Bài giảng Chương 1: Điện tử cho Công nghệ thông tin - Trần Tuấn Vinh

Chia sẻ: Codon_03 Codon_03 | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đến với "Bài giảng Chương 1: Điện tử cho Công nghệ thông tin" của Trần Tuấn Vinh các bạn sẽ được tìm hiểu chuỗi Fourier và phân tích tín hiệu; phép biến đổi Fourier; ảnh hưởng của bộ lọc lên tín hiệu; méo hài và méo pha;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 1: Điện tử cho Công nghệ thông tin - Trần Tuấn Vinh

Điện tử cho Công nghệ thông tin Thời lượng : 60 tiết
Nội dung Chương 1: Phổ tín hiệu Chương 2: Các bộ khuếch đại tần số sóng Radio Chương 3: Các mạch tạo dao động Chương 4: Điều chế và hệ thống điều chế biên độ Chương 5: Điều chế tần số và pha.
Chương 1. Phổ tín hiệu Giới thiệu chung Chuỗi Fourier và phân tích tín hiệu Phép biến đổi Fourier Ảnh hưởng của bộ lọc lên tín hiệu Méo hài và méo pha Các tín hiêu bất định
Giới thiệu chung Trong cuộc sống có rất nhiều loại tin hiệu khác nhau như tín hiệu song radio, tín hiệu song truyển hình, điện thoại di động… mặc dù khi dung các thiết bị thu và hiển thị tín hiệu ta có thể thấy các tín hiệu này rất phúc tạp và khó phân tích. Tuy nhiên về bản chất các tín hiệu này đều có thể phân tích và biểu diễn lại dưới dạng các hàm toán học không quá phúc tạp. Phân tích tín hiệu rất quan trọng trong lý thuyết thông tin, thiết kế mạch, thiết kế hệ thống. Nhằm mục đích phán đoán và tìm hiểu phản ứng của hệ thống và mạch điện, chúng ta sử dụng kết quả của
Giới thiệu chung Đầu ra của một nguồn hình sin có thể viết như một hàm của thời gian: v(t)=A sin2 fot, Với A là biên độ, fo là tần số, t là biến thời gian. Khi có méo, các hài bậc cao của tần số cơ bản f0 (nf0) tồn tại. Cùng với thành phần một chiều, tín hiệu có thể xác định là tổng của các giá trị tức thời của mỗi thành phần:
Giới thiệu chung v(t)= Vdc +V1 sin2 fot +V2 sin2 (2fo )t +… +Vn sin2 nfot (11)  n là bậc của sóng hài và nfo là tần số thứ n của tần số cơ bản. Công thức này có thể viết ngắn gọn hơn như sau: Vn sin 2 nf 0 t n 1 v(t)= Vo + (12)  Vo là giá trị trung bình của tín hiệu,  Vn sin2 nfot biểu diễn sự biến đổi của tín hiệu so với giá trị trung bình.
Chuỗi Fourier Cho tín hiệu xung vuông qua bộ lọc thông giải hẹp và đo điện áp tại đầu ra bằng Volmet. Bộ lọc thông giải hẹp ( gần lý tưởng) chỉ cho các tín hiệu có tần số bằng giá trị trung tâm của bộ lọc đi qua
Chuỗi Fourier Tại f=0, ta nhận được một hiệu điện thế A/2.  Giá trị trung bình của xung vuông vào với đỉnh là A.  Tồn tại một thành phần một chiều DC  Nếu tần số trung tâm của bộ lọc tăng dần từ giá trị 0 cho đến fo là tần số cơ bản của tín hiệu, Volmet chỉ biên độ hài bậc nhất bằng 2A/  Volmet sẽ chỉ các giá trị 0 ứng với các giá trị tần số là bội số nguyên lần của fo  Với xung vuông đang xét chỉ tồn tại các hài bậc lẻ. Điều này sẽ được phân tích bằng khai triển toán học chuỗi Fourier
Chuỗi Fourier Chuỗi Fourier viết cho một hàm v(t), là một hàm của thời gian và tuần hoàn với chu kì T v(t) =V0 + (a n cos2Πnf o t + b n sin2Πnf o t) n =1 (1-3) Với
Ví dụ 1.1  Hàm tuần hoàn có chu kỳ T được định nghĩa như sau: Ta có :
Ví dụ 1.1
Ví dụ 1.1
Ví dụ 1.1  Khai triển Fourier của hàm v(t) có thể được viết một cách chính xác như sau:  Chú ý: Nếu tín hiệu là các hàm lẻ và các hàm chẵn sẽ rất có lợi trong việc tiết kiệm thời gian tính toán. Hàm của Ví dụ 11 là hàm lẻ, và như trong ví dụ 11, an=0 với mọi hàm lẻ tuần hoàn.
Phổ tín hiệu a) Tín hiệu xung vuông biểu diễn trong miền thời gian.
Phổ tín hiệu  Phổ tín hiệu là cách biểu diễn tín hiệu trong miền tần số, cho biết sự biến thiên của biên độ tín hiệu phụ thuộc vào tần số.
Phổ tín hiệu
Kết luận Có thể kết luận là: các xung vuông có thể được tạo bởi các mạch phát tín hiệu sin. Điều cần chú ý là phải tính tổng chúng lại và đồng bộ pha của các tín hiệu phát. đặt các tần số này thành các sóng hài của tần số cơ bản f0 Đặt các biên độ của mỗi sóng hài này bằng các giá trị đã được tính toán từ chuỗi Fourier, nối các đầu ra lại với nhau đưa vào oscilloscope và xem kết quả. Điều ta có thể nhìn thấy là xung vuông sẽ càng sắc nét khi có càng nhiều sóng hài bậc cao. Nói cách khác, để truyền một xung vuông sắc nét, cần một băng thông rộng.
Kết luận Nếu đưa một xung vuông qua một mạch điện tuyến tính, với băng thông nhỏ thì chỉ thành phần cơ bản có ở đầu ra. Tốc độ tăng (rise time)của mạch đã giảm một cách đáng kể. Thời gian tăng hiệu dụng của mạch có thể được hình dung một cách đơn giản là sườn dốc của tín hiệu trong 150 độ đầu tiên. Nếu dải thông tăng gấp bảy lần cho đến hài bậc bảy thì thời gian tăng hiệu dụng tăng gần 4 lần.
Hàm chẵn, hàm lẻ trong khai triển Fourier Hàm y = f(t) là một hàm chẵn nếu: f(t) = f(t) với ∀t (17) Hàm y = f(t) là hàm lẻ nếu: f(t) = f(t) với ∀t (18) Ví dụ xét hàm y=cos(ωt) là hàm chẵn ta thấy khi khai triển chuỗi Fourier do tính chất trực giao của hàm sin và hàm cos nên khi tính tích phân theo phương trình 16 cho ta kết quả bằng không do đó khi tính thành phần bn mà hàm v(t) là hàm chẵn thì bn= 0 mà không cần tính toán Tương tự như vậy khi tính toán thành phần an theo
Ví dụ 12 Khai triển Fourier sincos cho tín hiệu xung vuông trong hình Tín hiêu xung vuông đối xứng qua trục tung chu kỳ T0