zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Hệ thống vô tuyến - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

115
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

BĂNG THÔNG CỦA HỆ THỐNG 3.1. BĂNG THÔNG VÀ PHỔ CỦA TÍN HIỆU SỐ Mật độ phổ công suất của tín hiệu ngẫu nhiên w(t) được định nghĩa:

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống vô tuyến - Chương 3

http://www.ebook.edu.vn CHÖÔNG 3. BAÊNG THOÂNG CUÛA HEÄ THOÁNG 3.1. BAÊNG THOÂNG VAØ PHOÅ CUÛA TÍN HIEÄU SOÁ Maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ngaãu nhieân w(t) ñöôïc ñònh nghóa: ⎛W (f)2 ⎞ ⎜T ⎟ Pw (t ) = lim ⎜ ⎟ T − >∞ ⎜ ⎟ T ⎝ ⎠ ÔÛ ñaây daáu gaïch ngang treân ñaàu laø kyù hieäu trung bình cuûa haøm. Vaø WT(f) laø bieán ñoåi Fourier cuûa wT(t), vôùi ⎧w(t ) − T / 2 < t < T / 2 wT (t ) = ⎨ ⎩0 elsewhere Maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá (tín hieäu baêng thoâng) coù quan heä vôùi maät ñoä phoå coâng suaát cuûa cuûa tín hieäu ñöôøng bao phöùc. Neáu tín hieäu baêng thoâng ñöôïc bieåu dieãn döôùi daïng s (t ) = Re{g (t ) exp( j 2πf c t )} ôû ñaây g(t) laø tín hieäu ñöôøng bao phöùc cuûa tín hieäu baêng thoâng, thì maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu baêng thoâng ñöôïc tính bôûi [ ] 1 Ps ( f ) = Pg ( f − f c ) + Pg ( f + f c ) 4 ôû ñaây Pg(f) laø maät ñoä phoå coâng suaát cuûa g(t). Baêng thoâng cuûa tín hieäu coù nhieàu caùch ñònh nghóa khaùc nhau tuyø theo töøng tröôøng hôïp, vaø khoâng coù moät ñònh nghóa thoáng nhaát chung cho moïi tröôøng hôïp. Taát caû caùc tröôøng hôïp ñeàu döïa treân ñònh nghóa maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu. Baêng thoâng tuyeät ñoái cuûa tín hieäu ñöôïc ñònh nghóa laø khoaûng taàn soá treân ñoù maät ñoä phoå coâng suaát khoâng baêng khoâng. Tín hieäu xung vuoâng baêng taàn goác coù maät ñoä phoå coâng suaát laø haøm (sinf)2/f2, haøm naøy traûi roäng ra voâ cuøng do ñoù baêng thoâng cuûa tín hieäu xung vuoâng laø voâ cuøng. Moät ñònh nghóa baêng thoâng ñôn giaûn hôn vaø ñöôïc söû duïng nhieàu hôn laø ño baêng thoâng döïa vaøo khoaûng caùch giöõa 2 ñieåm 0 ñaàu tieân (null-to-null bandwidth). Baêng thoâng thoâng luùc naøy baèng ñoä roäng phoå cuûa buùp chính cuûa tín hieäu. Ñònh nghóa baêng thoâng thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát laø baêng thoâng nöûa coâng suaát (half-power bandwidth). Baêng thoâng nöûa coâng suaát ñöôïc ñònh nghóa laø khoaûng caùch giöõa 2 ñieåm maø maät ñoä phoå coâng suaát giaûm ½ hay 3dB so vôùi giaù trò ñænh. Baêng thoâng nöûa coâng suaát coøn ñöôïc goïi laø baêng thoâng 3dB.
http://www.ebook.edu.vn FCC (federal Communication Commission) ñònh nghóa baêng thoâng chieám giöõ bôûi tín hieäu laø khoaûng taàn soá chöøa laïi chính xaùc 0.5% ôû vuøng baêng taàn döôùi vaø 0.5% ôû vuøng baêng taàn treân cuûa coâng suaát tín hieäu. Hay noùi caùch khaùc 99% naêng löôïng tín hieäu naèm trong vuøng baêng thoâng. Moät caùch ñònh nghóa khaùc döïa vaøo möùc ñöôïc ñöa ra beân döôùi möùc ñænh. Ví duï baêng thoâng suy hao 45dB, hay 60dB. Maõ hoaù ñöôøng truyeàn (Line Coding) Tín hieäu soá thöôøng söû duïng caùc daïng maõ hoaù ñöôøng truyeàn khaùc nhau ñeå coù caùc daïng phoå khaùc nhau phuø hôïp vôùi ñöôøng truyeàn. Caùc maõ ñöôøng truyeàn khaùc thöôøng ñöôïc duøng trong thoâng tin voâ tuyeán laø maõ RZ(return-to-zero), NRZ(non-return-to-zero), vaø maõ Manchester. Caùc loaïi maõ naøy coù theå laø ñôn cöïc hoaëc löôõng cöïc. Maõ RZ trôû veà 0 trong moãi chu kyø bit. Ñieàu naøy laøm phoå tín hieäu roäng ra, buø laïi kieåu maõ hoaù naøy cung caáp theâm thoâng tin ñònh thôøi. Maõ NRZ khoâng trôû veà 0 trong chu kyø bit-noù giöõ nguyeân giaù trò trong moät chu kyø bit. Maõ NRZ hieäu quaû hôn maõ RZ veà maët phoå, tuy nhieân keùm hôn veà maët ñònh thôøi. Hôn nöõa, do coù thaønh phaàn dc lôùn neân 2 loaïi maõ naøy khoâng thích hôïp cho caùc maïch chaën dc nhö maïch khuyeách ñaïi aâm taàn hay caùc chuyeån maïch thoaïi. Maõ Manchester laø moät daïng ñaëc bieät cuûa maõ NRZ, maõ naøy raát thích hôïp cho caùc tín hieäu phaûi ñi qua caùc maïch chaën dc hay caùc chuyeån maïch thoaïi do noù khoâng coù thaønh phaàn dc vaø cung caáp phöông thöùc ñònh thôøi ñôn giaûn. Maõ Manchester söû duïng 2 xung cho moät bit, do ñoù deã daøng khoâi phuïc xung clock.
http://www.ebook.edu.vn 1 0 1 0 1 V 0 V 0 -V V 0 -V Hình3.1 Daïng soùng cuûa maõ hoaù ñöôøng. (a) NRZ ñôn cöïc (b) RZ löôõng cöïc (c) Manchester RZ
http://www.ebook.edu.vn 0.5Tb Rb 2Rb 3Rb Tb Rb 2Rb 3Rb Tb Rb 2Rb 3Rb Hình 3.2 Maät ñoä phoå coâng suaát (a)NRZ ñôn cöïc; (b)RZ löôõng cöïc ; (c)Manchester RZ 3.2. KYÕ THUAÄT TAÏO DAÏNG XUNG Nhö ta ñaõ bieát, moät daõy xung vôùi ñoä roäng T ñôn cöïc hoaëc löôõng cöïc coù voâ haïn thaønh phaàn taàn soá. Tuy nhieân caùc ñöôøng truyeàn daãn thöïc teá coù baêng taàn bò haïn cheá, vì theá xung thu ñöôïc bò môû roäng ôû ñaùy. Phaàn môû roäng naøy choàng laán leân caùc xung ôû phía tröôùc vaø phía sau gaây aûnh höôûng cho vieäc phaân bieät caùc
http://www.ebook.edu.vn xung. AÛnh höôûng naøy ñöôïc goïi laø nhieãu giao thoa giöõa caùc kyù hieäu (ISI Interymbol Interference). Ñeå giaûm aûnh höôûng cuûa ISI, keânh truyeàn daãn caàn phaûi coù daûi thoâng ñuû roäng, tuy nhieân khi ñoù taïp aâm seõ taêng leân do nhieät, giao thoa RF. Do ñoù daûi thoâng cuûa thieát bò caàn phaûi ñöôïc thieát keá toát veà ñoä roäng, ñoä doác ñeå choáng caùc can nhieãu, tuy nhieân phaûi ñaït moät giaù trò toái öu ñeå khoâng taïo ra ISI do giôùi haïn daûi laøm xung dao ñoäng keùo daøi vaø ñoä doác taêng taïo ra ñoä treã nhoùm lôùn. Coù theå trình baøy söï haïn cheá baêng taàn baèng haøm truyeàn ñaït cuûa boä loïc thoâng thaáp lyù töôûng nhö ôû hình 3.3a. Neáu ta ñöa moät xung kim δ(t) vaøo boä loïc naøy thì phoå cuûa tín hieäu nhaän ñöôïc ôû ñaàu ra seõ coù daïng haøm chöõ nhaät sau: ⎛f ⎞ H ( f ) = ∏⎜ ⎟ ⎜2f ⎟ ⎝0 ⎠ Trong ñoù f0 laø taàn soá caét. Bieán ñoåi fourier ngöôïc cho bieåu thöùc treân ta ñöôïc ñaùp öùng ñaàu ra: h(t) = 2f0Sinc(2f0t) Hình 3.3b cho ta thaáy daïng cuûa ñaùp öùng naøy. Ngoaïi tröø giaù trò ñænh taïi 1 trung taâm, caùc ñieåm khoâng xuaát hieän ôû moïi thôøi ñieåm kT0 = k , trong ñoù k laø 2 f0 soá nguyeân döông khaùc khoâng . Khoaûng caùch T0 ñöôïc goïi laø khoaûng caùch Nyquist. Neáu ta phaùt ñi moät daõy xung kim δT(t) goâm caùc xung kim caùch nhau moät khoaûng Nyquist, thì coù theå traùnh ñöôïc nhieãu giao thoa giöõa caùc kyù hieäu (neáu tieán haønh pha bieät caùc xung naøy taïi caùc thôøi ñieåm kT0 cuûa caùc xung thu ñöôïc (hình 3.3c).
http://www.ebook.edu.vn ⎛f ⎞ H ( f ) = ∏⎜ ⎟ ⎜2f ⎟ ⎝0 ⎠ 0 f0 f0 Xung δ(t) Daõy xung δT(t) 0T h(t) h(t-T) h(t) 2f0 2f0 -3T -2T -T 0 T 2T 3T -3T0 -2T0-T0 0 T0 2T 3T0 Hình 3.3: Haøm truyeàn ñaït cuûa boä loïc thoâng thaáp lyù töôûng vaø caùc ñaùp öùng ñaàu ra Neáu khoaûng caùch giöõa caùc xung kim T nhoû hôn khoaûng caùc Nyquist T0, thì söï choàng laán cuûa caùc xung naøy laøm ta khoâng theå phaân bieät ñöôïc chuùng. Noùi moät caùc khaùc ñoä roäng baêng taàn caàn thieát ñeå phaân bieät caùc xung (caùc kyù hieäu) 1 coù toác ñoä kyù hieäu Rs= 1/T thì 2 f 0 = , nghóa laø: T R 1 f0 = =s 2T 2 Ñaây chính laø ñònh lyù giôùi haïn baêng thoâng Nyquist. Ñònh lyù Nyquist: Trong thöïc teá raát khoù thöïc teá raát khoù thöïc hieän ñöôïc boä loïc thoâng thaáp lyù töôûng nhö ñaõ ñeà caäp. Vì vaäy ñeå ñaït ñöôïc ñieàu kieän caàn thieát cuûa boä loïc trong ñöôøng truyeàn daãn thöïc teá, ta aùp duïng ñònh lyù Nyquist sau ñaây. Ngay caû khi xeáp choàng ñaëc tính ñoái xöùng kieåu haøm leû öùng vôùi taàn soá caét f0 vôùi ñaëc tính cuûa boä loïc thoâng thaáp lyù töôûng thì ñieåm caét (ñieåm 0) vôùi truïc cuûa ñaùp öùng xung kim vaãn khoâng thay ñoåi. Caùc ñaëc tính cuûa boä loïc thoaû maõn ñònh lyù thöù nhaát cuûa Nyquist thöôøng ñöôïc söû duïng coù daïng nhö ôû hình 3.4 ñöôïc goïi laø haøm ñoä doác (Roll off) vaø coù theå ñöôïc bieåu thò baèng haøm truyeàn ñaït Roll(f) sau ñau:
http://www.ebook.edu.vn 1, f ≤ f 0 (1 − α ) ⎧ ⎪⎡ ⎤ ⎛π ( f − f 0 )⎞⎥, f 0 (1 − α ) ≤ f ≤ f 0 (1 + α ) ⎪1 Roll ( f ) = ⎨ ⎢1 − sin ⎜ ⎟ ⎜ 2αf ⎟ ⎪2 ⎣ ⎝ ⎠⎦ 0 ⎪ 0, f ≥ f 0 (1 − α ) ⎩ Trong ñoù α ñöôïc goïi laø heä soá ñoä doác (Roll-off factor). Phaàn nghieâng cuûa roll(f) coù theå chuyeån thaønh caùc ñaëc tính Cosin bình phöông nhö sau: ⎧π π⎫ Roll ( f ) = cos 2 ⎨ ( f − f0 ) + ⎬ ⎩ 4αf 0 4⎭ Do vaäy Roll(f) cuõng ñöôïc goïi laø ñaëc tính doác cosin. Ngoaøi ra ta cuõng coù theå trình baøy phaàn nghieâng noùi treân ôû daïng haøm cosin taêng sau ñaây: 1, f ≤ f 0 (1 − α ) ⎧ ⎪⎡ ⎤ ⎛π ( f − f 0 )⎞⎥, f 0 (1 − α ) ≤ f ≤ f 0 (1 + α ) ⎪1 Roll ( f ) = ⎨ ⎢1 + cos⎜ ⎟ ⎜ 2αf ⎟ ⎪2 ⎣ ⎝ ⎠⎦ 0 ⎪ 0, f ≥ f 0 (1 − α ) ⎩ vì theá Roll(f) cuõng coøn ñöôïc goïi laø ñaëc tính doác cosin taêng. Ñaùp öùng xung kim h(t) cuûa boä loïc coù ñaëc tính doác cosin coù theå ñöôïc bieåu dieãn baèng bieán ñoåi Fourier ngöôïc sau ñaây. cos(2παf 0 t ) h(t ) = 2 f 0 Sinc(2 f 0 t ) 1 − (4αf 0 ) 2 Trong ñoù α ñöôïc söû duïng nhö laø moät thoâng soá, goïi laø heä soá roll-off (heä soá tröôït). Khi naøy ñoä toäng baêng taàn caàn thieátt ñeå phaân bieät caùc xung hay ñoä roâng baêng taàn Nyquist ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: B N = f 0 (1 + α ) = Rs (1 + α ) / 2 Trong ñoù Rs laø toác ñoä truyeàn daãn caùc kyù hieäu.
http://www.ebook.edu.vn h(t) 2f0 f0 f -3T0 -2T0-T0 0 T0 2T 3T f0(1-α) f0(1+α) f0(1-α) f0 f0(1+α) Hình 3.4 Caùc ñaëc tính vaø ñaùp öùng xung kim cuûa boä loïc thoaû maõng ñònh lyù Nyquist

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.