Chöông 1 - Toång quaùt veà heä thoáng thoâng tin ñieän töû
Ch ng 1ươ
T NG QUÁT V H TH NG THÔNG TIN ĐI N TỔ Ề Ệ Ố Ệ Ử
1.1. CÁC THÀNH PH N H TH NG THÔNG TIN ĐI N TẦ Ệ Ố Ệ Ử
Thông tin đi n t (TTĐT): Thông tin t n i này đ n n i khác b ng thi t bệ ử ừ ơ ế ơ ằ ế ị
đi n t .ệ ử
S đ kh i c b n h th ng TTĐT:ơ ồ ố ơ ả ệ ố
Maùy phaùt T
x
Moâi tröôøng
truyeàn Maùy thu R
x
Nhieãu
Input m
(t)
m
(t)
Output
Hình 1.1. Sô ñoà khoái cô baûn heä thoáng TTÑT
Máy phát: t p h p các linh ki n và m ch đi n t đ c thi t k đ bi n đ i tinậ ợ ệ ạ ệ ử ượ ế ế ể ế ổ
t c thành tín hi u phù h p môi tr ng truy n.ứ ệ ợ ườ ề
Môi tr ng truy n: có th có dây (h u tuy n nh cáp đ ng tr c, cáp quang)ườ ề ể ữ ế ư ồ ụ
hay không dây (vô tuy n).ế
Máy thu: t p h p các linh ki n và m ch đi n t đ c thi t k đ nh n tínậ ợ ệ ạ ệ ử ượ ế ế ể ậ
hi u t môi tr ng truy n, x lý khôi ph c l i tín hi u ban đ u.ệ ừ ườ ề ử ụ ạ ệ ầ
Nhi u: (t p âm) tín hi u ng u nhiên không mong mu n, xen vào tín hi u h uễ ạ ệ ẫ ố ệ ữ
ích, làm sái d ng tín hi u thu. Nhi u - m t v n đ quan tr ng c a TTĐT.ạ ệ ễ ộ ấ ề ọ ủ
S đ kh i máy phát:ơ ồ ố
Ñieàu cheá
Input
m
(t)
Ñoåi taàn Khueách ñaïi
coâng suaát
cao taàn
Toång hôïp
taàn soá Digital
control
A
TX
f
c
Hình 1.2. Sô ñoà khoái m aùy phaùt hieän ñaïi.
S đ kh i máy thu:ơ ồ ố
Maïch ñieän töû 3
1
Chöông 1 - Toång quaùt veà heä thoáng thoâng tin ñieän töû
f
c
RF Amp
(LNA) Ñoåi taàn
1IF
1Ñoåi taàn
2IF
2Giaûi ñieàu
cheá Khueách
ñaïi
Toång hôïp
taàn soá Digital
control
AGC
A
RX
Output
m
(t)
LNA Giaûi
ñieàu
cheá soá
Xöû lyù
tín
hieäu
A
RX
Hình 1.3. Sô ñoà khoái maùy thu hieän ñaïi.
Máy thu thanh và thu truy n hình dân d ng đ i t n 1 l nề ụ ổ ầ ầ
Máy thu thông tin chuyên d ng đ i t n 2 l n tăng đ ch n l c và lo i nhi uụ ổ ầ ầ ộ ọ ọ ạ ề
t n s nh.ầ ố ả
Tín hi u t ng t (Analog) - tín hi u có biên đ liên t c theo th i gian. Ví dệ ươ ự ệ ộ ụ ờ ụ
tín hi u tho i, ca nh c, video, … Tín hi u s (Digital) - tín hi u có biên đ r i r cệ ạ ạ ệ ố ệ ộ ờ ạ
theo th i gian th ng bi u di n d ng nh phân 0 và 1ờ ườ ể ệ ở ạ ị
Ví d tín hi u máy tính, CD, VCD, tín hi u PCM, … Tín hi u t ng t có thụ ệ ệ ệ ươ ự ể
truy n d ng tín hi u s nh x lý s tín hi uề ở ạ ệ ố ờ ử ố ệ
Các tín hi u ban đ u (nguyên th y) d ng t ng t hay s g i là tín hi uệ ầ ủ ạ ươ ự ố ọ ệ
băng g c (băng g c - Baseband Signals). Tín hi u d i g c có th truy n tr c ti pố ố ệ ả ố ể ề ự ế
trong môi tr ng truy n nh đi n tho i Intercom, tín hi u truy n gi a các máy tínhườ ề ư ệ ạ ệ ề ữ
trong m ng LAN v v... ho c gián ti p b ng k thu t đi u ch .ạ ặ ế ằ ỹ ậ ề ế
Đi u ch (Modulation) - quá trình bi n đ i m t trong các thông s sóng mangề ế ế ổ ộ ố
cao t n hình sin (biên đ , t n s , pha) t l v i tín hi u đi u ch băng g c.(ho cầ ộ ầ ố ỷ ệ ớ ệ ề ế ố ặ
còn g i là tín hi u đi u ch t n th p).ọ ệ ề ế ầ ấ
Có ba lo i đi u ch c b n. Đi u biên AM, đi u t n FM, đi u pha PM vàạ ề ế ơ ả ề ề ầ ề
nhi u bi n th c a chúng nh SSB, MGSK, DSB, FSK, PSK, QPSK, MPSK, …ề ế ể ủ ư
Đ i t n (Tr n t n - Mix) - quá trình d ch chuy n ph tín hi u đã đi u ch lênổ ầ ộ ầ ị ể ổ ệ ề ế
cao ( máy phát Tx) ho c xu ng th p ( máy thu Rx) mà không thay đ i c u trúcở ặ ố ấ ở ổ ấ
ph (d ng tín hi u) c a nó đ thu n ti n x lý tín hi u.ổ ạ ệ ủ ể ậ ệ ử ệ
T ng h p t n s (Frequency Synthesizers): b t o nhi u t n s chu n có đổ ợ ầ ố ộ ạ ề ầ ố ẩ ộ
n đ nh cao t m t ho c vài t n s chu n c a dao đ ng th ch anh.ồ ị ừ ộ ặ ầ ố ẩ ủ ộ ạ
Khu ch đ i công su t cao t n (KĐCSCT - RF Power Amp): Khu ch đ i tínế ạ ấ ầ ế ạ
hi u đã đi u ch t n s nào đó đ n m c công su t c n thi t, l c, ph i h p trệ ề ế ở ầ ố ế ứ ấ ầ ế ọ ố ợ ở
kháng v i anten phát ATX.ớ
Anten phát ATX : Ph n t bi n đ i năng l ng đi n cao t n thành sóng đi nầ ử ế ổ ượ ệ ầ ệ
t b c x vào không gian.ừ ứ ạ
Anten thu ARX : Ph n t bi n đ i năng l ng sóng đi n t thành tín hi u caoầ ử ế ổ ượ ệ ừ ệ
t n ngõ vào máy thu Rx. Anten có tính thu n ngh ch.ầ ậ ị
B khu ch đ i cao t n tín hi u nh (RF Amp) - th ng là b khu ch đ iộ ế ạ ầ ệ ỏ ườ ộ ế ạ
nhi u th p LNA (Low noise Amp). Nó khu ch đ i ti n ch n l c tín hi u thu t antenễ ấ ế ạ ề ọ ọ ệ ừ
thu đ n m c c n thi t đ i t n xu ng trung t n (IF).ế ứ ầ ế ổ ầ ố ầ
B khu ch đ i trung t n (IF Amp - Intermediate Frequency Amp): b khu chộ ế ạ ầ ộ ế
đ i có đ ch n l c cao, đ khu ch đ i l n tín hi u nh sau đ i t n t n s trungạ ộ ọ ọ ộ ế ạ ớ ệ ỏ ổ ầ ở ầ ố
t n đ n m c c n thi t gi i đi u ch .ầ ế ứ ầ ế ả ề ế
Gi i đi u ch : quá trình khôi ph c l i tín hi u ban đ u (tín hi u đi u ch t nả ề ế ụ ạ ệ ầ ệ ề ế ầ
Maïch ñieän töû 3
2
Chöông 1 - Toång quaùt veà heä thoáng thoâng tin ñieän töû
th p) t tín hi u cao t n b đi u ch .ấ ừ ệ ầ ị ề ế
M ch đi n t thông tin liên quan đ n t n s cao, t i ch n l c t n s khôngạ ệ ử ế ầ ố ả ọ ọ ầ ố
thu n tr , ph i h p tr kháng, anten, x lý tín hi u, …ầ ở ố ợ ở ử ệ
Công ngh hi n đ i đã chu n hoá vi m ch h u h t ph n cao t n tín hi u nhệ ệ ạ ẩ ạ ầ ế ầ ầ ệ ỏ
máy thu và modul cho máy phát.
1.2. PH T N SỔ Ầ Ố
Ph t n s chia ra nhi u d i t n s v i m c đích phân lo i s d ng có hi u qu .ổ ầ ố ề ả ầ ố ớ ụ ạ ử ụ ệ ả
Tên d i t nả ầ T n sầ ố B c sóngướ
Extremely Low Frequency ELF 30 ÷ 300 Hz 107 ÷ 106 m
Voice Frequency VF 300 ÷ 3000 Hz 106 ÷ 105 m
Very Low Frequency VLF 3 ÷ 30 KHz 105 ÷ 104 m
Low Frequency LF 30 ÷ 300 KHz 104 ÷ 103 m
Medium Frequency MF 300 ÷ 3000 KHz 103 ÷ 102 m
High Frequency HF 3 ÷ 30 MHz 102 ÷ 101 m
Very High Frequency VHF 30 ÷ 300 MHz 101 ÷ 1 m
Ultra High Frequency UHF 300 ÷ 3000 MHz 1 ÷ 10-1 m
Super High Frequency SHF 3 ÷ 30 GHz 10-1 ÷ 10-2 m
Extremely High Frequency EHF 30 ÷ 300 GHz 10-2 ÷ 10-3 m
Infrared 0,7 ÷ 10 µm
The Visible Spectrum (light) 0,4 ÷ 0,8 µm
D i t n viba (microwave) có t n s t 1GHz t i 40 GHz chia làm nhi u d i nh :ả ầ ầ ố ừ ớ ề ả ỏ
L band : 1 ÷ 2 GHz
S band : 2 ÷ 4 GHz
C band : 4 ÷ 8 GHz
X band : 8 ÷ 12 GHz
Ku band : 12 ÷ 18GHz
K band : 18 ÷ 27 GHz
Ka band : 27 ÷ 40 GHz
1.3. BĂNG THÔNG
Băng thông là hi u gi a t n s 1 n nh t và nh nh t c a tín hi u. Đó làệ ữ ầ ố ớ ấ ỏ ấ ủ ệ
kho ng t n s mà ph tín hi u chi m gi ho c là kho ng t n s tín hi u truy n tả ầ ố ổ ệ ế ữ ặ ả ầ ố ệ ề ừ
máy phát t i máy thu.ớ
Khi tín hi u đi u ch t n th p đ c đi u ch lên sóng mang cao t n ph c aệ ề ế ầ ấ ượ ề ế ầ ổ ủ
tín hi u cao t n b đi u ch chi m gi m t băng thông quanh t n s sóng mang.ệ ầ ị ề ế ế ữ ộ ầ ố
Tuỳ ki u đi u ch mà băng thông cao t n có đ r ng khác nhau. Các k thu t vi nể ề ế ầ ộ ộ ỹ ậ ễ
thông h ng t i gi m băng thông truy n tin, gi m nhi u, ti t ki m ph t n s , b iướ ớ ả ề ả ễ ế ệ ổ ầ ố ở
l ph t n s là tài nguyên có gi i h n c a nhân lo i c n đ c s d ng có hi uẽ ổ ầ ố ớ ạ ủ ạ ầ ượ ử ụ ệ
qu . m i qu c gia đ u có c quan giám đ nh, phân b t n s ho t đ ng cho cácả Ở ỗ ố ề ơ ị ổ ầ ố ạ ộ
thi t b đi n t vi n thông n m trong hi p h i vi n thông qu c t ITU (Intemationalế ị ệ ử ễ ằ ệ ộ ễ ố ế
Telecommunication Union) - m t t ch c do liên h p qu c đi u ph i.ộ ổ ứ ợ ố ề ố
M c công su t dBm và dBW là hai m c công su t chu n th ng dùng trongứ ấ ứ ấ ẩ ườ
Maïch ñieän töû 3
3
Chöông 1 - Toång quaùt veà heä thoáng thoâng tin ñieän töû
thông tin.
dBm chu n theo lmW, còn dBW chu n theo lW:ẩ ẩ
mW1
P
lg10PdBm =
W1
P
lg10PdBW =
Đ l i khu ch đ i công su t tính theo dB là:ộ ợ ế ạ ấ
)dB(A
P
P
lg10P p
in
out
dB ==
Vi c s d ng các chu n trên làm vi c tính toán tr nên đ n gi n.ệ ử ụ ẩ ệ ở ơ ả
mv1
)mv(V
lg20dBmv =
1.4. CÁC NG D NG K THU T THÔNG TIN ĐI N TỨ Ụ Ỹ Ậ Ệ Ử
1. Thông tin m t chi u (Simplex)ộ ề
-Phát thanh qu ng bá AM, FM.ả
-Truy n hình cáp.ề
-Nh n tin.ắ
-Đo xa, đi u khi n xa.ề ể
-Đ nh v toàn c u GPS v.v...ị ị ầ
2. Thông tin hai chi u (Duplex)ề
-Đi n tho i công c ng.ệ ạ ộ
-Đi n tho i vô tuy n di đ ng ho c c đ nh.ệ ạ ế ộ ặ ố ị
-Đi n tho i di đ ng t bào.ệ ạ ộ ế
-Thông tin v tinh.ệ
-Thông tin hàng không.
-Thông tin s li u gi a các máy tính ...ố ệ ữ
Maïch ñieän töû 3
4