Mạch tương đương của thạch anh: gồm nhiều nhánh có tần số cộng hưởng nối tiếp gần bằng số lẻ tần số cơ bản (𝑓𝑠, 𝑓𝑝) . Các tần số này gọi là overtones Frequency. Trong một khoảng tần số nhỏ quanh tần số cộng hưởng, mạch điện tương đương có sơ đồ đơn giản sau:
Hình 3.7.1: Mạch tương đương của thạch anh
𝑄𝑇𝐴 =𝑋𝐿𝑇
𝑟𝑇 rất lớn cỡ 105÷ 106. Giá trị 𝐿𝑇, 𝐶𝑇 phụ thuộc kích cỡ, chiều cắt thạch anh. Điện trở 𝑟𝑇 đặc trưng tổn hao của mạch thạch anh, chủ yếu do điện cực, cấu trúc ráp, điện trở dây nối ra. 𝐿𝑇 khoảng (16 ÷ 6000)𝑚𝐻
Tần số (MHz) Mode cơ bản 𝒓𝑻(𝛀) 𝑪𝑻(𝒑𝑭) 𝑪𝒐(𝒑𝑭) 1,0 - 400 0,008 3,2 2,097 - 270 0,010 4,3 5,7 - 25 0,021 5,1 7,16 - 30 0,029 6,4 8,5 - 20 0,027 5,9 9,5 - 30 0,27 5,5 20 - 20 0,026 5,8
57
26 3 40 0,003 6,2
80 5 60 0,0005 6,1
100 5 60 0,00011 2,9
Bảng 3.7.1: Thông số thạch anh của JAN Crystals
Trở kháng tương đương của thạch anh: 𝑍𝑇𝐴 = (𝑟𝑇+𝑗𝜔𝐿𝑇+ 1 𝑗𝜔𝐶𝑇).( 1 𝑗𝜔𝐶𝑜) 𝑟𝑇+𝑗𝜔𝐿𝑇+ 1 𝑗𝜔𝐶𝑇+ 1 𝑗𝜔𝐶𝑜 Do 𝑟𝑇 ≪ 𝜔𝐿𝑇, ta có: 𝑍𝑇𝐴 ≈ 𝑗 𝜔2𝐿𝑇𝐶𝑇−1 𝜔(𝐶𝑇+𝐶𝑜)−𝜔2𝐿𝑇𝐶𝑇𝐶𝑜 Hay 𝑍𝑇𝐴(𝑗𝜔) = (− 𝑗 𝜔)(𝐶𝑜+𝐶1)−1[1−(𝜔 𝜔𝑠) 2 ] [1−(𝜔 𝜔𝑝) 2 ]
Hình 3.7.2: Đặc tính điện kháng của thạch anh
Tần số cộng hưởng nối tiếp: 𝜔𝑆2𝐿𝑇𝐶𝑇 − 1 = 0 suy ra:
𝜔𝑆 = 1 √𝐿𝑇𝐶𝑇
Tần số cộng hưởng song song: 𝐶𝑇 + 𝐶𝑜 − 𝜔𝑃2𝐿𝑇𝐶𝑇𝐶𝑜 = 0 suy ra:
𝜔𝑃 = 1
√𝐿𝑇 𝐶𝑇𝐶𝑜 𝐶𝑇+𝐶𝑜
58 Trong khoảng 𝜔𝑆 đến 𝜔𝑃, thạch anh có cảm tính kháng, dùng trong mạch dao động thạch anh kiểu song song.
Tại 𝜔𝑆 thạch anh coi như thuần trở rất nhỏ 𝑟𝑇 , dùng trong mạch dao động thạch anh kiểu nối tiếp. Ta có tỷ số: Giá trị K nằm giữa 250 và 400
𝑓𝑃 𝑓𝑆 = √1 + 𝐶1 𝐶0 ≈ 1 + 𝐶1 2𝐶0 = 1 + (2𝑘) −1
59
CHƯƠNG 4: CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ 4.1. Kỹ thuật điều chế và giải điều chế tương tự
*Định nghĩa: Điều chế là quá trình biến đổi một trong các thông số sóng
mang cao tần (biên độ, hoặc tần số hoặc pha) tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc (BB - base band).
*Điều kiện điều chế:
1. Tần số sóng mang cao tần fC (8 10)Fmax, trong đó Fmax - tần số cực đại tín hiệu điều chế BB.
2. Thông số sóng mang cao tần (hoặc biên độ, hoặc tần số, hoặc pha) biến đổi tỷ lệ với biên độ tín hiệu điều chế BB mà không phụ thuộc vào tần số của nó.
3. Biên độ sóng mang cao tần (biên độ tín hiệu điều chế BB).
4. Trong điều chế xung – số, tần số lấy mẫu (Fmax – tần số cực đại tín hiệu băng gốc).
*Phân loại điều chế:
➢ Các phương pháp điều chế tương tự: AM, FM, PM, SSB, DSB.
➢ Các phương pháp điều chế số: ASK, FSK, PSK, QPSK, …
➢ Các phương pháp điều chế xung: PAM (Pulse Amplitude Modulation), PWM (Pulse, PPM).
*Mục đích điều chế:
➢ Chuyển đổi của tín hiệu từ tần số thấp lên tần số cao và biến đổi thành dạng sóng điện từ lan truyền trong không gian
➢ Cho phép sử dụng hữu hiệu kênh truyền
➢ Tạo ra các tín hiệu có khả năng chống nhiễu cao
➢ Điều chế tín hiệu được thực hiện ở bên phát
60
4.2. Hệ thống điều biên AM
Điều chế biên độ là quá trình làm thay đổi biên độ sóng mang cao tần theo tín hiệu tin tức (tín hiệu băng gốc).
Hình 4.2.1: Đường bao cao tần AM lặp lại dạng tín hiệu điều chế 𝑚(𝑡) = 𝑉𝑚𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑚𝑡
4.2.1. Phương trình điều chế và hệ số điều chế
Tín hiệu sóng mang thường là tín hiệu sin có tần số cao
𝑥𝐶(𝑡) = 𝑉𝐶𝑐𝑜𝑠𝜔𝐶𝑡
Tín hiệu AM có dạng:
𝑦𝐴𝑀(𝑡) = [𝑉𝐶 + 𝑚(𝑡)]𝑐𝑜𝑠𝜔𝐶𝑡
Xét trường hợp 𝑚(𝑡) là một tín hiệu sin đơn tần: 𝑚(𝑡) = 𝑉𝑚𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡 𝑦𝐴𝑀(𝑡) = [𝑉𝐶 + 𝑉𝑚𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡]𝑐𝑜𝑠𝜔𝐶𝑡 = 𝑉𝐶[1 + 𝑉𝑚/𝑉𝑐𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡]
= 𝑉𝐶[1 + 𝑚𝐴𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡]
61 Trong trường hợp 𝑚(𝑡) là tổng các tín hiệu sin đơn tần:
𝑚(𝑡) = 𝑉1𝑐𝑜𝑠𝜔1𝑡 + 𝑉2𝑐𝑜𝑠𝜔2𝑡 + 𝑉3𝑐𝑜𝑠𝜔3𝑡 + ⋯
𝑚𝐴 = √𝑚12+ 𝑚22+ 𝑚32+ ⋯
Với 𝑚𝑖 = 𝑉𝑖
𝑉𝐶 với i = 1, 2, 3,...
Trong trường hợp tổng quát: 𝑚𝐴 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑚𝑖𝑛 𝑉𝑚𝑎𝑥 + 𝑉𝑚𝑖𝑛
4.2.2. Phổ của tín hiệu AM
Ta có: 𝑦𝐴𝑀(𝑡) = [𝑉𝑐 + 𝑚(𝑡)] cos 𝜔𝑐𝑡 = 𝑉𝑐cos 𝜔𝑐𝑡 + 𝑚(𝑡) cos 𝜔𝑐𝑡
𝐹
→ 𝑌𝐴𝑀 = 𝜋𝑉𝐶[𝛿(𝜔 − 𝜔𝑐) + 𝛿(𝜔 + 𝜔𝑐)] +1
2[𝑀(𝜔 − 𝜔𝑐) + 𝑀(𝜔 + 𝜔𝑐)]
Trong đó: m(t) → 𝑀(𝜔)𝐹
Xét trường hợp m(t) là một tín hiệu sin đơn tần: 𝑚(𝑡) = 𝑉𝑚𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡
𝑌𝐴𝑀 = 𝜋𝑉𝐶[𝛿(𝜔 − 𝜔𝑐) + 𝛿(𝜔 + 𝜔𝑐)] +𝜋𝑉𝑚
2 [𝛿(𝜔 − 𝜔𝑐− 𝜔𝑚)
+ 𝛿(𝜔 − 𝜔𝑐 + 𝜔𝑚) + 𝛿(𝜔 + 𝜔𝑐 − 𝜔𝑚) + 𝛿(𝜔 + 𝜔𝑐+ 𝜔𝑚)
Hình 4.2.2.1: Phổ của tín hiệu AM với tín hiệu điều chế sin đơn tần
62
Hình 4.2.2.2: Tín hiệu điều chế phức hợp
4.2.3. Công suất của tín hiệu AM
Tín hiệu AM sau điều chế được cho qua điện trở. Công suất rơi trên điện trở khi đó gọi là công suất chuẩn:
𝑃𝐴𝑀_𝑆𝑡 = 𝑃𝐶_𝑆𝑡 +1 2𝑃𝑚_𝑆𝑡
Trong đó:
𝑃𝐶_𝑆𝑡 công suất của sóng mang
𝑃𝑚_𝑆𝑡 công suất của tín hiệu điều chế
Khi cho qua điện trở R. Nếu tín hiệu là điện áp thì:
𝑃𝐴𝑀 = 𝑃𝐴𝑀_𝑆𝑡 𝑅
63 Hiệu suất điều chế: Bằng công suất có ích (công suất mang tin tức) chia cho công suất của toàn bộ tín hiệu AM.
𝜂 = 1/2𝑃𝑚 𝑃𝐴𝑀 =
1 2𝑃𝑚_𝑆𝑡
𝑃𝐴𝑀_𝑆𝑡
Ví dụ: Tín hiệu AM áp được điều chế bởi một tín hiệu sin đơn tần 𝑚(𝑡) = 𝑉𝑚𝑐𝑜𝑠𝜔𝑚𝑡. Biết 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 50𝑉, 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 10𝑉 tính 𝑚𝐴? 𝑉𝑚? 𝑃𝐴𝑀 trên tải R = 50? Hiệu suất điều chế.
Lời giải 𝑚𝐴 = 50 − 10 50 + 10= 0,667 𝑉𝑚 = 𝑚𝐴𝑉𝐶 = 0,66750 + 10 2 = 20𝑉 𝑃𝐶_𝑆𝑡 = 𝑉𝐶 2 2 = (50 + 102 )2 2 = 450𝑊 𝑃𝑚_𝑆𝑡 = 𝑉𝑚 2 2 = 202 2 = 200𝑊 𝑃𝐴𝑀 =𝑃𝐶_𝑆𝑡 + 1/2𝑃𝑚_𝑆𝑡 𝑅 = 450 + 100 50 = 11𝑊 𝜂 = 1 2𝑃𝑚_𝑆𝑡 𝑃𝐴𝑀_𝑆𝑡 = 100 550 = 18,18%
Nhận xét về điều chế biên độ AM:
- Dễ thực hiện và máy thu giải điều chế đơn giản, giá rẻ.
- Công suất sóng mang không tải tin lớn, vô ích
64 - Hiệu quả sử dụng công suất cao tần rất nhỏ.
- Tính chống nhiễu kém.
4.2.4. Mạch điều chế AM
a. Điều chế AM dùng Diode
Hình 4.2.4.1: Mạch điều chế AM đơn giản dùng diode
Tín hiệu điều chế 𝑚(𝑡) và sóng mang 𝑥𝐶(𝑡) cùng được đặt vào hai đầu diode, do đó 𝑣𝐷 = 𝑚(𝑡) + 𝑥𝐶(𝑡) tạo ra dòng 𝑖𝐷
𝑖𝐷 = 𝐼𝑜𝑒−26𝑚𝑉𝑣𝐷 = 𝑎0 + 𝑎1𝑣𝐷+ 𝑎2𝑣𝐷2 + ⋯ ≈ 𝑎0+ 𝑎1𝑣𝐷+ 𝑎2𝑣𝐷2 𝑖𝐷 = 𝑎0+ 𝑎1[𝑚(𝑡) + 𝑥𝐶(𝑡)] + 𝑎2[𝑚(𝑡) + 𝑥𝐶(𝑡)]2
𝑖𝐷 = 𝑎0 + 𝑎1𝑚(𝑡) + 𝑎2𝑚(𝑡)2+ 𝑎1𝑥𝐶(𝑡) + 2𝑎2𝑚(𝑡)𝑥𝐶(𝑡) + 𝑎2𝑥𝐶(𝑡)2
Dòng 𝑖𝐷 gồm rất nhiều thành phần tần số. Tuy nhiên, khung cộng hưởng LC được thiết kế để cộng hưởng nên sau khi qua khung cộng hưởng chỉ còn lại:
𝑖𝐷 = 𝑎1𝑥𝐶(𝑡) + 2𝑎2𝑚(𝑡)𝑥𝐶(𝑡) = [𝑎1+ 2𝑎2𝑚(𝑡)]𝑥𝐶(𝑡): Đây chính là tín hiệu AM
65
Hình 4.2.4.2: Mạch điều chế AM dùng transistor
Tín hiệu tin tức m(t) được đưa vào mạch qua biến áp có tỷ số biến áp 1:1 nhằm cách ly với nguồn 𝑉𝑐𝑐.
Nguồn xung vuông 𝑣𝑐(𝑡) có tần số lớn hơn nhiều so với m(t) đóng vai trò sóng mang. 𝑣𝑐(𝑡) làm cho transistor Q đóng ngắt bão hòa.
Mạch cộng hưởng RLC đóng vai trò một mạch lọc thông dải
66
Hình 4.2.4.3: Dạng tín hiệu ra khi không có khung cộng hưởng
Khi Q dẫn bảo hòa: 𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑡) = 0; Khi Q ngắt: 𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑡) = 𝑉𝐶𝐶 + 𝑚(𝑡) Khi không có mạch cộng hưởng RLC thì:
𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑡) = [𝑉𝐶𝐶 + 𝑚(𝑡)]𝑣𝑐(𝑡)
𝑣𝑐(𝑡) là một tín hiệu tuần hoàn nên được khai triển thành chuỗi Fourier như sau:
67 𝑣𝑐(𝑡) = 1 2+ 2 𝜋[ sin 𝜔𝑐𝑡 1 + sin 𝜔𝑐𝑡 3 + sin 𝜔𝑐𝑡 5 + ⋯ ] =1 2+ 2 sin 𝜔𝑐𝑡 𝜋 + 2 sin 𝜔𝑐𝑡 3𝜋 + 2 sin 𝜔𝑐𝑡 5𝜋 + ⋯ Do đó: 𝑣𝑜𝑢𝑡(𝑡) = [𝑉𝐶𝐶 + 𝑚(𝑡)][1 2+ 2 sin 𝜔𝑐𝑡 𝜋 + 2 sin 𝜔𝑐𝑡 3𝜋 + 2 sin 𝜔𝑐𝑡 5𝜋 + ⋯ ]
Mạch cộng hưởng RLC được thiết kế để cộng hưởng nên:
𝑣𝑜𝑢𝑡(𝑡) = [𝑉𝐶𝐶 + 𝑚(𝑡)]2 sin 𝜔𝑐𝑡
𝜋 : Đây chính là tín hiệu AM
4.2.5. Mạch giải điều chế a. Tách sóng hình bao a. Tách sóng hình bao
Hình 4.2.5.1: Mạch tách sóng hình bao
Nguyên lý hoạt động của mạch như sau:
Tín hiệu AM vào làm thay đổi giá trị điện áp trên diode D. Làm cho D tắt hoặc dẫn.
Khi D dẫn: tụ được nạp bằng giá trị của 𝑣𝐴𝑀(𝑡)
Khi D tắt: tụ xả qua điện trở R.
Kết quả là giá trị điện áp ở ngõ ra 𝑚′(𝑡) bám theo đường bao của tín hiệu AM. Đây chính là tín hiệu cần giải điều chế.
68 Kết quả tách sóng hình bao phụ thuộc vào thời hằng ơ = RC. Nếu ơ quá nhỏ tụ xả nhanh làm cho đường bao bị nhấp nhô. Nếu ơ quá lớn tụ xả chậm không theo kịp sự suy giảm của tín hiệu AM ngõ vào. Cả hai trường hợp sẽ làm cho tín hiệu giải điều chế bị méo dạng.
Hình 4.2.5.2: Tách sóng hình bao
Hình 4.2.5.3: Tách sóng hình bao trong hai trường hợp có và không có điều chế
69
Hình 4.2.5.4: Méo tín hiệu tách sóng hình bao
Điều kiện tách sóng hình bao không méo đối với tín hiệu điều chế sin đơn tần có tần số 𝑓𝑚: 𝑚𝐴 ≤ 𝑋𝑐 𝑅+𝑋𝑐 trong đó: 𝑋𝑐 = 1 𝜔𝑚𝐶 = 1 2𝜋𝑓𝑚𝐶 : dung kháng của tụ C 𝑓𝑚 : tần số tín hiệu điều chế 𝑚𝐴 : hệ số điều chế b. Tách sóng kết hợp
Tín hiệu AM có dạng 𝑣𝐴𝑀(𝑡) = [𝑉𝑐+ 𝑚(𝑡)] cos 𝜔𝑐𝑡 . Trong đó tín hiệu điều chế tần số thấp 𝑚(𝑡) = 𝑉𝑚cos 𝜔𝑚𝑡 có thể được giải điều chế bằng cách nhân với tín hiệu sóng mang 𝑉𝐿𝑂(𝑡) = 𝑉𝑜cos (𝜔𝑐𝑡 + 𝜃𝑜) và lọc thông thấp như sau:
70 Hình 4.2.5.5: Sơ đồ khối tách sóng kết hợp 𝑣(𝑡) = 𝑣𝐴𝑀(𝑡). 𝑣𝐿𝑂(𝑡) = [𝑉𝑐 + 𝑚(𝑡)] cos 𝜔𝑐𝑡 . 𝑉𝑜cos (𝜔𝑐𝑡 + 𝜃𝑜) 𝑉(𝑡) =𝑉𝑜[𝑉𝑐 + 𝑚(𝑡)] 2 [𝑐𝑜𝑠𝜃𝑜 + cos (2𝜔𝑐𝑡 + 𝜃𝑜) Qua LPF còn thành phần tần số thấp ở ngõ ra: 𝑚′(𝑡) = 𝑉𝑜[𝑉𝑐+ 𝑚(𝑡)] 2 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑜 = 𝑉𝑜𝑉𝑐 2 𝑐𝑜𝑠𝜃𝑜 + 𝑉𝑜𝑐𝑜𝑠𝜃𝑜 2 𝑚(𝑡)
Tín hiệu giải điều chế 𝑚′(𝑡) tỷ lệ với 𝑚(𝑡).
4.3. Hệ thống điều chế dải biên (DSBSC, SSB, VSB) 4.3.1. DSBSC 4.3.1. DSBSC
Truyền dẫn sóng mang bị triệt tiêu băng tần kép ( DSB-SC ) là truyền trong đó các tần số được tạo ra bởi điều chế biên độ (AM) được đặt cách đối xứng trên và dưới tần số sóng mang và mức sóng mang được giảm xuống mức thực tế thấp nhất, lý tưởng là bị triệt tiêu hoàn toàn
Trong điều chế DSB-SC, không giống như trong AM, sóng mang sóng không được truyền đi; do đó, phần lớn công suất được phân phối giữa các dải bên, điều này ngụ ý sự gia tăng của lớp phủ trong DSB-SC, so với AM, cho cùng một mức sử dụng điện.
Truyền dẫn DSB-SC là một trường hợp đặc biệt của truyền dẫn sóng mang giảm băng tần kép. Nó được sử dụng cho các hệ thống dữ liệu vô
71 tuyến. Chế độ này thường được sử dụng trong liên lạc bằng giọng nói vô tuyến nghiệp dư, đặc biệt là trên các dải tần số cao.
4.3.1.1. Quang phổ của tín hiệu
DSB-SC về cơ bản là sóng điều chế biên độ không có sóng mang, do đó giảm lãng phí điện năng, mang lại hiệu suất 50%. Đây là mức tăng so với truyền AM thông thường (DSB) có hiệu suất tối đa là 33,333%, vì 2/3 công suất nằm trong sóng mang không truyền tải thông tin hữu ích nào và cả hai dải biên chứa các bản sao giống hệt nhau của cùng một thông tin. Sóng mang một bên bị triệt tiêu (SSB-SC) là 100% hiệu quả
Hình 4.3.1.1.1: Biểu đồ phổ của tín hiệu DSB-SC
4.3.1.2. Bộ phát
DSB-SC được tạo ra bởi một bộ trộn. Điều này bao gồm một tín hiệu tin nhắn nhân với một tín hiệu sóng mang. Biểu diễn toán học của quá trình này được hiển thị bên dưới, trong đó phép đồng nhất lượng giác tích-tổng được sử dụng.
72
Hình 4.3.1.2.1: Điều chế DSB-SC
4.3.1.3. Giải điều chế
Đối với DSBSC, Giải điều chế mạch lạc được thực hiện bằng cách nhân tín hiệu DSB-SC với tín hiệu sóng mang (cùng pha như trong quá trình điều chế) giống như quá trình điều chế. Tín hiệu kết quả này sau đó được chuyển qua bộ lọc thông thấp để tạo ra phiên bản tỷ lệ của tín hiệu bản tin gốc.
Hình 4.3.1.3.1: Giải điều chế DSB-SC
Phương trình trên hình cho thấy rằng bằng cách nhân tín hiệu điều chế với tín hiệu sóng mang, kết quả là phiên bản tỷ lệ của tín hiệu bản tin gốc cộng với số hạng thứ hai. Từ𝜔𝑐 ≫ 𝜔𝑚, số hạng thứ hai này có tần suất cao hơn nhiều so với thông điệp ban đầu. Khi tín hiệu này đi qua bộ lọc thông thấp, thành phần tần số cao hơn sẽ bị loại bỏ, chỉ để lại thông báo ban đầu 3.1.3.1
73 Đối với giải điều chế, tần số và pha của bộ dao động giải điều chế phải hoàn toàn giống với tần số của bộ dao động điều chế, nếu không, sự biến dạng và ,hoặc suy hao sẽ xảy ra.
Để xem hiệu ứng này, hãy thực hiện các điều kiện sau: • Tín hiệu tin nhắn được truyền đi: f(t)
• Tín hiệu điều chế (sóng mang): 𝑉𝑐cos (𝜔𝑐𝑡)
• Tín hiệu giải điều chế (có tần số nhỏ và độ lệch pha so với tín hiệu điều chế): 𝑉′𝑐cos [(𝜔𝑐 + ∆𝜔)𝑡 + 𝜃]
Tín hiệu kết quả sau đó có thể được đưa ra bởi:
Các cos(∆𝜔. 𝑡 + 𝜃) điều kiện dẫn đến sự biến dạng và suy giảm của tín hiệu bản tin gốc. Đặc biệt, nếu tần số đúng, nhưng pha bị sai, sự đóng góp của
𝜃 là một yếu tố suy giảm liên tục, ∆𝜔. 𝑡 đại diện cho sự đảo ngược theo chu kỳ của tín hiệu được phục hồi, đây là một dạng méo nghiêm trọng.
74 Điều này được thể hiện tốt nhất bằng đồ thị. Dưới đây là một tín hiệu thông báo mà người ta có thể muốn điều chế lên sóng mang, bao gồm một vài thành phần hình sin có tần số tương ứng là 800 Hz và 1200 Hz
Phương trình cho tín hiệu thông báo này là 𝑠(𝑡) = 1
2cos(2𝜋800𝑡) −
1
2cos(2𝜋1200𝑡)
75 Điều chế được thực hiện bằng phép nhân trong miền thời gian, tạo ra tín hiệu sóng mang 5 kHz, có biên độ thay đổi giống như tín hiệu bản tin.
76 Tên "sóng mang bị triệt tiêu" xuất hiện bởi vì thành phần tín hiệu sóng mang bị triệt tiêu — nó không xuất hiện trong tín hiệu đầu ra. Điều này rõ ràng khi xem phổ của tín hiệu đầu ra. Trong hình bên dưới, chúng ta thấy bốn đỉnh, hai đỉnh dưới 5000 Hz là dải bên dưới (LSB) và hai đỉnh trên 5000 Hz là dải bên trên (USB), nhưng không có đỉnh nào ở mốc 5000 Hz, mà là tần số của sóng mang bị triệt tiêu.
4.3.2. SSB
Điều chế đơn biên (SSB - single side band): quá trình điều chế tạo một biên tần (biên trên hoặc biên dưới) của tín hiệu AM. Việc thực hiện phức tạp hơn nhưng băng thông cao tần giảm một nửa, tiết kiệm băng tần giảm nhiễu. Công suất phát thấp hơn nhiều so với AM ở cùng một khoảng cách thông tin vì không truyền công suất sóng mang lớn vô ích và chỉ có một biên. Hiệu quả sử dụng công suất cao. Tỷ số S/N máy thu SSB lớn hơn AM do nhiễu giảm.
Phương pháp lọc (pp1): Để có tín hiệu SSB cần triệt sóng mang phụ của
tín hiệu AM, còn lại hai biên DSB (Double -sideband), sau đó lọc lấy một biên nhờ BPF.
77
Phương pháp xoay pha 𝟗𝟎𝒐 (pp2):
Hình 4.3.2.1: Sơ đồ khối phương pháp xoay pha 90𝑜
Ngõ ra bộ điều chế cân bằng 1 có tín hiệu:
𝑣1 = 𝑉𝑚cos 𝜔𝑚𝑡. 𝑉𝑐𝑐𝑜𝑠𝜔𝑐𝑡 = 𝑉𝑚. 𝑉𝑐
2 [cos(𝜔𝑐+ 𝜔𝑚) 𝑡 + cos(𝜔𝑐− 𝜔𝑚) 𝑡]
Bộ xoay pha 90𝑜 biến đổi cos thành sin do đó ngõ ra bộ điều chế cân bằng 2 là:
𝑣2 = 𝑉𝑚cos 𝜔𝑚𝑡. 𝑉𝑐𝑐𝑜𝑠𝜔𝑐𝑡 = 𝑉𝑚. 𝑉𝑐
2 [cos(𝜔𝑐 − 𝜔𝑚) 𝑡 − cos(𝜔𝑐 + 𝜔𝑚) 𝑡]
78
𝑣𝑆𝑆𝐵 = 𝑣1+ 𝑣2 = 𝑉𝑚. 𝑉𝑐cos(𝜔𝑐 − 𝜔𝑚) 𝑡
Phương pháp xoay pha sóng mang 𝟗𝟎𝒐 hai lần (pp3):
Hình 4.3.2.2: Sơ đồ khối phương pháp xoay pha sóng mang
90𝑜 hai lần
Tín hiệu ngõ ra bộ điều chế cân bằng 1:
𝑣1 = 𝑚(𝑡) sin 𝜔𝑜𝑡 = 𝑉𝑚cos 𝜔𝑚𝑡 sin 𝜔𝑜𝑡 =𝑉𝑚
2 [sin(𝜔𝑜+ 𝜔𝑚) 𝑡 + sin(𝜔𝑜 − 𝜔𝑚) 𝑡]
Qua bộ lọc LPF1 còn lại thành phần: 𝑉𝑚
2 sin(𝜔𝑜− 𝜔𝑚) 𝑡
Tín hiệu ngõ ra bộ điều chế cân bằng 2:
𝑣2 = 𝑚(𝑡) cos 𝜔𝑜𝑡 = 𝑉𝑚cos 𝜔𝑚𝑡 cos 𝜔𝑜𝑡 = 𝑉𝑚
2 [cos(𝜔𝑜+ 𝜔𝑚) 𝑡 + cos(𝜔𝑜− 𝜔𝑚) 𝑡]
Qua bộ lọc LPF2 còn lại thành phần: 𝑉𝑚