1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI BÌNH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BÀI GIẢNG TÍN HIỆU VÀ ĐIỀU CHẾ
(Tài liệu lưu hành nội bộ)
Thái Bình, năm 2021
2
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 2
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 5
CHƯƠNG 1 .................................................................................................................... 6
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CĂN BẢN............................................................................... 6
1.1
TÍN HIỆU VÀ NHIỄU .................................................................................... 6
1.2
PHÂN LOẠI TÍN HIỆU .................................................................................. 6
1 .2.1. Tín hiệu vật lý và mô hình lý thuyết ....................................................... 6
1.2.2
Tín hiệu xác định và tín hiệu ngẫu nhiên ................................................ 6
1.2.3
Tín hiệu năng lượng - Tín hiệu công suất ............................................... 7
1.2.4
Tín hiệu liên tục và rời rạc ....................................................................... 7
1.2.5
Các loại tín hiệu khác ............................................................................... 8
1.3
BIỂU DIỄN GIẢI TÍCH TÍN HIỆU .............................................................. 9
1.3.1.
Biểu diễn liên tục tín hiệu ...................................................................... 9
1.3.2.
Biểu diễn rời rạc tín hiệu ....................................................................... 9
CHƯƠNG 2 .................................................................................................................. 11
TÍN HIỆU XÁC ĐỊNH ................................................................................................ 11
2.1
CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA TÍN HIỆU XÁC ĐỊNH ............... 11
2.1.1
Tích phân tín hiệu ................................................................................... 11
2.1.2
Trị trung bình .......................................................................................... 11
2.1.3
Năng lượng tín hiệu ................................................................................. 12
2.1.4
Công suất trung bình tín hiệu ................................................................ 12
2.2
TÍN HIỆU XÁC ĐỊNH THỰC ..................................................................... 12
2.2.1
Tín hiệu năng lượng có thời hạn hữu hạn (tín hiệu xung) ................... 12
2.2.2
Tín hiệu năng lượng có thời hạn vô hạn ............................................... 15
2.2.3
Tín hiệu không tuần hoàn có công suất trung bình hữu hạn .............. 17
2.2.4
Tín hiệu tuần hoàn .................................................................................. 20
2.2.5
Tín hiệu gần tuần hoàn ........................................................................... 21
2.2.6
Tín hiệu phân bố ...................................................................................... 22
2.4
PHÂN TÍCH TÍN HIỆU XÁC ĐỊNH RA CÁC THÀNH PHẦN .............. 27
2.5
PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN TÍN HIỆU ................................................... 30
2.5.1
Hệ số tương quan..................................................................................... 30
2.5.2
Hàm tương quan...................................................................................... 31
2.6
TÍCH CHẬP ................................................................................................... 34
2.6.1
Giới hạn của tích chập ............................................................................ 34
3
2.6.2
Sự hội tụ của tích chập ............................................................................ 35
2.6.3
Các tính chất của tích chập .................................................................... 35
CHƯƠNG 3 .................................................................................................................. 37
PHÂN TÍCH TÍN HIỆU TRONG MIỀN TẦN SỐ .................................................. 37
3.1
BIẾN ĐỔI FOURIER .................................................................................... 37
3.1.1
Định nghĩa ................................................................................................ 37
3.1.2
Các tính chất của phổ (các tính chất của biến đổi Fourier) .................... 38
3.2
PHỔ CỦA MỘT SỐ TÍN HIỆU THÔNG DỤNG ...................................... 41
3.2.1
Phổ của tín hiệu năng lượng ................................................................... 42
3.2.2
Phổ của tín hiệu có công suất trung bình hữu hạn ............................... 44
3.2.3
Phổ của tín hiệu tuần hoàn ..................................................................... 44
3.3.
MẬT ĐỘ PHỔ .................................................................................................. 48
3.3.1
Mật độ phổ năng lượng ........................................................................... 48
3.3.2
Mật độ phổ công suất .............................................................................. 49
CHƯƠNG 4 .................................................................................................................. 53
MÃ HÓA NGUỒN – MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN .......................................................... 53
4.1.
MÃ HOÁ NGUỒN CHO DỮ LIỆU SỐ ......................................................... 53
4.1.1.
Giới thiệu .................................................................................................... 53
4.1.2.
Mã hoá Shanon-Fano ................................................................................ 53
4.1.3 Mã hóa Lempel-Zip .................................................................................... 55
4.2.
MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN ................................................................................... 59
4.2.1.
Unipolar ...................................................................................................... 60
4.2.2.
Polar. ........................................................................................................... 60
4.2.3.
Bipolar ........................................................................................................ 62
CHƯƠNG 5 .................................................................................................................. 69
TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ ................................................................................................ 69
5.1
CƠ BẢN VỀ ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU............................................................ 69
5.1.1.
Vị trí của điều chế trong hệ thống thông tin...................................... 69
5.1.2.
Mục đích của điều chế tín hiệu ........................................................... 70
5.1.3.
Phân loại các phương pháp điều chế .................................................. 71
5.2
ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ ............................................................................... 72
5.2.1
Sóng mang trong điều chế tương tự ...................................................... 72
5.2.2
Điều chế biên độ ...................................................................................... 73
5.2.3
Điều chế góc ............................................................................................. 78
5.3
ĐIỀU CHẾ XUNG ......................................................................................... 82
5.3.1
Sóng mang trong các hệ thống điều chế xung: ..................................... 82
4
5.3.2
Điều chế PAM .......................................................................................... 83
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ................................................................................................. 85
5
LỜI MỞ ĐẦU
Học phần “Tín hiệu và điều chế” là học phần chuyên ngành dành cho sinh viên
bậc đại học và cao đẳng ngành điện tử công nghiệp gồm hai tín chỉ lý thuyết. Để phục
vụ cho quá trình dạy và học học phần này cho giảng viên và sinh viên, việc biên soạn
tập Bài giảng Tín hiệu và điều chế theo đúng chương trình đào tạo đã được xây dựng
là rất cần thiết.
Nội dung tập Bài giảng Tín hiệu và điều chế được chia làm năm chương trình
bày từ các khái niệm cơ bản cho đến các phương pháp phân tích và xử lý tín hiệu gồm
mã hóa và điều chế tín hiệu.