Bài giảng Điều chế xung

44 CHƯƠNG ĐIỀU CHẾ 3.1 Định nghĩa Điều chế trình ghi tin tức vào dao động cao tần để chuyển xa nhờ biến đổi thông số (ví dụ : biên độ, tần số, góc pha, độ rộng xung ) Tin tức gọi tín hiệu điều chế, dao động cao tần gọi tải tin Dao động cao tần mang tin tức gọi dao động cao tần điều chế Có loại điều chế; điều biên điều tần (gồm điều tần điều pha) 3.2 Điều biên • Điều biên trình làm cho biên độ tải tin biến đổi theo tin tức Giả sử tin tức vs tải tin vt dao động điều hòa: v S = VS cos ω S t vt = Vt cos ω t t với ωt >> ωS Do tín hiệu điều biên: Vdb = (Vt + VS cos ω S t ) cos ω t t = Vt ( + VS cos ω S t ) cos ωt t Vt = Vt ( + m cos ω S t ) cos ωt t (1) Trong đó: m hệ số điều chế Để tín hiệu không bị méo trầm trọng điều chế m ≤1 → vdb = Vt cos ωt t + m m Vt cos( ωt − ωs )t + Vt cos( ωt + ωs )t 2 Vđb t vdb Hình 3.1 Đồ thị thời gian tín hiệu điều biên Vt 1/2 mVt 1/2 mVt ωt - ωs ωt ωt + ωs Hình 3.2 Phổ tín hiệu điều biên ω 45 Phổ tín hiệu điều biên có dạng hình 3.2 ω S ÷ ω S max phổ tín hiệu điều biên có Khi tín hiệu điều chế có phổ biến thiên từ dạng hình 3.3 Vđb Vt ωt-ωsmax ωt-ωsmin ωt ωt+ωsmin ωt+ωsmax ω Hình 3.3 Phổ tín hiệu điều biên • Quan hệ lượng điều biên: Công suất tải tin công suất bình quân chu kỳ tải tin: P~t = I hd2 R = Tương tự: P~bt ∼ Vhd2 1 = R RT ∫ => P~t ~ Vt 2 T Vt sin ωdt = Vt 2R mVt 2 Vt m ( ) = m = P∼t 2 4 Công suất tín hiệu điều chế biên công suất bình quân chu kỳ tín hiệu điều chế: P~ db = P~ t + P~ bt m2 = P~ t ( + ) m lớn P~đb lớn Khi m = → P~ db = 3P~ t → P~ bt = P~ t Từ biểu thức (1) suy ra: Vđbmax = Vt (1+m) Do • P~ max ∼ (1 + m) Vt 2 Các tiêu dao động điều biên 3.2.1 Hệ số méo phi tuyến 46 K= I (ω t ± 2ω s ) + I (ω t ± 3ω s ) + I (ω t ± ω s ) I (ω t ± nω S ) (n ≥ ): Biên độ dòng điện ứng với hài bậc cao tín hiệu điều chế It I (ω t ± ω S ) : Biên độ thành phần biên tần A Trong đó: It : biên độ tín hiệu VS : giá trị tức thời tín hiệu vào A : giá trị cực đại B B : tải tin chưa điều chế V Hình 3.4 Đặc tính điều chế tĩnh Đường đặc tuyến thực không thẳng tạo hài bậc cao không mong muốn Trong đáng lưu ý hài (ω t ± 2ω S ) lọt vào biên tần mà lọc Để giảm K phải hạn chế phạm vi làm việc điều chế địa thẳng đặc tuyến Lúc buộc phải giảm hệ số điều chế m 3.2.2 Hệ số méo tần số Gọi : mo : hệ số điều chế lớn m m : Hệ số điều chế tần số xét Hệ số méo tần số xác định theo biểu thức : M = mo Hoặc MdB = 20lgM m m0 m Để đánh giá độ méo tần số này, người ta vào đặc tuyến biên độ tần số: m = f(Fs) Vs = cte • Fs Hình 3.5 Đặc tính biên độ tần số Phương pháp tính toán mạch điều biên : Hai nguyên tắc xây dựng mạch điều biên : - Dùng phần tử phi tuyến công tải tin tín hiệu điều chế đặc tuyến phần tử phi tuyến - Dùng phân tử tuyến tính có tham số điều khiển Nhân tải tin tín hiệu điều chế nhờ phân tử tuyến tính 47 3.2.3 Điều biên dùng phân tử phi tuyến Phần tử phi tuyến dùng để điều biên đèn điện tử, bán dẫn, đèn có khí, cuộn cảm có lõi sắt điện trở có trị số biến đổi theo điện áp đặt vào Tùy thuộc vào điểm làm việc chọn đặc tuyến phi tuyến, hàm số đặc trưng phần tử phi tuyến biểu diễn gần theo chuỗi Taylo chế độ làm việc mạch chế độ A (θ = 180o) phân tích theo chuỗi Fourrier chế độ làm việc mạch có góc cắt θ< 180o ( chế độ AB, B, C) D ♠ Trường hợp 1: ĐIỀU BIÊN Ở CHẾ ĐỘ A θ = 180o Vt Mạch làm việc chế độ A thỏa mãn điều kiện: Vt + Vs < E o (*) Khai triển dòng iD theo chuỗi Taylor: i D = a0 + a1v D + a v D2 + a3 v D3 + (1 ) Với vD : điện áp Diode D tải Rt Với: Rt CS EO Vs vD = Eo + Vtcosωt t+ Vscosωst Hình 3.6 Mạch điều chế dùng diode iD ωS 2ωS 3ωS iD vD E0 vD t ωt - 3ωS ωt - 2ωS ωt - ωS ωt ωt + ωS ωt + 2ωS ωt + 3ωS 2ωt - 2ωS 2ωt - ωS 2ωt 2ωt + ωS 2ωt + 2ωS t Hình 3.7 Đặc tuyến diode đồ thị thời gian tín hiệu vào Hình 3.8 Phổ tín hiệu điều biên làm việc chế độ A 48 Thay vD vào biểu thức (1) ta nhận : iD = a1(E0 + Vtcosωtt + Vscosωst) + a2 (E0 + Vtcosωtt + Vscosωst)2 + + a3( E0 + Vtcosωtt + Vscosωst )3 + (2) Khai triển (2) bỏ qua số hạng bậc cao n ≥ có kết mà phổ biểu diễn hình 3.8 Khi a3 = a4 = a5 = a2n+1 = (n = 1,2,3) nghĩa đường đặc tính phần tử phi tuyến đường cong bậc tín hiệu điều biên không bị méo phi tuyến Để thỏa mãn điều kiện (*) mạch làm việc chế độ A m phải nhỏ hạn chế công suất Chính mà người ta dùng điều biên chế độ A ♠ Trường hợp 2: ĐIỀU BIÊN CHẾ ĐỘ AB, B C θ < 180o Khi θ < 180o, biên độ điện áp đặc vào diode đủ lớn coi đặc tuyến đường gấp khúc Phương trình biểu diễn đặc tuyến diode lúc : iD = = SvD vD ≤ vD > S : Hỗ dẫn đặc tuyến Chọn điểm làm việc ban đầu khu tắt Diode (chế độ C) iD iD vD Eo ωt vD D Vt Rt CS - + EO ωt Hình 3.10 Đặc tuyến diode đồ thị tín hiệu vào làm việc chế độ C Vs Hình 3.9 Mạch điều chế dùng Diode 49 Dòng qua diode dãy xung hình sine, nên biểu diễn iD theo chuỗi Fourier sau : iD = I0 + i1 + i2 + in + = Io + I1cosωtt + I2cos2ωtt + I3cos3ωtt + .+ Incosnωtt (3) I0 : thành phần dòng điện chiều I1: biên độ thành phần dòng điện tải tin I2, I3 In : biên độ thành phần dòng điện bậc cao tải tin I0, I1 I3 In : tính toán theo biểu thức chuỗi Fourrier : I0 = I1 = θ π∫ i D dω t t i D cos ω t t.dω t t c θ π∫ c (4) θ I n = ∫ i D cos nω t t.dω t t π c Theo biểu thức (*) ta viết : iD = S.vD = S( -E0 + VScosωst + Vtcosωtt ) (5) Khi ωtt = θ iD = : = S.vD = S( -E0 + VScosωst + Vtcosθ ) (6) Lấy (5) - (6) => i D = SVt ( cos ωt t − cos θ ) θ SVt ( cos ωt t − cos θ ) cos ωt t dωt t π ∫o θ ⎡1 + cos 2ωt t ⎤ = ∫ SVt ⎢ − cos θ cos ωt t ⎥ dωt t π0 ⎣ ⎦ I1 = θ ⎞ ⎛1 ⎜ θ + sin 2ωt t − cos θ sin ωt t θ ⎟ ⎟ ⎜2 ⎠ ⎝ SV SVt 1 = ( θ − sin 2θ ) = t ( θ − sin 2θ ) π π SV i1 = t ( θ − sin 2θ ) cos ωt t π 2 SVt = π Vậy i1 = SVt π ( θ − sin 2θ ) cos ωt t Ở θ xác định từ biểu thức (6) : cos θ = − E o + Vs cos ω s t E o − Vs cos ω s t = Vt Vt (7) (8) Từ biểu thức (7) (8) biên độ thành phần dòng điện biến thiên theo tín hiệu điều chế (Vs) 50 3.2.4 Điều biên dùng phân tử tuyến tính có tham số thay đổi Đây trình nhân tín hiệu dùng nhân tương tự E0 vS(t) ~ = vđb K=1 ~ vt(t) Hình 3.11 Mạch điều biên dung phần tử tuyến tính vđb = (Eo + VS.cosωst) Vt.cosωtt vđb = EoVt.cosωtt + • Vt Vs V V cos (ωt + ωS) t + t s cos (ωt - ωs) t 2 Các mạch điều biên cụ thể : a Điều biên cân dùng diode D1 i1 i = i1 - i2 Cb vS vdB Cb D2 i2 EO vt Hình 3.12 Mạch điều chế cân dùng diode Điện áp đặt lên D1, D2 : ⎧v1 = VS cos ω s t + Vt cos ωt t ⎨ ⎩v2 = −VS cos ω s t + Vt cos ωt t (1) Dòng điện qua diode biểu diễn theo chuỗi Taylo : ⎧⎪i1 = ao + a1v1 + a2 v12 + a3 v13 + ⎨ ⎪⎩i2 = ao + a1v2 + a2 v22 + a3 v23 + Dòng điện : i = i1 - i2 (2) (3) Thay (1), (2) vào (3) lấy vế đầu ta nhận biểu thức dòng điện : i = A cos ωst + B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] + D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) t] (4) 51 ⎧ ⎛ VS2 ⎞ ⎟ ⎪ A = VS ⎜⎜ 2a1 + 3a3Vt + a3 ⎟⎠ ⎪ ⎝ Trong : ⎨ a3VS2 Vt ⎪ ⎪⎩ B = , C = 2a 2VS Vt , D = 3a3VS ωs ωt-ωs ωt ωt+ωs 3ωs 2ωt-ωs 2ωt 2ωt+ωs Hình 3.13 Phổ tín hiệu điều biên cân b Mạch điều biên cân dùng 2BJT VCC vt VS vdb Hình 3.14 Mạch điều biên cân dùng BJT Kết tương tự trường hợp c Mạch điều chế vòng D1 D3 Cb vS vdb D4 D2 Cb D ~ Vt Hình 3.15 Mạch điều chế vòng Gọi : iI dòng điện mạch điều chế cân gồm D1, D2 iII dòng điện mạch điều chế cân gồm D3, D4 ωt - ωs ωt + ωs ωt 52 Theo công thức (4) mục (điều biên cân dùng diode) ta có biểu thức tính iI : iI = A cosωst + B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] + D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) Ta có : iII = iD3 - iD4 (*) (1) Trong : i D3 = a o + a v + a v 32 + a v 33 + i D4 = a o + a v + a v 42 + a v 43 + (2) Với v3, v4 điện áp đặt lên D3, D4 xác định sau : v = −V t cos ω t t − V s cos ω s t v = −V t cos ω t t + V s cos ω s t (3) Thay (3) vào (2) sau thay vào (1), đồng thời lấy vế đầu ta kết : iII = - A cosωst - B cos 3ωst + C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] - D [cos (2ωt + ωs) t + cos (2ωt - ωs) t] ⇒ idB = iI + iII = 2C [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] (4) Vậy : mạch điều chế vòng khử hàm bậc lẻ ωs biên tần 2ωst, méo phi tuyến nhỏ 3.3 Điều chế đơn biên 3.3.1 Khái niệm Phổ tín hiệu điều biên gồm tải tần hai dải biên tần, có biên tần mang tin tức Vì hai dải biên tần mang tin tức (về biên độ tần số) nên cần truyền biên tần đủ thông tin tin tức, tải tần nén trước truyền Quá trình gọi điều chế đơn biên Ưu điểm điều chế dơn biên so với điều chế hai biên : - Độ rộng dải tần giảm nửa - Công suất phát xạ yêu cầu thấp với cự ly thông tin - Tạp âm đầu thu giảm dải tần tín hiệu hẹp hơn, Biểu thức điều chế đơn biên :Vđb (t) = Vt m : hệ số nén tải tin, m= m cos (ωt + ωs) t VS , m nhận giá trị từ → ∞ Vt 53 3.3.2 Các phương pháp điều chế đơn biên 3.3.2.1 Điều chế theo phương pháp lọc ft2 ± (ft1 + fS) vS(t) ĐCCB1 ft1 ± fS LỌC1 ft1 + fS LỌC2 ĐCCB1 ft1 ft2 + ft1 + fS ft2 Dao động Dao động Hình 3.17 Sơ đồ khối mạch điều chế theo phương pháp lọc V1 V2 fsmin fsmax f ft1 2fmin f1-fmax f1-fmin f1+fmin f1+fma f1+fmin f1+fmax f V3 f V4 2∆ = 2f1 + 2fmin f f2 - f1-fmax f2 - f1-fmin f2 f2 +f1+fmin f2 + f1+ fmax V5 f f2 +f1+fmin Phổ tín hiệu theo phương pháp lọc f2 + f1+ fmax 54 ∆fs = fsmax - fsmin Đặt : ft1 : tần số tải tần thứ x= ft2 : tần số tải tần thứ hai f − f S ∆f S : hệ số lọc lọc = S max ft ft Trong sơ đồ khối đây, trước tiên ta dùng tần số dao động ft1 nhỏ so với dải tần yêu cầu ft2 để tiến hành điều chế cân tín hiệu vào vs(t) Lúc hệ số lọc tăng lên để lọc bỏ biên tần dễ dàng Trên đầu lọc thứ nhận tín hiệu có dải phổ dải phổ tín hiệu vào ∆fs = f smax -f smin, dịch lượng ft1 thang tần số, sau đưa đến điều chế cân thứ hai mà đầu tín hiệu phổ gồm hai biên tần cách khoảng ∆f ’ = 2(ft1 + fs min) cho việc lọc lấy dải biên tần nhờ lọc thứ hai thực cách dễ dàng 3.3.2.2 Điều chế đơn biên theo phương pháp quay pha Tín hiệu điều chế cân bằng: VCB1 = VCB cosωst cosωtt = VCB [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] VCB2 = VCB sinωst sinωtt = VCB [- cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] vCB1 vS 00 900 Cầu Diode ĐCCB1 vCB2 00 vt 900 Cầu Diode ĐCCB2 MẠCH ĐIỆN TỔNG HOẶC HIỆU VDB Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều chế đơn biên theo phương pháp pha Hiệu hai điện áp ta có biên tần : ⇒ VDB = VCB1 - VCB2 = VCB cos (ωt + ωs) t Tổng hai điện áp ta có biên tần : ⇒ VDB = VCB1 + VCB2 = VCB cos (ωt - ωs) t 3.4 Điều tần điều pha 55 3.4.1 Quan hệ điều tần điều pha dφ dt (1) v(t) = Vt cos (ωtt + ϕo) = Vt cos φ( t ) (2) ω= Với tải tin dao động điều hòa : Từ (1) rút : t φ( t ) = ∫ ω( t ).dt + ϕ( t ) (3) o Thay (3) vào (2), ta : t v(t) = Vt cos [ ∫ ω (t ).dt + ϕ (t ) ] (4) o Giả thiết tín hiệu điều chế tín hiệu đơn âm : vs = Vs cosωst (5) Khi điều tần điều pha ω(t) ϕ (t) xác định theo biểu thức : ω (t) = ωt + Kđt Vs cosωst (6) ϕ (t) = ϕo + Kđf Vs cosωst (7) ωt : tần số trung tâm tín hiệu điều tần Kđt.Vs = ∆ωm : lượng di tần cực đại Kđf.Vs = ∆ϕm : lượng di pha cực đại ω(t) = ωt + ∆ωm cosωst (8) ϕ (t) = ϕo + ∆ϕm cosωst (9) Khi điều tần góc pha đầu không đổi, ϕ(t) = ϕo Thay (8), (9) vào (4) tích phân lên, ta nhận : ⎛ ⎞ ∆ωm vdt ( t ) = Vt cos⎜⎜ ωt t + sin ωs t + ϕo ⎟⎟ ωS ⎝ ⎠ (10) Tương tự thay ϕ(t) (9) vào (4) cho ω=ω(t) = cte ta có : vđf(t) = Vt.cos (ωtt + ∆ϕm cos ωst+ϕo) (11) Lượng di pha đạt điều pha : ∆ϕ = ∆ϕm cos ωst Tương tự với lượng di tần : ∆ω = d∆ϕ = ∆ϕm ωs.sin ωst dt Lượng di tần cực đại đạt điều pha: ∆ω =ωs∆ϕm = ωs.Kđf Vs Lượng di tần cực đại đạt điều tần: (12) 56 ∆ω =Kđt Vs (13) Từ (12) (13) ta thấy rằng: điểm khác điều tần điều pha là: - Lượng di tần điều pha tỉ lệ với Vs ωs - Lượng di tần điều tần tỉ lệ với Vs mà Từ ta lập hai sơ đồ khối minh họa trình điều tần điều pha: Tích phân Điều pha T/h điều tần Đạo hàm Điều tần T/h điều pha vS vS Hình 3.19 Sơ đồ khối trình điều pha điều tần 3.4.2 Phổ dao động điều tần điều pha Trong biểu thức (10), cho ϕo = 0, đặt ∆ϕ m = M f gọi hệ số điều tần, ta có biểu ωS vđt = Vt cos [ωtt+ Mf.sin ωtt] thức điều tần : (14) Tương tự, ta có biểu thức dao động điều pha : vđf = Vt cos [ωtt + M cos ωtt] (15) Trong : M = ∆ϕm Thông thường tín hiệu điều chế tín hiệu gồm nhiều thành phần tần số Lúc tín hiệu điều chế tần số điều chế pha biểu diễn tổng quát theo biểu thức : Vdt = Vt cos [ωtt + m ∑ ∆M i =1 i cos(ωSit + ϕ i ) ] Phổ tín hiệu điều tần gồm có tất thành phần tần số tổ hợp : ωtt + m ∑µω i =1 i Si Với µi số nguyên hữu tỉ; -∞≤ µi ≤ ∞ 3.4.3 Mạch điều tần điều pha 3.4.3.1 Điều tần dùng diode biến dung CV C1 RFC L Cv R1 Rv + V C2 VV Hình 3.20 Mạch điều tần dung Diode biến dung đặc tuyến CV 57 L, Cv tạo thành khung cộng hưởng dao động mạch dao động C1 : tụ ngăn DC C2 : tụ thoát cao tần để ổn định phân cực cho Cv RFC : cuộn cản cao tần R1 : trở ngăn cách mạch cộng hưởng nguồn cung cấp Rv thay đổi ( VPC thay đổi ( khung cộng hưởng CV thay đổi theo làm cho tần số cộng hưởng riêng f = 2π LCV LCV thay đổi, dẫn đến trình điều tần 3.4.3.2 Điều pha theo Amstrong vđb1 ĐB1 vđb1 vS Vt2 Tổng mVt2 → v Vđb2 Di pha 900 ĐB2 mVt1 Vt1 Vđb2 Hình 3.21 Mạch điều pha theo Amstrong đồ thị vector tín hiệu Tải tin từ thạch anh đưa đến điều biên (ĐB1) điều biên (ĐB2) lệch pha 90o, tín hiệu điều chế vs đưa đến hai mạch điều biên ngược pha Điện áp hai điều pha : vđb1 = Vt1 (1 + m cos ωst) cos ωtt = Vt1 cos ωt t − mVt1[cos(ωt + ω s )t + cos(ωt + ω s )t ] vđb1 = Vt1 (1 - m cos ωst) sin ωtt = Vt sin ωt t − mVt [sin(ωt + ω s )t + sin(ωt + ω s )t ] → → → → → Đồ thị véc tơ tín hiệu V db1 V db véc tơ tổng chúng V = V db1 + V db dao động điều chế pha biên độ Điều biên điều biên ký sinh Để hạn chế điều biên ký sinh →chọn ∆ϕ nhỏ (∆ϕ< 0,35) 3.4.3.3 Điều tần dùng Transistor điện kháng Phần tử điện kháng : dung tích cảm tính có trị số biến thiên theo điện áp điều chế đặt mắc song song với hệ dao động dao động làm cho tần số dao động thay đổi theo tín hiệu điều chế Phân tử điện kháng thực nhờ mạch di pha mạch hồi tiếp BJT Có cách mắc phân tử điện kháng hình vẽ 58 Cách mắc mạch Sơ đồ nguyên lý Đồ thị véc tơ Tham số tương đương _ _ Mạch phân áp RC Trị số điện kháng I R _ _ V I _ _ VR _ _ V RC S Ltd = RC S R ωLS Ctd = LS R VC Z = jω _ Z=-j C _ I R Mạch phân áp RL V _ I V _ L VR _ _ I C Mạch phân áp CR _ _ VL _ I VR _ VC V V Z=-j R ω `RCS Ctd = RCS _ I Mạch phân áp LR L _ V R _ VL _ V _ _ I Z = jω L RS VR Với mạch phân áp RC ta tính : Z= V V (IC = S.VBE ⇒ IC luôn pha với VBE) = I S VBE Ltd = L RS 59 V Z= S V Nếu chọn ⇒ R+ = j.ωC R+ j.ωC j.ωC j.ωC 1 tương ứng với VBE; R tương ứng với VCB) [...]... họa quá trình điều tần và điều pha: Tích phân Điều pha T/h điều tần Đạo hàm Điều tần T/h điều pha vS vS Hình 3.19 Sơ đồ khối quá trình điều pha và điều tần 3.4.2 Phổ của dao động đã điều tần và điều pha Trong biểu thức (10), cho ϕo = 0, đặt ∆ϕ m = M f gọi là hệ số điều tần, ta sẽ có biểu ωS vđt = Vt cos [ωtt+ Mf.sin ωtt] thức điều tần : (14) Tương tự, ta có biểu thức của dao động đã điều pha : vđf... là một dao động được điều chế pha và biên độ Điều biên ở đây là điều biên ký sinh Để hạn chế điều biên ký sinh →chọn ∆ϕ nhỏ (∆ϕ< 0,35) 3.4.3.3 Điều tần dùng Transistor điện kháng Phần tử điện kháng : dung tích hoặc cảm tính có trị số biến thiên theo điện áp điều chế đặt trên nó được mắc song song với hệ dao động của bộ dao động làm cho tần số dao động thay đổi theo tín hiệu điều chế Phân tử điện kháng... thường tín hiệu điều chế là tín hiệu bất kỳ gồm nhiều thành phần tần số Lúc đó tín hiệu điều chế tần số và điều chế pha có thể biểu diễn tổng quát theo biểu thức : Vdt = Vt cos [ωtt + m ∑ ∆M i =1 i cos(ωSit + ϕ i ) ] Phổ của tín hiệu điều tần gồm có tất cả các thành phần tần số tổ hợp : ωtt + m ∑µω i =1 i Si Với µi là một số nguyên hữu tỉ; -∞≤ µi ≤ ∞ 3.4.3 Mạch điều tần và điều pha 3.4.3.1 Điều tần dùng... thay đổi, dẫn đến quá trình điều tần 3.4.3.2 Điều pha theo Amstrong vđb1 ĐB1 vđb1 vS Vt2 Tổng mVt2 → v Vđb2 Di pha 900 ĐB2 mVt1 Vt1 Vđb2 Hình 3.21 Mạch điều pha theo Amstrong và đồ thị vector của tín hiệu Tải tin từ thạch anh đưa đến bộ điều biên 1 (ĐB1) và điều biên 2 (ĐB2) lệch pha 90o, còn tín hiệu điều chế vs đưa đến hai mạch điều biên ngược pha Điện áp ra trên hai bộ điều pha : vđb1 = Vt1 (1 +... (ωt - ωs) t 3.4 Điều tần và điều pha 55 3.4.1 Quan hệ giữa điều tần và điều pha dφ dt (1) v(t) = Vt cos (ωtt + ϕo) = Vt cos φ( t ) (2) ω= Với tải tin là dao động điều hòa : Từ (1) rút ra : t φ( t ) = ∫ ω( t ).dt + ϕ( t ) (3) o Thay (3) vào (2), ta được : t v(t) = Vt cos [ ∫ ω (t ).dt + ϕ (t ) ] (4) o Giả thiết tín hiệu điều chế là tín hiệu đơn âm : vs = Vs cosωst (5) Khi điều tần và điều pha thì ω(t)... pha đạt được khi điều pha : ∆ϕ = ∆ϕm cos ωst Tương tự với lượng di tần : ∆ω = d∆ϕ = ∆ϕm ωs.sin ωst dt Lượng di tần cực đại đạt được khi điều pha: ∆ω =ωs∆ϕm = ωs.Kđf Vs Lượng di tần cực đại đạt được khi điều tần: (12) 56 ∆ω =Kđt Vs (13) Từ (12) và (13) ta thấy rằng: điểm khác nhau cơ bản giữa điều tần và điều pha là: - Lượng di tần khi điều pha tỉ lệ với Vs và ωs - Lượng di tần khi điều tần tỉ lệ với... hiện một cách dễ dàng 3.3.2.2 Điều chế đơn biên theo phương pháp quay pha Tín hiệu ra của 2 bộ điều chế cân bằng: VCB1 = VCB cosωst cosωtt = 1 VCB [cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] 2 VCB2 = VCB sinωst sinωtt = 1 VCB [- cos (ωt + ωs) t + cos (ωt - ωs) t] 2 vCB1 vS 00 900 Cầu Diode ĐCCB1 vCB2 00 vt 900 Cầu Diode ĐCCB2 MẠCH ĐIỆN TỔNG HOẶC HIỆU VDB Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều chế đơn biên theo phương pháp... động ft1 khá nhỏ so với dải tần yêu cầu ft2 để tiến hành điều chế cân bằng tín hiệu vào vs(t) Lúc đó hệ số lọc tăng lên để có thể lọc bỏ được một biên tần dễ dàng Trên đầu ra bộ lọc thứ nhất sẽ nhận được một tín hiệu có dải phổ bằng dải phổ của tín hiệu vào ∆fs = f smax -f smin, nhưng dịch một lượng bằng ft1 trên thang tần số, sau đó đưa đến bộ điều chế cân bằng thứ hai mà trên đầu ra của nó là tín hiệu... = RC S Tham số của điện kháng tương đương phụ thuộc vào độ hỗ dẫn S của BJT Điều tần dùng phân tử điện kháng có thể đạt được lượng di tần tương đối là ∆f khoảng ft 2% • Sơ đồ bộ tạo dao động điều tần bằng phần tử điện kháng phân áp RC : Cb1 Lc R T1 T2 Lk C Lgh Cb3 Cb2 R1 R2 ck R3 Cb4 VC C Hình 3.22 Sơ đồ mạch tạo dao động điều tần phần tử điện kháng phân áp RC T1 : BJT điện kháng; T2 : BJT dao động... được xác định theo các biểu thức : ω (t) = ωt + Kđt Vs cosωst (6) ϕ (t) = ϕo + Kđf Vs cosωst (7) ωt : tần số trung tâm của tín hiệu điều tần Kđt.Vs = ∆ωm : lượng di tần cực đại Kđf.Vs = ∆ϕm : lượng di pha cực đại ω(t) = ωt + ∆ωm cosωst (8) ϕ (t) = ϕo + ∆ϕm cosωst (9) Khi điều tần thì góc pha đầu không đổi, do đó ϕ(t) = ϕo Thay (8), (9) vào (4) và tích phân lên, ta nhận được : ⎛ ⎞ ∆ωm vdt ( t ) = Vt cos⎜⎜