8

1.2. TIN TỨC VÀ TÍN HIỆU
Tin t
ứ
c và tín hi
ệ
u là hai khái ni
ệ
m c
ơ
b
ả
n c
ủ
a k
ĩ
thu
ậ
t
đ
i
ệ
n t
ử
tin h
ọ
c, là
đố
i

thu
ậ
t
nh
ằ
m t
ạ
o ra, gia công x
ử
lí hay nói chung nh
ằ
m chuy
ể
n
đổ
i gi
ữ
a các d
ạ
ng n
ă
ng l
ượ
ng
để
gi
ả
i quy
ế
t m

ệ
n, m
ộ
t bi
ế
n c
ố

hay m
ộ
t quá trình nào
đ
ó (g
ọ
i là ngu
ồ
n tin). Trong ho
ạ
t
độ
ng
đ
a d
ạ
ng c
ủ
a con ng
ườ
i,
đ

ữ
ng n
ơ
i ngoài A và v
ề
th
ờ
i gian: bi
ế
n
c
ố
x
ả
y ra vào lúc t
o
c
ầ
n
đượ
c l
ư
u gi
ữ
l
ạ
i
để
có th
ể

ng m
ọ
i
ph
ươ
ng ti
ệ
n v
ậ
t ch
ấ
t phù h
ợ
p v
ớ
i trình
độ
phát tri
ể
n c
ủ
a xã h
ộ
i (kí hi
ệ
u, ti
ế
ng nói, ch
ữ


đ
i
ệ
n t
ử
, nhu c
ầ
u này ngày càng
đượ
c th
ỏ
a mãn sâu s
ắ
c
trong
đ
i
ề
u ki
ệ
n bùng n
ổ
thông tin c
ủ
a xã h
ộ
i hi
ệ
n
đạ

ộ
t s
ự
ki
ệ
n càng có ý ngh
ĩ
a l
ớ
n (ta nói s
ự
ki
ệ
n có l
ượ
ng tin
t
ứ
c cao) khi nó x
ả
y ra càng
bầt ngờ,
càng ít
đượ
c ch
ờ

đợ
i. Ngh
ĩ

ự
ki
ệ
n và có th
ể

dùng xác su
ấ
t là m
ứ
c
đ
o l
ượ
ng tin t
ứ
c.
b) M
ặ
c
đ
ù
đ
ã nh
ậ
n
đượ
c "n
ộ
i dung" c

c tính ch
ắ
c ch
ắ
n, xác th
ự
c c
ủ
a nó v
ớ
i m
ộ
t
độ

tin c
ậ
y nào
đ
ó. M
ứ
c
độ
ch
ắ
c ch
ắ
n càng cao khi cùng m
ộ
t n

c vào
m
ứ
c
độ
h
ỗ
n lo
ạ
n c
ủ
a ngu
ồ
n tin, c
ủ
a môi tr
ườ
ng (kênh) truy
ề
n tin và c
ả
vào n
ơ
i nh
ậ
n
tin, vào t
ấ
t c
ả

ẽ
c
ủ
a ngu
ồ
n
tin, kênh truy
ề
n tin và n
ơ
i nh
ậ
n tin.
c) Tin t
ứ
c không t
ự
nhiên sinh ra ho
ặ
c m
ấ
t
đ
i mà ch
ỉ
là m
ộ
t bi
ể
u hi

ớ
n các quá trình này là mang tính ng
ẫ
u nhiên tuân theo các quy lu
ậ
t
phân b
ố
c
ủ
a lí thuy
ế
t xác su
ấ
t th
ố
ng kê. Tuy nhiên có th
ể
th
ấ
y r
ằ
ng, n
ế
u m
ộ
t h
ệ
th
ố

i.
C
ơ
s
ở
toán h
ọ
c
để

đ
ánh giá
đị
nh l
ượ
ng các nh
ậ
n xét trên
đượ
c trình bày trong
các giáo trình chuyên ngành v
ề
lí thuy
ế
t thông tin.
1.2.3.
Tín hiệu

là khái ni
ệ

đ
i
ệ
n t
ừ
và không
có b
ả
n ch
ấ
t
đ
i
ệ
n t
ừ
. Tuy nhiên, d
ạ
ng cu
ố
i cùng th
ườ
ng g
ặ
p trong các h
ệ
th
ố
ng
đ

ệ
n t
ừ
.

9

•
Có th
ể
coi tín hi
ệ
u nói chung (dù d
ướ
i d
ạ
ng nào) là m
ộ
t
đạ
i l
ượ
ng v
ậ
t lý bi
ế
n thiên
theo th
ờ
i gian và bi

u th
ứ
c theo th
ờ
i gian c
ủ
a m
ộ
t tín hi
ệ
u là s(t) th
ỏ
a mãn
đ
i
ề
u ki
ệ
n:
s(t) = s(t + T) (1- 10)
V
ớ
i m
ọ
i t và
ở

đ
ây T là m
ộ

ỳ
c
ủ
a s(t). N
ế
u
không t
ồ
n t
ạ
i m
ộ
t giá tr
ị
h
ữ
u h
ạ
n c
ủ
a T th
ỏ
a mãn (1-10) thì ta có s(t) là m
ộ
t tín hi
ệ
u
không tu
ầ
n hoàn.


Hình 1.5. Tín hiệu hình sin và các tham số
trong (1-11) A,
ω
,
φ
là các h
ằ
ng s
ố
và l
ầ
n l
ượ
t
đượ
c g
ọ
i là biên
độ
, t
ầ
n s
ố
góc và góc
pha ban
đầ
u c
ủ
a s(t), có các m

ng c
ơ
b
ả
n là bi
ế
n thiên liên
t
ụ
c theo th
ờ
i gian (tín hi
ệ
u t
ươ
ng t
ự
- analog) hay bi
ế
n thiên không liên t
ụ
c theo th
ờ
i
gian (tín hi
ệ
u xung s
ố
- digital). Theo
đ

ng tín hi
ệ
u v
ừ
a nêu trên, n
ế
u có bi
ế
u th
ứ
c s(t) hay
đồ
th
ị
bi
ể
u di
ễ
n xác
đị
nh,
đượ
c g
ọ
i là lo
ạ
i tín hi
ệ
u xác
đị

a phân b
ố
xác su
ấ
t th
ố
ng kê,
đượ
c g
ọ
i là các tín hi
ệ
u ng
ẫ
u nhiên. 10Hình 1.6. Các dạng xung thường gặp
1.2.4. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian t
a) Độ dài và trị trung bình của một tín hiệu
Độ
dài c
ủ
a tín hi
ệ
u là kho
ả

ả
ng th
ờ
i gian m
ắ
c b
ậ
n v
ớ
i tín hi
ệ
u c
ủ
a m
ộ
t
m
ạ
ch hay h
ệ
th
ố
ng
đ
i
ệ
n t
ử
. N
ế

=
τ
τ
to
to
s(t)dt
1
s(t)
(1-13)
b) Năng lượng, công suất và trị hiệu dụng
N
ă
ng l
ượ
ng E
s
c
ủ
a tín hi
ệ
u s(t)
đượ
c xác
đị
nh b
ở
i

E
s

đị
nh ngh
ĩ
a b
ở
i: ( )
ττ
τ
s
tο
tο
22
Ε
dttS
1
(t)S
∫
+
=

(1-15)
Giá tr
ị
hi
ệ
u d
ụ


c) Dải động c
ủ
a tín hi
ệ
u là t
ỷ
s
ố
gi
ữ
a các giá tr
ị
l
ớ
n nh
ấ
t và nh
ỏ
nh
ấ
t c
ủ
a công su
ấ
t
t
ứ
c th
ờ

2
2
=

(1-17)
thông s
ố
này
đặ
c tr
ư
ng cho kho
ả
ng c
ườ
ng
độ
hay kho
ả
ng
độ
l
ớ
n c
ủ
a tín hi
ệ
u tác
độ
ng lên m

ề
u và xoay chi
ề
u
sao cho:
s(t) = s
~
+ s
=
(1-18)
v
ớ
i s
~
là thành ph
ầ
n bi
ế
n thiên theo th
ờ
i gian c
ủ
a s(t) và có giá tr
ị
trung bình theo th
ờ
i
gian b
ằ
ng 0 và s

t
s(t)dt (1-19)
lúc
đ
ó : s
-
= s(t) - s(t)
và 0s(t)s(t)s
~
== - (1-20)

e) Các thành phần chẵn và lẻ c
ủ
a tín hi
ệ
u
M
ộ
t tín hi
ệ
u s(t) c
ũ
ng luôn có th
ể
phân tích cách khác thành hai thành ph
ầ
n ch
ẵ
n và l
ẻ

(t) + s
lẻ
(t) = s(t)

120s ;s(t)(t)s
lech
==
(1-22)
f) Thành phần thực và ảo c
ủ
a tín hi
ệ
u hay bi
ể
u di
ễ
n ph
ứ
c c
ủ
a m
ộ
t tín hi
ệ
u
M
ộ

ầ
n th
ự
c và Ims(t) là ph
ầ
n
ả
o c
ủ
a s(t) là:
Theo
đị
nh ngh
ĩ
a, l
ượ
ng liên h
ợ
p ph
ứ
c c
ủ
a s(t) là:
s(t)jIms(t)Re(t)s
*
−= (1-24)

Khi
đ
ó các thành ph

ố
ng
đ
i
ệ
n t
ử
là m
ộ
t t
ậ
p h
ợ
p các thi
ế
t b
ị

đ
i
ệ
n t
ử
nh
ằ
m th
ự
c hi
ệ
n m

ng thông
s
ố

đ
i
ề
u khi
ể
n t
ự
ch
ỉ
nh
V
ề
c
ấ
u trúc m
ộ
t h
ệ
th
ố
ng
đ
i
ệ
n t
ử

t
đ
i
ề
u ki
ệ
n t
ố
i
ư
u
đị
nh tr
ướ
c
hay h
ệ
h
ở

ở

đ
ó thông tin
đượ
c truy
ề
n ch
ỉ
theo m

u theo không gian (trên m
ộ
t kho
ả
ng cách nh
ấ
t
đị
nh) t
ừ
ngu
ồ
n tin t
ớ
i n
ơ
i nh
ậ
n tin.
1.C
ấ
u trúc s
ơ

đồ
kh
ố
i: Hình 1.7
2. Các
đặ

Hình 1.7. Sơ đồ khối hệ thống thông tin dân dụng

Quá trình g
ắ
n tin t
ứ
c c
ầ
n g
ử
i
đ
i vào m
ộ
t t
ả
i tin t
ầ
n s
ố
cao b
ằ
ng cách b
ắ
t dao
độ
ng t
ả
i tin có m
ộ

để
l
ấ
y l
ạ
i n
ộ
i dung tin t
ứ
c t
ầ
n s
ố

th
ấ
p t
ạ
i thi
ế
t b
ị
thu g
ọ
i là quá trình dải điều chế .
c) Ch
ấ
t l
ượ
ng và hi

ủ
a thi
ế
t b
ị
phát,
đặ
c
đ
i
ể
m c
ủ
a thi
ế
t b
ị
thu và môi tr
ườ
ng th
ự
c hi
ệ
n quá trình
truy
ề
n tin (
đị
a hình, th
ờ

qu
ả
thông tin cao, trong
đ
ó t
ạ
i ngu
ồ
n tin là các
đ
i
ề
u ki
ệ
n ch
ủ

độ
ng, hai y
ế
u t
ố
còn l
ạ
i là
y
ế
u t
ố
b

ủ
a thi
ế
t b
ị
phát,
kho
ả
ng cách và
đ
i
ề
u ki
ệ
n môi tr
ườ
ng truy
ề
n,
độ
nh
ạ
y và
độ
ch
ọ
n l
ọ
c c
ủ

ng hay quá trình
nào
đ
ó
để

đ
ánh giá thông s
ố
ho
ặ
c tr
ạ
ng thái c
ủ
a chúng.
1. C
ấ
u trúc kh
ố
i: Hình 1.8

Hình 1.8. Hệ thống đo lường
2. Các
đặ
c
đ
i
ể
m c

ng pháp ti
ế
p xúc (thi
ế
t b
ị

đầ
u vào ti
ế
p xúc tr
ự
c ti
ế
p v
ớ
i
đố
i t
ượ
ng
đ
o là ngu
ồ
n tin) và ph
ươ
ng pháp không ti
ế
p
xúc.

đ
o (th
ườ
ng
ở
d
ạ
ng m
ộ
t
đạ
i l
ượ
ng v
ậ
t lý) v
ề
d
ạ
ng tín hi
ệ
u
đ
i
ệ
n t
ử
có tham s
ố
t

ho
ặ
c
độ

ẩ
m hay
v
ậ
n t
ố
c bi
ế
n
đổ
i thành
đ
i
ệ
n áp ho
ặ
c dòng
đ
i
ệ
n ).
c) S
ự
can thi
ệ

ượ
ng
đ
o không còn
đứ
ng
độ
c l
ậ
p và do
đ
ó x
ả
y ra quá trình m
ấ
t thông tin t
ự
nhiên
d
ẫ
n
đế
n sai s
ố

đ
o.
d) M
ọ
i c

n các nguyên nhân gây sai s
ố
m
ớ
i và
đ
ôi khi làm
gi
ả
m
độ
tin c
ậ
y c
ủ
a phép
đ
o.
e) V
ề
nguyên t
ắ
c có th
ể
th
ự
c hi
ệ
n gia công tin t
ứ

m k
ỹ
thu
ậ
t và c
ấ
u trúc. C
ụ
th
ể
là
ở
ph
ươ
ng pháp analog,
đạ
i
l
ượ
ng
đ
o
đượ
c theo dõi liên t
ụ
c theo th
ờ
i gian còn
ở
ph

ứ
c c
ườ
ng
độ
chu
ẩ
n
xác
đị
nh. Ph
ươ
ng pháp digital cho phép ti
ế
t ki
ệ
m n
ă
ng l
ượ
ng, nâng cao
độ
chính xác
và kh
ả
n
ă
ng ph
ố
i ghép v

t h
ợ
p thi
ế
t b
ị

đ
o v
ớ
i
m
ộ
t h
ệ
th
ố
ng thông tin truy
ề
n d
ữ
li
ệ
u,
đ
o t
ự

độ
ng nh

ế
m
ộ
t ho
ặ
c vài thông s
ố
c
ủ
a m
ộ
t quá trình sao
cho thông s
ố
này ph
ả
i có giá tr
ị
n
ằ
m trong m
ộ
t gi
ớ
i h
ạ
n
đ
ã
đị

ị
s
ố
hay m
ộ
t d
ả
i tr
ị
s
ố

cho tr
ướ
c.
1. S
ơ

đồ
c
ấ
u trúc nh
ư
Hình 1.9.
2. Các
đặ
c
đ
i
ể

o và kh
ố
ng ch
ế

đượ
c theo dõi liên t
ụ
c và duy trì
ở
m
ứ
c ho
ặ
c gi
ớ
i
h
ạ
n
đị
nh s
ẵ
n.
Ví d
ụ
: T
o
(c
ầ

độ
l
ớ
n c
ủ
a sai l
ệ
ch (U
ch
t
ươ
ng
ứ
ng v
ớ
i m
ứ
c chu
ẩ
n
T
ch

đượ
c
đị
nh s
ẵ
n mà
đố

ch

đượ
c
đư
a t
ớ
i kh
ố
i ch
ấ
p hành
để

đ
i
ề
u khi
ể
n t
ă
ng ho
ặ
c
gi
ả
m T
x
theo yêu c
ầ