Giáo trình thực hành hệ thống truyền thông

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HỆ THỐNG TRUYỀN THƠNG MỤC LỤC Trang Mục lục Bài 1: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế AM Bài 2: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế số 10 Bài 3: Thực hành mạch ghép tách kênh PCM 18 Bài 4: Giới thiệu Matlab Simulink truyền thông 24 Bài 5: AM Detection – Matlab Simulink 31 Bài 6: FM Detection – Matlab Simulink 34 Bài 7: Điều chế/Giải điều chế số - Matlab Simulink 35 Bài 8: Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) – Matlab Simulink 39 Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang  Bộ tạo nhiễu: Trang 26  Bộ đếm lỗi bit: Display: tỉ lệ lỗi bit số bit lỗi Tổng số bit truyền 1.2 Phân tích phổ Trang 27 1.3 Lọc số Tạo tín hiệu có tần số s(t )  1sin(21000t ) s(t )  0.3sin(2 3000t ) Sau đó, cộng tín hiệu lọc để lấy lại thành phần tần số Trang 28 Trang 29 - Trang 30 BÀI 5: AM DETECTION Mục đích: - Thực điều chế AM (DSB SSB) - Thực giải điều chế AM MODULATION Mạch nhân tín hiệu 1.1 Thiết kế mạch nhân tín hiệu Sin có tần số 1kHz hình 7.1 Hình 7.1: Mạch nhân tín hiệu Câu 1: Nêu nguyên lý nhân tín hiệu? Câu 2: Vẽ giải thích tín hiệu scope spectrum scope? 1.2 DSB Thiết kế mạch điều chế AM có fm=1kHz fc=10kHz hình 7.2 Hình 7.2: Mạch DSB Câu 1: Giải thích ngun lý mạch? Câu 2: Vẽ giải thích tín hiệu scope spectrum scope? Câu 3: Thay đổi biên độ, tần số fm fc Nhận xét Trang 31 1.3 SSB Mạch SSB thiết kế cách kết hợp BSB với lọc Bộ lọc cao qua để loại thành phần fc-fm lọc thấp qua để loại thành phần fc+fm Thiết kế mạch điều chế AM có fm=1kHz fc=5kHz hình 7.3 Hình 7.3: Mạch SSB Câu 1: Giải thích nguyên lý mạch? Câu 2: Thiết kế lọc để loại bỏ thành phần tần số fc+fm? Câu 3: Vẽ giải thích tín hiệu scope spectrum scope? Câu 4: Thay đổi biên độ, tần số fm fc Nhận xét? AM DETECTION 2.1 Detection without reference Thiết kế mạch điều chế AM detection có fm=200Hz fc=5 kHz hình 7.4 Hình 7.4: Detection without reference Trang 32 Câu 1: Giải thích nguyên lý mạch? Câu 2: Thiết kế lọc để giữ lại fm? Câu 3: Vẽ giải thích tín hiệu scope spectrum scope? Câu 4: Thay đổi pha của Sin wave Nhận xét? 2.2 Detection with Noise Thiết kế mạch điều chế AM detection có fm=200Hz fc=5 kHz hình 7.5 Bộ lọc dải qua có tần số trung tâm 5kHz Hình 7.5: Detection with noise Câu 1: Giải thích nguyên lý mạch? Câu 3: Vẽ giải thích tín hiệu scope spectrum scope? Câu 5: Thay đổi công suất nhiễu Nhận xét? Trang 33 BÀI 6: FM DETECTION Mục đích: - Thực điều chế FM VCO - Thực giải điều chế FM PLL FM Thiết kế điều biến FM có tần số fm=1kHz, tần số sóng mang fc=5kHz hình 8.1 Hình 8.1: FM Câu 1: Nguyên tắc hoạt động VCO? Câu 2: Cho biên độ fm=0v Quan sát nhận xét dạng sóng scope spectrum scope? Câu 3: Cho biên độ fm=1v Quan sát nhận xét dạng sóng scope spectrum scope? FM DETECTION Thiết kế FM detection ó tần số fm=1kHz, tần số sóng mang fc=5kHz hình 8.2 Hình 8.2: FM detection Câu 1: Nguyên tắc hoạt động PLL? Câu 2: Chọn tần số cắt thích hợp cho FIR1 FIR2 Câu 3: Quan sát nhận xét dạng sóng scope spectrum scope? Trang 34 BÀI 7: ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ Mục đích: - Thiết kế điều chế giải chế ASK, FSK QPSK - Cộng nhiễu so sánh với lý thuyết dùng BER TOOL - Sử dụng công cụ phân quan sát, đánh giá hệ thống scope, discrete-time scatter scope, discrete-time eye diagram scope 7.1 THIẾT KẾ ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ 7.1.1 ASK Hình 1: Điều chế ASK Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống? Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.1.2 FSK Hình 2: Điều chế FSK Trang 35 Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống? Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.1.3 QPSK Hình 3: Điều chế QPSK Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống? Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.1.4 16 QAM Hình 4: Điều chế16_QAM Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống? Trang 36 Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.2 TRUYỀN THÔNG QUA KÊNH TRUYỀN AWGN 7.2.1 Điều chế QPSK qua kênh truyền AWGN Thiết kế hệ thống hình (xem tham số file qbsk_awgn.mdl) Hình 7: QPSK qua AWGN Câu 1: Giải thích trị số thiết lập model Câu 2: Thay đổi SNR kênh truyền AWGN 10dB 30dB vẽ tín hiệu Eye diagram, discrete-time scatter plot scope Giải thích Câu 3: Xác định tốc độ bit hệ thống tốc độ baud sau khối QPSK Câu 4: Cho biết ý nghĩa lọc Cosine 7.2.2 Khảo sát ảnh hưởng Eb/No lên BER Thiết kế hệ thống hình (xem tham số file QAM_16_awgn.mdl) Hình 8: Hệ thống sử dụng 16_QAM qua kênh truyền AWGN Câu 1: Giải thích trị số thiết lập model Câu 2: Chọn thời gian mô 100s, thay đổi tỉ số Eb/No(dB) 0.2, 0.5, 1, 1.5, Vẽ đồ thị biểu thị BER theo Eb/No Trang 37 7.2.3 Sử dụng công vụ vẽ giản đồ BER Ta sử dụng file QAM_16_awgn1.m dùng để khởi tạo liệu, file QAM_16_awgn1.mdl model cần khảo sát Công cụ mở lệnh BERTOOL Command Window hình Câu 1: Giải thích trị số thiết lập file awgn2.mdl Câu 2: Vẽ đồ thị biểu thị BER theo Eb/No so sánh giản đồ phần 7.2.2 Câu 3: So sánh kết câu với lý thuyết Hình 9: Cơng cụ phân tích BER theo Eb/No Trang 38 BÀI 8: TIME DIVISION MUTIPLEXING (TDM) Mục đích: - Ngun tắc lấy khơi phục tín hiệu - Thực TDM LẤY MẪU VÀ KHƠI PHỤC TÍN HIỆU Tạo tín hiệu có tần số 200Hz, thời gian lấy mẫu 1/20000s Máy phát xung lấy mẫu có tần số 2kHz hình 9.1 Hình 9.1: Mạch lấy mẫu khơi phục tín hiệu Câu 1: Giải thích nguyên tắc hoạt động mạch? Câu 2: Chọn tần số lọc thích hợp để khơi phục tín hiệu ban đầu Câu 3: Quan sát nhận xét dạng sóng scope spectrum scope? TDM Mơ hình truyền dẫn TDM minh họa hình 9.2 Các luồng liệu truyền Output value lần khe thời gian Input signal A D B A C A C B D Time Output Input signal B Input signal C Input signal D Hình 9.2: Mơ hình TDM Trang 39 Thiết kế TDM để truyền hai luồng liệu có tần số 100Hz 200Hz Bộ phát xung pulse có tần số 2KHz, lệch pha 180 độ Hình 9.3: TDM Câu 1: Nguyên tắc hoạt động TDM? Câu 2: Chọn tần số cắt thích hợp cho Filter Filter để thu lại hai tín hiệu ban đầu Câu 3: Quan sát nhận xét dạng sóng scope ? Câu 4: Thiết kế TDM truyền luồng liệu? Trang 40 ... sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.2 TRUYỀN THÔNG QUA KÊNH TRUYỀN AWGN 7.2.1 Điều chế QPSK qua kênh truyền AWGN Thiết kế hệ thống hình (xem tham số file qbsk_awgn.mdl)... lý hoạt động hệ thống? Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.1.4 16 QAM Hình 4: Điều chế16_QAM Câu 1: Giải thích ngun lý hoạt động hệ thống? Trang... băng thơng hệ thống? 7.1.2 FSK Hình 2: Điều chế FSK Trang 35 Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động hệ thống? Câu 2: Xác định tần số sóng mang tốc độ bit? Câu 3: Cho biết băng thông hệ thống? 7.1.3