Bài 5. Tín hiệu tương tự và tín hiệu số - Chuyên đề học tập Lí 11 Kết nối tri thức

1. Nội dung câu hỏi

Thông tin được biến đổi thành dạng điện/quang phù hợp để truyền đi xa được gọi là tín hiệu. Trên thực tế, tín hiệu có thể tồn tại ở dạng tương tự hoặc số. Tín hiệu số sẽ dễ dàng được xử lí và lưu trữ trong các thiết bị và máy tính, cũng như có độ chính xác và ít bị ảnh hưởng bởi nhiều hơn tín hiệu tương tự nhưng nó lại không thể truyền qua hầu hết các kênh truyền thông (như môi trường không khí). Vậy bằng cách nào chúng ta có thể biến đổi một tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược lại?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Để biến đổi một tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược lại ta cần phải phối ghép giữa nguồn có tín hiệu có dạng tương tự với các hệ thống xử lý số bởi các mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC : Analog-Digial Converter) và các mạch chuyển đổi số - tương tự (DAC : Digial- Analog Converter).

1. Nội dung câu hỏi

Trong Hình 5.1, theo em đại lượng nào sẽ biến đổi liên tục theo thời gian?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Điện áp là đại lượng biến thiên theo thời gian.

1. Nội dung câu hỏi

Hãy cho biết, tín hiệu số với hai mức và tín hiệu số với bốn mức, tín hiệu nào cho phép mang nhiều bit hơn trên một mức?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Tín hiệu số với 4 mức mang nhiều bit hơn so với tín hiệu số với 2 mức 

1. Nội dung câu hỏi

Tín hiệu tương tự và tín hiệu số có bao nhiêu giá trị (mức) điện áp, sự khác nhau cơ bản giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số là gì?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Sự khác nhau cơ bản giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số:

• Một tín hiệu tương tự đại diện cho một sóng liên tục thay đổi liên tục trong một khoảng thời gian. Mặt khác, tín hiệu số đại diện cho một sóng không liên tục mang thông tin ở định dạng nhị phân và có các giá trị riêng biệt.
• Tín hiệu tương tự luôn được biểu thị bằng sóng hình sin liên tục trong khi đó, tín hiệu số được biểu thị bằng sóng vuông.
• Trong khi nói về tín hiệu tương tự mô tả đặc trưng của sóng đối với biên độ, chu kỳ hoặc tần số và pha của sóng. Mặt khác, trong khi nói về các tín hiệu số mô tả đặc trưng của sóng đối với tốc độ bit và khoảng bit.
• Phạm vi của tín hiệu tương tự không cố định trong khi phạm vi của tín hiệu số là hữu hạn và nằm trong khoảng từ 0 đến 1.
• Tín hiệu tương tự dễ bị méo hơn khi phản ứng với nhiễu, nhưng tín hiệu số có khả năng miễn nhiễm với nhiễu do đó hiếm khi phải đối mặt với bất kỳ biến dạng nào.
• Một tín hiệu tương tự truyền dữ liệu dưới dạng sóng trong khi đó, tín hiệu số truyền dữ liệu ở dạng nhị phân tức là dưới dạng bit.
• Ví dụ tốt nhất về tín hiệu tương tự là giọng nói của con người và ví dụ tốt nhất về tín hiệu số là truyền dữ liệu trong máy tính.

1. Nội dung câu hỏi

Hãy rút ra ưu, nhược điểm của việc truyền dữ liệu dưới dạng số so với việc truyền dữ liệu dưới dạng tương tự theo các gợi ý sau:

a) Ảnh hưởng của nhiễu.
b) Suy giảm trong quá trình truyền và ghi/đọc.
c) Chất lượng tín hiệu và số lần sao chép.
d) Khả năng khôi phục tín hiệu.
e) Khả năng nén, lưu trữ, xử lí, bảo mật.
g) Cho phép nhiều người dùng.

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Ưu, nhược điểm của việc truyền dữ liệu dưới dạng số so với việc truyền dữ liệu dưới dạng tương tự

1. Nội dung câu hỏi

1. Chức năng của các bộ biến điệu và tách sóng trong Hình 5.7 là gì?

2. Tín hiệu thu được đằng sau micro trong Hình 5.7 là tín hiệu tương tự hay tín hiệu số?

3. Tín hiệu được phát ra loa trong Hình 5.7 là tín hiệu tương tự hay tín hiệu số?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

1. Bộ biến điệu: Trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần.

Bộ tách sóng: Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần.

2. Tín hiệu đằng sau micro là tín hiệu tương tự.

3. Tín hiệu được phát ra loa trong Hình 5.7 là tín hiệu tương tự vì tín hiệu vừa đi qua mạch DAC và phát qua loa thì không làm thay đổi tín hiệu.

1. Nội dung câu hỏi

Cho biết tại sao muốn truyền giọng nói hoặc âm nhạc chúng ta phải biến đổi chúng từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số. Khi muốn thu giọng nói hoặc âm nhạc chúng ta lại phải biến đổi ngược từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự?

2. Phương pháp giải

Lý thuyết tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

3. Lời giải chi tiết

Muốn truyền giọng nói hoặc âm nhạc chúng ta phải biến đổi chúng từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số vì tín hiệu đầu vào là tín hiệu tương tự và muốn truyền đi thì tín hiệu số sẽ đảm bảo được chất lượng của tín hiệu.

Muốn thu giọng nói hoặc âm nhạc chúng ta lại phải biến đổi ngược từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự vì tín hiệu đầu vào là tín hiệu số và tín hiệu tương tự là tín hiệu tốt đối với việc thu giọng nói, âm nhạc.