Giáo án điện tử chuyên đề Vật lí 11 chân trời Bài 7: Suy giảm tín hiệu

CHÀO MỪNG CÁC EM

ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

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 ngày càng yếu. Điều này cho thấy tín hiệu có thể bị suy giảm trong một số điều kiện.

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?

BÀI 7:

SUY GIẢM TÍN HIỆU

NỘI DUNG BÀI HỌC

01

Độ suy giảm tín hiệu

02

Ảnh hưởng của

suy giảm tín hiệu đến chất lượng tín hiệu

ĐỘ SUY GIẢM TÍN HIỆU

1.

SUY GIẢM TÍN HIỆU

Thảo luận 1 (SGK - tr.39)

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.

• Khi tín hiệu truyền trong dây dẫn (hoặc một môi trường bất kì) luôn có hiện tượng hấp thụ năng lượng sóng điện từ bởi môi trường (do tương tác giữa điện từ trường và các phần tử trong môi trường).

Giải thích:

• Các phần tử này nhận năng lượng sóng điện từ làm cho năng lượng này giảm đi) và sự khuếch tán của tín hiệu (khi môi trường không đồng nhất về nhiệt độ, áp suất,… sóng điện từ sẽ đổi phương truyền).
• Sự suy giảm này càng lớn khi quãng đường truyền của tín hiệu càng lớn.

• Sự suy giảm tín hiệu là sự mất mát năng lượng khi tín hiệu được truyền qua môi trường truyền dẫn.
• Nguyên nhân: Do sự tán xạ của tín hiệu và hấp thụ của môi trường truyền dẫn trong quá trình tín hiệu được truyền đi.

GHI NHỚ

HỆ THỨC XÁC ĐỊNH ĐỘ SUY GIẢM TÍN HIỆU

Gọi công suất đầu vào và công suất đầu ra của tín hiệu lần lượt là 1 và 2, độ suy giảm tín hiệu A được xác định theo công thức:

Độ suy giảm tín hiệu có đơn vị là dB.

THẢO LUẬN CẶP ĐÔI

Luyện tập (SGK - tr.40)

Xét một tín hiệu sóng ánh sáng truyền trong dây cáp quang có công suất đầu vào 1 = 2,4.10-3 W và công suất đầu ra đo được tại vị trí xác định là 2 = 2,0.10-10 W. Biết độ suy giảm tín hiệu trên một đơn vị chiều dài khi tín hiệu truyền trong dây cáp quang này là 10dB/km. Hãy tính độ dài của đoạn dây cáp từ nơi phát tín hiệu đến vị trí đang xét.

Bài giải

ẢNH HƯỞNG CỦA SUY GIẢM TÍN HIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU

CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU

Thảo luận 2 (SGK - tr40)

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

(7.3)

Bài giải

GHI NHỚ

Chất lượng tín hiệu cho ta biết ảnh hưởng của tiếng ồn (hay nhiễu) lên tín hiệu truyền đi. Chất lượng tín hiệu được đặc trưng bởi tỉ số tín hiệu/nhiễu (SNR - signal-to-noise ratio), được xác định theo công thức:

ẢNH HƯỞNG CỦA SUY GIẢM TÍN HIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU

Thảo luận 3 (SGK - tr.40)

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

Chất lượng tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng do các yếu tố:

Các vật cản trên đường truyền gây ra sự phản xạ, tán xạ sóng điện từ.

Khoảng cách từ nguồn đến nơi thu sóng lớn,…làm giảm công suất tín hiệu hoặc làm tín hiệu bị biến dạng.

Biện pháp để khắc phục việc suy giảm tín hiệu:

Lập các trạm trung gian để khuếch đại tín hiệu sau khi tín hiệu được truyền qua một khoảng cách nhất định.

GHI NHỚ

Trong thực tế, khi được truyền từ máy phát đến máy thu, tín hiệu bị suy giảm vì nhiều nguyên nhân: sự phản xạ, sự tán xạ gây ra bởi các vật cản như núi đồi, nhà cửa, cây cối,…

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

Luyện tập (SGK - tr.41)

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

Biên độ tín hiệu giảm theo khoảng cách truyền. Tuy nhiên khi truyền qua bức tường, biên độ sụt giảm rõ rệt.

Các vật cản đóng vai trò quan trọng trong việc làm suy giảm tín hiệu.

LUYỆN TẬP

Phần 1: Bài tập trắc nghiệm

Công suất.

Biên độ.

Cường độ.

Tần số.

C

A

D

B

Câu 1: Suy giảm tín hiệu là sự suy giảm về yếu tố nào của tín hiệu trong quá trình truyền đi?

–30 dB.

–10 dB.

–3 dB.

–20 dB.

B

A

C

D

Câu 2: Cho biết công suất đầu vào và đầu ra của một tín hiệu khi được truyền đi lần lượt là 20 W và 20 mW. Độ suy giảm tín hiệu trên đường truyền đang xét là bao nhiêu?

30 dB.

4 dB.

20 dB.

50 dB.

B

A

D

C

Câu 3: Thông thường, một tín hiệu có chất lượng chấp nhận được khi tỉ số tín hiệu/nhiễu có giá trị lớn hơn bao nhiêu?

44 dB.

4,4 dB.

440 dB.

4 400 dB.

B

A

D

C

Do các trạm trung gian khuếch đại tín hiệu.

Sự tán xạ bởi

các vật cản.

Sự phản xạ bởi

các vật cản.

Khoảng cách

đường truyền lớn.

B

A

C

D

Câu 5: Đâu không phải nguyên nhân tín hiệu bị suy giảm?

Bài giải

Phần 2: Bài tập tự luận

--------------- Còn tiếp ---------------