Bài 7. Suy giảm tín hiệu - Chuyên đề học tập Lí 11 Chân trời sáng tạo

KĐ

Khi điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay đặt càng ra xa thiết bị phát sóng wifi hoặc có nhiều vật cản thì tín hiệu nhận được ở các máy thu như điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay càng yếu. Điều này cho thấy tín hiệu có thể bị suy giảm trong một số điều kiện. Như vậy, độ suy giảm tín hiệu là gì? Những yếu tố nào đã ảnh hưởng đến độ mạnh, yếu của tín hiệu trong quá trình được truyền đi?

Lời giải chi tiết:

Sự suy giảm tín hiệu là sự suy giảm công suất của tín hiệu trong quá trình truyền đi.

Sự suy giảm này chủ yếu do sự tán xạ của tín hiệu và hấp thụ của môi trường truyền dẫn trong quá trình tín hiệu được truyền đi. Độ suy giảm tín hiệu phụ thuộc vào khoảng cách mà tín hiệu được truyền đi

CH

Giải thích nguyên nhân gây ra sự suy giảm năng lượng của: tín hiệu điện truyền trong dây dẫn, tín hiệu sóng điện từ truyền đi trong không gian.

Lời giải chi tiết:

Tín hiệu điện truyền trong dây dẫn, tín hiệu sóng điện từ truyền đi trong không gian giảm do sự tán xạ của tín hiệu và hấp thụ của môi trường truyền dẫn.

LT

Xét một tín hiệu sóng ánh sáng truyền trong dây cáp quang có công suất đầu vào P₁=2,4.10⁻³ W và công suất đầu ra đo được tại vị trí xác định là P₂=2,0.10⁻¹⁰W. Biết độ suy giảm tín hiệu trên một đơn vị chiều dài khi tín hiệu truyền trong dây cáp quang này là 10 dB/km. Hãy tính độ dài của đoạn dây cáp từ nơi phát tín hiệu đến vị trí đang xét.

Lời giải chi tiết:

Độ dài của đoạn dây cáp từ nơi phát tín hiệu đến vị trí đang xét

\(l.{A_l} = 10\lg \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \Rightarrow l = 7km\)

CH 1

Dựa vào công thức (7.3), cho biết ta có thể trích xuất được tín hiệu cần khi tỉ số tín hiệu/nhiễu bằng 0dB không?

Lời giải chi tiết:

Ta có thể trích xuất được tỉ số tín hiệu/nhiễu bằng 0dB khi P_S=P_N

CH 2

Nêu những ảnh hưởng của suy giảm tín hiệu đến chất lượng tín hiệu và một số biện pháp giảm bớt ảnh hưởng này.

Lời giải chi tiết:

Trong thực tế, khi được truyền từ máy phát đến máy thu, tín hiệu bị suy giảm vì nhiều nguyên nhân khác nhau: sự phản xạ, sự tán xạ gây ra bởi các vật cản như núi đồi, nhà cửa, cây cối,... nghĩa là ảnh hưởng của nhiễu càng lớn khi quãng đường truyền đi càng xa.

Ngay cả khi xét trường hợp lí tưởng, khi tín hiệu được truyền đi trong không gian không có vật cản thi vẫn tồn tại độ giảm tín hiệu bởi công suất của tín hiệu cũng bị giảm đi theo khoảng cách.

Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của tín hiệu: biên độ của tín hiệu không đủ lớn để ta có thể ghi nhận, tín hiệu bị biến dạng làm cho thông tin mà tín hiệu cần truyền đi không thể được khôi phục nguyên bản, mất tín hiệu,...

LT

Giải thích vì sao ta khó có được chất lượng tín hiệu tốt khi sử dụng tín hiệu tương tự để truyền đi.

Lời giải chi tiết:

Khi truyền tín hiệu đi xa sẽ dụng mạch khuếch đại, nếu tín hiệu được truyền đi dưới dạng tín hiệu tương tự, việc khuếch đại sẽ làm tăng đồng thời công suất của cả tín hiệu cần truyền và tín hiệu nhiễu, do đó không thể cải thiện được chất lượng tín hiệu khi truyền.

VD

Quan sát đồ thị ở Hình 7.1 và thảo luận về độ suy giảm khi tín hiệu truyền qua bức tường có bề dày khoảng 0,5 m.

Lời giải chi tiết:

Độ suy giảm tín hiệu nhanh hơn khi đi qua bức tường vì độ dốc của biên độ dốc hơn so với những vị trí khác

Bài 1

Cho biết công suất đầu vào và đầu ra của một tín hiệu khi được truyền đi lần lượt là 1,0 W và 10 mW. Tính độ suy giảm tín hiểu trên đường truyền đang xét.

Lời giải chi tiết:

Độ suy giảm tín hiểu trên đường truyền đang xét: \(A = 10\lg \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} =  - 20dB\)

Bài 2

Một đường truyền tín hiệu dài 4,00 km có các công suất đầu vào P₁ = 280 mW. Cho biết độ suy giảm tín hiệu trên mỗi km đường truyền là 1,60 dB/km. Tính công suất đầu ra P₂.

Lời giải chi tiết:

Ta có: \(dB = 10\lg \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}\)

Vì tín hiệu đầu ra cách đầu vào 4 km

\( \Rightarrow 1,6.4 = 10\lg \frac{{{P_2}}}{{280}} \Rightarrow {P_2} = 1222mW\)