Đồ án Truyền và nhận tín hiệu thoại sử dụng điều chế ASK (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Truyền và nhận tín hiệu thoại sử dụng điều chế ASK (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TRUYỀN VÀ NHẬN TÍN HIỆU THOẠI SỬ DỤNG ÐIỀU CHẾ ASK GVHD: TS.VÕ MINH HUÂN SVTH: TRẦN HẢI SƠN MSSV: 08117438 SVTH: TRẦN NGUYÊN TRÍ MSSV: 08117453 S K L 0 0 3 2 4 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2014
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài TRUYỀN VÀ NHẬN TÍN HIỆU THOẠI SỬ DỤNG ĐIỀU CHẾ ASK GVHD: TS.VÕ MINH HUÂN SVTH: TRẦN HẢI SƠN MSSV: 08117438 TRẦN NGUYÊN TRÍ MSSV: 08117453 TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2014
3. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang i Lời nói đầu Trong xã hội thông tin và truyền thông hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghệ khác và sự bùng nổ về kinh tế đó là sự phát triển không ngừng của công nghệ viễn thông.Kỹ thuật viễn thông hiện nay ứng dụng hầu hết các kết quả nghiên cứu tích cực trƣớc đó trong lĩnh vực viễn thông và ngày càng hoàn thiện hơn, nó gần nhƣ ứng dụng hầu hết các cơ sở lý thuyết về thông tin số. Số hóa và truyền dẫn tín hiệu dạng số là một phƣơng pháp tăng hiệu quả truyền dẫn và giảm thiểu sai sót thông tin do tác động của nhiễu so với thông tin tƣơng tự, đồng thời phù hợp với các hệ thống xử lý ngày nay lấy cơ sở tốc độ và hiệu suất làm nền tảng nên các dữ liệu dạng số đƣợc sử dụng. Trong các phƣơng pháp điều chế số chúng ta phải nhắc đến phƣơng pháp điều chế “khóa dịch biên“(ASK: Amplitude shift keying), nó là một phƣơng pháp cơ bản nhất và đơn giản nhất để tiến hành điều chế một tín hiệu. Nó là nền tảng trƣớc tiên cần nghiên cứu để có thể nghiên cứu thêm các hệ thống khác cao hơn. Đề tài là một vấn đề cũ trong viễn thông đƣợc nhóm ứng dụng vào việc truyền dữ liệu thoại. Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng kỹ thuật ASK để truyền dữ liệu thoại”. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc: Hiện nay công nghệ viễn thông thế giới đã đạt đến một trình độ cao với việc không những truyền nhận tín hiệu thoại mà ngƣời ta có thể truyền các tín hiệu hình ảnh, phim ảnh cũng nhƣ bất kỳ một dữ liệu nào mà ngƣời ta có thể số hóa với tốc độ cực cao lên tới hàng Mhz với công nghệ di động và lên tới hàng Ghz nhƣ các hệ thống truyền dẫn chính nhƣ viba số. Việc điều chế tín hiệu để truyền đi trong không gian không chỉ đơn thuần là điều chế biên độ cổ xƣa mà là các hệ thống phức tạp kết hợp cả điều chế tần số, pha và biên độ để đạt đƣợc hiệu quả cao nhất. Tuy nhiên đó đều là thành quả nghiên cứu của các nƣớc phát triển, còn với Việt Nam công nghệ di động vẫn chỉ dừng ở mức ứng dụng chứ chƣa đạt tới trình độ có thể nghiên cứu tạo ra một cách thức, một lý thuyết mới hay xây dựng một hệ thống thông tin. Do vậy, việc nghiên cứu các cách thức điều chế cơ bản cũng nhằm làm tiền đề cho việc nghiên cứu tìm hiểu các hệ thống phức tạp hơn, đồng thời đó cũng là cách để ngƣời nghiên cứu có thể nảy sinh từ đó những ý tƣởng mới.
4. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang ii Lời cảm ơn Nhóm thực hiện đề tài xin gửi đến toàn thể quý thầy cô trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nói chung và quý thầy cô khoa Điện - Điện tử nói riêng lời cảm ơn chân thành nhất. Quý thầy cô đã truyền đạt cho nhóm những kiến thức chuyên ngành cũng nhƣ nhiều kinh nghiệm quý báu đó là những hành trang rất cần thiết cho nhóm để bƣớc ra trƣờng và công tác sau này sau gần 5 năm gắn bó với trƣờng. Đặc biệt nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Võ Minh Huân đã hƣớng dẫn cho nhóm rất tận tình trong suốt thời gian qua cùng những lời động viên, khích lệ giúp nhóm vƣợt qua thời điểm khó khăn. Những tài liệu bổ ích cùng những lời góp ý quý báu giúp nhóm hoàn thành đồ án này. Cảm ơn tất cả bạn bè, những ngƣời đã đóng góp ý kiến và luôn động viên giúp đỡ nhóm hoàn thành đồ án này. Xin chân thành cảm ơn. Nhóm sinh viên thực hiện Trần Hải Sơn – Trần Nguyên Trí
5. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang iii MỤC LỤC Trang Trang bìa lót Quyết định giao đề tài Lịch trình thực hiện đề tài Lời nói đầu i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Liệt kê bảng v Liệt kê hình vi Liệt kê từ viết tắc ix Tóm tắt x Abstract xi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1. Sơ lƣợc điều chế ASK: 1 1.1.1. Nguyên lý điều chế: 1 1.1.2. Biểu thức toán học: 2 1.2. Giải điều chế: 2 1.3. Ƣu điểm và nhƣợc điểm: 3 1.4. Sơ đồ khối truyền nhận tín hiệu sử dụng điều chế ASK: 3 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU 5 2.1. Sơ đồ khối của hệ thống: 5 2.1.1. Sơ đồ khối phát: 5 2.1.2. Sơ đồ khối thu: 5 2.2. Thiết kế và xây dựng mạch điện: 6 2.2.1. Khối tạo dữ liệu số: 6 2.2.2. Khối nhận tín hiệu từ MIC: 10 2.2.3. Khối mã hóa PCM: 10 2.2.4. Khối tạo dao động: 14 2.2.5. Khối điều chế ASK: 16
6. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang iv 2.2.6. Khối khuếch đại cao tần: 18 2.2.7. Khối thu, khối khuếch đại cao tần và khuếch đại trung tần: 19 2.2.8. Khối giải điều chế ASK: 20 2.2.9. Khối giải mã PCM: 21 2.2.10. Mạch khuếch đại công suất âm tần: 22 CHƢƠNG 3: PHẦN MỀM VẼ MẠCH VÀ MÔ PHỎNG PROTEUS 26 3.1. Giới thiệu phần mềm: 26 3.2. Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm Proteus: 26 3.2.1. Khởi động chƣơng trình: 26 3.2.2. Giao diện chính: 27 3.2.3. Các toolbar chính: 27 3.2.4. Thiết kế mạch mô phỏng: 29 3.2.5. Kết quả mô phỏng đƣợc của một số mạch trên Proteus: 31 CHƢƠNG 4: KIỂM CHỨNG QUA SẢN PHẨM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 46 4.1. Mạch nhận tín hiệu từ micro: 46 4.2. Mạch tạo dữ liệu số: 47 4.3. Mạch thu tín hiệu: 48 4.4. Mạch điều chế ASK: 48 4.5. Mạch giải điều chế ASK: 49 4.6. Mạch tạo dao động: 50 4.7. Mạch mã hóa PCM: 51 4.8. Mạch giải mã PCM: 52 4.9. Mạch khuếch đại công suất cao tần: 53 4.10. Mạch khuếch đại công suất âm tần: 54 4.11. Kết quả đạt đƣợc 55 4.11.1. Tính khoa học: 55 4.11.2. Khả năng triển khai ứng dụng vào thực tế: 55 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 56 5.1. Kết luận: 56 5.2. Đề nghị: 56 Tài liệu tham khảo 57
7. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang v Liệt kê bảng Trang Bảng 2.1: Sơ đồ chân và chức năng của IC 7493 7 Bảng 2.2: Bảng trạng thái IC 7493 8 Bảng 2.3: Sơ đồ chân 7495 9 Bảng 2.4: Bảng trạng thái của IC 7495 9 Bảng 2.5: Lựa chọn tần số 15
8. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang vi Liệt kê hình Trang Hình 1.1: Nguyên lý điều chế 1 Hình 1.2: Dạng sóng 2 Hình 1.3: Sơ đồ và dạng song giải điều chế ASK 3 Hình 1.4: Sơ đồ khối 4 Hình 2.1: Sơ đồ khối phát 5 Hình 2.2: Sơ đồ khối thu 6 Hình 2.3: Sơ đồ chân của IC 7421 7 Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện bên trong IC 7493 7 Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện bên trong IC 7495 9 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý khối tạo dữ liệu số 10 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý khối nhận tín hiệu từ MIC 11 Hình 2.8: Sơ đồ chân TP 3057 13 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý khối PCM 14 Hình 2.10: Sơ đồ chân IC 4040 16 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý khối tạo dao động 17 Hình 2.12: Sơ đồ chân của IC 1496 18 Hình 2.13: Sơ đồ khối MC1496 18 Hình 2.14: Sơ đồ khối điều chế ASK 19 Hình 2.15: Sơ đồ khối mạch khuếch đại cao tần 21 Hình 2.16: Sơ đồ khối mạch thu 22 Hình 2.17: Sơ đồ khối giải điều chế ASK 23 Hình 2.18: Sơ đồ khối mạch giải mã PCM 24 Hình 2.19: Sơ đồ khối mạch khuếch đại công suất âm tần 25 Hình 3.1: Vào giao diện mở Proteus 27 Hình 3.2: Giao diện chính 27 Hình 3.3: Mạch mô phỏng 29 Hình 3.4: Giao diện hộp thoại Pick Devices 30 Hình 3.5: Giao diện Keywords 30
9. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang vii Hình 3.6: Mô phỏng mạch khuếch đại công suất âm tần 32 Hình 3.7: Dạng sóng tín hiệu ngõ vào và ngõ ra của mạch KĐCS âm tần 32 Hình 3.8: Mô phỏng khối thu trên Proteus 33 Hình 3.9: Dạng sóng của tín hiệu ngõ vào và ngõ ra của mach thu 33 Hình 3.10: Khối tạo sóng mang 34 Hình 3.11: Dạng sóng mang 512Khz 34 Hình 3.12: Mô phỏng điều chế ASK. 35 Hình 3.13: Dạng sóng tín hiệu điều chế ASK. 35 Hình 3.14: Sơ đồ khối ASK trên Simulink 35 Hình 3.15: Dạng sóng mô phỏng tín hiệu ASK trên Matlab 37 Hình 3.16: Mô phỏng khối khuếch đại công suất cao tần 38 Hình 3.17: Dạng sóng ngõ vào và ngõ ra của mạch 38 Hình 3.18: Mô phỏng khối nhận tín hiệu từ micro. 40 Hình 3.19: Dạng sóng tín hiệu của khối micro. 40 Hình 3.20: Mô phỏng khối giải điều chế 41 Hình 3.21: Dạng sóng khối giải điều chế 41 Hình 3.22: Xung clock 8Khz 42 Hình 3.23: Xung clock 64Khz 42 Hình 3.24: Xung clock 128Khz 43 Hình 3.25: Xung clock 512Khz 43 Hình 4.1: Sơ đồ mạch in khối nhận tín hiệu từ mic 44 Hình 4.2: Sản phẩm thực tế mạch nhận tín hiệu từ mic 44 Hình 4.3: Sơ đồ mạch in khối tạo dữ liệu số 45 Hình 4.4: Sản phẩm thực tế mạch tạo dữ liệu số 45 Hình 4.5: Sơ đồ mạch in khối thu 45 Hình 4.6: Sơ đồ mạch in khối điều chế ASK 46 Hình 4.7: Sản phẩm thực tế mạch điều chế ASK 46 Hình 4.8: Sơ đồ mạch in khối giải điều chế ASK 46 Hình 4.9: Sản phẩm thực tế mạch giải điều chế ASK 47 Hình 4.10: Sơ đồ mạch in khối tạo dao động 47 Hình 4.11: Sản phẩm thực tế mạch tạo dao động 47 Hình 4.12: Sơ đồ mạch in khối mã hóa PCM 48
10. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang viii Hình 4.13: Sản phẩm thực tế mạch mã hóa PCM 48 Hình 4.14: Sơ đồ mạch in khối giải mã PCM 48 Hình 4.15: Sản phẩm thực tế mạch giải mã PCM 49 Hình 4.16: Sơ đồ mạch in khối KĐCS cao tần 49 Hình 4.17: Sản phẩm thực tế mạch KĐCS cao tần 49 Hình 4.18: Sơ đồ mạch in khối KĐCS âm tần 50 Hình 4.19: Sản phẩm thực tế mạch KĐCS âm tần 50
11. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang ix Liệt kê từ viết tắt ASK: Ampitude shift keying BPF: Band pass filter LPF: Low pass filter PCM: Pulse code modulation PSTN: Public swiched telephone network AC: Alternating current DC: direct current
12. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang x Tóm tắt Nội dung nghiên cứu: Để nghiên cứu cách thức truyền tín hiệu vô tuyến, nhóm tiến hành nghiên cứu sự truyền nhận tín hiệu thoại với hình thức điều chế đơn giản nhất là điều chế biên độ ASK. Nghiên cứu cách thức một tín hiệu tiếng nói đƣợc điều chế và truyền đi trong không gian, từ đó giải điều chế để khôi phục lại tín hiệu tiếng nói đã truyền đi và đƣa ra loa. Đồng thời với việc nghiên cứu xây dựng hệ thống truyền nhận trên, mục đích của việc nghiên cứu cũng nhằm kiểm chứng các cơ sở lý thuyết về điều chế, mã hóa, thu phát, khuếch đại tín hiệu để từ đó phát triển các hệ thống tốt hơn về sau nếu có cơ hội. Cùng với các mục đích nghiên cứu tìm hiểu kiến thức đó là việc nhóm thực hiện công trình nghiên cứu để rèn luyện kỹ năng nghiên cứu khoa học, tích góp kinh nghiệm cho bản thân. Phƣơng pháp nghiên cứu: Để nghiên cứu một vấn đề khoa học luôn có những con đƣờng khác nhau để tiếp cận vấn đề. Có thể tiến hành nghiên cứu từ chi tiết đến tổng thể nhƣ các công trình nghiên cứu tạo ra sản phẩm thi công, hoặc cũng có thể tiến hành nghiên cứu đi từ cái tổng quan đến từng chủ điểm riêng nhƣ với các công trình nghiên cứu lý thuyết. Ở đây, để xây dựng mạch hoàn chỉnh, nhóm tiến hành nghiên cứu hoạt động từng khối một, kiểm tra với từng khối riêng lẻ để thấy đƣợc hoạt động của mỗi khối, từ đó kết hợp các khối và điều chỉnh phù hợp để xây dựng nên mạch sản phẩm, tức là đã đi từ cái chi tiết đến cái tổng thể. Làm nhƣ vậy để chúng ta có thể dễ dàng kiểm hoạt động của mỗi khối và dễ dàng khắc phục nếu xuất hiện lỗi. Cụ thể quá trình nghiên cứu: Giai đoạn đầu nhóm tập trung nghiên cứu hoàn thành các mạch cơ bản đã đƣợc biết trong quá trình thực tâp có tính chất đơn giản dễ thực hiện. Tiếp theo nhóm tiến hành nghiên cứu thực hiện việc điều chế và giải điều chế ASK với tín hiệu mẫu lấy từ bộ tạo xung vuông. Sau khi kiểm tra chạy ổn định việc điều chế ASK, nhóm tiến hành nghiên cứu việc mã hóa và giải mã PCM sử dụng IC TP3057. Cuối cùng nhóm tiến hành nghiên cứu và xây dựng hệ thống thu phát tín hiệu điều chế qua Anten. Giai đoạn cuối cùng là hoàn thiện mạch và viết báo cáo khoa học.
13. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang xi Abstract Research Contents: To study how the radio signals transmitted, group studied the transmission of voice signals received with a simple form of modulation is amplitude modulation ASK. Research how a voice signal is modulated and transmitted through space, then demodulated to recover the speech signal has been transmitted and made speakers. Simultaneously with the study of traditional building systems recognize, purpose of the study is to verify the theoretical basis of modulation, coding, transceiver, signal amplification so that the systems development better system later if given the chance. Along with the purpose of research is that knowledge is the team work skills training to scientific research, accumulate experience for yourself. Research Methodology: To study a scientific issue there are always different avenues to approach the problem. Can conduct detailed studies of the overall study as the creation of construction products, or it may come from research conducted with the general theme each separately as with the theoretical studies. Here, to construct a complete circuit, the research team conducted an operation in blocks, check with each individual block to see the activities of each block, combining the block and adapted to build circuit products, went from the details to the whole. This is so we can easily control the operation of each block and easily remedied if the error appears. The research process: Group research completed basic circuits are known in the nature practice simple easy to implement. Next conducting research perform modulation and demodulation ASK signal samples from the square wave generator. After the test run stable ASK modulation, the research conducted the PCM encoding and decoding using IC TP3057. Finally, the group conducts research and develop transceiver system modulation signal through antenna. The final stage is the finishing circuit and write scientific report
14. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 1 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU Nhƣ đã giới thiệu ở trên, công nghệ nghiên cứu khoa học của nhóm đi vào nghiên cứu xây dựng một hệ thống truyền nhận tín hiệu dựa vào phƣơng pháp điều chế biên độ ASK. Trƣớc hết là thực hiện điều chế, truyền và giải điều chế một tín hiệu tự tạo, tiếp theo đó sẽ đi tiến hành điều chế tín hiệu thoại (tín hiệu giọng nói) để truyền đi, cuối cùng là sẽ thực hiện truyền và vô tuyến (không dây). Sau đây chúng ta sẽ tiến hành đi tìm hiểu sơ lƣợc về điều chế ASK và việc truyền tín hiệu thông qua điều chế ASK và quá trình thi công mạch. 1.1. Sơ lƣợc điều chế ASK: ASK (Ampitude Shift Keying) điều chế khoá dịch biên độ: sóng điều biên đƣợc tạo ra bằng cách thay đổi biên độ sóng mang theo biên độ tín hiệu tin tức 1.1.1. Nguyên lý điều chế: Dùng các bit 0 và 1 để thay đổi biên độ của sóng mang. Sử dụng một tần số sóng mang duy nhất. Hình 1.1: Nguyên lý điều chế CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
15. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 2 Hình 1.2: Dạng sóng 1.1.2. Biểu thức toán học: Tín hiệu sóng mang: Vc (t) = cos t (1.1) Tín hiệu tin tức: V (t) = ( ) (1.2) d Tín hiệu sau khi qua bộ điều chế ASK: VASK (t) = Vc (t).Vd(t) = ( ) (1.3) Ta có: 2cosa.cosb = cos (a + b) + cos (a - b) V (t) = { ( ) ( ) [ ( ASK ) ( ) ] } (1.4) 1.2. Giải điều chế: Có 2 phƣơng pháp: +Kết hợp: mạch phức tạp nhƣng có khả năng chống nhiễu tốt. +Không kết hợp: mạch đơn giản thƣờng sử dụng trong mạch tách sóng hình bao. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
16. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 3 Hình 1.3: Sơ đồ và dạng song giải điều chế ASK 1.3. Ƣu điểm và nhƣợc điểm: Ƣu điềm: + Đơn giản: Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diển 0 và 1, sử dụng một tần số sóng mang duy nhất. + Phƣơng pháp này chỉ phù hợp trong truyền dữ liệu tốc độ thấp ( 1200bps trên kênh truyền thoại ) Nhƣợc điểm: + Dễ bị ảnh hƣởng bởi nhiễu. + Không phù hợp đối với các tín hiệu đƣợc truyền trong các kênh truyền yêu cầu tốc độ cao. 1.4. Sơ đồ khối truyền nhận tín hiệu sử dụng điều chế ASK: VASK(t) V (t)(tin LPF V (t) d BPF PSTN d tức) Vc (t) Vc (t) (sóng mang) Hình 1.4: Sơ đồ khối CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
17. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 4 Nguyên lý: +Điều chế: Tín hiệu tin tức trƣớc khi điều chế đƣợc đƣa qua bộ lọc thông thấp để loại bỏ các nhiễu tần số cao.Sau đó tín hiệu đƣợc điều chế biên độ với một sóng mang nhờ một bộ nhân.Tín hiệu sau khi điều chế đƣợc cho qua một bộ lọc thông dải để lấy dài thông của của tín hiệu cần truyền đi, tiết kiệm băng thông. +Giải điều chế: Tín hiệu điều chế ASK đƣợc đƣa qua bộ nhân đề tách lấy tín hiệu cần thu và loại bỏ tín hiệu sóng mang. Sau đó tín hiệu đƣợc cho qua bộ lọc thông thấp để loại bỏ toàn bộ thành phần nhiễu ở tần số cao. CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
18. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 5 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU 2.1. Sơ đồ khối của hệ thống: 2.1.1. Sơ đồ khối phát: Khối tạo anten dao động Khối nhận Khối điều Khối điều Khối khuếch tín hiệu từ chế PCM chế ASK đại cao tần MIC Khối tạo dữ liệu số Hình 2.1: Sơ đồ khối phát 2.1.2. Sơ đồ khối thu: anten Khối khuếch Khối giải Khối thu đại trung điều chế tần ASK Khối khuếch Khối giải mã loa đại âm tần PCM Hình 2.2: Sơ đồ khối thu CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU
19. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 6 2.2. Thiết kế và xây dựng mạch điện: Để đảm bảo việc test mạch đƣợc dễ dàng nhóm đã làm từng khối riêng lẻ và sau khi hoàn thành nhóm sẽ ghép chúng trên cùng một board mạch. 2.2.1. Khối tạo dữ liệu số: Khối này có chức năng tạo dữ liệu tín hiệu điều chế ở dạng số để dễ dàng cho việc kiểm tra các khối phía sau trƣớc khi thực hiện điều chế tín hiệu thoại để truyền đi. Khối sẽ sử dụng nguồn dao động từ bộ dao động bên bộ phát để đƣa vào làm nguồn xung tín hiệu, sau đó tín hiệu sẽ đƣa qua các thanh ghi dịch (IC 7495), để tiến hành dịch dữ liệu nhờ các Switch để đƣa ra dạng dữ liệu số mong muốn.Dữ liệu ở đây là dạng số 8 bit với các bit có thể thay đổi giá trị là “0” hoặc “1” tùy thuộc vào Switch. Khối này đƣợc thiết kế gồm có 8 led đơn để mô tả giá trị bit tƣơng ứng với mỗi Switch, led sáng tƣơng ứng với bit có mức logic là “1” và ngƣợc lại. Mạch dữ liệu 8 bit sử dụng 2 IC dịch 7495 mắc nối tiếp để tạo ra dữ liệu 8 bit, với dữ liệu ngõ vào song song, dữ liệu ngõ ra nối tiếp. Dữ liệu ngõ vào đƣợc xác định bằng cách thay đổi các switch từ SW1 đến SW8. IC 7414 cùng với R, C tạo ra mạch dao động cung cấp xung clock cho IC 7493 (IC đếm nhị phân) đếm, 4 ngõ ra của IC này đƣợc nối đến IC 7421 (IC cổng AND), khi IC 7493 đếm đủ 16 xung, ngõ ra của cổng AND lên 1, tác động lên chân số 6 (chân mode) của IC 7495, chân này ở mức 1 sẽ load dữ liệu ở ngõ vào, nếu ở mức 0 nó sẽ dịch dữ liệu. Ngõ ra QA của IC 7493 đƣợc nối đến chân 8 và 9 (2 xung clock để dịch dữ liệu của IC 7495), khi chân số 6 ở mức 0 thì 2 xung clock này tác động để dịch dữ liệu ra và dữ liệu số này là dữ liệu NRZ đơn cực, nó sẽ đƣợc lấy tại NRZ data. IC 7421: là IC gồm 2 cổng And 4 ngõ vào cấu tạo nhƣ hình dƣới: Hình 2.3: Sơ đồ chân của IC 7421 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU
20. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 7 IC 7493: chức năng đếm thập, nhị phân Cấu tạo đơn giản gồm các Flip Flop JK bên trong mặc định JK đƣợc nối mức cao do đó FF chỉ có thể hoạt động ở trạng thái lật. Trong modul NRZ này để IC có thể đếm đƣợc thì chân 12 nối chân 1 đếm nhị phân 16 trạng thái. Hình dƣới sẽ rõ hơn Bảng 2.1: Sơ đồ chân và chức năng của IC 7493 Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện bên trong IC 7493 Bảng 2.2: Bảng trạng thái IC 7493 IC7495: Đây là thanh ghi 4 bit, IC có 3 chế độ hoạt động: CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU
21. Đ ồ án tố t n g h i ệ p Trang 8 Tải song song. Dịch phải khi cấp xung (High to Low) vào chân 9 đồng thời chân 6 (Mode Control) mức thấp. Dịch trái khi cấp xung clock vào chân 8 đồng thời đồng thời chân 6 ở mức cao. Pin 1: SER là chân dữ liệu ngõ vào nối tiếp Pin 2,3,4,5: là 4 đƣờng data vào D1÷D4 tƣơng ứng với các Pin 13,12,11,10: là dữ liệu ngõ ra song song QA÷QD Pin 6: Mode chọn chế độ Pin 8, 9: 2 chân cấp xung clock Pin 7: GND nối mass Pin 14: VCC nối nguồn Bảng 2.3: Sơ đồ chân 7495 Bảng 2.4: Bảng trạng thái của IC 7495 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU
22. S K L 0 0 2 1 5 4