0

Điều chế biên độ(Amplitude Modulation)

30 1,594 1
  • Điều chế biên độ(Amplitude Modulation)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 11/04/2016, 15:37

Chương Điều chế biên độ (Amplitude Modulation) Ha Hoang Kha hhkha@hcmut.edu.vn Giới thiệu  Tín hiệu dải (baseband) tín hiệu tạo từ nguồn tin -  Tín hiệu thoại có băng tần từ 0-3.4KHz Tín hiệu video truyền hình có băng tần 0-4.3MHz Tín hiệu PCM mã lưỡng cực có tốc độ xung Rb có dải tần 0-Rb Hz Tín hiệu dải có công suất lớn tần số thấp nên truyền qua kênh vô tuyến, truyền qua đôi dây dẫn, cáp đồng trục cáp quang  Điều chế dịch phổ tần tín hiệu dải nền, cho phép nhiều tín hiệu đồng thời truyền kênh  Điều chế dịch tín hiệu lên tần số cao để antenna xạ hiệu với kích thước hợp lý  Điều chế biến đổi biên độ, tần số pha sóng mang sine cao tần theo tín hiệu baseband m(t)  Có loại điều chế bản: điều chế biên độ (AM: Amplitude Modulation), điều chế tần số (FM: Frequency Modulation) điều chế pha (PM: Phase Modulation) Điều chế biên độ  Nhắc lại số công thức: c  2f c x(t )  cos c t Fourier x(t )  m(t ) cos(2f c t )  Điều 1  ( f  fc )   ( f  fc ) 2 1 X ( f )  M ( f  fc )  M ( f  fc ) 2 chế biên độ: biên độ sóng mang cao tần biến thiên theo tín hiệu dải (tín hiệu tin) m(t) Nói cách khác, thông tin chứa biên độ sóng mang 2.1 Điều chế biên độ hai dải bên (DSB-SC)  Tín hiệu dải (tín hiệu tin tức):  Sóng mang: m(t ) xc (t )  cos c t  Điều chế hai dải bên triệt sóng mang: biên độ tức thời tín hiệu điều chế tỷ lệ với tín hiệu tin tức xDSB  SC (t )  m(t ) cos c t Double-SideBand Suppressed Carrier m(t ) cos c t  [ M ( f  f c )  M ( f  f c )] M(f) 2A -fM fM f XDSB_SC(f) -fc -fc +fM LSB: Lower Sideband, USB: Uper Sideband fc -fM fc f fc +fM  Để tránh chồng phổ fc  f M  Trong ứng dụng quãng bá, antenna xạ dải hẹp không méo, f  f c - Phát AM, B=5KHz sóng mang có tần số từ 550KHz đến 1600KHz, tầm từ 100 đến 300 fc / f M M Giải Điều chế DSB-SC  Quá trình khôi phục tín hiệu tin tức từ tín hiệu điều chế gọi giải điều chế e(t )  xDSB  SC (t ) cos ct  m(t ) cos ct  [m(t )  m(t ) cos 2ct ] 1 E ( f )  M ( f )  [ M ( f  f c )  M ( f  f c )] -2fc 2fc f  Yêu cầu sóng mang có tần số pha xác sóng mang điều chế  Phương pháp gọi tách sóng đồng (synchronous detection) tách sóng kết hợp (coherent detection) Các điều chế DSB-SC  Bộ điều chế nhân: sử dụng nhân tương tự để nhân m(t) với cosct (khó thực không kinh tế)  Bộ điều chế phi tuyến: sử dụng linh kiện phi tuyến diode transistor  Giả sử đặc tính phi tuyến: y (t )  ax(t )  bx (t ) - 10 z (t )  2am(t )  bm(t ) cos c t  single balanced modulator Giải điều chế AM  Tách 16  RC đường bao: nên lớn so với 1/c, nên nhỏ so với 1/2fM 2.3 QAM (Quadrature AM)  DSB chiếm băng thông lần so với tín hiệu dải (không hiệu quả)  QAM sử dụng sóng mang tần số pha trực giao (phase quadrature) để truyền tín hiệu DSB xQAM (t )  m1 (t ) cos c t  m2 (t ) sin c t xQAM (t ) 17 2.3 QAM (Quadrature AM)  Hai tín hiệu, tín hiệu băng tần fM Hz phát đồng thời qua băng thông 2fM sử dụng DSB ghép kênh trực giao  Kênh gọi kênh I-phase kênh gọi kênh trực pha Q (Quadrature) xQAM (t ) 18 x1 (t )  m1 (t )  m2 (t ) cos 2c t  m2 (t ) sin 2c t  Giả sử sóng mang bên thu là: cos(c t   )  Tìm  Sự tín hiệu giải điều chế ? sai lệch tần số pha dao động nội thu dẫn đến suy hao méo tín hiệu mà giao thoa kênh 19 2.4 AM-SSB (Single Sideband) M(f) f fc f -fc fc f -fc fc f fc fc 20 2.4 AM-SSB (Single Sideband) M(f) M+(f) M-(f) M-(f+fc) M+(f-fc) M+(f+fc) M-(f-fc) 21 2.4 AM-SSB (Single Sideband)  | M  ( ,) | | M  ( )phổ | không đối xứng qua  tín hiệu miền thời gian phức  | M  ( ,) | | M  (đối )| xứng vơí  tín hiệu miền thời gian liên hợp phức cuả m (t )  m (t )  m(t ) m (t )  [m(t )  jmh (t )] m (t )  [m(t )  jmh (t )]  22 Xác định mh ? 2.4 AM-SSB (Single Sideband) M  ( )  M ( )u ( ) 1 M ( )[1  sgn( )]  M ( )  M ( ) sgn( ) 2 M h ( )   jM ( ) sgn( ) mh ( )  m(t ) * t M  ( )   Bộ biến đổi Hilbert  e  j /   H ( )   j sgn( )   j / 0  e làm trễ pha /2  Tín hiệu SSB xSSB (t )  m(t ) cos c t mh (t ) sin(c t ) 23 dấu – cho USB + cho LSB Tạo tín hiệu AM-SSB  Phương pháp lọc: cho tín hiệu DSB-SC qua lọc có tính chọn lọc tần số cao để loại bỏ sideband không mong muốn  Phương 24 pháp dịch pha: Khó khăn dịch pha cho tín hiệu có khoảng tần số Giải điều chế SSB-SC  SSB-SC dùng giải điều chế kết hợp 1 xSSB (t ) cos c t  m(t )  [m(t ) cos 2c t mh (t ) sin 2c t ] 2 -2fc 25 2fc f 2.5 VSB (Vestigial Side band)  VSB:  điều chế biên độ triệt phần dải bên SSB có bề rộng phổ nhỏ khó thực Phương pháp lọc chọn tần số yêu cầu phổ tín hiệu dải có biên độ không đáng kể DC tần số gần 0: Phương pháp dịch pha thực xác  DSB thực dễ SSB yều cầu bề rộng phổ tín hiệu gấp đôi  VSB dung hoà SSB DSB VSB tương đối dễ thực băng tần khoảng 25% lớn SSB 26 2.5 VSB (Vestigial Side band) M(f) -fM fM XDSB(f) -fc fc XSSB(f) -fc fc XVSB(f) 27 -f f  Bộ lọc dải bên nén dải bên khác X VSB ( )  [ M (  c )  M (  c )]H i ( ) e(t )  xVSB (t ) cos c t  [ X VSB (  c )  X VSB (  c )]  Phổ 28 ngõ M ( )  [ X VSB (  c )  X VSB (  c )]H ( )  Để khôi phục lại tín hiệu dải nền: H ( )  , H i (  c )  H i (  c ) 29 |  | 2B 2.6 Bộ thu AM  IF: 30 intermediate-frequency fIF=455KHz, fc=1000KHz [...]... cho tín hiệu có 1 khoảng tần số Giải điều chế SSB-SC  SSB-SC có thể dùng giải điều chế kết hợp 1 1 xSSB (t ) cos c t  m(t )  [m(t ) cos 2c t mh (t ) sin 2c t ] 2 2 -2fc 25 2fc f 2.5 VSB (Vestigial Side band)  VSB:  điều chế biên độ triệt một phần dải bên SSB có bề rộng phổ nhỏ nhưng khó thực hiện Phương pháp lọc chọn tần số yêu cầu phổ tín hiệu dải nền có biên độ không đáng kể ở DC và ở tần...Bộ điều chế chuyển mạch f w(t )  1 2 1 1  (cos c t  cos 3c t  cos 5c t  ) 2  3 5 Tc=2/c fc 11 m(t ) w(t )  fc 1 2 1 1 m(t )  (m(t ) cos c t  m(t ) cos 3c t  m(t ) cos 5c t  ) 2  3 5 2.2 Điều chế biên độ AM  DSB-SC yêu cầu bộ thu tạo ra dao động nội có tần số và pha đồng bộ với sóng mang ở bộ phát Khi đó, bộ thu phức tạp và chi phí cao  Điếu chế AM: sóng mang được... phát Khi đó, bộ thu phức tạp và chi phí cao  Điếu chế AM: sóng mang được phát cùng với tín hiệu điều chế x AM (t )  A cos c t  m(t ) cos c t  [ A  m(t )] cos c t 1 A X AM ( f )  [ M ( f  f c )  M ( f  f c )]  [ ( f  f c )   ( f  f c )] 2 2 12 13 mp  Hệ số điều chế  Tín hiệu AM có thể giải điều đồng bộ như DSB-SC  A   1 , có thể dùng kỹ thuật tách đường bao 2 A  Công suất sóng... suất dải bên: c 2  Khi  Hiệu 14  Khi suất: Ps  Ps  Pc m(t )  A cos mt  max  33% Mạch điều chế AM  Phần 2 tử phi tuyến diode vout (t )  avin (t )  bvin (t ) vbb ' (t )  am(t )  ca cos c t  bm (t ) 2  2cbm(t ) cos c t  b cos c t 2 15 vo (t )  ca cos c t  2cbm(t ) cos c t Giải điều chế AM  Tách 16  RC đường bao: nên lớn so với 1/c, nhưng nên nhỏ so với 1/2fM 2.3 QAM (Quadrature... I-phase và kênh dưới gọi là kênh trực pha Q (Quadrature) xQAM (t ) 18 x1 (t )  m1 (t )  m2 (t ) cos 2c t  m2 (t ) sin 2c t  Giả sử sóng mang bên thu là: 2 cos(c t   )  Tìm  Sự tín hiệu giải điều chế ? sai lệch tần số hoặc pha của dao động nội ở bộ thu không những dẫn đến suy hao và méo tín hiệu mà còn sự giao thoa giữa 2 kênh 19 2.4 AM-SSB (Single Sideband) M(f) f fc f -fc fc f -fc fc f fc
- Xem thêm -

Xem thêm: Điều chế biên độ(Amplitude Modulation), Điều chế biên độ(Amplitude Modulation), Điều chế biên độ(Amplitude Modulation), Chương 2 Điều chế biên độ (Amplitude Modulation), Điều chế biên độ, Bộ điều chế chuyển mạch, Giải điều chế AM, Giải điều chế SSB-SC