Điều chế và giải điều chế DSB - SC

Điều chế và giải điều chế DSB - SC

Trường đại học Bách Khoa- Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Chương trình đào tạo kĩ sư chất lượng cao Việt Pháp BÁO CÁO TIỂU LUẬN CÁC HỆ TRUYỀN THÔNG ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ DSB-SC GVHD: TS HÀ HOÀNG KHA HỒ CHÍ MINH 11/2013 Yêu cầu tiểu luận: Tín hiệu mang tin tín hiệu sóng mang có dạng hình sin Vẽ tín hiệu miền thời gian Điều chế DSB-SC vẽ tín hiệu sóng miền thời gian.và miền tần số Cho tín hiệu qua lọc thông thấp Vẽ phổ sau qua lọc đáp ứng lọc 1|Page Giải điều chế tín hiệu sau qua lọc thông thấp Phân tích ảnh hưởng đồng pha số PHẦN A: LÝ THUYẾT Double sideband suppressed carrier modulation (DSB-SC) systems Định lý Fourrier Ta có g(t) ⇔ G(ω) g(t)cos(ωct) ⇔ (1/2)[G(ω + ωc) + G(ω - ωc)] Điều chế DSB-SC Dạng tín hiệu: sDSB-SC(t) = m(t)cosωct Phổ tín hiệu:SDSB-SC(ω) = (1/2)[M(ω + ωc) + M(ω - ωc)] Tín hiệu điều chế m(t)cosωct nhân với hàm: cosωct e(t) = m(t)cos2ωct = (1/2)[m(t) + m(t)cos2ωct] E(ω) = (1/2)M(ω) + (1/4)[M(ω + 2ωc) + M(ω - 2ωc)] Tín hiệu thu cho qua low pass filter:So(ω) = (1/2)M(ω) Tín hiệu giải điều chế: so(t) = (1/2)m(t) 2|Page Ví dụ: Tín hiệu cần điều chế có dạng cosωmt Tín hiệu m(t) = cosωmt Phổ tín hiệu : π[δ(ω + ωm) + δ(ω - ωm)] Dạng tín hiệu DSB-SC: sDSB-SC(t) = cosωmt cosωct = (1/2)[cos(ωc + ωm)t + cos(ωc - ωm)t] Phổ tần số tín hiệu DSB-SC SDSB-SC(ω) = (π/2)[δ(ω + ωc + ωm) + δ(ω + ωc - ωm) + δ(ω - ωc + ωm) + δ(ω - ωc - ωm)] Khi nhân với hàm cosωct, e(t) = cosωmt cos2ωct = (1/2)cosωmt (1 + cos2ωct) = (1/2)cosωmt + (1/2)cosωmt cos2ωct Phổ tần số e(t) E(ω) = (π/2)[δ(ω + ωm) + δ(ω - ωm)] + (π/4)[δ(ω + 2ωc + ωm) + δ(ω + 2ωc - ωm) + δ(ω - 2ωc + ωm) + δ(ω - 2ωc - ωm)] 3|Page Phổ tần số sau qua lọc thông thấp So(ω) = (π/2)[δ(ω + ωm) + δ(ω - ωm)] Dạng sóng tín hiệu ngõ so(t) = (1/2)cosωmt Ảnh hướng pha điều chế DSB-SC: sDSB-SC(t) = m(t)cosωct Hàm cos giải điều chế bị lệch pha: cos[(ωc + ∆ωc)t + ∆θ] Với ∆ωc sai số tần số ∆θ sai số pha Tín hiệu ngõ : m(t)cosωct cos[(ωc + ∆ωc)t + ∆θ] = (1/2)m(t){cos[(2ωc + ∆ωc)t + ∆θ] + cos(∆ωct + ∆θ)} Tín hiệu ngõ sau qua low-pass filter : s(t) = (1/2)m(t)cos(∆ωct + ∆θ) Khi ∆ωc = 0, tồn sai số pha , s(t) = (1/2)m(t)cos∆θ 4|Page Nếu ∆θ = ± π/2, s(t) = 0, tín hiệu đầu Hơn nữa, ∆θ thay đổi theo thời gian, s(t)sẽ xuất nhiễu Khi ∆θ = 0, tồn sai số tần số ∆ωc , s(t) = (1/2)m(t)cos∆ωct Tín hiệu bị suy hao méo dạng không đồng pha tần số Những bất lợi điều chế DSB-SC: Tín hiệu truyền tải hai dải tần số chứa thông tin nên chiếm nhiều băng thông kênh truyền Cần phải có mạch giải điều chế đồng bộ, điều cần thiết bị nhiễu xác nên tốn Một vài ứng dụng: - Hệ thống TV tương tự: truyền tải thông tin màu - Truyền tải thông tin stereo quảng bá FM VHF - CB radio - Remote điều khiển tự động đóng mở cửa PHẦN B: SỬ DỤNG MATLAB ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ DSB-SC Code matlab % task fc=150000; % task fm=fc/10; fs=100*fc; t=0:1/fs:4/fm; xc=cos(2*pi*fc*t); xm=cos(2*pi*fm*t); figure(1) subplot(2,1,1),plot(t,xc); title('carrier signal of 150 khz'); xlabel('time (sec)'); ylabel('amplitude'); subplot(2,1,2),plot(t,xm); title('message signal of 15.0 khz'); 5|Page xlabel('time (sec)'); ylabel('amplitude'); % DSB-SC MODULATION z1= xm.*xc; figure(2) % task subplot(2,1,1),plot(t,z1); title('DSB-SC MODULATION IN TIME DOMAIN'); xlabel('time (sec)'); ylabel('amplitude'); l1=length(z1); f=linspace(-fs/2,fs/2,l1); Z1=fftshift(fft(z1,l1)/l1); subplot(2,1,2),plot(f,abs(Z1)); title('DSB SC MODULATION IN FREQUENCY DOMAIN'); xlabel('frequency(hz)'); ylabel('amplitude'); axis([-200000 200000 0.3]); % task demodulation s1=z1.*xc; S1=fftshift(fft(s1,length(s1))/length(s1)); figure(3) plot(f,abs(S1)); title(' demodulated signal IN FREQUENCY DOMAIN before filtring'); xlabel('frequency(hz)'); ylabel('amplitude'); axis([-200000 200000 0.3]); hold on Hlp=1./sqrt(1+(f./fc).^(2*100)); plot(f,Hlp,'g'); title(' frequency response of low pass filter'); xlabel('frequency(hz)'); ylabel('amplitude'); axis([-200000 200000 2]); E1=Hlp.*S1; figure(4) subplot(2,1,1),plot(f,E1); title(' Recover signal IN FREQUENCY DOMAIN after filtring'); xlabel('frequency(hz)'); ylabel('amplitude'); axis([-200000 200000 0.3]); e1=ifft(ifftshift(E1))*length(E1); subplot(2,1,2),plot(t,(1/0.5)*e1); title(' Recover signal IN Time DOMAIN after filtring'); xlabel('time(sec)'); ylabel('amplitude'); 6|Page Kết thực hiện: Hình 1- Tín hiệu sóng mang tín hiệu dải 7|Page Hình 2- Tín hiệu điều chế miền thời gian tân số 8|Page Hình 3- Đáp ứng lọc thông thấp 9|Page Hình 4-Tín hiệu sau qua lọc tín hiệu giải điều chế 10 | P a g e PHẦN C- DÙNG SIMULINK ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ DSB-SC Vào Matlab, giao diện Command Window gõ Simulink Sau tạo giao diện cách File>New>Model Tìm khối mô hình đây: Sơ đồ điều chế simulink Điền thông số khối sau: 11 | P a g e Khối Modulating Signal 12 | P a g e Khối Carrier Signal: 13 | P a g e Khối Local Oscillator Nhấn Play 14 | P a g e TÍn hiệu dải tín hiệu sóng mang Tín hiệu điều chế giải điều chế Kết phổ tín hiệu điều chế giải điều chế: 15 | P a g e Phổ tín hiệu điều chế: Phổ tín hiệu giải điều chế: 16 | P a g e PHẦN D- PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA BẤT ĐỒNG BỘ PHA VÀ TẤN SỐ Khi thay đổi pha khối Local Oscillator: Pha lệch góc −π / 17 | P a g e Khi tín hiệu giải điều chế: 18 | P a g e Biên độ tín hiệu bị suy hao Góc pha lệch góc π / 19 | P a g e Biên độ tín hiệu bị triệt tiêu hoàn toàn Trường hợp bất đồng tần số: 20 | P a g e Khi phổ tín hiệu giải điều chế: 21 | P a g e Như vậy, không đồng pha phổ tín hiệu giải điều chể bị suy hao méo dạng Kết luận: Phải đồng pha tín hiệu giải điều chế có kết với tín hiệu mang tin ban đầu 22 | P a g e [...]... hiệu dải nền và tín hiệu sóng mang Tín hiệu điều chế và giải điều chế Kết quả phổ tín hiệu điều chế và giải điều chế: 15 | P a g e Phổ tín hiệu điều chế: Phổ tín hiệu giải điều chế: 16 | P a g e PHẦN D- PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA BẤT ĐỒNG BỘ PHA VÀ TẤN SỐ Khi thay đổi pha khối Local Oscillator: Pha lệch một góc −π / 4 17 | P a g e Khi đó tín hiệu giải điều chế: 18 | P a g e Biên độ tín hiệu bị suy hao... C- DÙNG SIMULINK ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ DSB- SC Vào Matlab, ở giao diện Command Window gõ Simulink Sau đó tạo giao diện mới bằng cách File>New>Model Tìm các khối như mô hình dưới đây: Sơ đồ điều chế trong simulink Điền các thông số ở các khối như sau: 11 | P a g e Khối Modulating Signal 12 | P a g e Khối Carrier Signal: 13 | P a g e Khối Local Oscillator Nhấn Play 14 | P a g e TÍn hiệu dải nền và. .. | P a g e Biên độ tín hiệu bị triệt tiêu hoàn toàn Trường hợp bất đồng bộ về tần số: 20 | P a g e Khi đó phổ tín hiệu giải điều chế: 21 | P a g e Như vậy, nếu không đồng bộ pha thì phổ tín hiệu giải điều chể sẽ bị suy hao và méo dạng Kết luận: Phải đồng bộ pha thì tín hiệu giải điều chế mới có kết quả đúng với tín hiệu mang tin ban đầu 22 | P a g e ... hiệu điều chế giải điều chế Kết phổ tín hiệu điều chế giải điều chế: 15 | P a g e Phổ tín hiệu điều chế: Phổ tín hiệu giải điều chế: 16 | P a g e PHẦN D- PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA BẤT ĐỒNG BỘ PHA VÀ... hiệu điều chế miền thời gian tân số 8|Page Hình 3- Đáp ứng lọc thông thấp 9|Page Hình 4-Tín hiệu sau qua lọc tín hiệu giải điều chế 10 | P a g e PHẦN C- DÙNG SIMULINK ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ DSB-SC. .. lợi điều chế DSB-SC: Tín hiệu truyền tải hai dải tần số chứa thông tin nên chiếm nhiều băng thông kênh truyền Cần phải có mạch giải điều chế đồng bộ, điều cần thiết bị nhiễu xác nên tốn Một vài