Điều chế pha 4 trạng thái còn được gọi là điều chế 4 PSK hay điều chế cầu phương pha hay điều chế QPSK, là phương thức điều chế pha mà sóng mang sau điều chế có 4 trạng thái pha, mỗi trạng thái pha mang hai bit thông tin.
00 (45o) 01 (135o) 11 (225o) 10 (315o) Y X 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 U t t t t t Số liệu điều chế Luồng số S1 Luồng số S2 Sóng mang chưa điều chếSóng mang đã điều chế (a) (b) Hình 3.22: Dạng sóng (a) và biểu đồ pha của điều chế
QPSK (b) Mạch gồm:
•S/P: mạch chuyển đổi luồng số từ nối tiếp sang song song có nhiệm vụ chia luồng số điều chế thành hai luồng có tốc độ bằng nhau và bằng 1/2 luồng số vào.
•Z1 và Z2: các mạch chuyển đổi mã có nhiệm vụ biến các luồng số S1 và S2 từ mã NRZ đơn cực thành mã NRZ lưỡng cực.
•VCO: bộ tạo dao động sóng mang có tần số điều khiển bằng điện áp.
•90o: mạch dịch pha 90o để biến sóng mang A.cos (ωt + φ) thành A.sin (ωt + φ).
•M1 và M2: hai bộ nhân thực hiện nhân các tín hiệu số S1(t) và S2(t) với các sóng mang A.cos(ωt + φ) và A.sin (ωt + φ) tương ứng.
• Σ: mạch cộng có nhiệm vụ cộng các tín hiệu sau các bộ nhân M1 và M2 để được tín hiệu QPSK
Tín hiệu có biểu thức toán học là:
S1(t).Acos(ωt + φ) + S2(t).Asin(ωt + φ) = A.cos (ωt + φ + ϕt) ϕt: góc dịch pha do điều chế pha sinh ra
Nguyên lý hoạt động của mạch điều chế pha như sau: Số liệu điều chế đưa đến mạch biến đổi từ nối tiếp sang song song được biến thành hai luồng số có tốc độ bằng nhau và bằng 1/2 luồng số vào. Các luồng số S1 và S2 sau đó được chuyển mã từ NRZ đơn cực sang NRZ lưỡng cực nhờ các mạch chuyển mã Z1 và Z2. Sau khi chuyển mã ta thu được các luồng số tương ứng là S1(t) và S2(t). Bộ nhân M1 nhân tín hiệu S1(t) với sóng mang A.cos(ωt + φ) do bộ dao động VCO tạo ra, bộ nhân M2 nhân tín hiệu S2(t) với sóng mang A.sin(ωt + φ) do bộ dao động VCO tạo ra và đã qua dịch pha 90o. Sau các bộ nhân M1, M2 ta thu được các tín hiệu 2 PSK là S1(t).Acos(ωt + φ) và S2(t).Asin(ωt + φ). Hai tín hiệu này được cộng với nhau qua mạch cộng và ở ngõ ra của mạch cộng ta thu được tín hiệu 4 PSK (QPSK).