Vậy tại điểm số 4, tín hiệu điều chế bằng 0 lúc này trên màn hình bộ tạo dao động chỉ là đường thẳng màu vàng có dạng y = 0, còn quan sát tại điểm số 5 thì nhận thấy biên độ sóng mang kh
Trang 1MỤC LỤC
1 THỜI GIAN 2
2 NỘI DUNG 2
2.1Các khái niệm căn bản điều chế, các kiểu điều chế, tin tức 2
2.2Các mạch tương tự 3
2.2.1Điều chế biên độ ( AM ) 3
2.1.1.1 Điều chế có dùng sóng mang 3
2.1.1.2 Điếu chế không dùng sóng mang 7
2.2.2 Điều chế tần số ( FM ) 10
2.1.2.1 Sự hình thành của điều chế tần số 10
2.1.2.2 Giải điều chế tín hiệu tần số 13
2.1.2.3 Bộ giới hạn và những ảnh hưởng của nhiễu lên việc giải điều chế FM 16
2.2.3 Nguồn tín hiệu 2.2.3.1 Bộ tạo giao động cầu wien cơ bản 22
2.2.3.2 Bộ giao động L – C 22
2.2.3.3 Bộ giao động thạch anh 25
2.2.3.4 Bộ đa hài 26
3.2 Các mạch số 27
3.2.1 Điều chế dịch biên độ ( ASK ) 29
3.2.2 Khóa dịch tần số ( FSK ) 30
Trang 2
1 THỜI GIAN
Thời gian thực tập từ ngày 03/01/2012 đến ngày 14/01/2012
2 NỘI DUNG
2.1 Các khái niệm căn bản về điều chế, tin tức, các kiểu điều chế.
- Điều chế là quá trình biến đổi dạng tín hiệu sóng mang (carrier) tuân theo
một đặc trưng nào đó của tín hiệu điều chế ( tin tức) cần truyền đi nhằm tạo ra một tín chứa một số nội dung tin tức nhưng có dạng thức phù hợp, có thể lan truyền trong môi trường
- Tin tức gọi là tín hiệu điều chế, dao động cao tần gọi là tải tin, dao động cao tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã điều chế.
- Điều chế tín hiệu phải có hai thành phần:
+ Tín hiệu đem điều chế: chứa tin tức, thường được ký hiệu là s(t) hay
x(t), m(t),…, tùy hoàn cảnh
s(t) = UScos(ωst)
Uc(t) = U0 cos(ωct)
- Các kiểu điều chế:
+ Nếu ghi tín hiệu vào biên độ của dao động sóng mang, làm cho biên
độ thay đổi theo quy luật của tin tức, ta có tín hiệu điều chế biên độ
+ Nếu ghi tín hiệu vào tần số của dao động sóng mang, thì tần số dao động sóng mang thay đổi theo quy luật tin tức, ta có tín hiệu điều chế tần số
+ Nếu ghi tín hiệu vào pha tức thời của dao động sóng mang, thì pha tức thời bên cạnh sự thay đổi đều đặn theo thời gian, sẽ thay đổi theo quy luật tin tức, ta có tín hiệu điều chế pha
+ Nếu ghi tín hiệu đồng thời vào hai tham số trên ( biên độ và pha) của dao động mang, chúng ta có tín hiệu điều chế hỗn hợp
Những kiến thức cơ bản về điều chế biên độ và giải điều chế
Đặc điểm của AM trong miền thời gian
Bộ phát hiện đường bao
Trang 3Vmax điện áp cự đại
- Dòng điện áp ổn định dựa theo phương trình trên thì hầu như không mang thông tin, để mang được thông tin dạng sóng phải được biến đổi sao cho những thay đổi của nó biểu hiện được thông tin và tiến trình này được gọi là điều chế
- Điều chế biên độ AM:
tin, sóng có biên độ bị biến đổi gọi là sóng mang, tín hiệu gây ra sự biến đổi gọi là tín hiệu điều chế
biến nào, do đó không mang bất kỳ thông tin nào
chế, thành phần này gọi là tần số của dải biên dưới
chế, thành phần này gọi là tần số của dải biên trên
- Cả hai dải tần số này đều mang thông tin vì trong biểu diễn của mỗi thành phần trên đều có chỉ số điều chế m do đó biên độ của mỗi đải tần số đều biến đổi theo tín hiệu điều chế
- Những dải biên trên và dưới này người ta gọi là những dải biên mang thông tin và đã được điều chế
3.Bài thực hành.
a Bài 1: Bộ điều chế biên độ đơn giản
- Dạng tín hiệu cần truyền đi là các mã morse, tần số truyền dẫn được chọn căn cứ vào môi trường truyền dẫn và không ảnh hướng tới thông tin nó mang
theo, gọi là tần số sóng mang
- Để mang thông tin vài đặc tính sóng mang được thay đổi hay được điều chế với thông tin đó Đây là dạng đơn giản của điều chế biên độ (AM) bởi vì chỉ có haitrạng thái: trạng thái biên độ 0, trạng thái biên độ lớn nhất
Trang 4- Rõ ràng với biên độ sóng mang cho trước có những giới hạn về tín hiệu điều chế,mức tối thiểu là 0, mức tối đa cho phép là 2 lần biên độ sóng mang chưa điều chỉnh Khi vượt giới hạn này, tín hiệu điều chế sẽ không thể được phục hồi mà không méo mó, người ta gọi hiện tượng này là quá điều chế
- Khi tín hiệu điều chế làm biến đổi sóng mang từ 0 đến 2 lần biên độ sóng mang thì sóng mang được gọi là sóng đầy hay lá 100% điều chế
- Quan sát thực nghiệm:
Các bước tiến hành điều chỉnh thực nghiệm và phân tích thực nghiệm:
+ Đặt carrier level ở mức cao nhất, đặt modulation level ở mức 0, ghi chútín hiệu tại các điểm quan sát ? Vậy tại điểm số 4, tín hiệu điều chế bằng 0 lúc này trên màn hình bộ tạo dao động chỉ là đường thẳng màu vàng có dạng y = 0, còn quan sát tại điểm số 5 thì nhận thấy biên độ sóng mang khi chưa điều chế là cực đại và ổn định, các dao động có tần số không đổi, khi quan sát tại điểm 6 có nghĩa là sóng mang
đã qua điều chế, lúc này biên độ chỉ còn lại 0.8 ổn định, tần số không đổi, chứng tỏ đã
có sự hao hụt năng lượng qua bộ điều chế khi mà modulation level vận ở mức 0
+ Tăng modulation level quan sát tại điểm 6, lúc này ta thấy sóng mang
đã được điều chế, biên độ biến đổi theo tin hiệu được điều chế, và khi tăng modulation level cho tới khi sóng mang chạm tới đỉnh 0 trên phần điều biến âm lúc này lá 100% điều chế Quan sát tín hiệu tại các điểm dao động
-Ban đầu sóng mang ở mức ổn định Tần số của sóng mang không biến đổi mà
chỉ có biên độ của sóng mang thay đổi theo tín hiệu
- Giữ nguyên trạng thái và đặt quan sát tại điểm 6: Tần số của sóng mang
điểm 5+ Ở điểm 5: Vc= 1 V -> T = 2 µs
+ ở điểm 6: Vc = 0,6 V -> T = 2,141 µs
Trong quá trình điều chế, mạch làm cho tín hiệu suy hao 40% so với lúc chưa điều chế Nhận xét:
+ Đường biên của sóng mang bao gồm đường biên dương, và đường biên
âm, những đường biên này chứa tín hiệu đã qua điều chế Nếu như xảy ra sự điều chế
Trang 5quá mức thì tín hiệu sẽ bị bóp méo, lúc này hình ảnh chúng ta quan sát thấy là đỉnh củađường biên dương và đáy của đướng biên âm vẫn tuân theo sự điều chế nhưng phần đường biên gần đường 0 của biên độ sóng mang trở nên bẹt hơn.
b Bài 2: Bộ phát hiện đường bao
- Bài thực hành này nghiên cứu việc giải điều chế tín hiệu AM sử dụng
bộ phát hiện đường bao
- Mục đích chính của bất kỳ bộ phát hiện hay bộ giải điều chế nào là khôiphục tín hiệu ban đầu với mức suy hao và méo mó là nhỏ nhất Phương pháp đơn giản nhất đối với tín hiệu AM là sử dụng mạch chỉnh lưu ½ sóng
- Nếu tín hiệu điều chế dễ dàng đi qua diode tới điện trở thuần một cách
dễ dàng thì đầu ra là một chuỗi nửa chu kỳ xung ở tần số sóng mang Bộ lọc này bao gồm một tụ điện và một điện trở mắc song song , tụ được nạp bởi diode tới giá trị đỉnh chu kỳ sóng mang và đầu ra đi theo đường bao của tín hiệu điều chế từ đó ta có thuật ngữ phát hiện đường bao
- Hằng số thời gian của mạch RC là yếu tố quan trọng vì nếu quá ngắn thìđầu ra chứa phần lớn tần số sóng mang lúc nảy tín hiệu thu được có thể khác xa với tín hiệu nguồn, con ngược lại nếu quá dài thì lọc bỏ đi những giá trị đầu ra cần thiết làm cho tín hiệu có thể bị mất phần thông tin quan trọng
- Quan sát thực nghiệm:
- Các bước tiến hành quan sát thực nghiệm, phân tích thực nghiệm:
+ Đặt quan sát tại điểm 16, điều chỉnh hằng số thời gian, ghi chú lại các tham số? Nhìn vào hình quan sát trên ta thấy đường bao của tín hiệu điều chế chậm pha hơn tín hiệu nguồn và khi điều chỉnh hằng số thời gian tăng đến giá trị cực đại thi đường bao của tín hiệu điều chế này mô tả không còn chính xác so với tín hiệu nguồn
+ Quan sát bằng máy phân tích phổ?
+ Khi điều chỉnh hằng số thời gian ở mức Min thì: As > Ac
Ac = 0,2 ; As = 0,8
+ Ở điểm 6 thấy được sóng sau điều chế
Trang 6Đường màu xanh là tín hiệu nhận được ( bị méo)
c Bài 3: Bộ phát hiện sai khác
- Trong phần thực hành này chúng ta sẽ làm quen với thiết bị giải điều chế có tên là bộ phát hiện sai khác, có độ phức tạp hơn so với bộ phát hiện đướng bao
Là thiết bị được sử dụng để giải điều chế quá trình điều chế biên độ triệt sóng mang
- Cần hiểu bộ phát hiện sai khác là gì?
+ Nếu tín hiệu AM được ghép vào một sóng mang có cùng tần số thì 2 dải tần biên sẽ bị kéo xuống tần số điều chế nguồn và sóng mang có dạng tín hiệu một chiều
+ Các biểu thức toán học cho thấy điều này chỉ xảy ra khi mà tần số của sóng được ghép có cùng tần số với sóng mang, mà còn phải có sự đồng bộ về pha Điều này giải thích tại sao bộ phát hiện sai khác con gọi là bộ phát hiện đồng bộ
+ Tuy nhiên tín hiệu đầu ra cần phải đi qua bộ lọc sau điều chế để loại bỏ các gợn sóng vi lúc này gợn sóng gấp 2 lần tần số sóng mang và khác xa so với tín hiệu nguồn.Trong điều kiện bình thường thì bộ phát hiện sai lỗi gây méo ít hơn hay chỉ có một phần vì nó sử dụng cả phần dương và phần âm của sóng mang Điều này được
thực hiện bởi thiết bị có tên bộ dao động tần số phách ( BFO), nó được gọi như vậy vì khi tần số của nó không giống tần số sóng mang thì đầu ra của bộ phát hiện sai khác sẽ
có tần số bằng sự khác biệt giữa chùng, bạn thấy được điều đó khi điều chỉnh BFO
đồng bộ
- Quan sát thực nghiệm:
- Các bước tiến hành quan sát thực nghiệm, phân tích thực nghiệm:
+ Quan sát tín hiệu tại điểm 6
+ Quan sát đầu ra của BFO
+ Xoay lút BFO frequency để điều chỉnh BFO khóa sóng mang lại
Trang 7+ Quan sát tín hiệu tại điểm 15 và ghi chú lại tần số của gợn sóng với sóng mang
+ Sử dụng máy phân tích phổ để quan sát hiện tượng trên
+ Quan sát tín hiệu tại điểm 14 và so sánh với tín hiệu nguồn
+ Quan sát đầu ra của bộ phát hiện bằng máy nghiệm sóng, sau đóđiều chỉnh BFO frequency và xem xét sự biến đổi làm tương tự với đầu ra của bộ lọc
+ Tăng dần BFO -> Vc ổn định ở mức 0,4 V và 0,6 V + Tăng tiếp BFO lên : sóng tín hiệu không ổn định + Tại điểm 13: Vc (thu được) = ¾ Vc (tại điểm 5)Đặt quan sát tại điểm 15: Điều chỉnh không có tín hiệu
+ Khi đi qua điểm 14: tín hiệu thu được vẫn không xác định được dạng sóng
- Nhận xét:
+ Trong bộ phát hiện đường bao thì bộ lọc sẽ loại bỏ hoàn toàn tần
số sóng mang còn trong bộ phát hiện sai khác thì bộ lọc loại bỏ gợn sóng gấp 2 lần tần
số sóng mang Và điều khác biệt quan trọng nhất là bộ phát sai khác có mức độ phức tạp hơn, khả năng đưa ra tín hiệu sau giải điều chế tốt hơn, gây méo ít hoặc chỉ một phần vì nó sử dụng phần dương, phần âm của sóng mang
+ Quan sát màn hình phân tích phổ ta thấy có ba điểm cao hơn các
vị trí khác, chúng hiện thị tần số của sóng điều chế, tần số gấp 2 lần tần số sóng mang
2.1.1.2 Điều chế không dùng sóng mang
1.Mục đích
- Sinh viên nghiên cứu và nắm được vấn đề sau
+ Điều biên triệt sóng mang+ Điều biên triệt sóng mang hai dải biên DSB
+ Điều biên triệt sóng mang một dải biện SSB
+ Bộ lọc điều chế cân bằng
+ Tạo ra SSB với các bộ lọc
+ Cách thức giải điều chế
2 Bài thực hành
a Bài 1: Dải biên kép triệt sóng mang
- Bài thực hành này giới thiệu cho chúng ta về tín hiệu AM bị triệttiêu sóng mang qua đó hiểu được các vấn đề sau:
+ Bộ điều chế cân bằng và sự triệt tiêu sóng mang
+ BFO sử dụng như một bộ dao động chèn sóng mang
- Sóng mang có hằng số ổn định và chỉ có hai dải biên có sự thay đổi cả về biên độ lẫn tần số, điều này chứng tỏ hai dải biên mới thật sự mang thông tin trong khi sóng mang ko tác dụng gì ngoài việc giúp ích cho giải điều chế
- Nhưng vây việc truyền dẫn song mang tiêu tốn nhiều năng lượng
do đó nếu chúng ta triệt tiêu được sóng mang và chỉ truyền 2 dải biên của chúng thì vẫn có thể đặt được việc truyền dẫn thông tin
- Nếu tín hiệu đầu vào cho qua bộ điều chế cân bằng thì đầu ra sẽ thu được một tín hiệu không có sóng mang vì đã bị loại bỏ bởi thiết bị này Tín hiệu đầu ra gọi là tín hiệu 2 dải biên triệt sóng mang hay DSB
- Sự mất cân bằng sóng mang: nếu thiết bị điều chế cân bằng là lý tưởng thì đầu ra hoàn toàn bị triệt tiêu sóng mang, tuy nhiên trong thực tế không xảy ra
Trang 8hiện tượng này vẫn tồn tại sóng mang ở đầu ra Ngươi ta gọi cái tỉ lệ này là tỉ lệ triệt tiêu sóng mang, là một thông số quan trong Để tính được tỉ lệ triệt tiêu sóng mang ta cần biết được biên độ của sóng mang chưa triệt tiêu Đây là sóng mang cho phép 100%điều chế bởi mức độ tín hiệu tối đa mà hệ thống được thiết kế.
- Quan sát thực nghiệm:
- Các bước tiến hành thực nghiêp, phân tích thực nghiệm
+ Quan sát thực nghiệm tại điểm 4 và 5 bằng cả hai máy phân tích
+ Chỉnh carrier balance về mức giữa đặt quan sát tại điểm 6ghi lại hình dạng sóng, dùng máy phân tích phổ để quan sát tín hiệu
+ Điều chỉnh carrier balance và ghi lại những ảnh hưởng của nó đến biên độ sóng mang Làm tương tự như trên với việc điều chính modulation level và carrier level ghi lại tín hiệu quan sát được
+ Đặt que tại điểm 13 và điều chỉnh BFO frequency để có một sóng ổn định sao cho cùng pha với sóng mang gốc Quan sát đầu ra của bộ phát hiện sai khác sao cho tương tự với tín hiệu điều chế
+ Mở khóa BFO và quan sát kết quả
+ Tại điểm 6: Sóng mang đã bị triệt
fc
+ Đo tần số: T= 2,148 µs (của BFO)
+ T = 2 µs (của sóng mang) + Quan sat tại điểm 5: sóng bình thường
401 – 503 KHz + Khi chỉnh carrier balance về mức giữa => sóng mang trội hơn
so với lúc đầu
+ Khi tăng lên về phía max, biên độ sóng trội tăng lên nữa
+ Khi tăng modulation level và carrier level thì biên độ sóng tiếptục tăng
- Nhận xét:
+ Nhận thấy việc điều chế AM có hiệu suất thấp ví phần lớn năng lượng truyền dẫn đi vào sóng mang mà không mang tin tức, bởi chỉ có hai dảibiên của sóng mang sau điều chế mới mang tin tức, sóng mang chỉ giúp ích cho việc điều chế
+ Trong thực tế bộ điều chế cân bằng không thể triệt tiêu hoàn toàn sóng để thu được tín hiệu DSB, qua thực nghiệm cho thấy điều này
Trang 9+ Dùng máy phân tích phổ thì dễ dàng quan sát được tần sốcủa DSB hơn bằng máy nghiệm sóng.
+ Hiệu suất truyền dẫn của hệ thống DSB cao hơn hệ thống
AM đơn giản do đã triệt tiêu được sóng mang sau điều chế, chỉ thu lại dải biên kép của sóng mang sau khi đi qua bộ điều chế cân bằng
+ Tỉ lệ triệt sóng mang của hệ thống DSB khi đặt biên độ triệt sóng mang ở mức max tốt hơn nhiều khi đặt mức min Khi biện độ sóng mang ở mức min dải biên kép chứa tin hiệu tin không thể xác định được
b Bài 2: Sự hình thành của dải đơn biên triệt sóng mang SSB
- Trong bài thực hành DSB lần trước có thể thấy việc triệt tiêu sóng mang ta thu được dải biên kép chứa thông tin giống nhau Do đó để tiết kiệm
năng lượng lên truyền dẫn một dải biên mà vận đảm bảo lượng thông tin gốc, ngoài ra
nó sẽ giúp tiết kiệm được ½ băng thông sử dụng trong AM và DSB
- Thiết bị được sử dụng trong bài thực hành này là bộ điều chế cân bằng tạo ra DSB nối với một bộ lọc của dải tần biên yêu cầu
- Mỗi bộ lọc dải tần biên yêu cầu, dùng để lọc dải biên trên, dải biên dưới theo yêu cầu
- Quan sát thực nghiệm:
- Các bước tiến hành thực nghiệm và phân tích thực nghiệm
+ Dùng máy phân tích phổ và máy nghiệm sóng để quan sát tín hiệu tại điểm 6 Ghi chú lại tín hiệu DSB Chỉnh carrier balance về mức giữa và quan sát tín hiệu tại điểm 8 và 9
+ Dùng máy nghiệm sóng quan sát đầu ra SSB, điều chỉnh máy phân tích phổ sao cho tần số của dải biên trên là tổng của tần số sóng mang và tần
số điều chế với tần số của dải bên dưới là khác nhau
+Tại điểm 6: điều chỉnh f cân bằng, khi hằng số cân bằngMax => thu được tín hiệu tốt
+Tại điểm 9: Ts = 2,343 s, Tại điểm 8: Ts = 2,148 s ->Không nhìn rõ phổ, tần số tín hiệu thu được tại 2 điểm là gần như nhauQuan sát trên màn hình, qua bộ lọc dải tần biên trên và biên dưới thu được
2 tín hiệu sóng ngược pha nhau
- Nhận xét:
+ Nếu như không có bộ điều chế cân bằng để tạo ra DSB thì việc sử dung bộ điều chế SSB sẽ không đem lai hiệu quả, từ hình trên có thể thấy tử
Trang 10đầu thông qua bộ điều chế cân bằng triệt tiêu được sóng mang và thu được 2 dải biên kép mang thông tin,vì truyền 2 dải biên này tốn nặng lượng lên mới dùng đến bộ SSB nhằm đem lại hiệu quả tối ưu nhất trong truyền dẫn.
+ Để lọc được dải biên trên hoặc dưới thì băng thông của
bộ lọc SSB phải bằng giới hạn tần số điều chế cự đại
2.1.1.3 Nhận xét
- Điều chế không dùng sóng mang và điều chế có dùng song mang của
AM thì việc điều chế không dùng sóng mang có hiệu quả hơn tiết kiệm được năng
lượng trong truyền dẫn, tiết kiệm được ½ băng thông sử dung AM và DSB, chúng đều
là dạng tín hiệu tương tự sau điều chế
- Xét về mức độ phức tạp thì thiết bị điều chế không dùng sóng mang có mức độ hoạt động phức tạp hơn, đòi hỏi độ chính xác cao hơn và tức nhiên là mức độ thông tin thu được sau giải điều chế tốt hơn so với điều chế có dùng sóng mang
2.2.2 Điều chế tần số ( FM )
Bài thực hành 1:Khái niệm về điều chế tần số
thay đổi còn biên độ được giữ nguyên
đổi tần số
đo giá trị tần số
sóng
Mô tả quan sát:
Trang 11 Tại điểm 16: đo gí trị điện áp: đo được điện áp Max V max = 0,6 V
không có phổ
Quan sát tại điểm 4:
Đặt carrier level ở giữa,manual frequency min ta đo được chu kỳ của sónglà:
Sau đó đặt level ở giữa,manual frequency max đo được chu kỳ của sóng là:
Nhận xét:
tích phổ cho ta nhìn thấy kết quả rõ hơn, xác định được tần số f
Sự biến đổi của biên độ trong dải tần số: Trong dải tần số biên độ chỉ thay
đổi một lượng không đáng kể
Bài thực hành 2: Điều chế tín hiệu FM sử dụng VCO.
tần do đó chúng ta sẽ nhìn thấy được sự xất hiện của các tín hiệu ở cảmiền thời gian và miền tần số
của tín hiệu FM trên máy phân tích phổ giống với tín hiệu AM khi chỉ sốđiều chế nhỏ
Trang 12 Đặt carrier level ở mức giữa.Quan sát điểm số 4 của máy nghiệmsóng
các ảnh hưởng
Chú ý rằng tần số là thay đổi.Chú ý rằng khi đặt ở ngoài điểm quan sát số 4
có tần số cao
hơn Thay đổi đến điểm quan sát 3 và quan sát gía trị của tín hiệu điều chế
tại điểm 3 đo được T=17,8 56,179kHz
T=1.953
510 kHz
Tại điểm 3 đo được T=17.8755,96 kHz
Nhận xét:
của tín hiệu điều chế vì với tín hiệu đơn giản thì thành phần của tần số lànhững khoảng đều nhau và bằng với tần số điều chế trên màn hình quan sátphổ
phân tích phổ được khô nếu tín hiệu điều chế là phức tạp và có nhiều tần số
vì nó là 1 dải
Trang 13 Thành phần tần số sóng mang của tín hiệu điều chỉnh thay đổi vì nómang tin
là như nhau)
Bài thực hành 3: Phổ của tín hiệu với Hệ số điều chế lớn
Ta có biểu thức của băng thông là:
B = 2 (Fd + Fm)Nếu Fd = Fm thì hệ số điều chế lớn: B = 2 Fd
Với: Fd - độ lệch của tín hiệu điều chế
Fm - băng thông của tín hiệu điều chế
Bài thực hành này cho ta thấy khi hệ số điều chế lớn thì băng thông được xác địnhthông qua độ lệch
Các bước thực hiện:
Mô tả quan sát:
Nhận xét:
Khi tính toán băng thông tín hiệu sử dụng thước Carson
B = 2 (Fd + Fm)
Với B – Băng thông tín hiệu
Fd- Độ lệch của tín hiệu điều chế
Fm - Tần số lớn nhất trong dải tần số
nó tương tự với băng thông của tín hiệu
Trang 142.1.2.2.Giải điều chế tín hiệu điều chế tần số
1.mục đích
- Sinh viên tìn hiểu: Bộ tách sóng cầu phương là gi?, bộ tách sóng sử
dụng vòng khóa pha PLL, nhiễu
2.Bài thực hành
a.Bài 1: Bộ tách sóng cầu phương
- Trong bài thực hành này ta sẽ tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của bộ tách sóng cầu phương
- Bộ tách sóng cầu phương chia tín hiểu đầu vào làm 2 phần, một phần được dẫn trực tiếp vào bộ phát hiện pha và phần còn lại được dẫn vào bộ dịch pha, tại đây tín
do gọi là bộ tách sóng cầu phương Đầu ra của thiết bị này được gắn với bộ lọc chỉ cho dải tần gốc đi qua và chặn sóng mang lai
- Quan sát thực nghiệm
- Các bước tiến hành thực nghiệm, phân tích thực nghiệm
+ Quan sát tín hiệu tại điểm 9 khi thay đổi modulation level, ghi chú tín hiệu tại
2 đầu vào 9 và 11 của thiết bị
+ Chỉnh modulation level về mức giữa, quan sát tín hiệu tại điểm 12 và 14
- Nhận xét:
Trang 15+ Quan sát tại điểm 9 và điểm 11 nhận thấy tín hiệu bị lệch pha nhau 900.
+ Thiết bị này khi được gắn với bộ lọc nó sẽ cho tín hiệu điều chế được đi qua còn sóng mang bị chặn lại
+ Thật ra mỗi thiết bị đều có mức độ tương đối nào đó việc nói có sự hoàn hảo chỉ là thể hiện về mặt lý thuyết còn trong thực tế thì các thiết bị bộ phát hiện pha, bộ dịch pha, bộ lọc đều có sai số nhỏ nào đó
b Bài 2:Sử dụng vòng khóa pha PLL để tách sóng FM
- Thiết bị này có tác dụng đồng bộ pha giữa tín hiệu nguồn bên ngoài với pha của nó thông qua việc sử dụng một vòng luôn chuyển và khi xảy sự đồng bộ thì tần
số của chúng sẽ giống nhau
- Một vòng khóa pha gồm ba phần: bộ tạo dao động người ta thường dùng VCO để tạo nên dòng điện áp luôn chuyển trong mạch PLL, bộ tách sóng pha, bộlọc có tác dụng làm mượt tín hiệu đầu ra của bộ tách sóng pha nhằm cung cấp tín hiệu điều khiển VCO, tự điều chỉnh tần số của nó nhằm làm giảm sự khác biệt pha
- Nguyên tắc hoạt động của PLL: Giả sự có một tín hiệu đầu vào được đưa qua
bộ tách sóng pha và được đưa qua bộ lọc để làm mượt tín hiệu, tín hiệu này có tần số không đổi nằm trong khoảng cho phép của VCO Pha của nó được so sánh với pha của VCO, vì thế pha của VCO bắt đầu thay đổi dưới tác động của tín hiệu đầu vào cho đến chúng cùng pha với nhau Lúc đó VCO ngừng thay đổi pha và ta nói hai tín hiệu đã được khóa pha
mọi thành phần tần số trên tần số cự đại lúc đó ta có một bộ tách sóng PLL
- Quan sát thực nghiệm:
- Các bước tiến hành thực nghiệm, phân tích thực nghiệm
Trang 16+ Đặt quan sát tại điểm số 9 và quan sát tín hiệu FM khi điều chỉnh modulation level.
+ Quan sát tín hiệu tại điểm 9 và 11, tăng carrier lên max, quan sát tín hiệu tại điểm 12 và 14 Nhận thấy ở điểm 9 có biên độ 0,45, điểm 9 biên
+ Đặt carrier level ở max,khi modulation max
- Nhận xét:
+ Khi giảm biên độ của dòng tín hiệu điều chế cực đại về ½ thì tín hiệu đầu ra của dải điều chế dữ nguyên bản chất trong giới hạn của PLL.Nguyên nhân là do việc giảm biên độ trên vần nằm trong mức mà giới hạn PLL còn chấp nhận được, có nghĩa là dòng tín hiệu đầu vào vẫn đủ lớn để PLL có thể hoạt động Việc giam biên độtrên đồng nghĩa với việc giảm mức độ điều chế tín hiệu Trước khi tín hiệu điều chế được đưa vào vòng khóa pha PLL
+ Khi ta giảm biên độ của dòng xuống thấp hơn nữa thì PLL không thể khóa pha được
+ Khi mức tín hiệu vô cùng thấp thì dòng vào PLL không
đủ cung cấp cho VCO hoạt động, do VCO không thể so sánh pha cua mình với pha của tín hiệu để thực hiên quá trình đồng bộ.Để giải quyết vấn đề này sẽ gắn bộ giới hạntrước bố giải điều chế
2.1.2.3 Bộ giới hạn và những ảnh hưởng của nhiễu lên việc giải điều chế FM
1.Mục đích
- Giúp sinh viên tìm hiểu về những vấn đề sau: Bộ giới hạn, nhiễu phát hiện trước, nhiễu phát hiên sau
2.Bài thực hành a.Bài 1: Bộ tách sóng cầu phương sử dụng bộ giới hạn
- Trong bài thực hành này sinh viên tìm hiểu cách thức hoạt động của bộ gới hạn
- Trong một hệ thống FM thông tin được truyền đi bằng cách thay đổi tần
số của sóng mang, sự thay đổi của biên độ không làm thay đồi nội dung của thông tin
do đó chúng ta hoàn toàn có thể loại bỏ nó trước khi đến thiết bị tách sóng và công việcnày được thực hiện bởi bộ gới hạn
Trang 17- Một bộ giới hạn chỉ là thiết bị khuếch đại biến đổi sóng mang hình sin thành sóng mang hình vuông có biên độ cố định, sóng vuông này có chứa tần số biến đổi của tín hiệu nguồn.
- Việc thêm vào bộ giới hạn trong thiết bị tách sóng FM có biên độ cố định, có ý nghĩa là đầu ra của nó chị phụ thuộc vào sự dịch pha mà không phụ thuộc vào biên độ Đương nhiên là bộ giới hạn không thể cho ra tín hiệu mà không tiêu tốn năng lượng, vì thế biên độ của sóng mang đầu vào sẽ giảm đi qua bộ giới hạn sẽ giảm khi lượng nhiễu tăng lên
- Quan sát thực nghiệm
- Các bước tiến hành thực nghiệm, phân tích thực nghiệm
+ Gỡ bỏ bộ giới hạn ra khỏi mạch, chỉnh modulation lên max, quan sát tín hiệu tại điểm 14 khi điều chỉnh carrier
+ Dùng nút limier button để gắn bộ giới hạn vào trong mạch, quan sát sự thay đổi của tín hiệu
Khi không có bộ Limiter:
+ Đặt carrier level ở min, modulation maxèquan sát tại điểm 14 :
Trang 18+ Đặt carrier level ở giữa, modulation max è quan sát tại điểm 14 ta đo
+ Khi không có bộ giới hạn thì sóng mang tại điểm 9 có dạng hình sin, còn khi có thiết bị này thi sóng có dạng hình vuông, biên độ không đổi
và đầu ra của bộ tách sóng chỉ phụ thuộc vào sự dịch pha mà không phụ thuộc biên độ
b.Bài 2: Ảnh hưởng nhiễu lên bộ tách sóng cầu phương
- Nhiễu là gì? Nhiễu là tín hiệu không mong muốn được chộn lẫn với tín hiệu yêu cầu, trong nhiều trường hợp nó không có một tần số riêng biệt nào vì nó tổng hợp của rất nhiều tần số
- Tỷ lệ tín hiệu /nhiễu(SNR)+ Một phương pháp đo chất lượng tín hiệu đi vào bộ tách sóng là đo SNR Khi ta đo tỷ lệ năng lương tín hiệu trên năng lượng nhiễu tiêu tốn có thể đánh giáđược mức độ nhiễu của nó
- Khi có nhiễu thì cả biên độ và tần số đều thay đổi, mức độ thay đổi của
nó còn phụ thuộc từng loại nhiễu