Điều chế và giải điều chế SSB
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM Khoa Công nghệ Điện tử BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VIỄN THÔNG ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SSB Nhóm ĐIỀU CHẾ SSB 1) Điều chế đơn biên SSB trình điều chế tạo biên tần (biên hay biên ) tín hiệu AM 2) Điều chế SSB Chặn bớt band DSB lọc Dùng công thức lượng giác cos x cos y ± sin x sin y = cos( x my ) m(t)= Ta có: SSB(t)= + = + = +] = cos(+ ) Giải điều chế SSB: xSSB (t ) cos ωc t = 1 m(t ) + [m(t ) cos 2ωc t mh (t ) sin 2ωc t ] 2 Qua lọc LPF loại bỏ tần số cao: m’(t)= m(t)/2 3)Các card (SSB): a AUDIO OSCILLATOR – tạo tín hiệu âm tần Tạo nguồn dao động ngõ tín hiệu sóng sin, cos xung TTL Các tín hiệu ngõ ta thay đổi tần số tín hiệu thông qua nút điều chỉnh tần số f, độ rộng dãy tần thay đổi từ 300Hz-10Khz Ở ta sử dụng nguồn tín hiệu ngõ sóng cos(wt) b MULTIPLIER – nhân: Đơn giản nhân tín hiệu ngõ vào x(t) y(t) kết thu tín hiệu tương tự ngõ k.x(t).y(t) ½ tín hiệu ngõ vào ngăn tượng tràn Chuyển mạch DC-AC sử dụng loại bỏ thành phần DC đưa nút gạt phía AC c.QUADRAURE PHASE SPLITTER Có đầu vào đầu ra, làm nhiệm vụ dịch pha 900 pha tín hiệu đầu vào d.ADDER – cộng Thực cộng hai tín hiệu tương tự ngõ vào A B đồng thời có khả điều chỉnh độ lợi thông qua G điều chỉnh cho A g điều chỉnh cho B kết ngõ ta thu tổng hai tín hiệu GA+gB Độ lợi G,g thay đổi giới hạn < (G,g) < e.PHASE SHIFTER – dịch pha Làm thay đổi pha tín hiệu ngõ vào “IN” với tín hiệu ngõ “OUT” pha tín hiệu thay đổi từ 00 đến 1800 thông qua việc điều chỉnh nút COARSE FINE - Băng thông BWSSB=fm - Sóng mang phụ tín hiệu SSB từ 100KHz đến 500KHz - Thông thường chọn 100KHz hay 200KHz - Phạm vi ứng dung : dùng thông tin sóng ngắn ,hàng hải… So sánh với điều chế AM + So với AM điều chế SSB phức tạp + Băng thông SSB giảm phân nửa so với AM Tiết kiệm băng tần, + Vì phát phần công suất biên nên công suất phát SSB thấp + Tỉ số S/N điều chế SSB tốt S/N điều chế AM Phương pháp Độ phức tạp giải Băng thông tín hiệu H iệu suất Điều chế điều chế lượng DSBSC Cao Rộng Cao AM Thấp Rộng Thấp SSB Thấp Hẹp Thấp 6) _ Bộ tạo dao động điều khiển áp VCO (Voltage-controlled oscillator) dao động điện tử thiết kế để điều khiển tần số dao động điện áp vào Tần số dao động thay đổi cách thay đổi điện áp DC vào, tín hiệu điều chế đưa vào VCO tín hiệu điều tần FM điều pha PM, VCO với đầu xung số tương tự có tốc độ chu kì xung (FSK, PSK) có độ rộng xung điều chế (PWM) _ Ngoài mạch có ổn định tần số cao, dải biến đổi điện áp tần số theo điện áp vào rộng, đơn giản, dễ điều chỉnh thuận lợi cho việc tổ hợp thành vi mạch Trong phạm vi MHz đến 50 MHz thường dùng mạch dao động đa hài Mạch VCO tiêu biểu _ Ta có đặc tuyến truyền đạt f0 (Vdk) biểu diễn sau: Đặc tuyến truyền đạt f0 (Vdk) tiêu biểu VCO _ Độ lợi chuyển đổi V đến f VCO là: _ Sơ đồ khối VCO Thực hành Sơ đồ đấu dây, vị trí card : Tín hiệu tin tức ut 2kHz, tần số sóng mang tần số 100kHz Tín hiệu đầu vào sau dịch pha 900 : Tín hiệu : Tín hiệu song mang dịch pha 10 Tín hiệu + :phổ tín hiệu biên Tín hiệu + (phổ tín hiệu biên 11 Phổ tín hiệu theo thời gian sau điều chế:(phổ biên dưới) Phổ: cos( - ) Phổ tín hiệu theo thời gian sau điều chế:(phổ biên dưới) Phổ: cos(+ ) Giải điều chế SSB Sơ đồ khối: 12 Một giải điều chế sản phẩm giải điều chế SSB theo nghĩa hẹp Một giải điều chế SSB thực phân biệt dải biên biên Thí nghiệm điều tra loại pha giải điều chế, sơ đồ khối số thể hình Bộ dịch pha 900 phía - Q - nhánh cấu trúc (khối bên trái) cần phải đưa dịch pha 900 tất tần số quan tâm Trong trường hợp tín hiệu Như 'bộ lọc' khó để nhận Một giải pháp thực tế chia pha vuông góc - QPS - thể khối bên phải Điều trì dịch chuyển 900 đầu nó, khác pha đầu vào đầu thay đổi theo tần số Sự thay đổi chấp nhận tín hiệu lời nói Lưu ý lý tưởng cần có lọc thông thấp giống hệt đầu nhân Trong thực tế lọc thông thấp đơn đưa vào đầu tổng hợp Ưu điểm thực tế việc tiết kiệm thành phần (module) Một bất lợi việc QPS trình bày với tín hiệu lớn cần thiết đầu vào - thành phần tần số không mong muốn tổng thành phần tần số khác biệt mong muốn Các thành phần không mong muốn làm tăng nguy tải a Các card chức card: MULTIPLIER ( nhân ): Hai tín hiệu đầu vào tương tự X(t) Y(t) nhân với Kết tỷ lệ yếu tố khoảng ½, với đầu vào tiêu chuẩn 13 • Cách sử dụng: Chuyển đổi nối đầu vào sử dụng để loại bỏ thành phần đầu vào DC cách chuyển đổi nối AC Cần lưu ý thành phần DC đầu không gỡ bỏ Yếu tố "k" (một tham số tỷ lệ kết hợp với "bốn phần tư" nhân) khoảng nửa Nó định nghĩa đầu từ mô đun đo thực nghiệm • Thông số kỹ thuật bản: Băng thông khoảng 1MHz Đặc tính k.X(t).Y(t) k khoảng ½ b ADDER ( cộng ): Hai tín hiệu đầu vào tương tự A(t) B(t) thêm vào với nhau, điều chỉnh theo tỷ lệ G g Tổng kết trình bày đầu 14 • Cách sử dụng: Sự quan tâm phải thực điều chỉnh độ lợi để tránh tải module Quá tải không gây thiệt hại, có nghĩa hoạt động phi tuyến tính, điều tránh hệ thống tương tự Bộ cộng có khả cung cấp tín hiệu tốt mức tiêu chuẩn tham khảo, 4V đỉnh – đỉnh, cho đầu vào tiêu chuẩn Bộ cộng sử dụng khuếch đại bình thường cách sử dụng đầu vào chỉnh độ lợi đầu vào khác đến mức tối thiểu Không cần thiết tiếp đất đầu vào không sử dụng Lưu ý độ lợi G g tiêu cực Tất đầu vào đầu nối DC • Thông số kỹ thuật bản: Dãi độ lợi < G 50dB dải thông gợn sóng < 0.5dB Điện áp đầu vào tối đa +5V đến -5V (TTL cấp tín hiệu đầu vào chấp nhận được) e VCO: Chức module dao động điều khiển áp hai chế độ: dao động điều khiển áp với điện áp đầu vào tương tự máy phát FSK với đầu vào kỹ thuật số Cả hai chế độ có hai dải tần số hoạt động lựa chọn dãi chuyển đổi Tần số VCO độ nhạy đầu vào điều khiển từ bảng điều khiển phía trước 18 • Cách sử dụng VCO: HOẠT ĐỘNG VCO TIÊU CHUẨN Tần số VCO đầu điều khiển điện áp đầu vào tương tự Điện áp đầu vào, Vin, thu nhỏ - khuếch đại - nút điều khiển GAIN phía trước bảng Một điện áp DC thêm vào Vin nội bộ, thiết lập bắt đầu tần số trung tâm, f0 Các tần số trung tâm định nghĩa tần số VCO đầu ra, điện áp áp dụng cho đầu nối Vin Các đầu vào Vin nội gắn với mặt đất tín hiệu áp dụng Đèn LED tải Vin thắp sáng tổng điện áp - thu nhỏ Vin cộng tần số trung tâm DC offset - vượt giới hạn hoạt động nội dao động Giảm GAIN - quay chiều kim đồng hồ - / thay đổi tần số trung tâm, f0, để tắt đèn LED Việc chuyển đổi dải tần số lựa chọn HI hay băng sóng mang LO hay băng âm Cả hai đầu sóng sin kỹ thuật số có sẵn 19 HOẠT ĐỘNG VCO ĐẶC BIỆT - KIỂM SOÁT TỐT TẦN SỐ Trong số ứng dụng, kiểm soát tốt yêu cầu tần số đầu VCO Điều dễ dàng đạt cách làm theo bốn bước sau: MODULES YÊU CẦU: VCO BIẾN ĐỔI DC Bước - Thiết lập đầu BIẾN ĐỔI DC module gần không (đánh dấu núm vị trí 12 giờ) Bước 2.1 - Xoay nút điều khiển GAIN VCO tới không, hoàn toàn ngược chiều kim đồng hồ Bước 2.2 - Bây giờ, quay nút điều khiển GAIN lên, chiều kim đồng hồ, chút (chỉ vài độ) Bước - Cài đặt tần số đầu VCO module gần tốt đến tần số quan tâm Sử dụng núm tần số điều chỉnh, f0 Sử dụng đếm tần số để đo tần số đầu VCO Bước - Cuối cùng, vá lỗi đầu BIẾN ĐỔI DC module đến nút điều khiển đầu vào tần số VCO module, Vin, với dẫn vá lỗi tiêu chuẩn NÚT ĐIỀU KHIỂN tần số TỐT module VCO thực cách chuyển núm điều chỉnh điện áp BIẾN ĐỔI DC module • Cách sử dụng FSK: Một PCB gắn kết chuyển trượt lựa chọn phương thức hoạt động FSK VCO Hai tần số ra-vào, FSK1 FSK2, (MARK SPACE), thiết lập cách thay đổi PCB gắn kết, ngón tay điều chỉnh xén Khi chế độ VCO, chuyển đổi dải tần số lựa chọn HI hay băng sóng mang LO hay băng âm Các liệu đầu vào kỹ thuật số chấp nhận tín hiệu mức TTL Cả hai đầu sóng sin kỹ thuật số có sẵn GAIN CENTER FREQ, f0, điều khiển đầu nối Vin không sử dụng chế độ FSK • Thông số kỹ thuật bản: KIỂU VCO 20 Dãy tần số 1.5KHz < LO < 17kHz; sóng sin TTL ([...]... Phổ và tín hiệu theo thời gian sau khi điều chế: (phổ ở biên dưới) Phổ: cos( - ) Phổ và tín hiệu theo thời gian sau khi điều chế: (phổ ở biên dưới) Phổ: cos(+ ) Giải điều chế SSB 1 Sơ đồ khối: 12 Một bộ giải điều chế sản phẩm không phải là một bộ giải điều chế SSB theo nghĩa hẹp Một bộ giải điều chế SSB thực sự có thể phân biệt giữa một dải biên dưới và biên trên Thí nghiệm này điều tra các loại pha giải. .. đầu vào tối đa +5V đến -5V (TTL cấp tín hiệu đầu vào là chấp nhận được) e VCO: Chức năng module bộ dao động điều khiển áp trong hai chế độ: hoặc như là một bộ dao động điều khiển áp với điện áp đầu vào tương tự hoặc như một máy phát FSK với đầu vào kỹ thuật số Cả hai chế độ có hai dải tần số hoạt động được lựa chọn bởi dãi một chuyển đổi Tần số VCO và độ nhạy đầu vào có thể được điều khiển từ bảng điều. .. ngón tay điều chỉnh xén Khi ở chế độ VCO, chuyển đổi dải tần số lựa chọn giữa HI hay băng sóng mang và LO hay băng âm thanh Các dữ liệu đầu vào kỹ thuật số chỉ chấp nhận các tín hiệu mức TTL Cả hai đầu ra sóng sin và kỹ thuật số có sẵn GAIN và CENTER FREQ, f0, điều khiển và đầu nối Vin không được sử dụng ở chế độ FSK • Thông số kỹ thuật cơ bản: KIỂU VCO 20 Dãy tần số 1.5KHz < LO < 17kHz; sóng sin và TTL... đầu ra BIẾN ĐỔI DC module đến nút điều khiển đầu vào tần số VCO module, Vin, với một dẫn vá lỗi tiêu chuẩn NÚT ĐIỀU KHIỂN tần số TỐT của module VCO bây giờ được thực hiện bằng cách chuyển núm điều chỉnh điện áp BIẾN ĐỔI DC module • Cách sử dụng FSK: Một PCB gắn kết chuyển thanh trượt lựa chọn giữa phương thức hoạt động FSK và VCO Hai tần số ra-vào, FSK1 và FSK2, (MARK và SPACE), được thiết lập bằng cách... hiệu tốt quá mức tiêu chuẩn tham khảo, 4V đỉnh – đỉnh, cho một đầu vào tiêu chuẩn Bộ cộng cũng có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại bình thường bằng cách sử dụng chỉ một đầu vào và chỉnh độ lợi của các đầu vào khác đến mức tối thiểu Không cần thiết tiếp đất đầu vào không sử dụng Lưu ý rằng độ lợi G và g là tiêu cực Tất cả đầu vào và đầu ra nối DC • Thông số kỹ thuật cơ bản: Dãi độ lợi 0 < G