111Equation Chapter 1 Section 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TIỂU LUẬN MẠNG KHÔNG DÂY VÀ DI ĐỘNG TÊN ĐỀ TÀI KĨ THUẬT ĐIỀU BIẾN TƯƠNG TỰ TRONG MẠNG KHÔNG DÂY VÀ DI ĐỘNG Sinh viên th[.]
111Equation Chapter Section TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TIỂU LUẬN MẠNG KHÔNG DÂY VÀ DI ĐỘNG TÊN ĐỀ TÀI: KĨ THUẬT ĐIỀU BIẾN TƯƠNG TỰ TRONG MẠNG KHÔNG DÂY VÀ DI ĐỘNG Sinh viên thực : Phạm Văn Nhật Lớp : D14CNPM7 Mã SV : 19810310536 Giảng viên hướng dẫn : TS Hồ Mạnh Cường MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung điều chế 1.1.1 Định nghĩa điều chế 1.1.2 Điều kiện điều chế 1.1.3 Mục đích điều chế 1.2 Điều biến biên độ AM 1.2.1 Định nghĩa: 1.2.2 Nhận xét điều chế AM 1.2.3 Mạch điều chế AM 1.2.4 Giải điều chế AM 1.3 Điều chế đơn biên SSB(Single Side Band): 1.4.Điều chế cân (Balanced Modulation): 1.5 Điều chế giải điều chế FM-PM 1.5.1 : Định nghĩa 1.5.2 Phổ FM (Frequency Modulation): 1.5.3 Phổ điều chế PM (Phase Modulation) 1.5.4 Giải điều chế PHẦN 2: ỨNG DỤNG KĨ THUẬT ĐIỀU BIẾN TƯƠNG TỰ 2.1 Q trình phát tín hiệu đài phát 2.2 Đường truyền từ đài phát đến máy thu cách nửa vòng Trái Đất KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO i MỞ ĐẦU Giao tiếp thu hút nhân loại mang lại kiến thức diễn xung quanh Trong sống hàng ngày chúng tôi, liên lạc với nhiều người sử dụng phương tiện giải trí truyền hình, radio, internet báo chí để tham gia Những phương tiện giải trí hoạt động nguồn thông tin liên lạc Giao tiếp điện tử bao gồm TV, radio, internet, vv Khi muốn truyền tín hiệu từ vị trí sang vị trí khác, phải tăng cường tín hiệu Sau trải qua q trình strenghthening tín hiệu đến khoảng cách dài Điều gọi điều chế, viết đưa nhìn tổng quan điều chế loại kỹ thuật điều chế Đó lý mà ngày hôm chọn đề tài thảo luận vấn đề điều chế tương tự mạng không dây di động Hơn thế, khoảng thời gian cho phép em chưa tìm hiểu hết tồn kiến thức linh vực , song hi vọng phần giúp bạn hiểu vấn đề xoay quanh tiểu luận điều chế tương tự mạng không dây , di động vận dụng vào đề tài khác tương tự mở rộng! Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung điều chế 1.1.1 Định nghĩa điều chế Điều chế (modulation) nói chung làm biến đổi đặc tính tín hiệu theo tín hiệu khác Trong hệ thống thơng tin tín hiệu bị biến đổi theo sóng mang (carrier) Có thể định nghĩa điều chế biến đổi thông số tín hiệu mang tin theo sóng mang 1.1.2.Điều kiện điều chế Tần số sóng mang cao tần fc (frequency carry), fc (8 10) Fmax Fmax: tần số cực đại tín hiệu điều chế băng gốc Thơng số sóng mang cao tần biến đổi tỷ lệ với biên độ tín hiệu điều chế Bandbase mà khơng phụ thuộc vào tần số Biên độ sóng mang cao tần V Vm (biên độ tín hiệu điều chế băng gốc) Trong điều chế xung – số tần số lấy mẫu fmẫu 2Fmax Phân loại điều chế: Điều chế tương tự: AM, FM, PM, SSB, DSB Điều chế số: ASK, FSK, PSK, QPSK,… Điều chế xung: PAM (Pulse Amplitude Modulation) PWM (Pulse Width Modulation) PPM (Pulse Position Modulation) PCM (Pulse Code Modulation) 1.1.3.Mục đích điều chế Mục đích điều chế gắn tín hiệu mang tin (thường băng gốc) vào tín hiệu song mang có phổ thích hợp hơn, tạo thành tín hiệu thơng dài để: Làm cho tín hiệu mang tin tương xứng với đặc điểm kênh truyền Kết hợp tin hiệu lại với (sử dụng ghép kênh phân tần số) truyền qua môi trường vật lý chung Bức xạ tín hiệu dùng anten có kích thước phù hợp thực tế Định vị phổ vô tuyển nhằm giữ cho giao thoa hệ thống mức cho phép 1.2.Điều biến biên độ AM(Amplitude Modulation) 1.2.1 Định nghĩa: - Định nghĩa: Điều biến AM trình dùng tin tức tác động lên sóng mang làm biến đổi biên độ sóng mang cao tần tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc - Sơ đồ khối điều biến AM mức thấp: Hình 1.2: Sơ đồ khối điều chế AM mức thấp -Ứng dụng: truyền hình, truyền - Sơ đồ khối mạch điều chế AM mức cao: Hình 1.3: sơ đồ khối điều chế AM mức cao - Đường bao cao tần AM lặp lại dạng tín hiệu điều chế - Cách đánh giá điều chế AM thơng qua đường bao: Hình1.4:Điều chế AM âm đơn -Vẽ phổ AM điều chế đơn âm: Hình 2.5:Phổ tín hiệu điều chế AM LSB: Lower Side Band USB: Upper Side Band - Cơng suất chế độ sóng mang: Trong đó: Vc giá trị biên độ sóng mang Req tải tương đương - Công suất ngõ AM lớn nhất: Nhận xét: công suất ngõ AM lớn phụ thuộc vào cơng suất sóng mang hệ số điều chế Khi điều chế cực đại, nghĩa mA=1, cơng suất ngõ AM lớn trường hợp là: - Công suất trung bình điều chế AM: Nhận xét: cơng suất trung bình điều chế AM tổng cơng suất sóng mang, cơng suất biên công suất biên - Băng thông điều chế AM: 1.2.2 Nhận xét điều chế AM - Cơng suất mang khơng tải tin chiếm nhiều - Công suất cao tần tải tin nhỏ hai biên phụ thuộc vào hệ số điều chế mA - Băng thông cần truyền lớn gấp đơi cần thiết nên phí tăng nhiễu - Xét tính hiệu sử dụng cơng suất cao tần - Tính chống nhiễu - Dễ thực tín hiệu AM máy thu giải điều chế đơn giản, rẽ - Điều chế AM dùng phát quảng bá MW-SW 1.2.3.Mạch điều chế AM - Mạch điều chế AM đơn giản dùng diode: Hình 2.6: Mạch điều chế AM đơn giản dùng diode - Mạch điều chế AM dương FET: Hình 2.7: Mạch điều chế AM dùng FET FET có điện trở ngõ tuyến tính, độ lợi mạch tuyến tính Hình 2.8: Mạch phát AM biến điệu chân C 1.2.4.Giải điều chế AM -Định nghĩa: q trình khơi phục lại tín hiệu nguyên thủy hay tín hiệu băng gốc Hình 2.9:Tách sóng bao hình -Sơ đồ khối giải điều chế AM Hình 2.10.Sơ đồ khối giải điều chế AM -Mạch giải điều chế AM dùng diode Hình 2.11: Mạch giải điều chế AM dùng diode + Ở chu kỳ dương D, dẫn, C, nạp đến giá trị biên độ tín hiệu cao tần + Ở chu kỳ âm, Dị tắt, tụ C1 xã qua Ry Diode D, tách sóng nửa bán kỳ biến độ tín hiệu cao tần Lê Với lựa chọn R,C, thích hợp, điện áp tụ C, có dạng đường bao cao tần tín hiệu giải điều chế AM: -Thơng thường giá trị R1 khoảng vài K 1.3.Điều chế đơn biên SSB(Single Side Band): - Định nghĩa: điều chế đơn biên SSB trình điều chế tạo biên tần (biên hay biên dưới) tín hiệu AM -Cách tạo SSB: Hình 2.12: Phổ tín hiệu điều chế AM, DSB, SSB - Băng thơng BWSSB=fm - Sóng mang phụ tín hiệu SSB từ 100KHz đến 500KHz Thông thường chọn 100KHz, hay 200KHz - Phạm vi ứng dụng: dùng thơng tin sóng ngắn, qn đội, hàng hải, … có khoảng cách thơng tin xa - Nhận xét: + So với AM điều chế SSB thực phức tạp + Băng thông SSB giảm phân so với AM Tiết kiệm băng tần, giảm nhiễu + Vì phát phần công suất biên nên công suất phát SSB thấp nhiều so công suất phát AM xét khoảng cách thông tin + S/N điều chế SSB tốt S/N điều chế AM 1.4.Điều chế cân (Balanced Modulation): - Điều chế cân bằng: tạo tín hiệu DSB - Sơ đồ mạch điều chế cân bằng: Hình 2.13 :Sơ đồ mạch điều chế cân Hình 2.14 :Quy trình hoạt động điều chế cân 10 - Ứng dụng: phát FM, đổi tần, điều chế số BPSK Giả sử sóng mang vng có dạng: Khi tín hiệu ngõ cân bằng: 1.5:Điều chế giải điều chế FM-PM: 1.5.1: Định nghĩa: Trong loại điều chế này, tần số tín hiệu sóng mang thay đổi theo tín 11 hiệu tin nhắn thông số khác biên độ pha không đổi Điều chế tần số sử dụng ứng dụng khác radar, radio đo từ xa, khảo sát địa chấn giám sát trẻ sơ sinh cho động kinh qua EEG, v.v Loại điều chế thường sử dụng để phát sóng âm nhạc lời nói, hệ thống ghi băng từ, hệ thống radio hai chiều hệ thống truyền dẫn video Khi tiếng ồn xảy tự nhiên hệ thống vô tuyến, điều chế tần số với đủ băng thông cung cấp lợi việc hủy bỏ tiếng ồn -Tín hiệu băng gốc: * Tín hiệu sóng mang cao tần: chưa điều chế - tần số góc sóng mang pha ban đầu pha tức thời dao động cao tần * Nếu tín hiệu điều chế tần thấp làm thay đổi pha tức thời ta có điều chế góc Trong điều chế góc biên độ sóng mang khơng đổi: + Nếu tín hiệu băng gốc làm thay đổi tần số ta có điều chế tẩn số FM + Nếu tín hiệu băng gốc làm thay đổi pha ban đầu pha PM * Mối quan hệ pha tần số: 12 ta có điều chế 13 1.5.2: Phổ FM (Frequency Modulation): - Phổ tín hiệu điều chế (FM, PM) điều chế đơn âm giống nhay xác định: Trong đó: - mf : hệ số điều chế -c : tần số góc sóng mang - m : tần số góc tín hiệu băng gốc -V: biên độ điều chế FM -Phổ băng tần hẹp FM: Hình 2.15:Phổ băng tần hẹp FM -Ứng dụng :dùng thông tin thoại FM với độ tần (5-15)KHz 14 *Nhận xét : - Công suất AM thay đổi theo điều chế Công suất FM không đổi (sai số không đáng kể) - Băng thông: xét mặt lý thuyết băng thơng FM-PM vơ lớn thực tế băng thông FM coi khơng đổi với cơng thức: -Tính chống nhiễu: thơng tin FM có tính chống nhiễu cao AM, điều chế FM thường chọn hệ thống thông tin điều chế tương tự 1.5.3: Phổ điều chế PM (Phase Modulation) 15 PM dạng điều chế quan trọng dùng thông tin FM gián tiếp dải hẹp, thông tin vệ tinh, thông tin vũ trụ tính chống nhiễu PM FM tốt AM Mạch PM dễ thực từ VCXO (mạch dao động thạch anh) có độ ổn định tần số cao Ngoài mạch FM có độ di tần cao, số điều chế lớn, tần số sóng mang bị trơi Trong điều chế PM độ ổn định tần số sóng mang tiêu chuẩn quan trọng mà dễ dàng thực - Định nghĩa: điều chế PM dạng điều chế pha tần số sóng mang cao tần khơng đổi, có pha sóng mang cao tần biến đổi tỉ lệ với điều chế - Công thức: 1.5.4:Giải điều chế -Sơ đồ mạch : Hình 2.16 : sơ đồ mạch giải điều chế PM 16 Nhận xét: giống mạch dạng điều chế cân fc = fi tín hiệu có tần số fc D1, D2 dẫn Nếu fc≠ fi mạch hoạt động đổi tần Mạch lọc RC chọn lọc lấy thành phần điện áp Vd phách hiệu (fi - fc) Khi khoá pha (đồng bộ) fi=fc cịn sai pha hai tín hiệu fi fc Điện áp Vd tỉ lệ với sai pha Mạch đổi tần thực hàm nhân tín hiệu điện áp 17 PHẦN 2: ỨNG DỤNG ĐIỀU BIẾN TƯƠNG TỰ 2.1 Q trình phát tín hiệu đài phát: Hình 2.17: Q trình phát sóng Radio AM Tín hiệu sau điều chế thành sóng mang khuếch đại lên cơng xuất hàng ngàn Wat sau truyền Anten phát Sóng điện từ phát từ Anten truyền không gian vận tốc ánh sáng, sóng AM truyền xa hàng ngàn Km chúng truyền theo đường thẳng, có tính chất phản xạ, khúc xạ ánh sáng 2.2 Đường truyền từ đài phát đến máy thu cách nửa vòng Trái Đất : Với đài phát xa cách nửa vòng trái đất đài BBC phát từ Anh Quốc, sóng điện từ truyền theo đường thẳng gặp tầng điện ly chúng phản xạ xuống trái đất lại phản xạ ngược lên nhiều lần đến máy thu, tín hiệu tới máy thu yếu sóng khơng ổn định Để truyền tín hiệu xa, đài phát thường phát băng sóng ngắn có tần số sóng mang từ 4 MHz đến khoảng 23 MHz 18 ... đề xoay quanh tiểu luận điều chế tương tự mạng khơng dây , di động vận dụng vào đề tài khác tương tự mở rộng! Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung điều chế 1.1.1 Định nghĩa điều chế Điều. .. gọi điều chế, viết đưa nhìn tổng quan điều chế loại kỹ thuật điều chế Đó lý mà ngày hôm chọn đề tài thảo luận vấn đề điều chế tương tự mạng không dây di động Hơn thế, khoảng thời gian cho phép... PHẦN 2: ỨNG DỤNG KĨ THUẬT ĐIỀU BIẾN TƯƠNG TỰ 2.1 Q trình phát tín hiệu đài phát 2.2 Đường truyền từ đài phát đến máy thu cách nửa vòng Trái Đất KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO