ 23,82dBi=34,8dBW+23,82=58,62dBW c) Suy hao không gian tự do: Ls [dB] = 10 lg Ls = 92,5+20lgf[GHz]+20lgd[km]=92,5+20lg2+20lg10=118,5dB PRX=EIRP+Gr-Ls=58,62dBW +23,82dB-118,5dB=-36,06dBW Bài 3: Một hệ thống vệ tinh quảng bá có EIRP=57dBW, tần số 12,5GHz, có tổn hao khơng gian tự do, tốc độ tín hiệu số 5.107bps Máy thu nhà có nhiệt độ tạp âm T=600K đòi hỏi tỷ số tín hiệu tạp âm Eb/N0=10 dB Tìm bán kính chảo anten thu tối thiểu để đáp ứng yêu cầu Hướng dẫn giải Cơng suất thu tối thiểu tính sau: 10 /10 Eb P -23 = RX = 10 = 10 →PRX=10kTRb = 10x1,38.10 x600x5.10 N kTR b = 4,14.10-12W→-114dBW Do khoảng cách từ quỹ đạo địa tĩnh đến mặt đất 36.000km nên suy hao không gian tự do: Ls [dB] = 10 lg Ls = 92,5+20lgf[GHz]+20lgd[km] = 2,5+20lg12,5+20lg36.000 = 205,56dB Hệ số khuyếch đại anten thu tối thiểu tính sau: G2=PRX-EIRP+Ls=-114-57+205,56=34,56dBi 3,456 D= 10 c 3.10 =0,55m / 0, 55 = 72, 08 πf π.12, 5.10 Bài 4: Một khuyếch đại có trở kháng vào 50 Ơm, hệ số khuyếch đại 60 dB, băng thông 10kHz Khi điện trở 50 Ôm đấu vào đầu vào, tạp âm trung bình quân phương đầu 100µv, tìm nhiệt độ tạp âm hiêu dụng cuả khuyếch đại Hướng dẫn giải Công suất tạp âm đầu khuyếch đại: Nout = ANi+Na -600- Hướng dẫn giải tập mô Do đầu vào phối kháng nên: Ni = kTi∆f= 1,38.10-23x290x10.103=4.10-17W Nout = (100.10-6)2/50=2.10-10W→Na=2.10-10-4.10-17x106=1,6.10-10W Tạp âm khuyếch đại quy đổi vào đầu vào: Nai = 1,6.10-10/106=1,6.10-16=kTa∆f→Ta=1,6.10-16/(1,38.10-23x10.103) = 1,16.103K=1160K Bài 5: Một khuyếch đại có hệ số tạp âm 4dB, băng thơng 500 KHz trở kháng vào 50 Ơm Tính điện áp tín hiệu đầu vào cần thiết để SNRout đầu 1, đầu vào khuyếch đại nối đến điện trở 50 Ôm nhiệt độ 290K Hướng dẫn giải Công suất tạp âm đầu vào: Ni=kTi∆f = 1,38.10-23x290x500.103 = 2.10-15W Tỷ số tín hiệu tạp âm đầu vào: SNRin = NFxSNRout=100,4x1= 2,5 Cơng suất tín hiệu đầu vào tính sau: Pi/Ni =2,5→Pi=2,5x2.10-15=5.10-15W −15 Pi=(Ui)2/R→U= Pi R = 5.10 x50 Ta có: =5.10-7V=0,5µV Bài 6: Một hệ thống thơng tin vệ tinh có tham số sau: tần số truyền dẫn 3GHz, điều chế BPSK, xác suất bit lỗi 10-3, tốc độ bit 100bps, dự trữ đường truyền 3dB, EIRP=100W, khuyếch đại anten thu 10dB, khoảng cách phát thu 40.000km a) Tính mật độ phổ cơng suất tạp âm cho phép cực đại quy đổi vào đầu vào máy thu theo W/Hz b) Tính nhiệt độ tạp âm cho phép cực đại máy thu, nhiệt độ tạp âm anten 290 K c) Tính hệ số tạp âm cho phép cực đại máy thu theo dB Hướng dẫn giải a) Tra bảng phụ lục ta u= E   b  =3,1→(Eb/N0)req=0,5x3,12=4,8  N  req (Eb/N0)Rx=Mx(Eb/N0)req= 100,3x4,8=9,6 Suy hao không gian tự do: Ls [dB] = 10 lg Ls = 92,5+20lgf[GHz]+20lgd[km]=92,5+20lg3+20lg40.000=194dB PRX =EIRP-Ls+G2=10lg100-194+10 -601- = -164dBW Hướng dẫn giải tập mô (Eb/N0)Rx= PRX =9,6→N0=PRX/(9,6xRb) = 10-16,4/(9,6x100) R b N0 =10-18/(9,6.100,4)=4.10-20W/Hz b) N0=kTs→Ts=N0/k= 4.10-20/1,38.10-23= 2,9.103=2900K → TRX=Ts-290=2900-290=2610K c) TRX=(NF-1)290→NF=TRX/290 +1=10→10dB Bài 7: Bộ tiền khuyếch đại máy thu có hệ số tạp âm 13 dB, khuyếch đại 60 dB băng thông 2MHz Nhiệt độ tạp âm anten 490K công suất đầu vào 10-12W a) Tìm nhiệt độ tạp âm tiền khuyếch đại theo Kelvin b) Tìm nhiệt độ hệ thống theo Kelvin c) Tìm SNRout theo dB Hướng dẫn giải 1,3 a) TRX=(NF-1)290=(10 -1)290=5496K b) Ts=490+5496=5886 K c) N out = GkTS W = 106 ×1,38 ×10−23 × 5886 × ×106 = 1,62 ×10-7 W Sout = GSin = 106 × 10−12 = 10-6 (SNR ) out = W 10-6 1, 62 × 10−7 = 6,17 = 7,9 dB Bài 8: Giả thiết máy thu có tham số sau: khuyếch đại=50dB, hệ số tạp âm=10dB, băng thông=500MHz, công suất vào = 50.10-12W, nhiệt độ tạp âm nguồn TA=10K, tổn hao phiđơ=0dB Bạn yêu cầu mắc thêm tiền khuyếch đại với khuyếch đại 20 dB băng thơng 500MHz Tìm hệ số tạp âm cần thiết để đạt cải thiện tỷ số tín hiệu tạp âm toàn hệ thống 10dB Hướng dẫn giải Ký hiệu Ni, Na công suất tạp âm nguồn công suất tạp âm máy thu, ta công suất tạp âm hệ thống thu chưa mắc thêm tiền khuyếch đại quy đổi đầu vào máy thu: N1 =Ni+Na = k.TA.∆f+ k.(NF1-1) 290.∆f = k.∆f.(TA+(NF1-1).290)=1,38.10-23x500.106(10+(101-1).290)=1,8.10-11W Tỷ số tín hiệu tạp âm ban đầu là: SNR1=50.10-12/1,8.10-11=2,8→4,47dB Tỷ số tín hiệu tạp âm yêu cầu sau mắc thêm tiền khuyếch đại: -602- Hướng dẫn giải tập mô SNR2 =10+4,47=14,47dB→28 Ký hiệu Np công suất tạp âm tiền khuyếch đại, ta công suất tạp âm hệ thống thu sau mắc thêm tiền khuyếch đại quy đổi vào đầu vào máy thu: N2 = Ni+Np+10-2Na= k.∆f.(TA+10-2(NF1-1).290)+ Np = 1,38.10-23x500.106(10+10-2(10-1).290)+Np=25.10-14W+Np SNR2 = 28=Pi/N2=50.10-12/(25.10-14+Np) →Np=50.10-12/28 -25.10-14=1,54.10-12 Ký hiệu hệ số tạp âm tiền khuyếch đại NFp, ta được: Np = k(NFp-1).290.∆f=1,38.10-23(NFp-1)x290x500.106=1,54.10-12 → NFp=1,54/(1,38x2,9x0,5)+1=1,77→2,5dB Bài 9: Một máy thu gồm ba tầng: tầng vào tiền khuyếch đại có hệ số khuyếch đại 20 dB hệ số tạp âm 6dB Tầng thứ hai cáp nối với tổn hao dB Tầng khuyếch đại có hệ số khuyếch đại 60 dB hệ số tạp âm 16 dB a) Tìm hệ số tạp âm tổng máy thu b) Lặp lại a) loại bỏ tiền khuyếch đại Hướng dẫn giải a) Ký hiệu NF1, NF2, NF2 hệ số tạp âm tầng thứ nhất, thứ hai thứ ba tương ứng, ký hiệu A1, A2 hệ số khuyếch đại cuả tầng vào tầng ra, ký hiệu L suy hao cáp nối, từ phương trình (8.13) (8.10) ta có: NFtol = NF1 + = 10 NF2 − L(NF3 − 1) L − L(NF3 − 1) = NF1 + + + A1 A1 A1 A1 0,6 0,3 0,3 1.6 − 10 (10 − 1) − 2(40 − 1) =4+ + =4,79→6,8dB + + 2 10 10 10 10 10 b) NFtol = NF2 + L(NF3 − 1) =10 +10 (10 -1)=2+2(40-1)=80→19dB 0,3 0,3 1,6 Bài 10: Tìm nhiệt độ tạp âm hệ thống TS cho phép cực đảm bảo xác suất lỗi bit 10−4 số liệu Rb=10kbps Các tham số đường truyền sau: tần số phát 12GHz, EIRP=10dBW, khuyếch đại anten thu dB, kiểu điều chế BPSK quán, tổn hao khác không, khoảng cách phát thu 100km Hướng dẫn giải Tra cứu bảng phụ lục 1, ta được: u= 2E b =3,4 → Eb/N0=5,78 N0 Tổn hao không gian tự do: -603- Hướng dẫn giải tập mô Ls =92,5+20lgf[GHz]+20lgd[km]=92,5+20lg12+20lg100=154dB Công suất thu: PRX =EIRP-Ls+G2=10-154=-144dBW Eb/N0 =PRX/(RbN0)=5,78→N0=PRX/(5,78Rb)=10-14,4/(5,78x10.103) =4,6.10-19W/Hz N0 =k.Ts→Ts=N0/k=4,6.10-19/1,38.10-23=3,33.104K Bài 11: Cần thiết kế máy thu nhiều tầng có Ttol=300K Giả thiết nhiệt độ tạp âm khuyếch đại cuả tầng 2,3,4 là: T2=600K, T3=T4=2000K, A2=13 dB A3=A4=20dB Tìm khuyếch đại A1 tầng đầu điều kiện: a) T1=200K, 230K, 265K, 290K, 300K b) Dựng đồ thị phụ thuộc A1 vào T1 Hướng dẫn giải a) Ttol=T1+T2/A1+T3/(A1.A2)+T4/(A1A2A3)→ Ttol-T1 = (1/A1)[T2+T3/A2+T4/ (A2A3)] A1=[T2+T3/A2+T4/ (A2A3)]/(Ttol-T1)= [600+2000/101,3+2000/ (101,3x102)]/(300-T1) = 701/(300-T1) T1,K A1 A1[dB] 200 8,5dB 230 10 10dB 265 20 13dB 290 70 18,5dB 300 ∞ ∞ b) A1 , dB T1 , K Bài 12: Một máy thu có khuyếch đại 80dB, nhiệt độ tạp âm 3000k nối đến anten có nhiệt độ tạp âm 600K a) Tìm cơng suất tạp âm nguồn băng 40MHz b) Tìm Tìm cơng suất tạp âm máy thu quy đổi vào đầu vào máy thu c) Tìm cơng suất tạp âm đầu máy thu băng 40MHz -604- Hướng dẫn giải tập mô Hướng dẫn giải a) Công suất tạp âm nguồn: Ni=kTA∆f=1,38.10-23x 600x40.106= 3,3.10-13W b) Công suất tạp âm máy thu quy đổi vào đầu vào: Nri=kTr ∆f=1,38.10-23x3000x40.106=1,66.10-12W c) Công suất tạp âm đầu máy thu: Nout= A(Ni + Nri)= 108(3,3.10-13+1,66.10-12)=19,9.10-5W Bài 13: Một máy thu có hệ số tạp âm 13 dB nối đến anten qua cáp 300 Ơm dài 25m có tổn hao 10dB 100m a) Tìm hệ số tạp âm tồng cáp nối máy thu b) Giả sử tiền khuyếch đại 20 dB với hệ số tạp âm 3dB nối cáp máy thu, tìm hệ số tạp âm tổng cáp, tiền khuếch đại máy thu c) Tìn hệ số tạp âm tổng tiền khuyếch đại đấu vào anten cáp nối Hướng dẫn giải a) Ký hiệu NF1=L, NF2 hệ số tạp âm cáp nối máy thu, ta có: Ntol=L+L(NF2-1)=LNF2→ Ntol[dB]= L+NF2 =25x10/100+ 13=15,5dB b) Ký hiệu NFr A hệ số tạp âm tiền khuyếch đại khuyếch đại máy thu, ta có: Ntol= L+L(NFr-1)+L(NF2-1)/A = 100,25+100,25(100,3-1)+100,25(101,3-1)/102 = 3,9→5,9dB c) Ntol= NFr+ (L-1)/A+ L(NF2-1)/A =100,3+ (100,25-1)/102 +100,25(101,3-1)/102 =2,34→3,7dB Bài 14: Một hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng máy phát công suất 20W, tần số GHZ, anten parabol đường kính 1m Khoảng cách đến trạm mặt đất 10.000 km Hệ thống thu mặt đất sử dụng anten đường kính 2,5m có nhiệt độ tạp âm hệ thống 100K Giả thiết anten có hiệu suất η=0,55 Coi tổn hao khác Lo 2dB a) Tính tốc độ số liệu cho phép cực đại điều chế BPSK sử dụng xác suất lỗi bit 2.10-4 b) Lặp lại a) với giả thiết tần số phát xuống từ vệ tinh 2GHz Hướng dẫn giải a) -605- Hướng dẫn giải tập mô   πx1x8.109     πD1f      =35,86dBi G1= 10 lg G1 = 10 lg η    = 10 lg  0,55      c   3.10       πx2,5x8.109     πD 2f      =43,82dBi G2= 10 lg G = 10 lg η    = 10 lg  0, 55      c   3.10     Tổn hao không gian tự do: Ls=92,5+20lgf[GHz]+20lgd[km]=92,5+20lg8+20lg10.000=190,56dB Công suất thu trạm mặt đất bằng: PRX=PTx+G1+G2-Ls-Lo=10lg20+35,86+43,82-190,56-2=-99,87dBW N0=kTs=1,38.10-23 x100=1,38.10-21W Tra bảng phụ lục ta được: 2E b =3,4→ Eb/N0=5,78 N0 →PRX/(RbN0) =5,78→Rb=PRX/(5,78N0)=10-9,987/(5,78x1,38.10-21)=1,29.1010bps = 12,9 Gbps b)   πx1x2.109     πD1f      =23,82dBi G1= 10 lg G1 = 10 lg η    = 10 lg 0,55      c   3.10       πx2,5x2.109     πD 2f      =31,78dBi 10 lg G = 10 lg  η    = 10 lg  0, 55      c   3.10     Ls = 92,5+20lg2+20lg10.000=175,5 PRX = PTx+G1+G2-Ls-Lo=10lg20+23,82+31,78-175,5-2=-109dBW Rb=PRX/(5,78N0)= 10-10,9/(5,78x1,38.10-21)=1,58 109=1,58Gbps Lưu ý: Các tốc độ bit nói thỏa mãn điều kiên lượng không thỏa mãn điều kiện băng thông băng tần Nyquist BN=10GHz tần số mang 2GHz -606- ... khuyếch đại có hệ số tạp âm 4dB, băng thông 500 KHz trở kháng vào 50 Ơm Tính điện áp tín hiệu đầu vào cần thiết để SNRout đầu 1, đầu vào khuyếch đại nối đến điện trở 50 Ơm nhiệt độ 290K Hướng dẫn... π.12, 5.10 Bài 4: Một khuyếch đại có trở kháng vào 50 Ôm, hệ số khuyếch đại 60 dB, băng thông 10kHz Khi điện trở 50 Ôm đấu vào đầu vào, tạp âm trung bình qn phương đầu 100µv, tìm nhiệt độ tạp... 0,55 a) Tính hệ số khuyếch đại anten b) Tính EIRP theo dBW c) Tính công suất thu theo dBW cự ly thông tin 10 km có suy hao khơng gian tự Hướng dẫn giải -599- Hướng dẫn giải tập mô a)   πx1x2.109