hoatrongtuyet_hoatrongtuyet
New Member
Tải Nghiên cứu một số phương pháp mã hoá và giải mã tín hiệu số
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHưƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
PHẦN 1. LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1
CÁC PHưƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XUNG
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN THÔNG
Sơ đồ hệ truyền thông:
Một hệ truyền thông gồm các bộ phận được mô tả như hình vẽ:
Nguồn Kênh Nơi
thông tin Bộ phát truyền Bộ thu nhận
Nguồn
tạp âm
Hình 1: Sơ đồ hệ truyền thông
Nguồn thông tin: là nơi phát sinh ra tin tức như tiếng nói, ảnh truyền hình,
điện tín Nếu dữ liệu đó không phải là điện (như tiếng nói, hình ảnh ) thì nó
sẽ được biến đổi thành tín hiệu sóng điện và được coi là tín hiệu băng gốc hay
tín hiệu tin tức.
Bộ phát: là bộ biến đổi băng gốc để việc truyền thông hiệu quả.
Kênh truyền: là môi trường để truyền dẫn tín hiệu dữ liệu từ nơi phát đến
nơi thu. Kênh truyền có thể dùng bằng dây dẫn (như dây đồng, cáp đồng trục,
cáp quang ) hay đường truyền sóng vô tuyến
Bộ thu: xử lý tín hiệu từ kênh truyền tới, thực hiện sự biến đổi ngược lại
so với biến đổi tại nơi phát. Tín hiệu sẽ đưa qua biến tử để biến đổi tín hiệu
thành dạng dữ liệu gốc ban đầu (đó là tin tức).
Nơi nhận: là nơi tin tức được truyền tới.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
1
PHẦN 1. LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 1
CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XUNG
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN THÔNG
Sơ đồ hệ truyền thông:
Một hệ truyền thông gồm các bộ phận được mô tả như hình vẽ:
Hình 1: Sơ đồ hệ truyền thông
Nguồn thông tin: là nơi phát sinh ra tin tức như tiếng nói, ảnh truyền hình,
điện tín…Nếu dữ liệu đó không phải là điện (như tiếng nói, hình ảnh…) thì nó
sẽ được biến đổi thành tín hiệu sóng điện và được coi là tín hiệu băng gốc hay
tín hiệu tin tức.
Bộ phát: là bộ biến đổi băng gốc để việc truyền thông hiệu quả.
Kênh truyền: là môi trường để truyền dẫn tín hiệu dữ liệu từ nơi phát đến
nơi thu. Kênh truyền có thể dùng bằng dây dẫn (như dây đồng, cáp đồng trục,
cáp quang…) hay đường truyền sóng vô tuyến…
Bộ thu: xử lý tín hiệu từ kênh truyền tới, thực hiện sự biến đổi ngược lại
so với biến đổi tại nơi phát. Tín hiệu sẽ đưa qua biến tử để biến đổi tín hiệu
thành dạng dữ liệu gốc ban đầu (đó là tin tức).
Nơi nhận: là nơi tin tức được truyền tới.
Nguồn
thông tin
Bộ phát
Nguồn
tạp âm
Nơi
nhận
Bộ thu
Kênh
truyền
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
2
Kênh truyền có vai trò quan trọng như một mạch lọc, làm suy giảm tín
hiệu và làm méo dạng sóng. Độ dài của kênh làm tăng suy giảm. Thay đổi ở một
vài phần trăm ở khoảng cách ngắn tới cỡ khá lớn đối với các cuộc liên lạc hành
tinh. Dạng sóng bị méo là do những tổng số khác nhau của tín hiệu tạo nên.
Kênh cũng có thể gây ra loại méo phi tuyến khi độ suy giảm thay đổi theo
biên độ tần số. Loại méo này cũng có thể được sửa một phần nhờ bộ bù tại máy thu.
Tín hiệu không chỉ bị méo do kênh mà còn bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu
khác trên đường truyền (được gọi chung là nhiễu). Nhiễu là những tín hiệu ngẫu
nhiên, không đoán trước được do các nguyên nhân bên trong và bên ngoài.
Nhiễu ngoài là do sự can thiệp của tín hiệu phát ở gần kênh (như sự phát nhiễu
từ các tiếp điểm xấu của thiết bị điện, sự bức xạ của Bugi oto, đèn huỳnh
quang…) và nhiều tự nhiên từ chớp, bức xạ mặt trời, vũ trụ… Với sự khắc phục
đặc biệt, nhiễu ngoài có thể giảm tới mức tối thiểu, thậm chí có thể loại trừ.
Nhiễu trong do chuyển động nhiệt của các điện tử trong chất dẫn điện, do sự
phát ngẫu nhiên, sự khuếch tán hay tái hợp của các phần tử mang điện trong
các bộ phận dẫn điện. Có nhiều cách làm giảm ảnh hưởng của nhiễu trong
nhưng không bao giờ có thể loại trừ được nó. Nhiễu là một trong những nhân tố
cơ bản làm hạn chế tốc độ truyền thông.
Tỷ số tín hiệu trên tạp được định nghĩa là tỷ số của công suất tín hiệu trên
công suất tạp. Kênh làm méo tín hiệu và nhiễu tích lũy lại trên dọc đường truyền.
Cường độ tín hiệu giảm đi trong khi nhiễu tăng theo khoảng cách từ bộ phát. Vì
vậy tỉ số tín hiệu trên tạp giảm không ngừng trên kênh. Khuếch tín hiệu thu để bù
trừ sự suy hao là không được vì nhiễu cũng được khuếch đại cùng một tỉ lệ.
1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU XUNG
1.2.1. Giới thiệu chung
Như đã trình bày ở trên, tín hiệu muốn truyền đi xa và muốn truyền nhiều
nguồn thông tin từ một đài phát người ta phải điều chế tín hiệu đó với sóng
mang. Một số phương pháp có bản nhất được dùng trong kỹ thuật Radio là điều
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
3
biên, điều tần. Trong điện thoại thường sử dụng điều chế xung, biến đổi tín hiệu
từ dạng tương tự sang số.
S(t) S(nT) S’(nT) SN
TH TH số
Tương tự
c) t
Hình 2. Sơ đồ mạch biến đổi tín hiệu tƣơng tự sang tín hiệu số
a. Tín hiệu tƣơng tự
b. Tín hiệu đã lấy mẫu
c. Tín hiệu số
Trong hình vẽ trên, tín hiệu tương tự S(t) được lấy mẫu tại từng thời điểm,
khoảng thời gian giữa các lần lấy mẫu là bội số của số của T (chu kỳ lấy mẫu).
Tín hiệu ở lối ra của bộ lấy mẫu S(nT) có thể được giải thích là kết quả
của một quá trình điều chế biên độ xung sóng mang, tín hiệu điều chế S(t) điều
chế biên độ của sóng mang (có khoảng thời gian kéo dài
). Đây cũng là nguyên
nhân tại sao hiện tượng này được gọi là: Điều chế biên độ xung (Pulse
Amplitude modulation - PAM).
Tương tự như trên, tín hiệu số SN cũng có thể được coi là quá trình điều
chế mã, khi các xung mang được điều chế bởi tín hiệu mã. Vì thế người ta gọi là
“Điều chế xung mã” (Pulse Code Modulation - PCM).
Bộ lấy
mẫu
Bộ lượng
tử hóa
Bộ mã hóa
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
4
1.2.2. Điều chế và giải điều chế biên độ xung PAM (Pulse Amplitude
Modulation)
1.2.2.1. Khái niệm
Một tín hiệu xung PAM là tín hiệu được tạo bởi một chuỗi các xung mà
biên độ của chúng tỉ lệ với biên độ của tín hiệu tương tự.
Trong điều chế biên độ PAM có hai phương pháp lấy mẫu: lấy mẫu tự
nhiên và lấy mẫu bằng.
Hình 3. Lấy mẫu tự nhiên và lấy mẫu bằng
Lấy mẫu tự nhiên: tín hiệu tương tự ban đầu kết hợp với các xung lấy mẫu
và cho ra tín hiệu lấy mẫu có cùng dạng tín hiệu tương tự ban đầu.
Lấy mẫu bằng: tín hiệu tương tự ban đầu kết hợp với các xung lấy mẫu và
cho ra xung lấy mẫu có biên độ của các xung mô phỏng theo biên độ của tín
hiệu tương tự tại thời điểm lấy mẫu.
Lấy mẫu bằng gây ra sự biến dạng của tín hiệu ban đầu, sự sai lệch này
càng tăng khi thời gian kéo dài xung
càng tăng. Tuy nhiên sự lấy mẫu này trở
nên cần thiết trong các hệ thống mà mẫu sau đó lại được chuyển đổi thành các
giá trị số (như hệ PCM).
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
5
1.2.2.2. Các phƣơng pháp điều chế
1.2.2.2.1. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu tự nhiên
Sơ đồ khối:
TH vào TH ra
Hình 4. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu tự nhiên
Tín hiệu tương tự lối vào đi qua bộ lọc (FILTER) nhằm loại bỏ hiện tượng
Bí danh (Aliasing). Sau đó tín hiệu đi vào bộ lấy mẫu. Tần số lấy mẫu sẽ được
xác định trong khối định thời (TIMING). Độ rộng của xung lấy mẫu sẽ được xác
định trong khối phát xung lấy mẫu (PULSE GENERATOR). Kết quả của quá
trình điều chế này sẽ cho ta tín hiệu PAM có dạng xung như tín hiệu tương tự
ban đầu.
1.2.2.2.2. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu bằng
Sơ đồ khối:
TH vào TH ra
Hình 5. Điều chế lấy mẫu bằng
Khác với bộ lấy mẫu tự nhiên, bộ lấy mẫu bằng được bổ xung thêm mạch
lấy mẫu và giữ mẫu (Sample & Hold). Mạch này có nhiệm vụ:
+ Cố định tín hiệu biên độ ra.
TIMING
PULSE
GENERATOR
FILTER
S & H
PAM
MODULATER
TIMING
PULSE
GENERATOR
FILTER
PAM
MODULATER
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: P...
Download miễn phí Nghiên cứu một số phương pháp mã hoá và giải mã tín hiệu số
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHưƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
PHẦN 1. LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1
CÁC PHưƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XUNG
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN THÔNG
Sơ đồ hệ truyền thông:
Một hệ truyền thông gồm các bộ phận được mô tả như hình vẽ:
Nguồn Kênh Nơi
thông tin Bộ phát truyền Bộ thu nhận
Nguồn
tạp âm
Hình 1: Sơ đồ hệ truyền thông
Nguồn thông tin: là nơi phát sinh ra tin tức như tiếng nói, ảnh truyền hình,
điện tín Nếu dữ liệu đó không phải là điện (như tiếng nói, hình ảnh ) thì nó
sẽ được biến đổi thành tín hiệu sóng điện và được coi là tín hiệu băng gốc hay
tín hiệu tin tức.
Bộ phát: là bộ biến đổi băng gốc để việc truyền thông hiệu quả.
Kênh truyền: là môi trường để truyền dẫn tín hiệu dữ liệu từ nơi phát đến
nơi thu. Kênh truyền có thể dùng bằng dây dẫn (như dây đồng, cáp đồng trục,
cáp quang ) hay đường truyền sóng vô tuyến
Bộ thu: xử lý tín hiệu từ kênh truyền tới, thực hiện sự biến đổi ngược lại
so với biến đổi tại nơi phát. Tín hiệu sẽ đưa qua biến tử để biến đổi tín hiệu
thành dạng dữ liệu gốc ban đầu (đó là tin tức).
Nơi nhận: là nơi tin tức được truyền tới.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐSinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
1
PHẦN 1. LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 1
CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XUNG
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ TRUYỀN THÔNG
Sơ đồ hệ truyền thông:
Một hệ truyền thông gồm các bộ phận được mô tả như hình vẽ:
Hình 1: Sơ đồ hệ truyền thông
Nguồn thông tin: là nơi phát sinh ra tin tức như tiếng nói, ảnh truyền hình,
điện tín…Nếu dữ liệu đó không phải là điện (như tiếng nói, hình ảnh…) thì nó
sẽ được biến đổi thành tín hiệu sóng điện và được coi là tín hiệu băng gốc hay
tín hiệu tin tức.
Bộ phát: là bộ biến đổi băng gốc để việc truyền thông hiệu quả.
Kênh truyền: là môi trường để truyền dẫn tín hiệu dữ liệu từ nơi phát đến
nơi thu. Kênh truyền có thể dùng bằng dây dẫn (như dây đồng, cáp đồng trục,
cáp quang…) hay đường truyền sóng vô tuyến…
Bộ thu: xử lý tín hiệu từ kênh truyền tới, thực hiện sự biến đổi ngược lại
so với biến đổi tại nơi phát. Tín hiệu sẽ đưa qua biến tử để biến đổi tín hiệu
thành dạng dữ liệu gốc ban đầu (đó là tin tức).
Nơi nhận: là nơi tin tức được truyền tới.
Nguồn
thông tin
Bộ phát
Nguồn
tạp âm
Nơi
nhận
Bộ thu
Kênh
truyền
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
2
Kênh truyền có vai trò quan trọng như một mạch lọc, làm suy giảm tín
hiệu và làm méo dạng sóng. Độ dài của kênh làm tăng suy giảm. Thay đổi ở một
vài phần trăm ở khoảng cách ngắn tới cỡ khá lớn đối với các cuộc liên lạc hành
tinh. Dạng sóng bị méo là do những tổng số khác nhau của tín hiệu tạo nên.
Kênh cũng có thể gây ra loại méo phi tuyến khi độ suy giảm thay đổi theo
biên độ tần số. Loại méo này cũng có thể được sửa một phần nhờ bộ bù tại máy thu.
Tín hiệu không chỉ bị méo do kênh mà còn bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu
khác trên đường truyền (được gọi chung là nhiễu). Nhiễu là những tín hiệu ngẫu
nhiên, không đoán trước được do các nguyên nhân bên trong và bên ngoài.
Nhiễu ngoài là do sự can thiệp của tín hiệu phát ở gần kênh (như sự phát nhiễu
từ các tiếp điểm xấu của thiết bị điện, sự bức xạ của Bugi oto, đèn huỳnh
quang…) và nhiều tự nhiên từ chớp, bức xạ mặt trời, vũ trụ… Với sự khắc phục
đặc biệt, nhiễu ngoài có thể giảm tới mức tối thiểu, thậm chí có thể loại trừ.
Nhiễu trong do chuyển động nhiệt của các điện tử trong chất dẫn điện, do sự
phát ngẫu nhiên, sự khuếch tán hay tái hợp của các phần tử mang điện trong
các bộ phận dẫn điện. Có nhiều cách làm giảm ảnh hưởng của nhiễu trong
nhưng không bao giờ có thể loại trừ được nó. Nhiễu là một trong những nhân tố
cơ bản làm hạn chế tốc độ truyền thông.
Tỷ số tín hiệu trên tạp được định nghĩa là tỷ số của công suất tín hiệu trên
công suất tạp. Kênh làm méo tín hiệu và nhiễu tích lũy lại trên dọc đường truyền.
Cường độ tín hiệu giảm đi trong khi nhiễu tăng theo khoảng cách từ bộ phát. Vì
vậy tỉ số tín hiệu trên tạp giảm không ngừng trên kênh. Khuếch tín hiệu thu để bù
trừ sự suy hao là không được vì nhiễu cũng được khuếch đại cùng một tỉ lệ.
1.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU XUNG
1.2.1. Giới thiệu chung
Như đã trình bày ở trên, tín hiệu muốn truyền đi xa và muốn truyền nhiều
nguồn thông tin từ một đài phát người ta phải điều chế tín hiệu đó với sóng
mang. Một số phương pháp có bản nhất được dùng trong kỹ thuật Radio là điều
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
3
biên, điều tần. Trong điện thoại thường sử dụng điều chế xung, biến đổi tín hiệu
từ dạng tương tự sang số.
S(t) S(nT) S’(nT) SN
TH TH số
Tương tự
c) t
Hình 2. Sơ đồ mạch biến đổi tín hiệu tƣơng tự sang tín hiệu số
a. Tín hiệu tƣơng tự
b. Tín hiệu đã lấy mẫu
c. Tín hiệu số
Trong hình vẽ trên, tín hiệu tương tự S(t) được lấy mẫu tại từng thời điểm,
khoảng thời gian giữa các lần lấy mẫu là bội số của số của T (chu kỳ lấy mẫu).
Tín hiệu ở lối ra của bộ lấy mẫu S(nT) có thể được giải thích là kết quả
của một quá trình điều chế biên độ xung sóng mang, tín hiệu điều chế S(t) điều
chế biên độ của sóng mang (có khoảng thời gian kéo dài
). Đây cũng là nguyên
nhân tại sao hiện tượng này được gọi là: Điều chế biên độ xung (Pulse
Amplitude modulation - PAM).
Tương tự như trên, tín hiệu số SN cũng có thể được coi là quá trình điều
chế mã, khi các xung mang được điều chế bởi tín hiệu mã. Vì thế người ta gọi là
“Điều chế xung mã” (Pulse Code Modulation - PCM).
Bộ lấy
mẫu
Bộ lượng
tử hóa
Bộ mã hóa
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
4
1.2.2. Điều chế và giải điều chế biên độ xung PAM (Pulse Amplitude
Modulation)
1.2.2.1. Khái niệm
Một tín hiệu xung PAM là tín hiệu được tạo bởi một chuỗi các xung mà
biên độ của chúng tỉ lệ với biên độ của tín hiệu tương tự.
Trong điều chế biên độ PAM có hai phương pháp lấy mẫu: lấy mẫu tự
nhiên và lấy mẫu bằng.
Hình 3. Lấy mẫu tự nhiên và lấy mẫu bằng
Lấy mẫu tự nhiên: tín hiệu tương tự ban đầu kết hợp với các xung lấy mẫu
và cho ra tín hiệu lấy mẫu có cùng dạng tín hiệu tương tự ban đầu.
Lấy mẫu bằng: tín hiệu tương tự ban đầu kết hợp với các xung lấy mẫu và
cho ra xung lấy mẫu có biên độ của các xung mô phỏng theo biên độ của tín
hiệu tương tự tại thời điểm lấy mẫu.
Lấy mẫu bằng gây ra sự biến dạng của tín hiệu ban đầu, sự sai lệch này
càng tăng khi thời gian kéo dài xung
càng tăng. Tuy nhiên sự lấy mẫu này trở
nên cần thiết trong các hệ thống mà mẫu sau đó lại được chuyển đổi thành các
giá trị số (như hệ PCM).
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: Phạm Quang Tuyên
Lớp: ĐT1001
5
1.2.2.2. Các phƣơng pháp điều chế
1.2.2.2.1. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu tự nhiên
Sơ đồ khối:
TH vào TH ra
Hình 4. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu tự nhiên
Tín hiệu tương tự lối vào đi qua bộ lọc (FILTER) nhằm loại bỏ hiện tượng
Bí danh (Aliasing). Sau đó tín hiệu đi vào bộ lấy mẫu. Tần số lấy mẫu sẽ được
xác định trong khối định thời (TIMING). Độ rộng của xung lấy mẫu sẽ được xác
định trong khối phát xung lấy mẫu (PULSE GENERATOR). Kết quả của quá
trình điều chế này sẽ cho ta tín hiệu PAM có dạng xung như tín hiệu tương tự
ban đầu.
1.2.2.2.2. Điều chế theo phƣơng pháp lấy mẫu bằng
Sơ đồ khối:
TH vào TH ra
Hình 5. Điều chế lấy mẫu bằng
Khác với bộ lấy mẫu tự nhiên, bộ lấy mẫu bằng được bổ xung thêm mạch
lấy mẫu và giữ mẫu (Sample & Hold). Mạch này có nhiệm vụ:
+ Cố định tín hiệu biên độ ra.
TIMING
PULSE
GENERATOR
FILTER
S & H
PAM
MODULATER
TIMING
PULSE
GENERATOR
FILTER
PAM
MODULATER
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ TÍN HIỆU SỐ
Sinh viên: P...