Điều chế và giải điều chế FSK

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  BÁO CÁO THỰC TẬP MÔN: THỰC TẬP HỆ THỐNG VIỄN THÔNG FREQUENCY SHIFT KEYING MODULATION DEMODULATION SYSTEM TRAINER MODEL - COM 115 GVHD: Thầy Trương Ngọc Hà Nhóm 1: Trần Ngân Hạnh 14141091 Đồn Chính Minh 14141192 Nguyễn Xn Diệu 14141033 NỘI DUNG CHÍNH Giới thiệu: - FSK điều chế số theo tần số tín hiệu Tín hiệu FSK có dạng sóng dao động với tần số khác nhau, mổi bit đặt trưng tần số khác tín hiệu Tin tức số truyền cách đơn giản cách dịch tần số sóng mang lượng định ứng với bit & - Phương pháp điều chế FSK (Hình 2-3) cho phép tạo tín hiệu FSK dạng sin với hai tần số Giá trị tần số tín hiệu ASK tuỳ thuộc giá trị bit tài liệu Ví dụ sử dụng kiểu sơ đồ 2-3: Khi Data bit = 1, điều khiển khoá K vị trí nối sóng mang tần số F1 với lối FSK Khi Data bit = 0, điều khiển khố K vị trí nối sóng mang tần số F2 với lối FSK Giản đồ tín hiệu FSK cho hình 2-3d - Trong điều chế FSK ta dùng phương pháp cộng hai tín hiệu ASK lại để tạo thành tín hiệu FSK Ở sơ đồ điều chế FSK kiểu 2-3b, sử dụng máy phát điều khiển VCO (Voltage Control Oscillator) Ứng dụng trạng thái “0” “1” tài liệu, VCO phát hai tần số F1 F2 tương ứng.Trên hình 2-3c sơ đồ điều chế sử dụng chia với hệ số chia khác nhau: N M Data bit sử dụng để điều khiển chọn hệ số chia Ví dụ, Data bit = 1, chia có hệ số chia N, tạo chuỗi xung có tần số F1 = f Clock /N Còn Data bit = 0, chia có hệ số chia M, tạo chuỗi xung có tần số F2 =f Clock /M.Giải điều chế FSK thực sở Hình 2-4 Tín hiệu FSK chứa hai thành phần tần số giải điều chế sơ đồ vòng giữ pha (PLL) Khảo sát com 115: 2.1 Khối phát tín hiệu số: - Sử dụng IC số 7495 tạo tín hiệu NRZ Đây phát tín hiệu Bit clock, Word clock, NRZ Ngõ bit NRZ lựa chọn các SwIChtes Tương ứng với led sáng bit = tắt bit = 2.2 Bộ nguồn: Sử dụng IC 7815, 7915, 7805 tạo nguồn DC: +15v, 250mA -15v, 250mA +5v, 250mA 2.3 - Bộ tạo sóng mang: Bộ tạo tín hiệu sóng mang từ tín hiệu NRZ điều chế số Có tần số sóng mang điều chế 640kHz 320kHz transistor 548 mắc collector chung Chân B nhận tín hiệu TTL clock qua transistor Tín hiệu lấy chân E sau qua lọc hình pi Con transistor 548 mang nhiệm vụ khuếch đại dòng để đảm bảo dòng khơng bị suy hao Mặc khác 548 làm việc cầu dao đóng ngắt 2.4 Bộ điều chế cân bằng: - IC 1496 sử dụng để điều chế cân Tín hiệu điều chế NRZ kết nối với chân pin IC thơng qua transistor đệm BC548 Đó IC có ngõ vào làm việc điều chế cân Ngõ vào thứ kết nối với pin thơng qua transistor BC548B Tín hiệu sóng mang RF kết nối pin thông qua cặp tụ từ dao động tạo sóng mang RF Ngõ điều chế lấy chân pin 12 pin IC, ngõ khuếch đại cặp transistor BC548B BC558B Cuối ngõ điều chế cân lấy “ASK O/P” Biến trở 100k sử dụng để cân tín hiệu sóng mang, biến trở 1k dùng để cân chỉnh ngõ DC mức Biến trở 2k2 ngõ dùng để điều chỉnh mức ngõ 2.4.1 Bộ điều chế cân bằng-1: Bộ điều chế sử dụng với liệu số NRZ data Tín hiệu NRZ tín hiệu sóng mang RF tần số 320kHz lấy phát sóng mang vào điều chế IC 1495 làm việc nhân ứng dụng phương pháp điều chế tín hiệu ASK Ngõ ta lấy tín hiệu ASK điều chế 2.4.2 Bộ điều chế cân bằng-2: Tương tự điều chế cân 1, điều chế cân áp dụng phương pháp điều chế ASK Nhưng tín hiệu thơng tin vào lấy dạng tín hiệu NRZ đảo Tín hiệu NRZ đảo tín hiệu sóng mang tần số 640kHz IC 1495 làm việc nhân Ngõ ta lấy tín hiệu ASK điều chế Tín hiệu ngược với tín hiệu ASK cân 2.4 Bộ cộng: Bộ cộng có ngõ vào tín hiệu ASK điều chế cân Sử dụng IC 356 để cộng tín hiệu ASK lại để chuyển đổi thành tín hiệu FSK 2.5 Bộ giải điều chế FSK: Bộ giải điều chế dựa theo vòng khóa pha PLL IC 4046 Tín hiệu tần số tự vòng khóa pha PLL đặt 320kHz Đó lý tín hiệu FSK tần số 320kHz 640kHz đưa vào ngõ vào giải điều chế, giải điều chế tín hiệu vòng khóa tần số 320kHz Ta thu tín hiệu chưa xử lý Raw data Sau tín hiệu đưa vào squarer 2.6 Bộ so sánh Tín hiệu ngõ giải điều chế FSK Raw data đưa vào so sánh sử dụng IC 311 IC làm việc cách so sánh mức điện áp vào Nếu lớn mức điện áp đặt Vo= +VCC Nếu nhỏ mức điện áp đặt Vo = -VCC Điện áp so sánh điều chỉnh biến trở Tiến hành thí nghiệm: Sơ đồ khối điều chế giải điều chế FSK 3.1 Tín hiệu sóng mang dạng xung Ck 3.2 Tín hiệu song mang dạng xung Bk: 3.3 Tín hiệu NRZ phát tín hiệu số: Đặt que đo kênh ngõ phát tín hiệu số NRZ O/P 3.4 Tín hiệu NRZ đảo ngõ vào điều chế cân 2: Đặt que kênh đo tín hiệu NRZ, que đo kênh đo tín hiệu NRZ đảo Để so sánh đảo pha tín hiệu 3.5 Tín hiệu sóng mang với tần số 320kHz: Đặt que đo kênh cuẩ ngõ máy phát sóng mang 3.6 Bộ điều chế cân bằng- Đặt que đo kênh ngõ vào điều chế, thu tín hiệu NRZ Đặt que đo kênh ngõ điều chế thu tính hiệu ASK 3.7 Bộ điều chế cân bằng-2: Đặt que đo kênh ngõ vào điều chế, thu tín hiệu NRZ đảo Que đo kênh đặt ngõ điều chế thu tín hiệu ASK 3.8 Điều chế FSK từ cộng: Đặt que đo ngõ cộng 3.9 Bộ giải điều chế FSK: Tín hiệu sau vào giải điều chế lấy Raw data tín hiệu chưa xử lý 3.10 Bộ so sánh: Đặt que đo ngõ so sánh NRZ O/P Nhận xét Ta nhận xét thấy kết mô gần giống với kết lý thuyết ta tính tốn Ưu điểm điều chế giải điều chế FSK: - Dùng nhiều tín hiệu - Được sử dụng truyền liệu tốc độ 1200bps hay thấp mạng điện thoại - Băng thông dùng hiệu - Ít lỗi so với ASK - Có thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền sóng radio cáp đồng trục - Mỗi phần tử tín hiệu biểu diễn nhiều bit liệu Nhược điểm: - Truyền số liệu tốc độ thấp - Tin tức truyền đơn giản cách dịch tần số sóng mang lượng định tương ứng với mức nhị phân bit Công nghệ chế tạo phức tạm ASK Hiệu phổ thấp Khả đáp ứng tần số trường mặt lớn hạn chế FSK ... Hình 2-4 Tín hiệu FSK chứa hai thành phần tần số giải điều chế sơ đồ vòng giữ pha (PLL) Khảo sát com 115: 2.1 Khối phát tín hiệu số: - Sử dụng IC số 7495 tạo tín hiệu NRZ Đây phát tín hiệu Bit