TIỂU LUẬN CUỐI KÌ FREQUENCY SHIFT KEYING

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG HÀNG KHƠNG ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ TIỂU LUẬN CUỐI KÌ FREQUENCY SHIFT KEYING Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ths Nguyễn Thanh Hiếu Nguyễn Lê Bảo Duy 1953020068 Võ Bảo Hân 1953020045 Nguyễn Tiên 1953020089 Triệu Thuận Tường 1953020083 Đào Ngọc Linh 1953020050 Lớp: 19ĐHĐT02 TP Hồ Chí Minh-2022 hotrotailieu247@gmail.com 1 hotrotailieu247@gmail.com LỜI CẢM ƠN Em cảm ơn thầy tận tình dạy hướng dẫn em bạn học kì vừa qua Em chúc thầy có thật nhiều sức khỏe vui vẻ mùa dịch Em xin trân trọng cảm ơn! hotrotailieu247@gmail.com NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… Ngày Tháng…….Năm 20XX Giáo viên hướng dẫn (ký tên ghi họ tên) hotrotailieu247@gmail.com MỤC LỤC I GIỚI THIỆU 1) Khái niệm 2) Băng thông FSK 3) Ưu điểm nhược điểm FSK A) Ưu điểm B) Nhược điểm II ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ FSK 1) Khái niệm 2) Sơ đồ điều chế FSK 3) Sơ đồ giải điều chế FSK III BÀI TẬP IV BÀI TẬP MATLAB TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 hotrotailieu247@gmail.com FREQUENCY SHIFT KEYING - Truyền thông kỹ thuật số trở nên quan trọng với việc mở rộng sử dụng máy tính liệu tiếp tục phát triển thành ngành công nghiệp lớn cung cấp thiết bị ngoại vi máy tính truyền tải liệu trang web từ xa Bất sơ đồ điều chế số sử dụng số hữu hạn tín hiệu rõ để làm đại diện cho liệu kỹ thuật số I GIỚI THIỆU (INTRODUCTION) - Có lớp kỹ thuật điều chế kỹ thuật số dùng để truyền số liệu đại diện kỹ thuật số: + Điều chế theo biên độ ( ASK) + Điều chế theo tần số (FSK) + Điều chế theo pha tín hiệu ( PSK) + Ngồi cịn có phương thức thứ tư QAM (quadrature amplitude modulation) phương thức điều chế hiệu dùng modem 1) Khái niệm - Là phương pháp mà tần số tín hiệu sóng mang thay đổi để biểu diễn bit ‘1’ ‘0’ (biên độ góc pha khơng thay đổi) Ví dụ: - Bit ‘0’ ứng với sóng mang v c1(t) = Vcm sin(2πfc1t+1800 ); Tồn chu kỳ bit hotrotailieu247@gmail.com - Bit ‘1’ ứng với sóng mang vc2(t) = Vcm sin(2πfc2t+1800 ): Tồn chu kỳ bit Giả sử fc2 > fc1; - Phương thức điều chế tần số giới thiệu để dùng với máy chữ điện báo vào năm 1900 Tốc độ tiêu chuẩn máy 45 bốt, tương đương khoảng 45 bit giây Khi máy tính cá nhân trở thành phổ biến mạng đời, tốc độ phát tín hiệu chán ngắt Truyền tải tài liệu văn lớn chương trình nhiều giờ; chuyển hình ảnh chưa biết đến Trong suốt năm 1970, kỹ sư bắt đầu phát triển modem chạy tốc độ nhanh hơn, việc tìm kiếm băng thông lớn hết tiếp tục suốt từ Ngày nay, modem điện thoại tiêu chuẩn làm việc 1000000 bps ( megabit giây 1Mbps) modem cáp quang chức nhiều Mbps Nhưng nguyên tắc điều chế số (FSK) không thay đổi nửa kỷ qua hotrotailieu247@gmail.com - Hai trạng thái nhị phân, logic ( thấp ) ( cao ) đại diện cho dạng sóng tương tự Logic biểu diễn dạng sóng với tần số cụ thể Và logic biểu diễn dạng sóng với tần số khác Modem chuyển đổi liệu nhị phân từ máy tính đến điều chế tần số (FSK) cho phát sóng đường dây điện thoại, dây cáp, cáp quang, vô tuyến không dây Modem chuyển đổi tín hiệu FSK thành số thấp cao kỹ thuật số mà máy tính ' hiểu." 2) Băng thơng FSK: Phổ FSK tổ hợp hai phổ ASK tập trung quanh tần số: fC1 (bit 0) fC2 (bit 1) hotrotailieu247@gmail.com BW = fmax – fmin BW = fC2 + (1/2)Rbaud -[ fC1- (1/2)Rbaud ] BW = |fC2 - fC1| + Rbaud = Δf + N baud = Δf + R baud BWFSK = Δf + R baud ; BWASK =Rbaud ; Δf: Độ lệch tần số sóng mang Nbaud = Rbaud: Tốc độ baud Rbit = Rbaud 3) Ưu điểm nhược điểm FSK A) Ưu điểm - Quy trình đơn giản để xây dựng mạch - Các biến thể biên độ không - Hỗ trợ tốc độ liệu cao - Xác suất sai sót thấp - SNR (tỷ lệ tín hiệu nhiễu) cao - Khả chống ồn tốt ASK - Có thể tiếp nhận khơng có lỗi với FSK - Hữu ích việc truyền vơ tuyến tần số cao - Thích hợp truyền thơng tần số cao - Các ứng dụng kỹ thuật số tốc độ thấp B) Nhược điểm - Nó u cầu nhiều băng thơng ASK PSK (khóa lệch pha) - Do yêu cầu băng thơng lớn, FSK có hạn chế sử dụng modem tốc độ thấp có tốc độ bit 1200bits / giây - Tỷ lệ lỗi bit kênh AEGN so với khóa lệch pha - Bằng kỹ thuật điều chế FSK, đạt giao tiếp khơng có lỗi số ứng dụng kỹ thuật số Nhưng FSK có tốc độ liệu hữu hạn tiêu thụ nhiều băng thơng khắc phục QAM, gọi điều chế biên độ cầu phương Nó kết hợp điều chế biên độ điều chế pha hotrotailieu247@gmail.com II ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ FSK 1) Khái niệm - FSK (Frequency Shift Keying ), gọi điều chế theo tần số tín hiệu Tín hiệu FSk có dạng sóng dao động với tần số khác nhau, bit đặc trưng tần số khác tín hiệu - FSK xem tín hiệu trực giao Các sơ đồ tín hiệu chủ yếu sử dụng cho truyền số liệu số tốc độ thấp, lý để dùng rộng rãi modem số liệu tương đối dễ dàng tạo tín hiệu dùng giải điều chế khung kết hợp Như tên gọi, tin tức số truyền cách đơn giản cách dịch tần số sóng mang lượng định tương ứng với mức nhị phân 2) Sơ đồ điều chế FSK Phương pháp điều chế FSK cho phép tạo tín hiệu FSK dạng sin với tần số - Khi Data bit = 1, điều khiển khóa K vị trí nối sóng mang tần số F1 với lối FSK - Khi Data bit = 0, điều khiển khóa K vị trí nối sóng mang tần số F2 với lối FSK Hình Điều chế FSK hotrotailieu247@gmail.com - Ở sơ đồ điều chế FSK hình b sử dụng máy phát điều khiển VCO (Voltage Control Oscillator) sử dụng trạng thái “1” “0”, VCO phát hai tần số F1 F2 tương ứng - Trên hình c sơ đồ điều chế sử dụng chia với hệ số chia khác N M Data bit sử dụng để điều khiển chọn hệ số chia Ví dụ, Data bit = 1, chia có hệ số chia N, tạo chuỗi xung có tần số F1= fclock/N Còn Data bit = 0, chia có hệ số chia N, tạo chuỗi xung có tần số F2= fclock/M Giản đồ tín hiệu FSK cho hình d 3) Sơ đồ giải điều chế FSK - Mạch phổ biến giải điều chế tín hiệu FSK vịng khóa pha PLL Tín hiệu mạch lối vào mạch PLL lấy giá trị tần số Điện sai số chiều lối so pha theo dõi dịch chuyển tần số cho ta hai mức (cơ số 2) (mức cao mức thấp) tín hiệu lối vào FSK - Tín hiệu lối mạch PLL đưa tới mạch lọc thông thấp để loại bỏ thành phần cịn sót lại sóng mang Sau tín hiệu tới mạch tạo xung để tạo tín hiệu liệu xác 10 hotrotailieu247@gmail.com Hình Giải điều chế FSK III BÀI TẬP: Cho tín hiệu số 01101, tốc độ bit bps, điều chế phương pháp FSK Biên độ sóng mang 5V, tần số bit ‘1’ 20Hz, tần số bit ‘0’ 10Hz pha ban đầu sóng mang 1800 a Vẽ tín tín hiệu FSK b.Tín hiệu FSK có phải tín hiệu điều hồ hay khơng? Giải thích c Tính tốc độ Baud Giải: a Vẽ tín tín hiệu FSK ‘0’→ vc1(t)=5sin(2π.10t+1800 ) V; Tồn chu kỳ bit ‘1’→ vc2(t)=5sin(2π.20t+1800 ) V; Tồn chu kỳ bit Chu kỳ bit Tb=1/ Rb=1/5 = 200ms Chu kỳ sóng mang bit ‘0’; Tc1=1/ fc1=1/10 = 100ms Chu kỳ sóng mang bit ‘1’; Tc2=1/ fc2=1/20 = 50ms Vậy Tb= 2Tc1 =4Tc2 → chu kỳ bit chứa chu kỳ sóng mang fc1 chứa chu kỳ sóng mang fc2 b Tín hiệu FSK khơng phải tín hiệu điều hồ.Vì tần số thay đổi c Tốc độ Baud: Một đơn vị tín hiệu mang bit nên Rbit = Rbaud Suy Rbaud= baud/s 11 hotrotailieu247@gmail.com IV BÀI TẬP MATLAB clear; clc; b = input('Enter the Bit stream \n '); %b = [0 1 1 0]; n = length(b); t = 0:.01:n; x = 1:1:(n+1)*100; for i = 1:n if (b(i) == 0) b_p(i) = -1; else b_p(i) = 1; end for j = i:.1:i+1 bw(x(i*100:(i+1)*100)) = b_p(i); end end bw = bw(100:end); wo = 2*(2*pi*t); W = 1*(2*pi*t); sinHt = sin(wo+W); sinLt = sin(wo-W); st = sin(wo+(bw).*W); subplot(4,1,1) plot(t,bw) grid on ; axis([0 n -2 +2]) subplot(4,1,2) plot(t,sinHt) grid on ; axis([0 n -2 +2]) subplot(4,1,3) plot(t,sinLt) grid on ; axis([0 n -2 +2]) subplot(4,1,4) plot(t,st) grid on ; axis([0 n -2 +2]) Fs=1; figure %pburg(st,10) periodogram(st) 12 hotrotailieu247@gmail.com 13 hotrotailieu247@gmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu networking” , “ Data communications and Behrouz A.Forouzan Tài liệu “ Kỹ thuật thông tin số”, trường đại học bách khoa Hồ Chí Minh Các tài liệu mà giảng viên cung cấp Khái niệm Ưu điểm nhược điểm FSK Ưu điểm Nhược điểm ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ FSK BÀI TẬP MATLAB 10 11 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 ... điều chế FSK III BÀI TẬP IV BÀI TẬP MATLAB TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 hotrotailieu247@gmail.com FREQUENCY SHIFT KEYING - Truyền thông kỹ thuật số trở nên quan trọng với việc mở rộng sử dụng máy tính liệu... chế pha hotrotailieu247@gmail.com II ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ FSK 1) Khái niệm - FSK (Frequency Shift Keying ), gọi điều chế theo tần số tín hiệu Tín hiệu FSk có dạng sóng dao động với tần số...hotrotailieu247@gmail.com 1 hotrotailieu247@gmail.com LỜI CẢM ƠN Em cảm ơn thầy tận tình dạy hướng dẫn em bạn học kì vừa qua Em chúc thầy có thật nhiều sức khỏe vui vẻ mùa dịch Em xin trân trọng cảm ơn! hotrotailieu247@gmail.com