slide bài giảng chưng 6 (ktđttt)

05/26/15 1 ®iÒu chÕ iÒu chÕ biªn ®é (AM)Đ iÒu tÇn (FM)Đ iÒu pha (PM)Đ 05/26/15 2 Khái niệm iều chế là quá trỡnh ghi tin tức vào dao động cao tần nhờ biến đổi một thông số nào đó nh biên độ, tần số hay góc pha của dao động cao tần theo tin tức. Tin tức đ ợc gọi là tín hiệu điều chế Dao động cao tần đ ợc gọi là t i tin hay t i tần Dao động cao tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã đ ợc điều chế Thông qua điều chế, tín tức ở miền tần số thấp đ ợc chuyển lên vùng tần số cao để bức xạ truyền đi xa. ối với ti tin điều hoà ta chia ra 2 loại điều chế: iều biên (AM) iều chế góc ( gồm điều tần và điều pha 05/26/15 3 iều chế biên độ (AM) ịnh nghĩa : iều biên là quá tr ỡnh làm cho biên độ t i tin biến đổi theo tin tức. Dạng sóng của tín hiệu điều biên 05/26/15 4 Phổ của tín hiệu điều biên Gi thiết tin tức U S và t i tin U t đều là tín hiệu điều hoà Tần số tin tức biến thiên từ Smin ữ Smax Biểu thức của tín hiệu điều biên: Hệ số điều chế ph i tho mãn điều kiện m 1 nếu không tín hiệu điều biên sẽ bị méo. Biến đổi công thức trên đ ợc: tUtUs tUtU SS ttt .cos.)( .cos.)( = = ttmUttUUU tSttSStdb cos).cos1(cos).cos.( +=+= Trong đó: t S U U m = là hệ số điều chế t Um t Um tUU St t tS t ttdb )cos(. 2 )cos(. 2 cos +++= 05/26/15 5 Phæ cña tÝn hiÖu ®iÒu biªn  TÝn hiÖu ® îc ®iÒu biÕn biªn ®é gåm 3 thµnh phÇn:  U t .cos(ω t t): Sãng mang  m/2. U t .cos(ω t -ω s )t: D i b ng thÊpả ă  m/2. U t .cos(ω t +ω s )t: D i b ng caoả ă 05/26/15 6 Đå thÞ thêi gian cña tin tøc vµ tÝn hiÖu ®iÒu biªn khi m>1 vµ m< 1 05/26/15 7 Quan hệ nng l ợng trong điều chế biên độ Trong tín hiệu điều biên, các biên tần chứa tin tức còn t i tin không mang tin tức Công suất của t i tin: Là công suất trung b ỡnh trong một chu kỳ t i tin Công suất biên tần: Công suất của tín hiệu điều biên: là công suất trung bình trong một chu kỳ của tín hiệu điều chế: P đb = P t + 2P bt = P t (1+m 2 /2) Quan hệ công suất gia 2 biên tần và t i tin: 2P bt = m 2 P t /2 Mà để tín hiệu điều biên không bị méo thỡ m < 1 công suất của 2 biên tần nhỏ hơn so với công suất t i tin (max = Pt /2) phần lớn công suất phát xạ đ ợc phân bố cho t i tin còn công suất của tin tức chiếm phần nhỏ nh ợc điểm của điều biên so với đơn biên. P t 2 2 1 t U P bt 2 2 . 2 2 t Um 05/26/15 8 Mạch điều biên Các mạch điều biên đ ợc xây dựng dựa vào hai nguyên tắc sau đây: Dùng các phần tử phi tuyến (Diode, Transistor): cộng t i tin và tín hiệu điều chế trên đặc tuyến của phần tử phi tuyến đó. Dùng phần tử tuyến tính có tham số điều khiển đ ợc: nhân t i tin và tín hiệu điều chế nhờ phần tử tuyến tính đó. 05/26/15 9 Các kiểu mạch điều biên iều biên đơn: Chỉ dùng một phần tử tích cực nh diode hoặc transistor Mạch điều biên cân bằng: gi m đ ợc méo phi tuyến. Có thể dùng diode hoặc transistor. Mạch điều biên vòng: thực chất là 2 mạch điều biên cân bằng có chung t i. 05/26/15 10 Mạch điều biên đơn (dùng 1 diode) Do diode là phần tử phi tuyêbs nên khi có 2 tín hiệu đặt vào diode sẽ có các thành phần hài bậc 1, 2, 3, iện áp đặt nên diode là: U D = U t cos t t + U S .cos S t Dòng điện qua diode đ ợc biểu diễn theo chuỗi Taylor nh sau: i D = a 1 . u D + a 2 . u D 2 + a 3 . u D 3 + Thay biểu thức U D vào ta đ ợc: i D = a 1 .(U t cos t t+Uscos s t) + a 2 . (U t cos t t+Uscos s t) 2 + a 3 . (U t cos t t+Uscos s t )3+ Chỉ lấy 3 số hạng đầu tiên ta có i D theo công thức sau: I D = A.cos t t +B.cos 2 t t + C.cos3 t t + A .cos S t +B .cos 2 S t + C .cos3 S t + D. Udb Us Ut Sơ đồ mạch U t : t i tin U S : Tin tức U đb : Tín hiệu điều biên i D gồm các thành phần tần số: S 2 S 3 S . t 2 t 3 t t S t 2 S t 3 S 2 t S 2 t 2 S 2 t 3 S [...]... thực hiện điều chế tín hiệu điều hoà (hỡnh sin) khắc phục bằng phơng pháp lọc và quay pha kết hợp 05/ 26/ 15 25 Phơng pháp lọc và quay pha kết hợp Phơng pháp này chỉ thực hiện quay pha ti tin còn tín hiệu điều chế không cần quay pha mà đợc đa trực tiếp vào điều biên vòng Sơ đồ khối nh sau: 05/ 26/ 15 26 Phơng pháp lọc và quay pha kết hợp ối với điều biên vòng 1: đa trực tiếp US , Ut vào Tín hiệu ra Uđb1... bậc 2, thành phần bậc 3 có biên dộ nhỏ méo phi tuyến rất thấp u điểm so với mạch điều biên đơn 05/ 26/ 15 13 Mạch điều biên cân bằng (dùng 2 Transistor) Các tính chất giống mạch điều chế cân bằng dùng diode nhng biên độ ra lớn hơn nhiều do tính khuếch đại của transistor T1 Vcc Us + -Us I Rt T2 Ut 05/ 26/ 15 14 Mạch điều biên vòng Sơ đồ điều biên vòng D1 Mạch điều biên vòng là kết hợp của mạch điều chế... 2 B cos( S t )t 05/ 26/ 15 15 Mạch điều biên vòng Nhận xét: Thành phần tín hiệu ra chỉ có 2 biên tần của tín hiệu điều biên không cần dùng bộ lọc So với điều biên cân bằng thỡ điều biên vòng có biên độ tng gấp đôi Giống điều biên cân bằng, tín hiệu ra không có thành phần sóng mang muốn có thỡ cộng thêm sau điều chế iều biên vòng thực chất cũng là mạch nhân 2 đại lợng 05/ 26/ 15 t+ s Phổ tín hiệu... )t = U mt cos( S + t )t 2 2 (m = UmS/Umt) : h s nộn ti tin Ta thấy tín hiệu đơn biên vừa biến đối về biên độ, vừa biến đổi về góc pha 05/ 26/ 15 17 Các phơng pháp điều chế đơn biên Phơng pháp lọc Phơng pháp quay pha Phơng pháp lọc và quay pha kết hợp 05/ 26/ 15 18 Phơng pháp lọc Ph ca tớn hiu iu biờn Việc tạo bộ lọc nh trên rất khó thực hiện vỡ t và (t +s) rất lớn di thông rất rộng Khắc phục bằng... khắc phục dùng điều biên vòng cân bằng 2 lần 05/ 26/ 15 19 Phơng pháp lọc Sơ đồ khối iều biên vòng lần 1:Sau bộ lọc lấy biên tần trên đợc biên tần (ft1+ fS) iều biên vòng lần 2: Sau khi lọc lấy biên tần trên đợc biên tần : (ft1+ft2+ fS) = ft + fS Tần số ti tin của tín hiệu điều chế đơn biên sẽ bằng tổng tần số t i tin 1 và tần số ti tin 2 05/ 26/ 15 20 Phơng pháp lọc Phổ tín hiệu tại các điểm a,... chế đơn biên dùng điều biên vòng cân bằng 2 lần: 05/ 26/ 15 21 Phơng pháp lọc Nhận xét: Do ft1 nhỏ (ft1+ fS) cũng nhỏ di thông của bộ lọc 1 sẽ nhỏ có thể loại đợc biên tần dới (fo càng lớn thỡ di thông của bộ lọc càng lớn) Khi điều biên vòng lần 2 biên tần dới cách biên tần trên rất xa = 2(ft1+ fS) bộ lọc 2 dễ dàng tách đợc biên tần dới 05/ 26/ 15 22 Phơng pháp quay pha Sơ đồ khối phơng pháp quay... đờng thẳng Nhợc điểm cơ bn của điều biên đơn 1 diode là méo không đờng thẳng lớn 05/ 26/ 15 11 Mạch điều biên cân bằng (dùng 2 diode) Sơ đồ mạch iện áp trên các diode là: UD1 = US + Ut D1 Us I -Us Rt Nếu tính đến các thành phần bậc 3 của đặc tuyến diode U3D thỡ ta có thêm các thành phần: t 3S ; 2t S; 3t 3S 05/ 26/ 15 D1 và D2 giống hệt nhau Dòng điện qua điốt khai triển theo chuỗi Taylor: 2 I... 05/ 26/ 15 A A cos(t1 + t 2 + S )t + cos(t 2 t1 S )t 4 4 A A cos(t1 + t 2 + S )t = cos(t + S )t 2 2 27 Phơng pháp lọc và quay pha kết hợp Nhận xét: Phơng pháp này không quay pha tín hiệu điều chế mà chỉ quay pha t i tin nên đm bo quay pha 1 cách chính xác Phơng pháp này dùng để điều biên đơn với tín hiệu điều chế là một di tần Do tín hiệu ra chỉ có 1 thành phần biên tần không cần phi lọc 05/ 26/ 15... thay đổi thay đổi tần số dao dộng Cuộn chặn cao tần (RFC) để ngăn C4 không bị ngắn mạch với nguồn Vm và Vg Tụ C3 để ngăn tín hiệu 1 chiều đến bộ tạo dao động 05/ 26/ 15 34 Mạch điều tần Sơ đồ ghép với bộ tạo dao động Coplitt nh sau: 05/ 26/ 15 35 Mạch điều tần dùng diode biến dung Sơ đồ mạch Lc Ucc Cb1 R2 R1 R3 us * Cb2 L* D C R4 Cb3 Tần số cộng hởng của bộ tạo dao động : f dd = CD là điện dung của... số phụ thuộc vật liệu = (1/3ữ1/2) Điện áp đặt lên diode Để diode luôn phân cực ngợc cần thoả U D = U t U S E o = U mt cos t t U mS cos S t E o 05/ 26/ 15 mãn điều kiện: UD = UDmax = Umt UmS Eo 0 và UD = UDmin = |-Umt UmS Eo | Ungcp 36