Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 1 - TS. Ngô Văn Thanh

Bài giảng Vô tuyến điện đại cương - Chương 1 trình bày tổng quan về vô tuyến điện. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Định luật Kirchhoff, tần số, điều biến, khuếch đại, decibel, bộ trộn, bộ lọc, máy thu biến đổi trực tiếp, máy thu biến tần.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 1 - TS. Ngô Văn Thanh VÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 2016 2 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 Tài liệu tham khảo [1] David B. Rutledge, The Electronics of Radio (Cambridge University Press 1999). [2] Dennis L. Eggleston, Basic Electronics for Scientists and Engineers (Cambridge University Press 2011). [3] Jon B. Hagen, Radio-Frequency Electronics: Circuits and Applications (Cambridge University Press 2009). [4] Nguyễn Thúc Huy (1998), Vô tuyến điện tử, NXB KHKT [5] Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Đức Nhuận (1990), Kỹ thuật điện tử, NXB KHKT [6] Phạm Văn Đương (2004), Cơ sỡ kỹ thuật khuếch đại, NXB KHKT Website : http://iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/votuyendien/ Email : nvthanh@iop.vast.ac.vn 3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VÔ TUYẾN ĐIỆN 1. Định luật Kirchhoff 2. Tần số 3. Điều biến 4. Khuếch đại 5. Decibel 6. Bộ trộn 7. Bộ lọc 8. Máy thu biến đổi trực tiếp 9. Máy thu biến tần 4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Định luật Kirchhoff  Định luật Kirchhoff  Định luật Kirchhoff điện áp : được áp dụng cho các mạch.  Định luật Kirchhoff dòng điện : áp dụng cho các nút.  Điện áp  Đơn vị đo V1 V1 + - + - + + + - - - V2 + - V4  Dòng điện (ampere – A)  Định luật bảo toàn điện tích I1 I2 I4 I1 I3 I2  Công suất (watts – W) 5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Tần số  Điện áp và dòng điện  Các hàm cosine biến thiên theo thời gian • f : tần số, đơn vị đo : hertz (Hz)  Công suất • Công suất trung bình • Đối với mạch cộng hưởng (có cuộn cảm và tụ điện lệch pha nhau)  Tần số của sóng radio : • c : tốc độ ánh sáng •  Bước sóng : đơn vị (m) 6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Tần số  Các dải tần số thường dùng Ký hiệu Loại sóng Tần số VLF Tần số rất thấp 3-30 kHz, hoặc bước sóng 100-10 km Sóng dài 30-300 kHz, hoặc 10-1 km Sóng trung 300 kHz-3 MHz, hoặc 1 km-100 AM Sóng radio 500-1600 kHz HF Tần số cao hay sóng ngắn 3 MHz-30 MHz, hoặc 100-10 VHF Tần số rất cao 30 MHz-300 MHz, hoặc 10-1 m TV kênh 2-6 54-88 MHz TV kênh 7-13 174-216 MHz FM radio 88-108 MHz UHF Tần số cực cao 300 MHz-1 GHz, hoặc 1 m-30 cm TV kênh 14-69 470-806 MHz Sóng điện thoại di động 824-894 MHz microwaves Vi sóng 1-30 GHz, hoặc 30-1 cm GPS 1.575 GHz Truyền hình vệ tinh C-band 3.7-4.2 GHz Truyền hình vệ tinh Kuband 10.7-12.75 GHz 7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Điều biến  Các loại điều biến  Điều biên (độ) : Thường ứng dụng cho sóng radio AM • Biên độ sóng a(t) phụ thuộc vào thời gian được điều biến bởi sóng âm thanh. • Trên thực tế: có thêm thành phần sóng mang  Điều tần (số) : Thường ứng dụng cho sóng FM 8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Điều biến  Tín hiệu số (digital)  Dựa trên nguyên lý của tín hiệu Morse (xung dài và xung ngắn)  Sử dụng mã nhị phân 1 và 0  FSK (frequency-shift keying) khoá đảo tần số • Mã 1 : • Mã 0 :  PSK (phase-shift keying) khoá đảo pha • Mã 1 : • Mã 0 : 9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Khuếch đại  Công suất sóng thu được từ antenna : cỡ picowatt  Thiết bị thu sóng cần phải khuếch đại tín hiệu lên hàng triệu lần  Thiết bị cổ điển : sử dụng bóng điện tử chân không  Thiết bị hiện nay : sử dụng linh kiện bán dẫn, vi mạch…  Hệ số khuếch đại (gain) 10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Decibel  Hệ thống vô tuyến  Công suất đài phát quốc tế : cỡ megawatt = 106 watt  Tín hiệu thu được tại thiết bị thu sóng : cỡ femtowatt = 10−15 watt  Hệ số chênh lệch công suất rất lớn : sử dụng thang đo logarit (cơ số 10)  Độ khuếch đại : đo bằng đơn vị decibel (dB) • Ví dụ:  Chú ý: G là đại lượng không thứ nguyên  Công suất tuyệt đối : dBs  Ký hiệu hệ số khuếch đại theo đơn vị đo của công suất tín hiệu vào Pi  Watt ...