2.5. Các phương pháp điều chế trong mạng không dây
2.5.1. Kỹ thuật điều chế tương tự
Kỹ thuật điều chế tương tự được sử dụng để truyền các dữ liệu tương tự. Điều chế tương tự hoạt động bằng cách tạo ra các tín hiệu tương tự có chứa dữ liệu trên sóng mang với cách tạo này nhằm thay đổi một thuộc tính của sóng mang. Các kỹ thuật điều chế tương tự được biết đến như: Điều chế biên độ (AM) và điều chế tần số (FM) hoạt động
bằng cách thay đổi biên độ và tần số của sóng mang. AM và FM được sử dụng truyền trong phát thanh và vẫn được sử dụng rộng rãi.
2.5.1.1 Điều chế AM – Amplitute Modulation
Điều biến biên độ (AM – Amplitude Modulation): Là quá trình điều chế tín hiệu tần số thấp (như tín hiệu âm tần, tín hiệu video ) vào tần số cao tần theo phương thức => Biến đổi biên độ tín hiệu cao tần theo hình dạng của tín hiệu âm tần => Tín hiệu cao tần thu được gọi là sóng mang. Điều chế AM được sử dụng rộng rãi trong phát thanh radio. AM hoạt động bằng cách chống các tín hiệu thơng tin tương tự x(t) trên sóng mang c(t) và AM được biểu diễn bằng cơng thức tốn học sau
s(t) = (1 + x(t))cos(2πƒt) Trong đó:
x(t): tín hiệu chứa thơng tin c(t): sóng mang, c(t) = cos(2πƒt) s(t): tín hiệu đã qua điều biến ƒ: tần số của sóng mang
Hình 2.18. Mạch điều chế AM
Tín hiệu vào và ra của mạch điều chế AM:
Tín hiệu âm tần có thể lấy từ Micro sau đó khuếch đại qua mạch khuyếch đại âm tần, hoặc có thể lấy từ các thiệt bị khác như đài cassette, đầu đĩa CD…
Tín hiệu cao tần được tạo bởi mạch dao động, tần số cao tần là tần số quy định của đài phát.
Tín hiệu đầu ra là song mang có tần số bằng tần số cao tần, có biên độ thay đổi theo tín hiệu âm tần.
Hình 2.19. Q trình phát tín hiệu
Tín hiệu sau khi điều chế thành sóng mang được khuếch đại lên công xuất hàng ngàn Wat sau đó được truyền ra Angten phát. Sóng điện từ phát ra từ Anten truyền đi trong không gian bằng vận tốc của ánh sáng, sóng AM có thể truyền đi rất xa hàng ngàn km và chúng truyền theo đường thẳng, và cũng có các tính chất phản xạ, khúc xạ như ánh sáng. Để có thể truyền tín hiệu đi xa, các đài phát thường phát ở băng sóng ngắn có tần số sóng mang từ 4MHz đến khoảng 23MHz .
Ưu điểm: Sóng AM là có thể truyền đi xa tới hàng nghìn km .
Nhược điểm: Sóng AM là dễ bị can nhiễu, dải tần âm thanh bị cắt sén do đặc điểm của mạch tách sóng điều biến, do đó chất lượng âm thanh bị hạn chế.
2.5.1.2 Điều chế tần số FM – Frequency Modulation
Trong FM , tín hiệu thơng tin được sử dụng để thay đổi tần số của sóng mang chứ khơng thay đổi biên độ của nó . Điều này làm cho FM có khả năng chống tiếng ồn hơn so
với AM , vì hầu hết tiếng ồn ảnh hưởng đến biên độ của tín hiệu chứ khơng phải là tần số của nó. FM thể hiện cơng thức tốn học như sau:
Trong đó:
A là biên độ của sóng mang c(t) f là tần số của sóng mang c(t) x(t) là tín hiệu thơng tin tương tự.
Hình 2.20. Mạch điều chế FM
Với mạch điều biến tần số thì sóng mang có biên độ khơng đổi, nhưng tần số thay đổi theo biên độ của tín hiệu âm tần. Như vậy, sóng mang FM có tần số tăng giảm theo tín hiệu âm tần và giới hạn tăng giảm này là +150KHz và -150KHz . Do đó tần số sóng mang điều tần có dải thơng là 300KHZ. Thí dụ: nếu đài tiếng nói việt nam phát trên sóng FM 100MHz thì nó truyền đi một dải tần từ 99,85 MHz đến 100,15 MHz.