Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 14 - TS. Ngô Văn Thanh

Chương 14 cung cấp kiến thức về nhiễu và mạch điều biến. Nội dung trình bày gồm: Nhiễu, biểu diễn phức của nhiễu, công thức Nyquist, nhiễu do suy hao, các thành phần theo tầng, đánh giá nhiễu, điều biến. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vô tuyến điện đại cương: Chương 14 - TS. Ngô Văn ThanhVÔ TUYẾN ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG TS. Ngô Văn Thanh Viện Vật Lý Hà Nội - 20162 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.vn3 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 CHƯƠNG 14. NHIỄU VÀ MẠCH ĐIỀU BIẾN 1. Nhiễu 2. Biểu diễn phức của nhiễu 3. Công thức Nyquist 4. Nhiễu do suy hao 5. Các thành phần theo tầng 6. Đánh giá nhiễu 7. Điều biến4 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 1. Nhiễu Noise  Định nghĩa : rms : Root mean square  : thời gian tính trung bình  Công suất trung bình của nhiễu : • R : điện trở tải  Đặc trưng cho tín hiệu ra của máy thu : signal-to-noise ratio (SNR) • P : công suất của tín hiệu ra  MDS (minimum detectible signal) : tín hiệu tối thiểu để có thể nhận thấy sao cho • Công suất vào tối thiểu để tín hiệu ra đạt được tỷ số 1:1  Mật độ công suất của nhiễu (công suất nhiễu trên một đơn vị băng thông) • B : độ rộng của băng thông (bandwidth)  Công suất nhiễu cân bằng (noise-equivalent power)5 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 2. Biểu diễn phức của nhiễu Noise Phasors Ký hiệu điện áp của nhiễu : Vn  Giá trị trung bình tính theo hàm mật độ xác suất : • p : hàm mật độ xác suất • dA : yếu tố diện tích trong mặt phẳng phức Vn  Mật độ công suất :  Sử dụng hệ thức số học cho số phức với hằng số thực :  Xét điện áp của 2 nhiễu V1 và V2 sử dụng biểu thức khai triển :  Nếu điện áp nhiễu tạo ra từ 2 nguồn không phụ thuộc lẫn nhau (2 điện trở) => số hạng tương quan bằng 0 => Mật độ công suất :6 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Công thức Nyquist Nyquists Formula /ˈnaɪkwɪst/ Xét mạch cộng hưởng nối tiếp  Nhiễu sinh ra do dao động của các nguyên tử trong điện trở R  Điện áp trên tụ điện  Giá trị ước tính :  Ở điều kiện cân bằng nhiệt, năng lượng nhiệt tích trữ của mạch :  Công thức nhiễu Nyquist : • Điện áp nhiễu không phụ thuộc vào tần số7 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 3. Công thức Nyquist  Đại lượng bất biến của điện áp Xét mạch tương đương  Nhiễu gây ra bởi điện trở tải R  Điện áp trên tải =  Mật độ công suất  Nhiệt độ hiệu dụng của nhiễu :  Nhiệt độ của nhiễu nói chung : • Bao gồm các loại mạch thu tín hiêu, mạch khuếch đại, mạch trộn và antenna • NEP : Công suất nhiễu cân bằng • G : độ lợi8 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 4. Nhiễu do suy hao Attenuator Noise  Ký hiệu • L : hệ số suy hao • Na : mật độ công suất nhiễu ở đầu ra  Điện trở R ở ngõ vào của mạch suy hao  Giả thiết : hệ có cùng nhiệt độ  Mật độ công suất ở ngõ ra :  Nhiễu bao gồm 2 phần • Phần do điện trở : • Phần còn lại do máy giảm nhiễu L  Viết lại biểu thức mật độ công suất dưới dạng:  Suy ra mật độ công suất nhiễu  Nhiệt độ của nhiễu do suy hao9 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 5. Các thành phần theo tầng Cascading Components Xác định mật độ nhiễu tổng cộng  Xét thiết bị có 3 tầng khuếch đại  Ta có mật độ nhiễu tổng cộng ở ngõ ra  Nhiệt độ nhiễu của máy thu :  Hệ số tạp âm (noise figure) : F • T0 : nhiệt độ tham chiếu, thường được chọn là 290K10 Ngô Văn Thanh – Viện Vật lý @ 2016 6. Đánh giá nhiễu Measuring Noise Các phương pháp xác định MDS (minimum detectible signal)  Để xác định được nhiệt độ nhiễu Tr : • ...