Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 13 CHÖÔNG III ÑIEÀU BIEÁN VAØ GIAÛI ÑIEÀU BIEÁN Ñieàu bieán moät tín hieäu laø bieán ñoåi tín hieäu naøy ra moät soùng mang coù noäi dung tin cuûa tín hieäu goác, soùng coù mang tin töùc naøy ñöôïc goïi laø soùng ñaõ ñieàu bieán hay soùng ñöôïc ñieàu bieán nhaèm hai muïc ñích sau: - Cho soùng ñaõ ñieàu bieán thoûa maõn ñieàu kieän truyeàn cuûa moâi tröôøng truyeàn tin vì moâi tröôøng naøy khoâng truyeàn ñöôïc tín hieäu goác, soùng truyeàn tin ñöôïc goïi laø soùng mang. - Taïo ñieàu kieän gheùp nhieàu keânh truyeàn tin ñeå truyeàn qua cuøng moät moâi tröôøng. Taïi traïm thu, tín hieäu nhaän ñöôïc coù theå traûi qua bieán ñoåi ngöôïc laïi goïi laø quaù trình giaûi ñieàu bieán, taùi taïo laïi tín hieäu goác. Neáu nhieàu keânh truyeàn tin ñöôïc gheùp laïi thì tín hieäu nhaän ñöôïc coøn phaûi qua quaù trình taùch keânh vaø giaûi ñieàu bieán. Coù nhieàu kyõ thuaät ñieàu bieán tuøy theo baûn chaát cuûa tín hieäu goác vaø moâi tröôøng truyeàn. Trong kyõ thuaät truyeàn thanh, tín hieäu goác laø tín hieäu aâm taàn, moâi tröôøng truyeàn laø khoâng gian truyeàn ñöôïc soùng ñieän töø. Vaøo nhöõng ngaøy ñaàu cuûa kyõ thuaät ñieàu bieán bieân ñoä, soùng cao taàn ñaõ ñöôïc aùp duïng. Vaøi möôi naêm sau, kyõ thuaät ñieàu bieán taàn soá ñöôïc söû duïng trong truyeàn tin quaân ñoäi nhôø ñaëc tính choáng nhieãu toát. Sau ñoù, coù nhieàu kyõ thuaät ñieàu bieán ñaõ ñöôïc ñem ra söû duïng thoûa maõn yeâu caàu ngaøy moät taêng. Baøi naøy chæ giôùi thieäu kyõ thuaät ñieàu bieán bieân ñoä vaø ñieàu bieán taàn soá soùng cao taàn. Tuy nhieân, caùc kyõ thuaät khaùc cuõng ñöôïc giôùi thieäu qua ñeå sinh vieân khaùi neäm toång quaùt hôn veà kyõ thuaät truyeàn thanh vaø truyeàn caùc döõ lieäu noùi chung. I. Kyõ thuaät ñieàu bieán: 1. Ñònh nghóa: Kyõ thuaät ñieàu bieán laø kyõ thuaät thay ñoåi bieân ñoä cuûa moät soùng coù taàn soá cao, coù khaû naêng phaùt xaï soùng ñieän töø theo bieân ñoä cuûa moät tín hieäu goác mang noäi dung tin töùc caàn ñöôïc truyeàn trong khoâng gian. Tín hieäu goác tuy coù noäi dung tin töùc nhöng khoâng phaùt xaï soùng ñieän töø. Soùng cao taàn coù theå phaùt xaï soùng ñieän töø truyeàn trong khoâng gian, do vaäy bieân ñoä cuûa soùng ñöôïc cho bieán thieân theo tín hieäu goác ñeå truyeàn ñöôïc tín hieäu goác trong khoâng gian. Soùng cao taàn truyeàn ñöôïc tín hieäu goác ñöôïc goïi laø soùng mang. Tín hieäu goác laøm bieán thieân bieân ñoä soùng mang goïi laø tín hieäu ñieàu bieán. Soùng cao taàn duøng laøm soùng mang tin töùc nhöng chöa ñöôïc bieán thieân bieân ñoä goïi laø soùng chöa ñieàu bieán. Ñeå deã tieáp caän vôùi kyõ thaät naøy, ta haõy xeùt tröôøng hôïp ñôn giaûn nhaát laø tín hieäu ñieàu bieán ñieàu hoøa töùc laø tín hieäu coù bieåu thöùc: em = Emcosωmt (m: ñieàu bieán) em : ñieän aùp töùc thôøi tín hieäu ñieàu bieán töùc laø ñieän aùp tín hieäu goác. Em : bieân ñoä cöïc ñaïi tín hieäu ñieàu bieán. ωm = 2πfm : taàn soá goùc tín hieäu ñieàu bieán (rad/s). fm : taàn soá tín hieäu ñieàu bieán (Hz). Trang 14 Nguyeãn Xuaân Khai Soùng cao taàn coù theå truyeàn ñöôïc trong khoâng gian ñöôïc goïi laø soùng mang tin hay soùng mang. ec = Ecsinωct. ec : ñieän aùp töùc thôøi cuûa soùng mang laø soùng cao taàn duøng ñeå mang tin. Ec : bieân ñoä cöï ñaïi soùng mang. ωc = 2πfc : taàn soá goùc soùng cao taàn. fc : taàn soá soùng. Khi soùng ñaõ ñöôïc ñieàu bieán bieân ñoä thì: e = Ec(1 + mcosωm)sinωct. Em vôùi m = goïi laøchæ soá ñieàu bieân hay heä soá ñieàu bieân. Ec Khi söû duïng kyõ thuaät ñieàu bieân caàn phaûi löu yù laø bieân ñoä goác E m phaûi nhoû hôn bieân ñoä soùng mang Ec. Nhö vaäy m < 1. Sau ñaây laø hình minh hoïa daïng soùng ñöôïc ñieàu bieán trong boán tröôøng hôïp heä soá ñieàu bieán baèng 0; 0.5; 1 vaø 1.5. Löu yù ñöôøng bao cuûa daïng soùng laø daïng tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt vôùi boán bieân ñoä khaùc nhau: Em>Ec Em=Ec 1,5Ec 2Ec Em Ec Ec Ec Ec m=0 m = 0.5 m=1 m = 1.5 2. Phoå taàn vaø beà roäng daûi taàn: Ta coù: e = Ec(1 + mcosωm)sinωct e = Ecsinωct + Ecmcosωmsinωct m m e = E c sin ω c t + E c sin(ω c + ω m )t + E c sin(ω c − ω m )t 2 2 mE c sin(ω c + ω m )t : soùng bieân treân, coù taàn soá laø (ωc + ωm) hay (fc + fm). 2 mE c sin(ω c − ω m )t : soùng bieân döôùi, coù taàn soá laø (ωc - ωm) hay (fc - fm). 2 Ecsinωct : soùng mang, coù taàn soá laø ωc (rad) hay fm (Hz) Phoå soùng ñieàu bieân ñöôïc veõ nhö sau: Ec Ec mE mE mE mE c c 2 ωc - ωm ωc c 2 2 ωc + ωm fc - fm BW = 2ωm (rad/s) c 2 fc fc + fm BW = 2fm (Hz) Hai soùng ñieàu bieân naèm ôû caû hai daûi cuûa taàn soá cao, ñoä roäng cuûa daûi taàn baèng hieäu soá cuûa taàn soá cao nhaát laø (fc + fm) vôùi taàn soá thaáp nhaát laø (fc - fm). Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 15 3. Söï phaân boá coâng suaát trong soùng ñaõ ñieàu bieán: Hình veõ phoå soùng ñaõ ñieàu bieán bôûi tín hieäu ñôn taàn e m = Emcosωmt cho thaáy söï phaân boá ñieän aùp trong soùng. Ñieàu naøy cho thaáy coâng suaát ñöôïc phaân boá theo tyû leä vôùi mEc mE c bình phöông cuûa caùc giaù trò ñieän aùp laø , Ec vaø . 2 2 Coâng suaát soùng mang baèng: E2 Pc = c . 2R Coâng suaát moãi soùng bieân baèng: 2 mE m 2 E c2 m 2 E c2 m 2 . 2 Plsb = = = . = Pc 2R 8R 4 2R 4 Coâng suaát cuûa soùng ñaõ ñieàu bieán baèng: m2 m2 m2 . Pt = Pc + Pc + Pc = Pc 1 + 4 4 2 Coâng suaát ñöôïc phaân boá thaønh caùc phaàn laø: E c2 m2 m2 Pc , Pc vaø Pc ; vôùi Pc = . 4 4 2R m2 Plsf = Pc 4 fc - fm fc Pc = E c2 2R m2 Pusf = Pc 4 fc + fm f vôùi: Psf: taàn soá bieân döôùi, Psf = fc - fm. Pusf: taàn soá bieân treân, Pusf = fc + fm. Ta thaáy coâng suaát phaân boá cho caùc taàn soá bieân leä thuoäc vaøo heä soá ñieàu bieán m. 4. Tröôøng hôïp tín hieäu ñieàu bieán laø tín hieäu phöùc taïp: Neáu tín hieäu ñieàu bieán laø tín hieäu phöùc taïp goàm nhieàu taàn soá khaùc nhau, giaû söû coù nhieàu thaønh phaàn thaáp nhaát laø fmin ñeán cao nhaát laø fmax thì ta coù soùng ñaõ ñieàu bieán laø: e = Ec(1 + m1cosωmint + m2cosω2t + ... + mmcosωmaxt)sinωct. Vaäy: E sin ω c t + m1 sin ( ω c + ω min ) t + m1 sin ( ω c − ω min ) t + ... e= c . 2 + mm sin ( ω c + ω max ) t + mm sin ( ω c − ω max ) t Heä soá ñieàu bieán baèng: mt = m12 + m22 + ... + mm2 Trang 16 Nguyeãn Xuaân Khai Phoå soùng coù daïng: Ec fc - fmax fc - fmin fc fc + fmin fc + fmax f BW = 2fmax (Hz) Coâng suaát cuûa soùng ñöôïc phaân boá nhö sau: - Coâng suaát toaøn soùng bieân treân: mt2 PUSBt = Pc . 4 - Coâng suaát toaøn soùng bieân döôùi: mt2 PLSBt = Pc . 4 - Coâng suaát soùng mang: E2 Pc = c . 2R - Coâng suaát toaøn soùng: m2 Pt = Pc 1 + t . 2 * Löu yù raèng ñoä roäng daûi taàn cuûa soùng baèng: BW = (fc + fmax) - (fc - fmax) = 2fmax. fmax : taàn soá cao nhaát trong daûi taàn tín hieäu ñieàu bieán. 5. Caùc kyõ thuaät truyeàn soùng ñieàu bieân: Tröôùc khi nghieân cöùu caùc kyõ thuaät truyeàn khaùc nhau, ta xeùt laïi bieåu thöùc soùng mang ñaõ ñieàu bieán: e = Ec(1 + Ecmcosωm)sinωct. m m E c sin(ω c + ω m )t + E c sin(ω c − ω m )t 2 2 Soùng mang Ecsinωct khoâng mang noäi dung tin, caû hai soùng ñieàu bieân mang cuøng moät noäi dung tin töùc vaø phuï thuoäc vaøo m vaø ωm. e = E c sin ω c t + a. Kyõ thuaät ñieàu bieân vôùi troïn soùng mang: Goïi taét laø kyõ thuaät DSBFC (Double Side Band Full Carrier), laø kyõ thuaät truyeàn tin coå ñieån duøng soùng ñieàu bieân, coù nhöôïc ñieåm laø laõng phí coâng suaát phaùt soùng vaø daûi taàn nhöng laïi coù öu ñieåm laø kyõ thuaät giaûn ñôn, thieát bò phaùt vaø thu cuõng giaûn ñôn vaø ñôõ toán keùm. Kyõ thuaät naøy ñöôïc aùp duïng trong kyõ thuaät truyeàn thanh baèng soùng ñieàu bieân. Tieâu chuaån phaùt soùng leä thuoäc vaøo cô quan quaûn lyù phaùt soùng caùc nöôùc. Sau ñaây laø tieâu chuaån phaùt thanh soùng ñieàu bieân cuûa cô quan FCC (Federal Communication Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 17 Commission), cô quan lieân bang quaûn lyù vieäc phaân phoái söû duïng vaø phaùt soùng taïi Hoa Ky,ø ñöôïc nhieàu nöôùc aùp duïng, do vaäy ñöôïc neâu ra laøm thí duï: - Daûi taàn qui ñònh: töø (540 ÷ 1600)KHz, moãi caáp taêng taàn soá laø 10KHz (daønh cho chöông trình ñaøi ñòa phöông). - Ñoä roäng daûi taàn phaùt soùng 10KHz. - Ñoä oån ñònh taàn soá soùng mang ±20Hz so vôùi taàn soá qui ñònh phaùt soùng. - Heä soá ñieàu bieân töø (0.85 ÷ 0.95). - Daûi tín hieäu aâm taàn töø (100 ÷ 5000)Hz, 1KHz laø taàn soá chuaån ôû 0 deciBel. - Heä soá meùo bieân ñoä thaáp hôn 0.05 cho heä soá ñieàu bieân tôùi 0.85, thaáp hôn 0.075 cho heä soá ñieàu bieân töø (0.85 ÷ 0.95). - Can nhieãu vaø tieáng uø: ít nhaát laø 45 deciBel khi heä soá ñieàu bieân m = 1 ôû daûi aâm taàn töø (30 ÷ 20000)Hz. - Coâng suaát phaùt cöïc ñaïi cho pheùp 50KW (ñeå phaùt chöông trình ñaøi ñòa phöông treân soùng trung bình töø (540 ÷ 1600)KHz. Ngoaøi ra coøn coù qui ñònh phaùt chöông trình quoác teá baèng soùng ngaén vôùi coâng suaát phaùt coù theå ñeán 500KW. b. Kyõ thuaät truyeàn ñôn bieân: Goïi taét laø kyõ thuaät SSB (Single Side Band) ñöôïc phaân thaønh nhieàu loaïi nhö sau: - Kyõ thuaät ñôn bieân trieät soùng mang, goïi taét laø kyõ thuaät SSBSC (Single Side Band Suppressed Carrier), kyõ thuaät naøy vaãn truyeàn ñöôïc tin töùc vì noäi dung ñaày ñuû cuûa tin ñaõ ñöôïc mang bôûi moãi daûi soùng bieân. Do vaäy coù öu ñieåm laø coâng suaát truyeàn thaáp, chæ coøn baèng (mt2.Pc)/4 vôùi mt < 1; Pc : coâng suaát soùng mang. Öu ñieåm thöù hai laø daûi taàn soùng baèng moät nöûa so vôùi kyõ thuaät truyeàn soùng bieân. Ñieàu naøy raát coù yù nghóa neáu duøng kyõ thuaät gheùp keânh. Do daõi taàn soùng phaùt chæ coøn moät nöûa thì soá keânh truyeàn ñöôïc gheùp seõ gaáp ñoâi. Nhöôïc ñieåm laø thieát bò phaùt vaø thu phöùc taïp vì khi thu ñöôïc soùng, soùng mang phaûi ñöôïc taùi taïo vaø cheøn vaøo soùng bieân thì quaù trình giaûi ñieàu bieán môùi thöïc hieän ñöôïc. Tuy nhieân, toán keùm trong thieát bò ñöôïc buø laïi bôûi soá keânh truyeàn taêng gaáp ñoâi. - Kyõ thuaät truyeàn ñôn bieân vôùi soùng mang giaûm bieân ñoä, goïi taét laø kyõ thuaät SSBRC (Single Side Band Reduced Carrier), kyõ thuaät naøy cuõng coù öu ñieåm nhö kyõ thuaät SSBSC ôû treân, nhôø coù soùng mang haïn cheá bieân ñoä neân soùng mang coù theå ñöôïc taùi taïo laïi ñöôïc deã daøng taïi maùy thu. c. Kyõ thuaät truyeàn hai daûi bieân ñoäc laäp: Goïi taét laø kyõ thuaät ISB (Independent Side Band), kyõ thuaät naøy truyeàn caû hai daûi soùng bieân, moãi daûi mang moät noäi dung tin ñoäc laäp nhau. Nhö vaäy laø vôùi cuøng moät soùng coù theå ñöôïc hai tin khaùc nhau. d. Kyõ thuaät truyeàn soùng bieân trieät soùng mang: Goïi taét laø kyõ thuaät DSBSC (Double Side Band Suppressed Carrier), kyõ thuaät truyeàn hai daûi soùng bieân, soùng mang khoâng truyeàn. Nhö vaäy khoâng phaûi maát coâng suaát soùng mang nhöng ôû maùy thu phaûi duøng maïch giaûi ñieàu bieán tích soá toán keùm hôn maïch giaûi ñieàu bieán ñöôøng bao. ÔÛ maùy thu, soùng bieân coù soùng mang thöôøng gaëp. Trang 18 Nguyeãn Xuaân Khai e. Kyõ thuaät truyeàn moät daûi bieân heïp: Goïi taét laø kyõ thuaät VSB (Vestigal Side Band), kyõ thuaät naøy ñöôïc gaëp trong truyeàn hình, khoâng ñöôïc duøng trong kyõ thuaät truyeàn thanh. Ñaây laø kyõ thuaät toång hôïp cuûa kyõ thuaät truyeàn soùng bieân vôùi kyõ thuaät truyeàn moät daûi bieân. II. Maïch ñieàu bieán bieân ñoä: Vò trí maïch ñieàu bieán trong maùy phaùt cho bieát maïch maùy phaùt thuoäc loaïi ñöôïc ñieàu bieân ôû möùc thaáp hay cao. ÔÛ maùy ñieàu bieân möùc thaáp, maïch ñieàu bieán ôû phía tröôùc ñieän cöïc ra cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát phaùt soùng töùc laø ñieän cöïc tröôùc cöïc thu cuûa transistor khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt coâng suaát nhö cöïc khieån hay cöïc phaùt. Neáu laø ñeøn ñieän töû thì phaûi tröôùc anode töùc laø löôùi khieån, löôùi maøn cathode. Neáu laø transistor tröôøng thì phaûi tröôùc cöïc thoaùt laø coång hay nguoàn. Öu ñieåm cuûa kyõ thuaät ñieàu bieán möùc thaáp laø khoâng yeâu caàu coâng suaát tín hieäu ñieàu bieán cao ñeå coù tyû soá ñieàu bieán cao. Trong maùy ñieàu bieán möùc cao, maïch ñieàu bieán ôû ngay ñieän cöïc ra cuûa taàng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt soùng töùc laø ôû ngay cöïc thu cuûa transistor coâng suaát cao taàn, anode ñeøn khueách ñaïi coâng suaát cao taàn hay cöïc thoaùt transistor tröôøng khueách ñaïi coâng suaát cao taàn. Nhöôïc ñieåm cuûa kyõ thuaät naøy laø phaûi coù coâng suaát tín hieäu ñieàu bieán cao. 1. Maïch ñieàu bieán möùc thaáp: a. Maïch ñieàu bieán cöïc phaùt transistor: Coù sô ñoà nhö sau: 30V +V Rc R1 Soùng mang ec = Ecsinωct C1 2K 10K C2 Q1 R2 Maïch ñieàu bieán cöïc phaùt Re 10K 2K Rtai Ra C3 10K n1 n2 Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt n1=n2 H.III-5 Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt Soùng mang ec = Ecsinωct Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 19 Ñieän aùp taïi cöïc thu Vc E’c Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi ngoõ ra H.III-6 Nguyeân lyù laøm vieäc: Tín hieäu ñieàu bieán vaøo cöïc phaùt laøm thay ñoåi ñieän trôû maët tieáp giaùp giöõa cöïc phaùt 2,6 vôùi cöïc khieån re vì re = . Vôùi IE : doøng vaøo cöïc phaùt baèng miliampe. Heä soá khueách IE βRC ñaïi soùng mang cuûa transistor baèng AV = − , maø hie ≈ βre, do vaäy heä soá khueách ñaïi hie bieán thieân theo doøng tín hieäu ñieàu bieán vaøo cöïc phaùt: ñieän aùp tín hieäu ñieàu bieán taêng, doøng ie giaûm do ñieän aùp phaân cöïc transistor oån ñònh, r e taêng, Av giaûm. Ngöôïc laïi, khi tín hieäu ñieàu bieán giaûm ie taêng, re giaûm, βre giaûm, Av taêng. Do ñoù, ta coù ñieän aùp ra taïi cöïc thu vaø soùng ñaõ ñieàu bieán taïi ngoõ ra. Maïch naøy ñaït yeâu caàu ñoái vôùi maùy phaùt coâng suaát nhoû nhöng khoâng ñaït ôû maùy coâng suaát cao do transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä A, hieäu suaát maïch keùm (xem daïng soùng H.III-6). b. Maïch ñieàu bieán cöïc thu transistor: Neáu maïch naøy laø taàng khueách ñaïi coâng suaát cuoái cuøng cuûa maùy phaùt thì ñaây laø maïch ñieàu bieán möùc cao vì ñieän aùp ñieàu bieán ñaët vaøo cöïc thu laø ngoõ ra cuûa maïch khueách ñaïi cao taàn phaùt soùng. Neáu laø taàng khueách ñaïi ñaët tröôùc maïch khueách ñaïi coâng suaát cuoái cuøng thì ñaây laø maïch ñieàu bieán möùc thaáp. Sô ñoà maïch nhö sau: Tín hieäu ñieàu bieán em = Emcosωmt +V n1 n2 n1=n2 L: cuoän caûm caùch ly Soùng mang ec = Ecsinωct Ra Q1 n2 n1 n1=n2 R1 C2 H.III-7 Trang 20 Nguyeãn Xuaân Khai Nguyeân lyù laøm vieäc: Transistor Q1 khueách ñaïi soùng mang ec ôû cheá ñoä C. Soùng mang ec ñöôïc ñöa vaøo cöïc khieån, khi ec < 0.6V, Q1 khoâng daãn, khi ec > 0.6V, Q1 daãn, moãi chu kyø soùng mang Q1 chæ daãn trong moät goùc nhoû hôn 180 o. Tín hieäu ñieàu bieán laøm thay ñoåi ñieän aùp nuoâi transistor vì ñöôïc maéc noái tieáp vôùi ñieän aùp moät chieàu Vcc (xem hình döôùi ñaây) em Tín hieäu ñieàu bieán em = Emsinωmt t ic t ec 0.6v t Vce t Soùng mang ec = Ecsinωct 2Vcc Ñieän aùp ra Vcc VCEbh = 0 H.III-8 Nhö vaäy, ñieän aùp ra coù tín hieäu ñieàu bieán soùng mang vaø thaønh phaàn moät chieàu Vcc (H.III-8). Do Q1 laøm vieäc khoâng tuyeán tính neân coøn caùc thaønh phaàn khaùc nhö f c ± fm, 2fc, 2fm, ... RC2 laø maïch töï phaân cöïc ghim ñieän aùp aâm vaøo cöïc khieån Q 1 laøm vieäc ôû cheá ñoä C. Maïch ñöôïc caûi thieän coù theâm maïch coäng höôûng L 1C1 thay cho cuoän caûm L ñeå loaïi caùc thaønh phaàn khoâng caàn thieát nhö hình sau ñaây: Vcc em = Emcosωmt fc = Tín hieä u n1 ñieà u bieán 1 C1 2π L1C1 n2 C3 ra Soùng ñaõ ñieàu bieán L1 Q1 n1 Soù ng mang chöa ñieàu bieá n ec = Eccosωct n2 R1 C1 C2 H.III-9 Cth Tuï ñieän trung hoø a choáng dao ñoä ng Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 21 2. Maïch ñieàu bieán möùc cao: Maïch ñieàu bieán cöïc thu vöøa noùi treân ñöôïc phaân vaøo loaïi ñieàu bieán möùc cao neáu cöïc thu laø ngoõ ra cuûa maùy phaùt. Q1 laø transistor coâng suaát khueách ñaïi cao taàn cuoái cuøng. Ñeå coù hieäu suaát cao, transistor laøm vieäc ôû cheá ñoä C töùc laø chæ daãn trong thôøi gian ngaén hôn moät nöûa chu kyø soùng. Vôùi maïch ñieàu bieán cöïc thu, ta coù tæ soá ñieàu bieán m cao hôn, tín hieäu goác ít bieán daïng hôn, nhöng neáu laø maïch möùc cao töùc laø maïch phaùt soùng ra thì tín hieäu ñieàu bieán caàn coù coâng suaát töông öùng vôùi söï phaân boá coâng suaát. Ñeå coù theå ñieàu bieán saâu hôn vôùi tín hieäu goác ít meùo hôn nöõa ta coù theå söû duïng maïch ñieàu bieán ñoàng thôøi cöïc khieån vaø cöïc thu sau ñaây: Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi cöïc thu Q1 Q2 Soùng chöa ñieàu bieán ec = Eccosωct Anten Soùng ñaõ ñieàu bieán e Q1 Q3 Soùng ñaõ ñieàu bieán taïi cöïc thu Q1 em = Emcosωmt Vcc H.III-10 Tín hieäu ñieàu bieán ñaõ ñöôïc ñöa vaøo cöïc thu cuûa hai transistor khueách ñaïi coâng suaát cao taàn phaùt soùng Q2 vaø Q3 vaø cöïc thu cuûa transistor khueách ñaïi soùng cao taàn Q 1. Nhö vaäy, ôû caùc cöïc khieån cuûa Q2 vaø Q3 laø caùc soùng ñaõ ñieàu bieán moät phaàn phaùt ra töø Q 1. Caùc soùng naøy laïi ñöôïc ñieàu bieán laàn thöù nhì bôûi cuøng moät tín hieäu taïi caùc cöïc khieån vaø cöïc thu cuûa Q1 vaø Q3. Maïch naøy ít laøm meùo tín hieäu ñieàu bieán vaø soùng ñöôïc ñieàu bieán vôùi tæ leä cao hôn. 3. Vi maïch ñieàu bieán: Vi maïch taïo haøm coù theå duøng laøm maïch ñieàu bieân phuø hôïp vôùi caùc ñaëc tính maùy phaùt taàn soá raát oån ñònh, raát ít gaây meùo tín hieäu ñieàu bieán, raát goïn nheï, thieát keá giaûn ñôn. Nhöôïc ñieåm cuûa vi maïch laø coâng suaát ra thaáp, phaïm vi taàn soá heïp. Moät trong caùc vi maïch taïo haøm ñôn khoái laø vi maïch XR-2206 cuûa Exar Corporation coù theå taïo caùc soùng sin - vuoâng - tam giaùc, taïo haøm doác vôùi ñoä chính xaùc vaø oån ñònh cao. Ngoõ ra soùng laïi coù theå ñieàu khieån bieán taàn soá hay bieân ñoä. Taàn soá laøm vieäc trong phaïm vi töø (0.01Hz ÷ 1MHz). Giaùo trình chæ giôùi thieäu cho ñoäc giaû ôû phaàn maïch phaùt soùng vaø tín hieäu. Trang 22 Nguyeãn Xuaân Khai 4. Maïch ñieàu bieán duøng ñeøn ñieän töû: Do quyõ thôøi gian coù haïn, kieán thöùc cô sôû caàn giôùi thieäu cho caùc sinh vieân coù nhieàu phaàn quan troïng hôn neân phaàn naøy chæ ñöôïc giôùi thieäu sô löôïc. Keå töø naêm 1970, ñaõ coù caùc maùy phaùt baùn daãn coâng suaát vaøi kilowatt. Nhö vaäy, ñeøn ñieän töû chæ ñöôïc duøng cho coâng suaát thaät cao nhö ñaøi phaùt thanh hay truyeàn hình coâng suaát cöïc cao. Ñoäc giaû naøo caàn nghieân cöùu saâu hôn neân tham khaûo taøi lieäu veà ñeøn ñieän töû. III. Maïch giaûi ñieàu bieán: Phaàn naøy chæ giôùi thieäu moät maïch giaûi ñieàu bieán cô baûn nhaát ñöôïc goïi laø maïch taùch soùng ñöôøng bao, maïch taùch soùng ñænh hay maïch taùch soùng thöù nhì do maïch ôû phía sau maïch ñoåi taàn soá goïi laø maïch taùch soùng thöù nhaát. Maïch cô baûn chæ laø moät maïch kheùp kín cuoän thöù caáp maùy bieán aùp trung taàn, diode chænh löu nhoû D vaø boä ñoâi ñieän trôû R d maéc song song vôùi tuï ñieän Cd. D Cd Rd H.III-11 Maùy bieán aùp trung taàn nhaän soùng ñaõ ñieàu bieán e = E c(1 + Ecmcosωmt)sinωct coù taàn soá ωc = 2πfc, fc = 455KHz. Lyù do taïi sao taàn soá soùng f c = 455KHz seõ ñöôïc giaûi thích ôû phaàn ñoåi taàn maùy thu thanh ñieàu bieân. Diode D laø diode gecmani nhoû coù chöùc naêng chænh löu moät nöûa chu kyø soùng. Ñieän trôû R d goïi laø ñieän trôû taùch soùng coù chöùc naêng nhaäp tín hieäu goác trong quaù trình giaûi ñieàu bieán. C d goïi laø tuï ñieän taùch soùng coù nhieäm vuï loaïi soùng mang coù taàn soá 455KHz vì soùng naøy ñaõ laøm xong chöùc naêng mang tin. Diode D goïi laø diode taùch soùng. Sau ñaây laø caùc daïng soùng ñaõ ñieàu bieán tröôùc khi ñeán maïch taùch soùng vaø sau quaù trình giaûi ñieàu bieán hay quaù trình taùch soùng. ñöôøng bao Em = mEc (1) Ec m = 0,5 ñöôøng bao Em (2) (4) Ec VAB khi chöa coù tuï Cd Ec: trò trung bình ñieän aùp chænh löu nöûa chu kì Kyõ thuaät truyeàn thanh Trang 23 ñöôøng bao (3) VAB khi fmcöïc ñaïi[...]... mạch điều biến pha để tạo sóng điều tần theo sơ đồ: em(t) Mạch tích phân ∫e m (t )dt Mạch điều biến pha PM Sóng điều tần (FM) Ta cũng có thể giải điều biến sóng điều pha (PM) bằng mạch giải điều tần và giải điều biến sóng điều tần bằng mạch giải điều pha bằng hai sơ đồ sau: Sóng điều pha Sóng điều tần dem (t ) dt Mạch giải điều tần ∫e m Mạch tích phân em(t) Mạch vi phân em(t) (t )dt Mạch giải điều. .. Quan hệ giữa kỹ thuật điều biến tần số với điều biến pha: Từ đònh nghóa về kỹ thuật điều biến tần số và điều biến pha, ta có thể phân biệt được sóng điều tần và sóng điều pha bằng cách xác đònh tần số hay góc pha sóng biến thiên trực tiếp tỷ lệ với tín hiệu điều biến e m(t) Như vậy, sóng điều tần có tần số lệch tức thời ∆ω(t) = θ'(t) được xử lý cho biến thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến tức là: ∆ω(t)... các chỉ số điều biến m từ 0 đến 10 m 0.00 0.25 0.5 1.0 1.5 2.0 2.4 2.5 3. 0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 J0 1.00 0.98 0.94 0.77 0.51 0.22 0 -0.05 -0.26 -0.40 -0.48 0.15 0 .30 0.17 -0.09 0.05 J1 -0.12 0.24 0.44 0.56 0.58 0.52 0.50 0 .34 0.07 0 .33 0.28 0.00 0. 23 0.25 0.05 J2 0. 03 0.11 0. 23 0 .35 0. 43 0.45 0.49 0 .36 0.05 0.24 0 .30 0.11 0.14 0.25 J3 -0.02 0.06 0. 13 0.20 0.22 0 .31 0. 43 0 .36 0.11... 0.06 J4 0.01 0. 03 0.06 0.07 0. 13 0.28 0 .39 0.46 0.46 0.40 0.27 0.22 J5 0.02 0.02 0.04 0. 13 0.26 0 .36 0 .35 0.19 0.06 0. 23 J6 -0.01 0.04 0.05 0. 13 0.25 0 .34 0 .34 0.20 0.01 J7 -0.02 0.05 0. 13 0. 23 0 .32 0 .33 0.22 J8 0.02 0.06 0. 13 0.22 0 .31 0 .32 J9 -0.02 0.06 0. 13 0.21 0.29 J10 ... Kỹ thuật điều biến tần số: là kỹ thuật điều biến góc làm tần số lệch tức thời ∆ω(t) = θ'(t) biến thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến e m: ∆ω(t) = θ'(t) = Kf.em(t) (rad/s) Kf: hệ số tỷ lệ em(t): tín hiệu điều biến - Kỹ thuật điều biến pha: là kỹ thuật điều biến góc làm góc lệch pha tức thời biến thiên tỷ lệ với tín hiệu điều biến em: θ(t) = Kp.em(t) (rad) Kp: hệ số tỷ lệ em(t): tín hiệu điều biến 2 Quan... anh 14,3MHz Đệm vàx2 H III-25 b Mạch điều tần gián tiếp: Mạch điều tần gián tiếp có thể là mạch điều biến pha đổi ra mạch điều tần như H III-26 em(t) Mạch tích phân ∫e m (t )dt Mạch điều biến pha PM Sóng điều tần (FM) H.III-26 Nguyên lý của mạch điều pha sẽ được giải thích ở phần sau c Mạch điều biến pha: Để hiểu rõ nguyên lý mạch điều biến pha, ta hãy nghiên cứu giản đồ vectơ đặc trưng sóng điều biến. .. mạch máy phát Motorola MC 137 6 công suất 600mW, sóng có tần số lệch cực đại lên đến 150KHz (H III-29) Trang 34 Nguyễn Xuân Khai 5V +V 47p 7 8 270p 1 2 33 uH 6 V C O 1 03 1K7 1K 56K 470pF 3 MC1276 5 4 1uF Tín hiệu điều biến H III -39 8 Mạch giải điều biến góc: a Mạch giải điều tần: Mạch giải điều tần là mạch cho ra điện áp tỉ lệ thuận với tần số lệch so với tần số giữa của sóng điều tần: Vr = Kf∆f ∆f :... sóng điều tần: E e = E c cos ω c t + K f m cos ω m t ωm K f Em Vậy m = ; Kf: hệ số tỷ lệ là độ nhạy điều tần (Hz/volt) ωm Em: biên độ cực đại tín hiệu điều biến m: chỉ số điều biến góc KfEm: tần số khuếch đại cực đại 3 Dải thông của mạch khuếch đại sóng điều biến góc: Sóng điều biến góc được phân thành ba lớp: - Sóng chỉ số điều biến thấp - Sóng chỉ số điều biến trung bình - Sóng chỉ số điều. .. (H.III-22) +V C3 RFC C1 C4 Q1 VDC C2 C1 và C3 là tụ điện cách ly điện một chiều từ cực thu Q1 và từ nguồn điện phân cực nghòch VDC RFC cách ly điện cao tần đến micro và đưa tín hiệu điều biến vào VDC + +V H III-22 Sau đây là sơ đồ micro không dây có ở thò trường (H III- 23) + + 1.5V 47uF 10k 10k 47k 47k 102 2uF Q1 33 p 3. 3k 102 Micro Q2 CCB : điện dung tiếp giáp CB Q1 Q1 : điều biến điện dung và khuếch đại... trên Ur1 biến thiên theo tần số sóng được đăt trưng bởi đường cong Uri(f) ghi số (1) điện áp ra mạch dưới biến thiên theo đường cong Ur2(f) ghi số (2) Điện áp ra mạch giải điều biến Travis bằng: Vr = Vr1-Vr2 Vr biến thiên theo đường cong tổng hợp số (3) -Vr2 H.III -32 Các khung dao động L1C1, L2C2, L3C3 và các khoảng cách tần số cộng hưởng 1 1 1 fc = , f1 = và f 1 = 2π L1C1 2π L3 C 3 2π L3 C 3 Phải được ... )dt Mạch điều biến pha PM Sóng điều tần (FM) Ta giải điều biến sóng điều pha (PM) mạch giải điều tần giải điều biến sóng điều tần mạch giải điều pha hai sơ đồ sau: Sóng điều pha Sóng điều tần... 0.51 0.22 -0 .05 -0 .26 -0 .40 -0 .48 0.15 0 .30 0.17 -0 .09 0.05 J1 -0 .12 0.24 0.44 0.56 0.58 0.52 0.50 0 .34 0.07 0 .33 0.28 0.00 0. 23 0.25 0.05 J2 0. 03 0.11 0. 23 0 .35 0. 43 0.45 0.49 0 .36 0.05... 150KHz (H III-29) Trang 34 Nguyễn Xuân Khai 5V +V 47p 270p 33 uH V C O 1 03 1K7 1K 56K 470pF MC1276 1uF Tín hiệu điều biến H III -3 9 Mạch giải điều biến góc: a Mạch giải điều tần: Mạch giải điều tần