PHÁT THANH TRUY N HÌNHỀ I PH N K THU T PHÁT THANH Ầ Ỹ Ậ 1 Các bài t p v h th ng phát thanh AM, FM h s đi u ch , công su t, đ l ch ậ ề ệ ố ệ ố ề ế ấ ộ ệ t n s , v ph ầ ố ẽ ổ Bài t p m u 1 ậ ẫ M t tín hi u AM có biên đ 25V, t n s 100 KHz và đ c đi u ch b i các tín hi u hình Sinộ ệ ộ ấ ố ượ ề ế ở ệ 5 KHz v i h s đi u ch (m) là 95 % V bi u di n ph c a tín hi u đi u ch trên? Xác đ nhớ ệ ố ề ế ẽ ể ễ ổ ủ ệ ề ế ị băng t n yêu c u? Tính toán các công su t liên quan t ng ng v i t i 50ầ ầ ấ ươ ứ ớ ả ?Ω Bài.
Trang 1PHÁT THANH TRUY N HÌNHỀ
I.PH N K THU T PHÁT THANH:Ầ Ỹ Ậ
1. Các bài t p v h th ng phát thanh AM, FM: h s đi u ch , công su t, đ l ch ậ ề ệ ố ệ ố ề ế ấ ộ ệ
t n s , v ph … ầ ố ẽ ổ
Bài t p m u 1:ậ ẫ
M t tín hi u AM có biên đ 25V, t n s 100 KHz và độ ệ ộ ấ ố ược đi u ch b i các tín hi u hình Sinề ế ở ệ
5 KHz v i h s đi u ch (m) là 95 %. V bi u di n ph c a tín hi u đi u ch trên?. Xác đ nhớ ệ ố ề ế ẽ ể ễ ổ ủ ệ ề ế ị băng t n yêu c u?. Tính toán các công su t liên quan tầ ầ ấ ương ng v i t i 50ứ ớ ả Ω?
Bài làm:
Vm là biên đ c a tín hi uộ ủ ệ
Vc = 25V là biên đ c a sóng mangộ ủ
fc = 100 KHz là t n s sóng mangầ ố
fm = 5 KHz là tân s c a tín hi u đi u chố ủ ệ ề ế
Ta có h s đi u ch ệ ố ề ế
Vm=Vc.m = 25×0.95 = 23.75 (V)
Tín hi u sóng mang có d ng: vệ ạ c = Vc.sin(2 fπ ct) = 25 sin(2 10π 5.t)
Tín hi u đi u ch có d ng: ệ ề ế ạ
v=(Vc+Vmsin(2 fπ mt))sin(2 fπ c.t)
v=Vcsin(2 fπ ct) + Vm/2 cos(2 (fπ cfm)t) –Vm/2 cos(2 (fπ c+fm)t)
V y ph c a tín hi u có 3 thành ph n là fậ ổ ủ ệ ầ c, fcfm, fc+fm có d ng ph nh sau:ạ ổ ư
Băng t n yêu c uầ ầ
B= 2×fm = 10 (KHz)
Công su t c a tín hi u AMấ ủ ệ
(W)
Bài t p m u 2:ậ ẫ (thêm bài FM n a cho ch c ữ ắ )
M t máy phát FM phát đi tín hi u có fộ ệ d=60 KHz và fm=15 KHz n u biên đ sóng mangế ộ
là 25 V. Xác đ nh s lị ố ượng các thành ph n tân s biên đ đ m b o 98% công su t t p trungầ ố ể ả ả ấ ậ
t n s songa mang và các thành ph n t n s V bi u di n ph c a tín hi u đi u ch nói
trên. Xác đ nh băng t n yêu c u.ị ầ ấ
Trang 2Áp d ng quy t c Carson đ đ m b o 98% công su t t p trung tân s sóng mang vàụ ắ ể ả ả ấ ậ ở ố các thành ph n t n s song mang thì băng thông yêu c u là:ầ ấ ố ầ
BW= 2(fd+fm) = 2(60+15) =150 KHz
S lố ượng thành ph n t n s là:ầ ầ ố 150/15 + 1 = 11 (thành ph n t n s )ầ ầ ố Khai tri n ta để ược bi u th c sau đi u ch :ể ứ ề ế v=Vc{J0( )sin( ct)+J1( )[sin( c+ m)t sin( c m)t] J2( )[sin( c+2 m)t +sin( c2 m)t]+ J3( ) [sin( c+3 m)t sin( c3 m)t]…}
D ng ph c a tín hi u sau đi u ch :ạ ổ ủ ệ ề ế
-75 -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 75 -15
-10 -5 0 5 10 15
f - fc
2. Các bài t p v h th ng phát thanh DAB: đi u ch OFDM ậ ề ệ ố ề ế
Bài t p m u: ậ ẫ
Cho h th ng OFDM đệ ố ượ ử ục s d ng trong m ng truy n hình v i t c đ truy n 32 Mbps đạ ề ớ ố ộ ề ộ dài c c đ i c a đáp ng xung hình là 800 nsự ạ ủ ứ
a Xác đ nh kho ng cách c a sóng mang n u kho ng cách th i gian b o v là 20 % trên toàn bị ả ủ ế ả ờ ả ệ ộ kho ng th i gian ký hi u?ả ờ ệ
b Tính t s tín hi u trên nhi u b m t do chèn kho ng b o v ?ỷ ố ệ ễ ị ấ ả ả ệ
c Xác đ nh s sóng mang con c a tín hi u truy n bi t băng thông c a kênh là 20 MHz.ị ố ủ ệ ề ế ủ
Trang 3d Cho các phương pháp đi u ch BPSK, QPSK, 8PSK, 16 QAM, 64QAM. Chon 1 trong cácề ế
phương pháp đi u ch đ đ t t c đ truy n d n theo yêu c u.ề ế ể ạ ố ộ ề ẫ ầ
Bài làm
a Ta có th i gian b o v chèn vào đ tránh nhi u ký hi u là ờ ả ề ể ễ ệ
Tcp=800(ns)=0.8μs Chu k ký hi u OFDM là: Tỳ ệ s=TFFT+Tcp
Trong đó : TFFT là chu k ph n hi u dùng c a OFDMỳ ầ ệ ủ
Tcp là kho ng th i gian chènả ờ
Ts là chu k ký hi u OFDMỳ ệ
Vì th i gian chèn chi m 20% chu k ký hi u nên ta có:ờ ế ỳ ệ
Ts = 0.8×100/20 = 4 (μs)
TFFT = TsTcp = 40.8 = 3.2 (μs)
Kho ng cách c a sóng mang:ả ủ
f = 1/TFFT = 1/3.2 = 0.3125 (MHz)
b T s tín hi u b m t trên t p âm:ỷ ố ệ ị ấ ạ
S/Nlost = 1Tcp/Ts = 0.8 (l n)ầ
c S sóng mang con c a tín hi u truy n là:ố ủ ệ ề
N = B/ f = 20/0.3125 = 64 (song mang con)
d T c đ truy n là 32 Mbps ố ộ ề
V y t c đ yêu c u c a m i sóng mang con s là 32/N (Mbps).ậ ố ộ ầ ủ ỗ ẽ
S bit c n dùng đ đi u ch là: (32ố ầ ể ề ế ×Ts)/N (bit)
S tr ng thái c a đi u ch s là M = 2ố ạ ủ ề ế ẽ (32×T)/N = 2(32×4)/64 = 22 = 4
V y có th ch n phậ ể ọ ương pháp đi u ch QPSK đ đ m b o t c đ truy n d n!ề ế ể ả ả ố ộ ề ẫ
Trang 43. Bài t p truy n hình t ậ ề ươ ng t : ự
Tính t n s sóng mang hình và t n s sóng mang ti ng c a kênh truy n hình UHF,ầ ố ầ ố ế ủ ề VHF , bài t p v quét ậ ề
Bài t p m u:ậ ẫ
Example : Cho hình nh đen tr ng c a ch F đ c th hi n nh hình v bên:ả ắ ủ ữ ượ ể ệ ư ở ẽ
(1) Xác đ nh các m c đi n áp c a các dòng 1 đ n 8 (đen=1V tr ng=0V)ị ứ ệ ủ ế ắ
(2) V bi u di n đi n áp dòng quét đẽ ể ễ ệ ược truy n n i ti p c a ch E này?ề ố ế ủ ữ
Theo tiêu chu n thì s là 525 dòng cho m t b c nh v i chu n băng thông t i u là 6Mhz.ẩ ẽ ộ ứ ả ớ ẩ ố ư
Ảnh kh i hình vuông đố ược chia thành 15 dòng đánh s t 1 t i 15 v i 24 c t đố ừ ớ ớ ộ ược bi u di nể ễ
nh trong hìnhư
Xác đ nh các m c đi n áp c a các dòng t 1 cho đ n 8 v i quy t c có tín hi u cho m c đi nị ứ ệ ủ ừ ế ớ ắ ệ ứ ệ
áp 1 và không có tín hi u cho m c đi n áp 0.ệ ứ ệ
Các m c đi n áp t dòng 1 t i dòng 8 là :ứ ệ ừ ớ
V bi u di n đi n áp dòng quét đẽ ể ễ ệ ược truy n n i ti p c a ch E này:ề ố ế ủ ữ
Trang 5PH N II K THU T TRUY N HÌNH SẦ Ỹ Ậ Ề Ố
Tiêu chu n l y m uẩ ấ ẫ
Chú ý HD 1080p, HD 1080i, HD 720p h bi n nh t hi n nay v n là chu n 720p (v i m iổ ế ấ ệ ẫ ẩ ớ ỗ khung hình có đ phân gi i 1280 x 720 pixel) và chu n 1080i (đ phân gi i 1920 x 1080 pixel). Chộ ả ẩ ộ ả ữ
“p” bi u th cho công ngh "progressive scan" (quét liên t c) hay có nghĩa là hình nh để ị ệ ụ ả ược “v ” lênẽ
m t cách liên t c theo chi u quét c a màn hình.Ch "i" vi t t t cho t "interlaced" (xen k ph iộ ụ ề ủ ữ ế ắ ừ ẽ ả chia đôi ra), có nghĩa các n a c a toàn b hình nh đử ủ ộ ả ược chi u lên màn hình v i t c đ 60 l n/giâyế ớ ố ộ ầ
nh ng m t c a chúng ta s t đ ng g p chúng l i và “tái s n xu t” thành nh ng hình nh v i t cư ắ ủ ẽ ự ộ ộ ạ ả ấ ữ ả ớ ố
đ 30 khung hình/giâyộ
Bài t p m u 1:ậ ẫ
Cho h th ng truy n hình s m t đ t chu n DVBT bi t r ng. ệ ố ề ố ặ ấ ẩ ế ằ
a H th ng truy n hình s có đ phân gi i 720ệ ố ề ố ộ ả ×576 cho chói và 360×576 cho màu, t n s quétầ ố mành là 50Hz. Gi s dung lả ử ượng kênh truy n 100 Mbps. Tìm s bít bi u di n cho m t m u tínề ố ể ễ ộ ẫ
hi u chói và tín hi u màu . bi t r ng chói và màu đệ ệ ế ằ ược bi u di n v i s bit nh nhauể ễ ớ ố ư
b Xác đ nh không gian l u tr chu i video dài 30 phút bi t r ng chu n l y m u là 4:4:4, có đị ư ữ ỗ ế ằ ẩ ấ ẫ ộ phân gi i là 720ả ×576 đ i v i chói và 16 bít trên m u, t n s quét mành 60Hz. T l nén 30 cho chóiố ớ ẫ ầ ố ỉ ệ
và t l nén màu thì g p đôi chói. ỉ ệ ấ
c Chu n DVBT có t c đ dòng d li u kh d ng là 5Mbps v i đ r ng kênh là 8MHz. Xácẩ ố ộ ữ ệ ả ụ ớ ộ ộ
đ nh t c đ dòng d li u n u t t c các tham s c a h th ng không thay đ i ngo i tr , t l mãị ố ộ ữ ệ ế ấ ả ố ủ ệ ố ổ ạ ừ ỉ ệ kênh thay đ i t 3/4 sang 5/6 và t đi u ch QPSK thành 64 QAM.ổ ừ ừ ề ế
Bài làm:
a)
S m u cho m t khung : 720ố ẫ ộ ×576+ 2×360×576 = 829440 m u/khungẫ
S bit cho m t khung : 100ố ộ ×106 /25 =4×106 (bit/khung)
S bít cho m t m u: ố ộ ẫ s bít trên m t khung ố ộ /s m u trên m t khung ố ẫ ộ = 4×106/829440 = 4.8 bit/m uẫ
V y s bít l n nh t đ bi u di n m t m u mà v n đ m b o truy n đậ ố ớ ấ ể ể ễ ộ ẫ ẫ ả ả ề ược trên kênh là 4 bít/m uẫ
b)
S bit cho m t khung : ố ộ
(bit/khung)
T c đ bit là:ố ộ
Rb = 442368×30 = 13271040 bit/s
Trang 6Dung lượng c n đ l u tr :ầ ể ư ữ
Rb×30×60 = 796.2624 (Mb)
c)
R là t c đ bit khi t l mã kênh là 3/4 v i đi u ch QPSKố ộ ỉ ệ ớ ề ế
R' là t c đ bit khi t l mã kênh là 5/6 v i đi u ch 64QAMố ộ ỉ ệ ớ ề ế
V y R' đậ ược tính theo công th c sauứ
=0.3 R' = R/0.3 = 50/3 (Mbps)
Bài t p m u 2:ậ ẫ
Cho h th ng truy n hình s m t đ t chu n DVBT bi t r ng:ệ ố ề ố ặ ấ ẩ ế ằ
a) Kênh truy n hình HD chu n 720i. T n s quét là 60Hz. Đ phân gi i c a tín hi u màuề ẩ ầ ố ộ ả ủ ệ
b ng ½ đ phân gi i c a chói. Gi s dung lằ ộ ả ủ ả ử ượng kênh là 200 Mbps. Tìm s bít bi u di nố ể ễ cho m i m u tín hi u chói và màu bi t r ng chói và màu đỗ ẫ ệ ế ằ ược bi u di n v i s bit nhể ễ ớ ố ư nhau
b) Xác đ nh không gian l u tr chu i video có đ dài 60 phút bi t r ng chu n l y m u 4:2:0,ị ư ữ ỗ ộ ế ằ ẩ ấ ẫ
đ phân gi i 720×576 dành cho chói và 8 bit m t m u. T n s quét mành là 50 Hz t sộ ả ộ ẫ ấ ố ỷ ố nén là 25 cho chói và g p 2 l n cho màu.ấ ầ
c) Chu n DVBT s d ng k thu t chèn có t c đ dòng d li u kh d ng là 5 Mbps. Đẩ ử ụ ỹ ậ ố ộ ữ ệ ả ụ ộ
r ng kênh là 8Mbps. Xác đ nh t c đ c a dòng d li u n u t t c các thông s c a hộ ị ố ộ ủ ữ ệ ế ấ ả ố ủ ệ
th ng không thay đ i ngo i tr ti l mã kênh thay đ i t ½ lên 2/3 và đi u ch t 8 PSKố ổ ạ ừ ệ ổ ừ ề ế ừ lên thành 64QAM
Bài làm:
Truy n hình HD chu n 720i s d ng quét đan xen và có đ phân gi i là ề ẩ ử ụ ộ ả 1280×720 pixel
T c đ khung là fố ộ khung= 60/2 = 30 (khung/giây)
S m u c a m t khung là :ố ẫ ủ ộ
(m u)ẫ
S bit trên m t khung là:ố ộ
200×106 / 30 = 20/3 (Mbps)
Vì s bit trên m t m u chói và m t m u màu là b ng nhau nên ta có s bit trên m t m u ố ộ ẫ ộ ẫ ằ ố ộ ẫ (bit/m u)ẫ
V y s bit l n nh t có th đ bi u di n m t m u mà v n đ m b o truy n đậ ố ớ ấ ể ể ể ễ ộ ẫ ẫ ả ả ề ược trên kênh là
4 bit/m uẫ
b)
T c đ khung là fố ộ khung= 50/2 = 25 (khung/giây)
Đ phân gi i dành cho m t màu là 360ộ ả ộ ×288
Trang 7T s nén dành cho màu là: 25 ỉ ố × 2 = 50 (l n)ầ
S bit dành cho m t khung là:ố ộ
(bit/khung)
T c đ bit là: ố ộ
Rb = 165888×25 = 4147200 bit/giây
Không gian l u tr là ư ữ
Rb×60×60= 14,93 Gbps
c)
R là t c đ bit khi t l mã kênh là 1/2 v i đi u ch 8PSKố ộ ỉ ệ ớ ề ế R' là t c đ bit khi t l mã kênh là 2/3 v i đi u ch 64QAMố ộ ỉ ệ ớ ề ế
V y R' đậ ược tính theo công th c sauứ
=0.375 R' = R/0.375 = 13.33 (Mbps)