báo cáo thí nghiệm viễn thông

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VIỄN THÔNG BÀI 1:ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ AM Câu 1: lý thuyết điều chế AM Điều chế biên độ hay còn gọi là điều biên là một kỹ thuật được sử dụng trong điện tử viễn thông, phổ biến nhất là dùng để truyền thông tin qua một sóng mang vô tuyến. Kỹ thuật này là thay đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo biên độ của tín hiệu thông tin cần gửi đi, hay nói cách khác là điều chế sóng mang bằng biên độ theo tín hiệu mang tin Hình ảnh minh họa: Trong đó, Tín hiệu cần được truyền đi là ‘nguồn’ để điều chế và được gọi là Sóng điều chế (Modulating wave) bởi thực chất tín hiệu cần truyền đi cũng là một dạng sóng tuy nhiên với tần số rất thấp nên không thể truyền đi xa theo nguyên lý bức xạ Sóng Vô Tuyến Điện – Từ vì cường độ năng lượng bức xạ dưới dạng năng lượng sóng điện – từ luôn tỷ lệ với bình phương tần số của dao động. Trong lúc tần số cao nhất của âm thanh chỉ vào khoảng 16 KHz và Tần số thoại được chọn là 330 Hz – 3,3 KHz. Theo như vừa trình bày trên, nếu tần số của thông tin cần truyền quá thấp thì không thể bức xạ một năng lượng đủ lớn cho việc truyền đi xa mà cần phải biến đổi nó thành một Tần số lớn hơn rất nhiều thì mới có thể trở thành Sóng Điện – Từ để có thể truyền đi rất xa (theo Lý thuyết Sóng Điện - Từ thì Hiệu suất bức xạ sóng tỷ lệ với bình phương Tần số, tức là Tần số càng cao thì bức xạ càng khỏe nên sẽ càng truyền đi được rất xa): Vì vậy, Thông tin cần truyền sẽ được ‘gửi’ vào trong một sóng có tần số lớn hơn để có thể truyền đi xa này được gọi là sóng mang (Carrier) vì nó được dùng để mang tín hiệu (Modulating wave). Có thể biểu diễn bằng các hệ thức toán học sau đây: o Sóng mang x C = Acos(w + t) Trong đó: x: Giá trị (cường độ) tức thời của Sóng mang; A: Biên độ (cường độ cực đại) của Sóng mang; t: Thời gian biểu kiến (thời gian được xem xét hiện tại kể từ thời điểm gốc ban đầu được xác định trước) của Sóng mang; w: Tần số góc của Sóng mang và được xác định bởi hệ thức dưới đây: w = 2pf Với f là tần số song mang. o Sóng điều chế Sóng điều chế chính là Nguồn Thông tin cần được truyền đi xa và có giá trị biểu kiến luôn thay đổi dưới dạng một hàm bất kỳ theo thời gian như dưới đây: x Mw = m(t) Trong đó: x Mw : Giá trị (cường độ) tức thời của Tín hiệu điều chế; m: hàm phụ thuộc thời gian t của tín hiệu điều chế o Tín hiệu đã được điều chế (AM signal). S = Acos(w + t) + m(t) = A[1 + m(t)]cos(wt) Như vậy, ở đây, để hệ thức trên ‘có nghĩa’ tức là có thể điều chế thành công mà không bị méo hoặc còn gọi là gây nên biến dạng Tín hiệu thì m phải bé hơn hoặc bằng 1. Khi đó, theo mô hình nói trên sau khi trở thành dạng sóng được truyền đi (AM Signal) thì biên độ của sóng sẽ bị điều biến (thay đổi) bởi biên độ của thông tin cần truyền đi và có dạng đối xứng nhau qua Trục Biên độ: Phương pháp điều chế nói trên được gọi là Điều chế Biên độ là vì Biên độ của Sóng mang bị biến đổi theo sự biến thiên của Thông tin cần được truyền đi Câu 2 sơ đồ khối của điều chế AM Gồm có 2 sơ đồ khối như sau: Sơ đồ khối AM-I Sơ đồ khối AM-II Câu 3 trình bày tín hiệu đã được điều chế 3.1 Đặc điểm điều chế AM-I (biến dạng-tần số) Một tín hiệu AM được định nghĩa như sau: AM = E ( 1 + m.cosµt) cost = ( A + mA.cosµt) B.cos�t Trong đó: A: Biên độ tín hiệu DC mA: Biên độ tín hiệu là hằng số B: Biên độ của tín hiệu sóng mang là hằng số µ và �: Tần số góc trong rad/s, tại µ/2π là tần số thấp trong khoảng 300Hz đến 3000Hz; và �/2π là một tín hiệu sóng mang tương đối cao, trong bài có giá trị 100kHz. - Ta có độ sâu điều chế “m” (hay còn gọi chỉ số điều chế) được đo bằng tỉ lệ biên độ của tín hiệu AC và DC tại đầu ra của bộ cộng. Trong đó: Vmax và Vmin là biên độ lớn nhất và nhỏ nhất tương ứng của tín hiệu AM. Trong sơ đồ hệ thống chúng tương ứng với bộ khuếch đại đảo của bộ cộng là G và g. a)Sơ đồ hệ thống - Để thực hiện được 100% ta điều chỉnh tín hiệu điện áp ra tại bộ cộng một cách độc lập. Chọn mức điện áp cho tín hiệu DC và tín hiệu đưa vào dạng sóng sin. Hình ảnh minh họa với m=1. - Trong trường hợp m<1 ta thu được tín hiệu AM có dạng như hình. b)kết quả mô phỏng  Trường hợp m=1 với tín hiệu ở tần số 2khz  Trường hợp m>1 tín hiệu ở tần số 2khz  Trường hợp m<1 tín hiệu ở tần số 2khz  Nhận xét Xét 3 trường hợp về sự thay đổi của độ sâu điều chế m ta thấy với giá tri m = 1 ta thu được tín hiệu AM tốt nhất với 100% tín hiệu. Đối với 2 trường hợp còn lại điều chế chưa đạt hiệu quả tốt do phần tín hiêu thu được bị suy hao.trong 3 trường hợp ta nhận thấy tín hiệu có sự biến dạng. Trong mô phỏng ta đặt điểm đo tại khối audio oscillator. 3.2 đặc điểm điều chế AM-II (biến dạng-tần số-pha) a) Sơ đồ khối của mạch - Đối với AM – II, một tín hiệu sóng mang cos(�t) được đưa đến bộ dịch pha để thay đổi pha tín hiệu sóng mang trước khi đến bộ cộng để thực hiện điều chế AM. Tại bộ dịch pha phương trình có dạng cos(�t + α). - Tín hiệu của bộ dịch pha được đưa đến một đầu của bộ cộng, đầu còn lại là tín hiệu điều chế biên kép triệt sóng mang DSBSC. Cộng hai tín hiệu này ta thu được tín hiệu AM có dạng. AM = DSBSC + sóng mạng b) Sơ đồ hệ thống \ - Quan sát sơ đồ hệ thống của phương pháp điều chế AM – I và II ta thấy với phương pháp AM – II trong hệ thống có thêm bộ dịch pha. Thay đổi pha chúng ta sẽ thu được các tín hiệu khác nhau tùy theo mục đích sử dụng. c) Kết quả mô phỏng - Đầu tiên cho góc α = 0 0 ,f=2khz thì dạng sóng của tín hiệu như sau: - Thay đổi góc α = 180 0 và giữ nguyên các thông số trên các card ta thu được tín hiệu ngược pha với tín hiệu gốc như sau: Giữ nguyên góc α = 180 0 và thay đổi thông số trên card phase shifter như gạt nút lo/hi sang trạng thái hi  Nhận xét Khi ta thay đổi góc pha thì tín hiệu của sóng cũng thay đổi (có sự biến dạng).ở đây ta đặt điểm đo tại khối PHASE SHIFTER Câu 4)PHASE SHIFTER: (Bộ dịch pha) [...]... gọi là dải thông) điều chế phải lớn hơn hoặc bằng tần số của thông tin nguồn tạo ra dưới đây: Đó chính là điều kiện tiêu chuẩn về dải thông điều chế tín hiệu AM luôn cần phải được tuân thủ một cách tuyệt đối Vì lý do nói trên, để truyền được một Thông tin có ‘nội dung’ càng lớn thì sự biến đổi Biên độ của Sóng mang càng phức tạp và điều đó có nghĩa rằng điều chế AM khó đáp ứng được những Thông tin phức... kh đối với băng tần MW hoặc lớn hơn đối với các băng tần sw1, sw2… mà không được ứng dụng trong viễn thông hiện đại vì nhược điểm của nó là khả năng mang thông tin thấp và hay bị nhiễu loạn tác động… tuy vậy, trong truyền hình tương tự, điều chế biên độ cũng có thể dung để điều chế tín hiệu hình ảnh với dải thông khá rộng theo qui định là 4,43 MHz đối với hệ truyền hình NTSC và 6,5 MHz đối với hệ truyền... dùng để lựa chọn các dải tần số • Độ lợi mở mạch thông qua dịch pha về cơ bản là thống nhất cho tất cả các giai đoạn, nhưng lưu ý rằng lượng Lệch pha, Φ, là hàm của tần số Này không phải là một thay đổi pha băng rộng: Do đó tất cả các thành phần tần số của một tín hiệu phổ phức tạp của không chuyển bởi các giai đoạn tương tự Các thông số cơ bản: • Băng thông . BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VIỄN THÔNG BÀI 1:ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ AM Câu 1: lý thuyết điều chế AM Điều chế biên độ hay còn gọi là điều biên là một kỹ thuật được sử dụng trong điện tử viễn thông, phổ. lớn hơn đối với các băng tần sw1, sw2… mà không được ứng dụng trong viễn thông hiện đại vì nhược điểm của nó là khả năng mang thông tin thấp và hay bị nhiễu loạn tác động… tuy vậy, trong truyền. độ rộng dải tần (còn gọi là dải thông) điều chế phải lớn hơn hoặc bằng tần số của thông tin nguồn tạo ra dưới đây: Đó chính là điều kiện tiêu chuẩn về dải thông điều chế tín hiệu AM luôn cần