Một số kiến thức về sóng vô tuyến

- Bài viết trình bày các khái niệm về tín hiệu âm tần, Cao tần, sóng điện từ, Quá trình điều chế sóng AM và xử lý tín hiệu ở đài phát, ưu nhược điểm của sóng phát thanh AM, Quá trình điều chế FM và xử lý phát sóng FM, ưu và nhược điểm của phát thanh trên sóng FM.
- Nguyên lý phát thanh trên sóng AM a) Khái niệm về tín hiệu âm tần ( Audio.
- Tín hiệu âm tần là tín hiệu của sóng âm thanh sau khi được đổi thành tín hiệu điện thông qua Micro..
- đó chính là tín hiệu âm tần.
- Micro đổi sóng âm thanh thành tín hiệu âm tần (Audio).
- Tín hiệu âm tần có giải tần từ 20Hz đến 20KHz và không có khả năng bức xạ thành sóng điện từ để truyền trong không gian, do đó để truyền tín hiệu âm tần đi xa hàng trăm, hàng ngàn Km.
- Người ta phải giử tín hiệu âm tần cần truyền vào sóng cao tần gọi là sóng mang, sau đó cho sóng mang bức xạ thành sóng điện từ truyền đi xa với vận tốc ánh sáng..
- b) Khái niệm về tín hiệu cao tần và sóng điện từ..
- Tín hiệu cao tần là các tín hiệu điện có tần số trên 30KHz, tín hiệu cao tần có tính chất bức xạ thành sóng điện từ.
- Thí dụ trên một dây dẫn có tín hiệu cao tần chạy qua , thì dây dẫn có một sóng gây can nhiễu ra xung quanh, đó chính là sóng điện từ do dòng điện cao tần bức xạ ra không gian..
- Sóng điện từ.
- Là sóng truyền dẫn trong không gian với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng, có tần số từ 30KHz đến hàng ngàn MHz, cong người đã sử dụng sóng điện từ trong các lĩnh vực thông tin , vô tuyến điện , truyền thanh, truyền hình, trong đó Radio là lĩnh vực truyền thanh chiếm giải tần từ 30KHz đến khoảng 16MHz với các sóng điều chế AM, và từ 76MHz đến 130MHz với các sóng điều chế FM..
- Điều chế AM là quá trình điều chế tín hiệu tần số thấp( như tín hiệu âm tần, tín hiệu video ) vào tần số cao tần theo phương thức =>.
- Biến đổi biên độ tín hiệu cao tần theo hình dạng của tín hiệu âm tần =>.
- Tín hiệu cao tần thu được gọi là sóng mang..
- Tín hiệu vào và ra của mạch điều chế AM.
- Tín hiệu âm tần có thể lấy từ Micro sau đó khuếch đại qua mạch khuếch đại âm tần, hoặc có thể lấy từ các thiết.
- Tín hiệu cao tần được tạo bởi mạch tạo dao động, tần số cao tần là tần số theo quy định của đài phát..
- Tín hiệu đầu ra là sóng mang có tần số bằng tần số cao tần, có biên độ thay đổi theo tín hiệu âm tần..
- d) Quá trình phát tín hiệu ở đài phát.
- Tín hiệu sau khi điều chế thành sóng mang được khuếch đại lên công xuất hàng ngàn Wat sau đó được truyền.
- Với các đài phát ở xa cách chúng ta nửa vòng trái đất như đài BBC phát từ Anh Quốc, sóng điện từ truyền theo đường thẳng gặp tầng điện ly chúng phản xạ xuống trái đất rồi lại phản xạ ngược lên nhiều lần mới đến được máy thu, vì vậy tín hiệu đi tới máy thu rất yếu và sóng không ổn định Để có thể truyền tín hiệu đi xa, các đài phát thường phát ở băng sóng ngắn có tần số sóng mang từ 4 MHz đến khoảng 23 MHz.
- FM điều chế theo phương thức làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần theo biên độ của tín hiệu âm tần, khoảng tần số biến đổi là 150KHz Sóng FM là sóng cực ngắn đối với tín hiệu Radio, sóng FM thường phát ở dải tần từ 76MHz đến 108MHz a) Mạch điều chế FM.
- Với mạch điều chế tần số thì sóng mang có biên độ không đổi, nhưng tần số thay đổi theo biên độ của tín hiệu âm tần, khi biên độ tín hiệu âm tần tăng thì tần số cao tần tăng, khi biên độ âm tần giảm thì tần số cao tần giảm.
- Như vậy sóng mang FM có tần số tăng giảm theo tín hiệu âm tần và giới hạn tăng giảm này là +150KHz và -150KHz , như vậy tần số sóng mang điều tần có dải thông là 300KHZ..
- Sóng vô tuyến( Radio Frequency ) 1 comment.
- Sóng mang là những tín hiệu hình Sin tầng số cao trong đó nó sẽ có những thành phần như pha hay biên độ sẽ biến thiên theo sóng tín hiệu , để tạo các sóng cao tầng mang các tín hiệu này đi trong không gian.
- Nếu không có sóng mang thì các sóng tín hiệu không thể truyền đi xa do bị suy hao tầng số.
- Sóng mang có nhiệm vụ đưa tín hiệu lên mức tầng số cao để truyền đi xa hơn.
- Sau đó sẽ được loại bỏ để thu được tín hiệu nguyên thủy…...
- Vậy để muốn hiểu được định nghĩa này hay tấc cả những vấn đề sau này chúng ta phải bắt đầu đi tìm hiểu à Sự hình thành sóng vô tuyến.
- Sóng vô tuyến được hình thành từ đâu? Vì sao người ta gọi sóng đó với tên là sóng vô tuyến ? Để biết sóng vô tuyến hình thành từ đâu chúng ta phải đi tìm hiểu về điện từ trường ? Điện từ trường hình thành từ đầu chúng ta phải đi tìm hiểu về 2 lĩnh vực ? Lĩnh vực điện trường và lĩnh vực từ trường.
- Thế nào được gọi là sóng? Sóng có hình dạng như thế nào ? Để biết được thế nào là sóng ? Sóng được hình thành như thế nào ? Hoạt động ra sao ? Chúng ta sẽ đi nghiên cứu về những buổi sơ khai đầu tiên lúc v ừa hình thành ra cơ học trong tự nhiên.
- Nói đến sóng chúng ta không thể bỏ qua được những khái niệm định nghĩa như là Biên Độ, Chu Kỳ, Tần Số , Pha ? Làm quen với lĩnh vực công nghệ không dây tức là chúng ta sẽ đi tìm hiểu rất nhiều khái niệm như viễn thông là gì ? Băng thông là gì? Băng tần là gì ? Sóng mang là gì ? Kỹ thuật trải phổ là gì ? DSSS là gì ? FHSS là gì ? Có thể chúng ta sẽ tìm hiểu thêm những công nghệ điện thoại di động về OFDM là gì ? 3G là gì ? GSM là gì ? chúng hoạt động ra sao ? Cũng giống như là ta cầm vô một thiết bị công nghệ mạng không dây .
- những thông số kỹ thuật ghi trên đó chúng ta có thể hiểu và đọc hết được nó không và chúng ta sử dụng những thông số kỹ thuật đó như thế nào ? Đó là cả một vấn đề quan trọng.
- Ở đây tui sẽ đưa ra hàng loạt câu hỏi về sóng ? Tại sao chúng ta nghe được những âm thanh phát ra từ những nơi rất xa?Tại sao chúng ta nghe đài vào ban đêm lại rõ hơn ban ngày? Tại sao chúng ta lại liên lạc được với nhau thông qua điện thoại? Tại sao chúng ta xem được truyền hình trực tiếp ? Tại sao con người phải phóng những vệ tinh ra ngoài vũ trụ? Tại sao dữ liệu lại truyền qua được ngoài không gian? Xung quanh chúng ta có tồn tại một trạng thái nào vô hình không mà nó có thể làm được biết bao điều kỳ diệu? Chúng ta thấy có rất là nhiều trạm xây dựng trụ cao thu sóng giữa trời để làm gì vậy? Chúng ta muốn xem tivi, nghe đài tại sao phải có angten? Rồi chúng ta thấy có rất nhiều những kênh những tần số lạ khi chúng ta kết nối kênh truyền hình để xem tivi như UHF,VHF, nghe đài thì nghe người ta nhắc đến chữ FM có nghĩa là sao ? Dữ liệu được truyền đi trên sóng hình dạng như thế nào?……….
- Sau đó chúng ta sẽ đi nghiên cứu về sự hình thành của sóng vô tuyến .
- Chúng ta sẽ đi tham khảo tìm hiểu về một số đơn vị dữ liệu được sử dụng trong sóng vô tuyến ! Bây giờ tôi đi vào phần đầu tiên ! Thế nào sóng? Sóng được hình thành như thế nào ? Sóng cơ học trong thiên nhiên.
- Chúng ta nhìn thấy được những đợt sóng là bởi vì khi những phần tử nước dao động tại chỗ tạo nên những lực liên kết nên chúng ta thấy vậy..
- Sóng trên mặt nước là sóng mà chúng ta có thể quan sát được nhưng trong chất rắn thì nó có dao động không?.
- Sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng đó là sóng dọc.
- Sóng âm khi chúng ta nói thì nó cũng là một loại sóng dọc.
- Thiết bị angten cũng thực hiện một chức năng tương tự nhưng với sóng vô tuyến .
- Các sóng lớn thường tạo ra nhiều tín hiệu điện trong một angten , giúp cho tín hiệu dễ dàng nhận ra hơn..
- Nó chỉ ra mối quan hệ giữa hai sóng có cùng tần số .
- Chu kỳ là gì ? Tần số là gì ? Tần số là số lần dao động trên một đơn vị thời gian và nó bằng f=1/T.
- Tác động của việc sử dụng tần số trên mạng WLAN rất lớn.
- Bằng cách sử dụng những tần số khác nhau, bạn có thể cho phép các kết nối riêng biệt hoặc có thể liên kết với những sóng vô tuyến khác để tạo nên một vùng phủ sóng nhất định hoặc di động.
- Chúng có thể hoạt động được với nhau như vậy là do tuy nó sử dụng những kênh truyền khác nhau nhưng vẫn hoạt động cùng một tần số , nó không hủy nỏ mà nó can thiệp cùng với nhau..
- Khi ta rung tấm thép với một lực lớn hơn( tức là tần số dao động đã lớn hơn đến một mức nào đó lớn hơn với một giá trị nào đó.
- Hiện tượng đó ta giải thích như sau: khi lá thép dao động làm vùng không khí xung quanh nó cũng dao động với tần số bằng tần số dao động của nó.
- Sóng truyền trong không khí truyền đến tai nén vào màng nhĩ làm màng nhĩ của ta cũng tao động với tần số đó và có khả năng tạo ra âm thanh nếu tần số của nó đủ lớn..
- Khoa học chứng minh rằng: Tai con người cảm thụ được những dao động có tần số từ khoảng 16Hz đến 20.000Hz.
- Những dao động trong miền tần số này người ta gọi nó là dao động âm, những sóng có tần số âm trong miền là sóng âm..
- Sở dĩ chúng ta đứng bình thường không nghe được là do sóng âm truyền trong không khí bị những vật cản nên chúng ta không thể nghe được nó..
- Sự hình thành sóng điện từ.
- Chúng ta di chuyển sợi dây của dòng điện đang chạy.
- Sóng điện từ và thông tin vô tuyến..
- Những dao động điện từ có tần số hàng chục và hàng trăm héc bức xạ rất yếu.
- Trong thông tin vô tuyến, người ta sử dụng những sóng có tần số từ hàng nghìn hec trở lên, gọi là sóng vô tuyến.
- Các sóng vô tuyến được phân thành các loại như sau:.
- Loại sóng Tần số Bước sóng.
- Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được xa trên mặt đất.
- Sự hoạt động của Sóng vô tuyến.
- thì đầu tiên chúng ta đi tìm hiểu về: Nguyên tắc hoạt động của một máy phát vô tuyến điện.
- Màng rung dao động với tần số f’ và làm phát sinh ra một dao động điện cũng với tần số f’ trong mạch điện của Micro.
- Dao động đã được biến điệu được đưa qua bộ khuếch đại cao tần rồi đến angten và angten phát ra một loại sóng điện từ có tần số sóng là f và có biên độ sóng dao động với tần số f.
- Sóng cao tần đó gọi là sóng mang, tần số f của nó gọi là tần số mang.
- Nó mang biên độ của tần số f’ do micro gởi vào..
- Một tín hiệu điện xoay chiều hay một chiều sẽ không thực hiện được tác vụ này lúc đó nó cần phải truyền đi và nó sẽ gửi và nhận thành công dựa vào chính sự thay đổi của tín hiệu điện.
- Dạng tín hiệu điện được điều chế và mang đi này người ta gọi nó là sóng mang( Carrier Signal)..
- Sóng mang được tạo ra là nhờ chúng ta đã thay đổi biên độ hoặc tần số hoặc pha của một tín hiệu điện cần phát ra .
- Tấc cả các dạng truyền thông dùng sóng vô tuyến đều dùng vài dạng điều chế để truyền dữ liệu.
- Trong kĩ thuật vô tuyến điện ,ngưởi ta còn sử dụng phương pháp biến điệu tần số và pha nữa..
- hợp với vật mang, có khả năng truyền tải trên đường truyền, có khả năng bảo vệ, tránh các lỗi có thể xảy ra, khi đó dữ liệu thường mã hoá dưới dạng tín hiệu số hoặc tương tự tuỳ thuộc vào yêu cầu, mụcđích của con người sử dụng.
- Tín hiệu tương tự là tín hiệu có biên độ liên tục tức là có thể nhận một giá trị bất kỳ trong một khoảng nào đó Tín hiệu số là tín hiệu có biên độ rời rạc, tức là chỉ nhận M giá trị trong đó M là một số hữu hạn.
- Như chúng ta đã xét ở trên tín hiệu chúng ta đi mã hóa ở Micro âm thanh là chúng ta đã đi thay đổi biên độ hay còn gọi là điều biên, còn hai loại điều tần và điều pha nữa.
- Thì khi chúng ta xét điều tần điều pha hay điều biên là chúng ta đang đi mã hóa ở tín hiệu tương tự.
- Tín hiệu tương tự là tín hiệu được truyền đi tương tự.
- Ở đây chúng ta chỉ đi xét dư liệu truyền đi ở dạng tương tự chứ không xét dữ liệu truyền đi ở dạng số vì nó khá phức tạp.
- Ở đây chúng ta sẽ đi xét 2 dạng dữ liệu nhập vào để truyền đi:.
- ü Dữ liệu tương tự ü Dữ liệu số.
- Chúng ta không được nhầm lẫn giữa tín hiệu tương tự ,tín hiệu số và dữ liệu tương tự dữ liệu số Dữ liệu tương tự ví dụ giống như chúng ta đang nói và truyền âm thanh vào Micro.
- Điều chế ở dữ liệu số:.
- Để dữ liệu có thể được truyền , tín hiệu phải được xử lý sao cho bên máy nhận có cách để phân biệt bit 0 và 1..
- Phương pháp xử lý tín hiệu sao cho nó tượng trưng cho nhiều mẫu dữ liệu được gọi là điều chế.
- Phương thức này sẽ biến tín hiệu vào trong sóng mang.
- Điều chê ở dữ liệu tương tự:.
- Tín hiệu truyền đi xa, dùng anten để thu, muốn có hiệu quả cao cần có tần số cao, và cho phép với nhiều tần số khác nhau..
- Tín hiệu truyền cũng giống như hình vẽ trên nhưng khác ở chuỗi bit là số.
- Ví dụ về hình ảnh Điều Biên truyền đi bằng tín hiệu tương tự và dữ liệu là tương tự.
- Phương tiện truyền thông không dây được hướng dẫn truyền và tiếp nhậ bởi Angten Dải tần số ứng dụng trong phương tiện truyền thông vô tuyến..
- Tần số 2-40MHz ( Tần số sử dụng thường cao hơn dải tầng).
- Truyền phát dùng cách angten Parapol với đường kính lớn 3m đặt cố định ,truyền tập trung với chùm tia hẹp, thường được dùng truyền cả tín hiệu nói và hình ảnh).
- Tần số 1-10GHz truyền phát : Vệ tinh là một trạm chuyển tiếp ,nối hai hay nhiều bộ thu phát.
- Trạm phát dải tần số 5,96 -6,4 GHz Trạm thu : dải tần số 3,7- 4,2 GHz.
- Mạng di động toàn cầu Sóng vô tuyến (Radio).
- Tần số 3KHz -300GHz.
- Khoảng tần số MF, HF dành cho Radio(Phát thanh) và dải tần ÙH, VHF dành cho truyền hình..
- Truyền phát: Dùng angten không yêu cầu hình dạng cụ thể , sóng vô tuyến ít bị mất mát tín hiệu do nhạy cảm với môi trường truyền