ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HTVT1
Câu 1: Phân tích sự lan truyền của các tần số vô tuyến. Lấy vd minh họa.
Sự ion hóa của không khí loãng ở lớp khí quyển cao có tác động rất lớn đến sự lan truyền sóng
trong các băng tần trung bình( MF) và băng tần cao (HF). Ion hóa không khí là do tác động của
bức xạ tia cực tím của mặt trời, cũng như các tia vũ trụ đó, số lượng ion hóa là một hàm của thời
gian trong ngày, mùa trong năm và hoạt động mặt trời trời (các vết đen mặt trời). Điều này dẫn
đến một số tầng có mật độ ion hóa thay theo các độ cao khác nhau của tầng khí quyển bao quanh
trái đất.
Các vùng ion hóa mạnh là: D, E, F1, F2. Tầng D có độ cao 72-78Km đóng vai trò hấp thụ tần số
radio, độ suy hao tỉ lệ nghịch với tần số và nhỏ với tần số trên 40MHz. Ở tầng D do có sự khúc
xạ làm uốn sóng RF tầng D xuất hiện khi có ánh sáng ban ngày và không xuất hiện vào ban đêm.
Tầng E có độ sáng cao 104-400km, sự ion hóa lúc mặt trời mọc và ion cực đại đầu giờ chiều và
giảm xuống sau khi mặt trời lặn. Tầng E tách thành F1 và F2 lúc ban ngày và F khi trở về ban
đêm.
*Truyền lan của sóng mặt đất:đặc trưng cho sự lan truyền của các sóng có tần số dưới 2MHz. Ở
đây sóng điện từ có khuynh hướng đi cong của trái đất, nghĩa là sự nhiễu xạ của sóng làm cho
sóng lan truyền theo bề mặt của trái đất. Đây là cơ chế ≥của mặt đất và tín hiệu lan truyền trên
một đường năm ngang ảo. Gía trị tần số hữu ích thấp nhất tùy thuộc vào chiều dài anten. Để bức
xạ có hiệu suất cao anten cần dài hơn 1/10 bước sóng.
*Truyền lan của sóng trời : nó đặc trưng cho sự lan truyền của sóng trong khoảng tần số từ 3
đến 30MHz. Ở đây đạt đưoc khoảng cách phủ sóng xa bằng phản xạ sóng tầng điện ly và tại các
đường biên của trái đất. Thật ra ở tầng điện ly các sóng bị khúc xạ đều theo hình chữ U ngược
bởi vì chỉ số khúc xạ n thay đổi theo độ cao khi mật độ ion hóa thay đổi. Chỉ số khúc xạ của tầng
điện ly:
. Các giá trị N điển hình năm trong khoảng giữa tùy thuộc vào thời gian trong ngày, mùa và
số vệt đen trên mặt trời.
*Truyền lan của sóng trực tiếp theo tầm nhìn thẳng : đặc trưng cho sự truyền lan của các sóng
có tần số trên 30MHz. Ở đây sóng điện từ được lan truyền theo đường thẳng.Trong trường hợp
này 81N nên n và có sự khúc xạ bởi tầng điện ly.Trên thực tế tín hiệu lan truyền xuyên qua tầng
điện ly, thuộc tính này được sử dụng cho thông tin vệ tinh.
Ngoài các phương thức truyền lan theo sóng trực tiếp của tầm nhìn thẳng ,sóng còn có thể được
dòng điện. Phổ này có được bằng cách thực hiện biến đổi Fourier của dạng sóng điện áp hoặc
dòng điện.
Câu 4: Nêu nguyên lý hoạt động của vòng khóa pha PLL và các ứng dụng của PLL. Lấy một vài
ứng dụng của PLL trong hệ thống viễn thông.
*Nguyên lý hoạt động: Một vòng khóa pha gồm có 3 thành phần cơ bản : một bộ tách sóng pha ,
một bộ lọc thong thấp và một bộ dao động được điều khiển bởi điện áp VCO. VCO là một bộ
dao động tạo ra một dạng sóng tuần hoàn , tần số của nó có thể thay đổi xung quanh một tần số
biến đổi tự do nào đó, theo giá trị của điện áp cung cấp,.Tần số biến đổi tự do là tần số đầu ra của
VCO khi điện áp cung cấp . Bộ tách sóng pha tạo ra tín hiệu đầu ra là một hàm của hiệu số pha
giữa tín hiệu đến và tín hiệu của bộ dao động . Tín hiệu đã lọc là tín hiệu điều khiển được sử
dụng để thay đổi tần số của đầu ra VCO . Cấu hình PLL có thể đc thiết kế sao cho nó làm việc
như một bộ lọc bám sát băng hẹp khi bộ lọc thông thấp (LPF) là bộ lọc bang hẹp. Ở chế độ làm
việc này tần số của VCO sẽ trở thành tần số của một trong các thành phần vạch phổ của phổ tín
hiệu đầu vào, bởi vậy trên thực tế tín hiệu đầu ra VCO là một tín hiệu tuần hoàn có tần số bằng
tần số trung bình của thành phần tín hiệu đầu vào này. Một khi VCO đã có được thành phần tần
số này thì tần số của VCO sẽ bám theo thành phần tín hiệu đầu vào này nếu nó hơi thay đổi về
tần số. Ở một chế độ làm việc khác, dải thông của LPF rộng hơn để cho VCO có thể bám theo
tần số tức thời của tín hiệu đầu vào. Khi PLL bám theo tín hiệu đầu vào theo một trong hai cách
này thì PLL được gọi là khóa pha.
*Ứng dụng: PLL có nhiều ứng dụng trong các hệ thống thông tin. Một số ứng dụng điển hình là:
-Tách sóng FM
-Tạo các tín hiệu FM có độ ổn định cao
-Tách sóng AM kết hợp
-Nhân tần số
-Tổng hợp tần số
-Sử dụng như một khối xây dựng trong các hệ thống số phức tạp để đồng bộ bit và tìm kiếm dữ
liệu.
*Một vài ứng dụng trong hệ thống viễn thông:
-Tách sóng FM
-Tạo các tín hiệu FM có độ ổn định cao
ứng tần số rất rộng bởi vì độ rộng xung hẹp. Điều này đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt với đáp
ứng biên độ và pha của kênh truyền. Dải thông yêu càu lớn hơn nhiều dải thông của tín hiệu
tương tự ban đầu và chất lượng tạp âm của hệ thống PAM không bao giờ có thể tố hơn chất
lượng tạp âm đạt được bằng cách truyền trực tiếp tín hiệu tương tự.
Câu 6: Nêu các định nghĩa: Tin tức, phép đo tin tức, tố độ nguồn tin.
VD: Tính tin tức và Entropy:
Tìm lượng tin của một đoạn tin gồm có một từ số dài 12 chữ số trong đó mỗi chữ số đảm nhận
một trong bốn mức có thể có. Xác suất gửi bốn mức được giả thiết là bằng nhau và mức trong
bất kỳ cữa số nào không phụ thuộc vào giá trị mà các chữ số đứng trước đảm nhận.
Trong một chuỗi 12 ký hiệu( chữ số) mỗi ký hiệu có một trong bốn mức. Khi đó sẽ: 4.4…4= tổ
hợp (từ) khác nhau có thể đạt được. Vì các mức có khả năng bằng nhau nên tất cả các từ khác
nhau đến có khả năng bằng nhau. Do đó:
hoặc:
Như vậy lượng tin tức trong bất kỳ đoạn tin có thể có nào bằng lượng tin tức trong bất kỳ đoạn
tin khác (24bit). Vậy lượng tin trung bình H là 24bit.
*Tin tức: Tin tức gửi đi từ một nguồn số khi đoạn tin thứ j được truyền đi được tính theo công
thức:. Trong đó : là xác suất truyền đoạn tin thứ j.
*Phép đo tin tức: Phép đo tin tức chỉ phụ thuộc vào khả năng gửi đoạn tin và không phụ thuộc
vào việc giải thích nội dung đoạn tin có nghĩa hay không có nghĩa.
*Tốc độ nguồn tin: Tốc đọ nguồn tin được tính bởi công thức: trong đó T là thời gian cần gửi
một đoạn tin, T được tính theo công thức tính của phép đo tin tức trung bình.
Câu 7. Trình bày định nghĩa , phương pháp lấy mẫu tự nhiên ?
-Định nghĩa lấy mẫu tự nhiên : nếu Wt là 1 dạng sóng tương tự được giới hạn băng tần trong Bhz
thì tín hiệu PAM sử dụng lấy mẫu tự nhiên được biểu thị bắng biểu thức :
W(s)t = W(t)S(t)
-Trong đó :- S(t) = tổng (từ vô cùng ,k bằng – vô cùng).pi(T-KTs/phờ)
-là 1 dạng sóng chuyển mạch sóng chữ nhật và fs = 1/Ts=>2B
*Phương pháp lấy mẫu tự nhiên: dạng sóng tương tự ở đây được giới hạn băng tần trong B Hz.
Dạng sóng PAM lấy mẫu tự nhiên tương đối dễ tạo bởi vì nó chỉ yêu cầu sử dụng chuyển mạch
tương tự có sẵn trong phần cứng CMOS. Phổ của tín hiệu PAM lấy mẫu tự nhiên được cho bởi
gửi đi nhanh hơn trên 2 p/s.Trong đó p là giải thông của kênh truyền với đơn vị Hz.
Câu 10. Đặc điểm và nguyên tắc điều chế mã xung PCM ?
-Đặc điểm PCM( pulse code modulation) : về cơ bản là sự chuyển đổi tương tự - số thuộc 1
kiểu đặc biệt trong đó tin tức chứa trong các mẫu tức thời của 1 tín hiệu tương tự được biểu diễn
bằng các từ số trong 1 chuỗi bit nối tiếp .
*Nguyên tắc điều chế PCM : tín hiệu pcm được tạo ra bằng cách thực hiện 3 hoat động cơ bản
“lấy mẫu – lượng tử hóa –mã hóa”.
-Lấy mẫu tạo ra 1 tín hiệu pam đỉnh phẳng .
-Lượng tử hóa thêm bớt để các tín hiệu có kích thước bằng nh au.nếu có lỗi trong tín hiệu đầu
ra khôi phuc được do tác động của việc lượng tử hóa gây ra.lỗi lượng tử hóa gồm có sự khác
nhau đến tín hiệu tương tự hóa .lưu ý rằng giá trị đỉnh của lỗi +-1 bằng 1 nửa kích thước bước
lượng tử hóa .nếu chúng ta lấy mẫu tại tốc độ Nyquist (2B) hoặc nhanh hơn và tạp âm kênh
truyền là không đáng kể thì vẫn có tạp âm gọi là tạp âm lượng tử hóa trên dạng sóng tương tự
khôi phục được .
Tín hiệu pcm đạt được từ tín hiệu pam đã lượng tử hóa bằng cách mã hóa từng giá trị mẫu đã
lượng tử hóa sang 1 từ số.
-Mã hóa khôi phục tín hiệu như mong muốn.