›
›

Bài giảng môn Đo lường điện - Bài 8: Đo các tham số của dao động điều chế

pdf 30 trang phuongnguyen 3460
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Đo lường điện - Bài 8: Đo các tham số của dao động điều chế", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mon_do_luong_dien_bai_8_do_cac_tham_so_cua_dao_don.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Đo lường điện - Bài 8: Đo các tham số của dao động điều chế

  1. Mụn học: Đo lường điện L Bài 8 Đ Đo cỏc tham số của dao động điều chế LTM- mụnMai Quốc Khỏnh ộ Khoa Vụ tuyến điện tử B Học viện KTQS â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 1/28
  2. Nội dung L Đ  Khái niệm chung về đo điều chế  Đo điều biên  Đo điều tần LTM- ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 2/28
  3. Phần I Khái niệm chung L Đ  Khái niệm điều chế  Tín hiệu điều biên  Tín hiệu điều tần LTM- ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 3/28
  4. Khái niệm điều chế L  Trong lĩnh vực điện tử và viễn thông thườngĐ dùng các tín hiệu điều chế khác nhau  Các dạng điều chế:  Điều chế biên độ  Điều chế tần số  Điều chế pha LTM-  Điều chế xung  v.v  Giới hạn nghiên cứu các phương pháp đo các tham số điều chế củaộ tín mụn hiệu điều biên và tín hiệu điều tần Một số dạng điều Bchế: OOK, Digital Modulations: ASK Signals, FSK Signal, PSK Signals â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 4/28
  5. Tín hiệu điều biên  Tín hiệu điều biên là một dao động cao tần có biênL độ biến thiên theo qui luật của hàm S(t) nào đó. Đ  S(t) có thể là hàm bất kỳ, được gọi là hàm điều chế. Nếu S(t) là một dao động điều hòa S(t) = UΩmcos Ωt thì dao động điều biên có dạng: U(t) = Um (1 + mcosΩt) sinωt  Um là biên độ của dao động caoLTM- tần bị điều chế  ω = 2πf với f là tần số cao tần của dao động bị điều chế  Ω = 2πF với F là tần số của dao động điều chế  m là hệ số điều chế biên độ.  Đo tham số điều chếmụn của tín hiệu điều biên chính là phép đo hệ số điều biên mộ B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 Modulation AM FM Signal 5/28
  6. Tín hiệu điềuL biên Đ LTM- ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 6/28
  7. Tín hiệu điều biên L Đ  Nếu điều chế biên độ tín hiệu cao tần U(t) = Umsinωt bằng dao động hình sin tần thấp s(t) = UΩmsinΩt thì hệ số điều biên: ∆U m = 100[%] U m LTM-  Hệ số điều biên còn có thể xác định theo AB− m = 100[%] AB+ ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 7/28
  8. Tín hiệu điều tần L  Tín hiệu điều tần là một dao động cao tần được điều chế tần số bằng một tín hiệu điều hòa tần thấp Đ U(t) = Umcos (ωot + mfsin Ωt)  Um là biên độ của điện áp cao tần bị điều chế (sóng mang)  ω0 =2πfo với fo là tần số cao tần của tín hiệu bị điều chế  Ω = 2πF với F là lần số củaLTM- tín hiệu điều chế  mf là chỉ số điều tần ∆ω ∆f m = = f Ω F  ∆f là độ dịch tần: độ lệch tần số cực đại so với giá trị trung bình f mụn ộo B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 Modulation FM Signal 8/28
  9. Tín hiệu điều tần L  Nếu tín hiệu điều chế có dạng: Đ s(t) = UΩm cosΩt thì độ dịch tần tỷ lệ với biên độ của dao động điều chế ∆f = K. UΩm với K là một hệ số tỷ lệ LTM-  Đo tham số của tín hiệu điều tần bao gồm:  Đo chỉ số điều tần mf (thực hiện khi khai thác các thiết bị viễn thông)  Đo độ dịch mụntần ∆f (thực hiện khi hiệu chuẩn các máy thuộ phát) B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 9/28
  10. Tín hiệu điềuL tần Đ LTM- ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 10/28
  11. Phần II Đo điều biên L Đ  Phương pháp sử dụng máy hiện sóng Phương pháp quét thẳng Phương pháp quét sinLTM- Phương pháp quét tròn  Phương pháp tách sóng kép ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 11/28
  12. Phương pháp sử dụng MHS L  Phương pháp quét thẳng: Đ  MHS thiết lập ở chế độ quét liên tục - đồng bộ trong Máy phát điều biên LTM- B A Dao động UĐB(t) cao tần Y X Dao động AB− điều chế m = mụn.100 [%] ộ AB+ B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 Tớn hiệu AM trờn MHS số 12/28
  13. Phương pháp sử dụng MHS L  Phương pháp quét sin Đ  Máy hiện sóng thiết lập ở A B chế độ khuếch đại Máy phát điều biên LTM- Dao động UĐB(t) cao tần Y X UĐC(t) B A Dao động AB− điều chế m mụn= .100 [%] ộ AB+ B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 13/28
  14. Phương pháp tách sóng képL Đ∆U  Đo hệ số điều chế m theo công thức m = 100[%] U m  ∆U và Um được xác định bằng phương pháp tách sóng biên độ LTM-  Sơ đồ thực hiện phương pháp này bao gồm hai bộ tách sóng biên độ phương pháp tách sóng kép ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 14/28
  15. Phương pháp tách sóng képL Đ C 1 2 Đ A B R1 R3 Đ CM 2 1 2 U (t) C ĐB 1 C R R C LTM-4 2 3 CCĐ  Sơ đồ có hai bộ tách sóng biên độ:  BTS1: TSBĐ có đầu vào mở bao gồm Đ1, C1, biến trở R , R và R 1 3 4 mụn  BTS2: TSBộĐ có đầu vào đóng bao gồm Đ , C và R B 2 2 2 â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 15/28
  16. Phương pháp tách sóng képL Đ  Bước hiệu chỉnh: CM 1  UĐB(t) = Um (1 + mcosΩt) sinωt BTS1  BTS1 tách sóng biên độ tín hiệu cao tần = Ω = Ω UA(t) Um (1+mcosLTM-t) Um + Ummcos t  Tín hiệu này đưa tới đồng hồ chỉ thị từ điện trị số chỉ thị đồng hồ ~ giá trị biên độ Um của điện áp cao tần (sóng mang)  Thay đổi biến trở R1 sao cho kim đồng hồ chỉ thị ứng với ộmột mụnsố giá trị cố định của thang đo B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 16/28
  17. Phương pháp tách sóng kép L  Bước đo: CM 2 Đ  UA(t) = Um + mUmcosΩt BTS2  Tại điểm B UB(t) = mUmcosΩt  BTS2 tách sóng biên độLTM- tín hiệu âm tần UC(t) = mUm + mUmcosΩt  Tín hiệu này đưa tới đồng hồ chỉ thị từ điện trị số chỉ thị đồng hồ ~ giá trị mUm α = mUm vì Um = const mụn, nên có thể khắc độ trực tiếp đồng hồ chỉ thịộ theo giá trị độ sâu điều biên m B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 17/28
  18. Phương pháp tách sóng képL Đ  Đây là phương pháp thông dụng nhất dùng để chế tạo các máy hệ số điều biên, tích hợp ngay trong các LTM- máy thu phát vô tuyến điện  Sai số khoảng 1 ữ5%. ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 18/28
  19. Phần III Đo điều tần L Đ  Phương pháp tách sóng tần số  Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 LTM-  Phương pháp sử dụng MHS ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 19/28
  20. Phương pháp tách sóng tần số L U (t) Biến đổi ĐBĐT Tách sóng Đ UĐT(t) UĐC(t) ĐT ĐBĐT biên độ Bộ tách sóng tần số  Nguyên tắc: sử dụng bộ tách sóng tần số để tách tín hiệu điều chế ra khỏi tín hiệu điều tần;LTM- sau đó đo biên độ của tín hiệu điều chế bằng vôn mét điện tử  Vôn mét là dạng vôn mét tách sóng biên độ  Thang đo của vôn mét khắc độ trực tiếp theo độ dịch tần ∆f mụn  Đây là phươngộ pháp thông dụng nhất để đo độ dịch tần B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 20/28
  21. Phương pháp tách sóng tần số L  Bộ tách sóng tần số: tín hiệu điều tần UĐT(t) được biến đổi thành tín hiệu vừa điều biên vừa điềuĐ tần UĐBĐT(t), sau đó được tách sóng biên độ để lấy ra tín hiệu điều chế UΩ(t) LTM- UĐT(t) Rt UΩ(t) mụn Biến đổi TSBĐ ộ ĐT ĐBĐT B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 21/28
  22. UBĐ UmĐBĐT L Đ f t fCH f0 f UĐBĐT(t) ∆f LTM- 0 t t U Phương pháp mụn TSBĐ tách sóngộ tần số B 0 t â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 22/28
  23. Phương pháp tách sóng tầnL số Đ UĐT(t) Trộn Khuếch đại Hạn Tách sóng Lọc tần trung tần chế tần số tần thấp Ngoại LTM- Vôn mét sai điện tử  Máy đo độ dịch tần bằng phương pháp tách sóng tần số tương đương với sơ đồ máy thu đổi tần ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 23/28
  24. Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 L Đ  Một dao động điều tần có thể biểu diễn dưới dạng phổ: ∞ Ut( )= U Jm ( )cosωω t+ Jm ( ) cos(+ nt Ω ) +− ( 1)n cos( ω −nt Ω ) m00 f ∑ nf0 0 n=1 J0 (mf)  Jo(mf) là hàm Bessel LTM- cấp 0 của chỉ số điều chế mf  Jn(mf) là hàm Bessel cấp n của chỉ số điều 2,4 8,65 mf tần m 5,52 f ộ mụn 11,79 Đồ thị hàm Betxen cấp 0 của m B f â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 24/28
  25. Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 L  Tính chất của hàm Bessel cấp 0: triệt tiêuĐ ở các điểm mf = 2,4; 5,52; 8,65; 11,79  khi đó tín hiệu tần số mang ω0 trong phổ dao động điều tần cũng bị triệt tiêu  Phương pháp dựa vào hàm Bessel cấp 0 dựa trên cơ sở hiện tượng này dùng để đo chỉ số điều tần m LTM- f  Quan hệ của chỉ số điều tần mf với biên độ điện áp điều chế UΩm và tần số điện áp điều chế Ω: U m= K. Ωm f Ω  Hai cách thay đổi m mụnf  thay đổi Ω; giữ nguyên UΩm (ít dùng)  thay đổiộ U ; giữ nguyên Ω (thông dụng) B Ωm â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 25/28
  26. Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 L Đ Máy phát điều tần Mạch Trộn KĐ Bộ U (t) Dao động ĐT vào tần trung tần lọc cao tần UĐT(t) LTM-Ngoại KĐ Vôn mét âm tần ĐT sai UĐC(t) Dao động Máy đo Chỉ thị điều chế điều tần mụn  Sơ đồ thực hiện phương pháp đo chỉ số điều tần dựa vào tính chất hàm Besselộ cấp 0 B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 26/28
  27. Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 L Đ UΩm  Bước hiệu chỉnh: khi mf thay đổi qua các giá trị 2,4; U4 5,52; 8,65; 11,79 thì điện áp đầu ra của máy thu sẽ U3 bằng 0. Ghi lại các giá trị U LTM-2 của vol mét điện tử tương U1 ứng với các thời điểm chỉ thị mf trên máy thu bằng 0, ta có 2,4 5,52 8,65 11,79 các giá trị tương ứng là U1, U2, U3 Từ đó xây dựng được đặc tuyến U = ϕ(m ) ộ mụnΩm f B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 27/28
  28. Phương pháp sử dụng tính chất hàm Bessel cấp 0 L Đ  Bước đo: UΩm Giả sử máy phát làm việc ở U4 một trị số mf nào đó của chỉ số điều tần. Muốn xác U3 LTM-Ux định trị số mf đó chỉ cần U2 xác định điện áp ở đầu ra U1 của volmet điện tử rồi dựa mf 2,4 5,52 8,65 11,79 vào đặc tuyến tìm ra giá trị mf mf ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 28/28
  29. Phương pháp sử dụng MHS  Máy hiện sóngL thiết lập Máy phát ở chế độĐ khuếch đại điều tần U (t) Dao động ĐT Mạch Dao động cao tần Y X xoay pha phụ K LTM- UĐC(t)  Chỉ đo độ dịch tần nhỏ Dao động  Sai số khoảng 10% điều chế d  K mở: điều chỉnh tần số dao động phụ D elip; điều chỉnh xoay pha đường thẳng mụn d  K đóng hình ảnh biến thành hình elip m = arcsin 100 % ộ f [] mang thông tin về m D B f â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 29/28
  30. V CU I C NG L À Ố Ù À L CẢM ƠNĐ LTM- ộ mụn B â Mai Quốc Khỏnh - 04/2010 30/28