›
›

Hệ thống truyền thông điện tử - Chương 3: Điều chế biên độ

ppt 79 trang phuongnguyen 3730
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Hệ thống truyền thông điện tử - Chương 3: Điều chế biên độ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • ppthe_thong_truyen_thong_dien_tu_chuong_3_dieu_che_bien_do.ppt

Nội dung text: Hệ thống truyền thông điện tử - Chương 3: Điều chế biên độ

  1. ELECTRONIC TRUYỀN THÔNG SYSTEMS ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ Transmission Chapter 3 7/2/2021 1
  2. TRUYỀN THÔNG DẢI NỀN VÀ SÓNG MANG •TRUYỀN THÔNG DẢI NỀN : TRUYỀN THÔNG KO SỬ DỤNG ĐiỀU CHẾ (THÔNG TIN TRUYỀN TẢI Ở DẠNG NGUYÊN GỐC ) – KO CÓ SỰ THAY ĐỔI VỀ DẢI TẦN SỐ CỦA TÍN HIỆU. (KHÔNG CÓ SỰ CHUYỂN ĐỔI TẦN SỐ) •TRUYỀN THÔNG SÓNG MANG : TRUYỀN THÔNG SỬ DỤNG ĐIỀU CHẾ - CÓ SỰ THAY ĐỔI VỀ DẢI TẦN SỐ CỦA TÍN HIỆU. (CÓ SỰ CHUYỂN ĐỔI TẦN SỐ) • (AM, FM, PM, FSK, PSK, QAM, ) 7/2/2021 2
  3. TRUYỀN THÔNG DẢI NỀN • DẢI NỀN ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ CHỈ BĂNG TẦN CỦA TẦN SỐ CỦA TÍN HIỆU ĐƯỢC PHÂN PHỐI TỪ NGUỒN • TELEPHONY: DẢI NỀN LÀ BĂNG TẦN AUDIO(BĂNG TẦN CỦA TÍN HIỆU THỌAI) CHIẾM 0 - 4000 Hz • TELEVLÀION: DẢI NỀN LÀ BĂNG TẦN VIDEO(BĂNG TẦN CỦA TÍN HIỆU VIDEO) CHIẾM 0 - 6 MHz • DIGITAL DATA/PCM (A-TO-D CONVERTION): SỬ DỤNG TÍN HiỆU LƯỠNG CỰC Ở TỐC ĐỘ f 0 BITS/SEC, DẢI NỀN LÀ 0 - Hz 7/2/2021 3
  4. TRUYỀN THÔNG DẢI NỀN •TÍN HIỆU ĐiỀU CHẾ XUNG NHƯ: • PAM (ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ XUNG) • PWM (ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNGXUNG) • PPM (ĐIỀU CHẾ VỊ TRÍ XUNG) • PCM (ĐIỀU CHẾ MÃ XUNG) • MẶC CHO CỤM TỪ ĐIỀU CHẾ, TÍN HIỆU TRÊN LÀ CƠ CHẾ MÃ HÓA DẢI NỀN VÀ ĐẠT ĐƯỢC TÍN HIỆU DẢI NỀN 7/2/2021 4
  5. TRUYỀN THÔNG DẢI NỀN • TÍN HIỆU DẢI NỀN CÓ CÔNG SUẤT THAY ĐỔI TẠI TẦN SỐ THẤP • TÍN HIỆU DẢI NỀN KHÔNG THỂ ĐƯỢC PHÁT TRÊN RADIO LTRONGK (FREE SPACE) • TÍN HIỆU DẢI NỀN THÌCH HỢP TRUYỀN NHẬN TRÊN CÁP ĐỒNG CẶP ĐÔI DÂY, CÁP XoẮN ) HAY THỦY TINH (CÁP QUANG). VÍ DỤ: • ĐIỆN THỌAI NỘI HẠT TRUYỀN THÔNG • TRUYỀN THÔNG OCM CỰ LY NGẮN (GiỮA CÁC TỔNG ĐÀI NỘI HẠT VỚI NHAU) 7/2/2021 5
  6. ĐIỀU CHẾ TRUYỀN THÔNG • ĐIỀU CHẾ ĐƯỢC SỬ DỤNG KHI TRÊN THỰC TẾ KO THỂ LAN TRUYỂN TẦN SỐ THẤP - TÍN HIỆU DẢI NỀN TRONG FREE SPACE • ĐIỀU CHẾ SỬ DỤNG TẦN SỐ SÓNG MANG CAO ĐỂ TRUYỀN NHẬN ĐỒNG THỜI MÀ KHÔNG CÓ GIAO THOA (SỰ KẾT HỢP CỦA NHIỀU TÍN HIỆU ĐA DẠNG) • ĐIỀU CHẾ CHO PHÉP ỨNG DụNG ANTEN NHỎ (i.e. 1/4 BƯỚ CSÓNG) 7/2/2021 6
  7. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ TRONG ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ, BIÊN ĐỘ CỦA TÍN HIỆU TẦN SỐ SÓNG MANG CAO (UNSÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ) ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ(VARIED) TỈ LỆ VỚI BIÊN ĐỘ TỨC THỜI CỦA TÍN HIỆU MANG THÔNG TIN (ĐIỀU CHẾ WAVE) NHƯ LÀ TẠO RA ĐƯỜNG BAO (SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ) MANG THÔNG TIN. TỐC ĐỘ LẬP LẠI CỦA ĐƯỜNG BAO AM BẰNG VỚI TẦN SỐ CỦA TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ. 7/2/2021 7
  8. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ BỘ ĐIỀU CHẾ AM: THIẾT BỊ PHI TUYẾN (BỘ TRỘN) VỚI: 2 INPUTS, 1 OUTPUT TÍN HIỆU TẦN SỐ SÓNG MANG CAO (UNSÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ) PHÁT QuẢNG BÁ RADIO AM (550 kHz - 1600 kHz) BỘ ĐIỀU CHẾ AM (THIẾT BỊ PHI AM SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ TUYẾN, BỘ TRỘN, TÍN HIỆU SÓNG MANG BỘ NHÂN) TẦN SỐ THẤP (ĐIỀU CHẾ WAVE) • SÓNG TẦN SỐ ĐƠN (TONE) HAY • SÓNG TÍCH HỢP (ĐA TẦN SỐ) – THỌAI (SPEECH): 0 Hz - 4000 Hz 7/2/2021 8
  9. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ • ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ LÀ TƯƠNG ĐỐI RẺ • ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ CUNG CẤP DẠNG ĐIỀU CHẾ CHẤT LƯỢNG THẤP (PERFORMANCE THẤP TRONG MÔI TRƯỜNG NHIỄU) • ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO PHÁT QUẢNG BÁ THƯƠNG MẠI (AM RADIO) • ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO TRUYỀN THÔNG RADIO DI ĐỘNG SONG PHƯƠNG (CB RADIO) 7/2/2021 9
  10. CÁC LOẠI ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ • MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ • DSB-SC (DOUBLE SIDEBVÀ SUPPRESS CARRIER) • DSB-FC (DOUBLE SIDEBVÀ FULL CARRIER) • SSB-SC (STRONGGLE SIDEBVÀ SUPPRESS CARRIER) (CÒN ĐƯỢC BiẾT LÀ : USBAM HAY LSBAM) • SSB-FC (STRONGGLE SIDEBVÀ FULL CARRIER) • VSB (VESTIGIAL SIDEBVÀ) DSB-FC THÔNG DỤNG NHẤT, ĐƯỢC GỌI LÀ AM TRUYỀN THỐNG HAY ĐƠN GiẢN CHỈ LÀ AM 7/2/2021 10
  11. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ DSB-FC AM (AM) 7/2/2021 11
  12. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) AM Vam(t) = Ec + m(t)cosct ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG MANG BỞI TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ 7/2/2021 12
  13. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) For Ec(t) = Ec cos 2 fct VÀ Em(t) = Em cos 2 fmt Modulated Signal : Vam(t) = (Ec + Em cos 2 fmt) (cos 2 fct) Em  = Vam(t) = Ec(1+  cos 2 fmt) (cos 2 fct) Ec 1 1 Given: (cos X )(cosY ) = cos(X −Y ) + cos(X +Y ) 2 2 We get : Vam(t) = Ec cos 2 fct + Ec cos 2 fct cos 2 fmt Which gives : Ec Vam(t) = Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm)t + cos 2 ( fc + fm)t 2 7/2/2021 13
  14. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) SUMMER MULTIPLIER BỘ ĐIỀU CHẾ  • BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG MANG KHÔNG ẢNH Ec HƯởNG BởI QUÁ TRÌNH AM Em(t) = Em cosmt cosct Ec Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm)t + cos 2 ( fc + fm)t 2 7/2/2021 14
  15. TOÀN SÓNG MANG BĂNG CẠNH ĐÔI (DSB-FC) M () THÔNG TIN BĂNG THÔNG: Bm = fm Bm −m 0 2 fm = m SÓNG MANG TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ (DSB-FC AM) LSB USB DSB() 0 c −m c c +m BW CỦA TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ LÀ:B = 2Bm 7/2/2021 15
  16. TOÀN SÓNG MANG BĂNG CẠNH ĐÔI (DSB-FC) PHỔ SÓNG MANG TRUNG TÂM ĐƯỢC ĐiỀU CHẾ TẠI fc BAO GỒM BĂNG CẠNH TRÊN TRÊN fc, (USB), VÀ BĂNG CẠNH DƯỚI DƯỚI fc, (LSB). Ec Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm)t + cos 2 ( fc + fm)t 2 LSB USB 2 fm TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ BAO GỒM 1 THÀNH PHẦN TẠI fc, TRONG CƠ CHẾ NÀY ĐƯỢC GỌI LÀĐIỀU CHẾ DSB-FC 7/2/2021 16
  17. TOÀN SÓNG MANG BĂNG CẠNH ĐÔI (DSB-FC) Ec Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm)t + cos 2 ( fc + fm)t 2 let m =  7/2/2021 17
  18. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) 7/2/2021 18
  19. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ: Vc(t) = Ec sin 2 fct OR Ec cos 2 fct TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ: Vm(t) = Em sin 2 fmt OR Em cos 2 fmt • HỆ SỐ ĐIỀU CHẾ Em CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ:  = • TÁC NHÂN ĐIỀU CHẾ Ec • CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ Em PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ: M = x 100% Ec KHỎANG CỦA M: 0% 100% KHI: M 100%, OVERMODULATION (i.e. MÉO DẠNG) 7/2/2021 19
  20. PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ (M) Em M = x 100% Ec PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ CHỈ THAY ĐỔI PHẦN TRĂM TRONG BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG RA KHI SÓNG MANG BỊ ẢNH HƯờNG BởI TÍN HIỆU ĐIềU CHế. 7/2/2021 20
  21. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) BIÊN ĐỘ SÓNG MANG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾV: = Ec + Em Em V max = Ec + Em ; V min = Ec − Em Em WE KNOW:  =  Em =  Ec Ec THUS: V max = Ec + Ec = (1+  )Ec V min = Ec − Ec = (1−  )Ec VỚI: 100% ĐIỀU CHẾ:  =1;V max = 2Ec;V min = 0 50% ĐIỀU CHẾ:  = 0.5;V max =1.5Ec;V min = .5Ec 0% ĐIỀU CHẾ  = 0;V max = Ec;V min = Ec 7/2/2021 21
  22. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ 7/2/2021 22
  23. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB_FC) V max = Ec + Em ; V min = Ec − Em 1 GiẢ ĐỊNH: Em = (V max −V min) • TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ LÀ TONE 2 • QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ LÀ ĐỐI XỨNG 1 ( LỆCH ĐƯỜNG BAO + VÀ – BẰNG NHAU ) Ec = (V max +V min) 2 Em V max −V min  = = Ec V max +V min Em 1 Eusf = Elsf = = (V max −V min) 2 4 EUSF = ĐỈNH BIÊN ĐỘ CỦA TẦN SỐ BĂNG CẠNH TRÊN ELSF = ĐỈNH BIÊN ĐỘ CỦA TẦN SỐ BĂNG CẠNH DƯỚI 7/2/2021 23
  24. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-FC) TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ 50% ĐIỀU CHẾ 100% ĐIỀU CHẾ 7/2/2021 24
  25. VÍ DỤ DSB-FC1 BỘ ĐiỀU CHẾ AM DSB-FC, VỚI TẦN SỐ SÓNG MANG 100 kHz, VÀ TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ LỚN NHẤT 5 kHz, XÁC ĐỊNH: TẦN SỐ LIMITS CHO BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI (100 - 5) kHz ĐẾN 100 kHz = 95 kHz ĐẾN 100 kHz = LSB 100 kHz ĐẾN (100 + 5) kHz = 100 kHz ĐẾN 105 kHz = USB BĂNG THÔNG CỦA TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ B = 2 fm = 2 x 5 kHz = 10 kHz TẦN SỐ BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI KHI TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ LÀ 3 kHz TONE (100 - 3) kHz = 97 kHz = LSF (100 + 3) kHz = 103 kHz = USF 7/2/2021 25
  26. VÍ DỤ DSB-FC2 CHO DẠNG SÓNG AM DƯỚI: XÁC ĐỊNH: 7/2/2021 26
  27. VÍ DỤ DSB-FC2 ĐỈNH BIÊN ĐỘ CỦA BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI TẦN SỐ Em 1 Eusf = Elsf = = (V max −V min) 2 4 1 Eusf = Elsf = (18 − 2) = 4V 4 ĐỈNH BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ 1 1 Ec = (V max +V min) = (18 + 2) =10V 2 2 ĐỈNH CHANGE TRONG BIÊN ĐỘ CỦA ĐƯỜNG BAO 1 1 Em = (V max −V min) = (18 − 2) = 8V 2 2 7/2/2021 27
  28. VÍ DỤ DSB-FC2 COEFFICIENT CHỈ SỐ Em V max −V min 8  = = = = 0.8 Ec V max +V min 10 PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ Em M = x 100% = 0.8x100% = 80% Ec V max −V min 18 − 2 M = x100% = x100% = 80% V max +V min 18 + 2 7/2/2021 28
  29. VÍ DỤ DSB-FC3 MỘT INPUT VÀO BỘ ĐIỀU CHẾ TRUYỀN THỐNG LÀ SÓNG MANG 500 kHz VỚI BIÊN ĐỘ 20 Vp. INPUT THỨ 2 LÀ TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ 10 kHz BIÊN ĐỘ ĐỦ ĐỂ THAY ĐỔI SÓNG ĐẦU RA 7 . 5 Vp . XÁC ĐỊNH: TẦN SỐ BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI (500 + 10) kHz = 510 kHz = USF (500 - 10) kHz = 490 kHz = LSF HỆ SỐ ĐIỀU CHẾ VÀ PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ 7.5  = = 0.375 20 7.5 M = x100% = 37.5% 20 7/2/2021 29
  30. VÍ DỤ DSB-FC3 ĐỈNH BIÊN ĐỘ CỦA SÓNG MANG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ Ec (ĐIỀU CHẾD) = Ec (CHƯA ĐIỀU CHẾ) = 20 Vp ĐiỆN THẾ TẦN SỐ BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI Em Ec 0.375(20) Eusf = Elsf = = = = 3.75Vp 2 2 2 BIÊN ĐỘ CỦA ĐƯỜNG BAO LỚN NHẤT VÀ NHỎ NHẤT V max = Ec + Em ; V min = Ec − Em V max = 20 + 7.5 = 27.5Vp V min = 20 − 7.5 =12.5Vp 7/2/2021 30
  31. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC HAO PHÍ CÔNG SUẤTCỦA SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ TRONG ĐiỆN TRỞ TẢI R: 2 2 (0.707Ec) Ec Pc = = R 2R Em Ec FROM: Eusf = Elsf = = 2 2 2 2 2  Ec  Pusb = Plsb = = Pc 8R 4 TỔNG CÔNG SUẤT CHỨA TRONG ĐƯỜNG BAO AM DSB-FC LÀ: Pt = Pc + Pusb + Plsb 7/2/2021 31
  32. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC CHO SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ DSB-FC, TỔNG CÔNG SUẤT CHỨA TRONG ĐƯỜNG BAO AM DSB-FC LÀ: Pt = Pc + Pusb + Plsb 2 2 2  Pc  Pc  Pc Pt = Pc + + = Pc + 4 4 2  2 Pt = Pc (1+ ) 2 CÔNG SUẤT SÓNG MANG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ = CÔNG SUẤT SÓNG MANG CHƯA ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ (CÔNG SUẤT CỦA SÓNG MANG KHÔNG BỊ ẢNH HƯỜNG BỞI QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ) 7/2/2021 32
  33. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC  2 Pt = Pc (1+ ) 2 TỔNG CÔNG SUẤT TRONG ĐƯỜNG BAO AM DSB-FC TĂNG VỚI SỰ ĐIỀU CHẾ    Pt 2 2 2  Ec  Pusb = Plsb = = Pc 8R 4 7/2/2021 33
  34. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC  2  2 Pt = Pc (1+ ) Pusb = Plsb = Pc 2 4 let m =  7/2/2021 34
  35. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC  2  2 Pt = Pc (1+ ) Pusb = Plsb = Pc 2 4 VỚI 100% ĐIỀU CHẾ, : =1 1 1 Pusb = Plsb = Pc Pusb + Plsb = Pc 4 2 1 Pt = Pc (1+ ) =1.5Pc 2 KHUYẾT ĐIỂM DSB-FC: THÔNG TIN ĐƯỢC CHỨA TRONG BĂNG CẠNH MẶC DÙ HẦU HẾT CÔNG SUẤT LÀ HAO PHÍ BỞI SÓNG MANG (DSB-SC LỌAI BỎ KHUYẾT ĐIỂM NÀY) 7/2/2021 35
  36. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC TRONG AM, THÀNH PHẦN SÓNG MANG KO MANG THÔNG TIN, DO VAY , CÔNG SUẤT SÓNG MANG LÀ HAO PHÍ. 7/2/2021 36
  37. VÍ DỤ DSB-FC CHO SÓNG MANG AM DSB-FC VỚI SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ HiỆU ĐiỆN THẾ ĐỈNH Vc = 10 Vp, ĐIỆN TRỞ TẢICỦA RL = 10 Ohms, VÀ CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ LÀ 1, XÁC ĐỊNH: CÔNG SUẤT SÓNG MANG 2 2 Ec 10 Pc = = = 5W 2R 2(10) CÔNG SUẤT BĂNG CẠNH TRÊN VÀ DƯỚI  2 1(5) Pusb = Plsb = Pc = =1.25W 4 4 TỔNG CÔNG SUẤT BĂNG CẠNH  2 1(5) Pusb + Plsb = Pc = = 2.5W 2 2 7/2/2021 37
  38. VÍ DỤ DSB-FC CHO SÓNG MANG AM DSB-FC VỚI SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ HiỆU ĐiỆN THẾ ĐỈNH Vc = 10 Vp, , ĐIỆN TRỞ TẢICỦA RL = 10 Ohms, VÀ CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ LÀ 1, XÁC ĐỊNH: TỔNG CÔNG SUẤT CỦA SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ  2 12 Pt = Pc (1+ ) = 5(1+ ) = 7.5W 2 2 PHỔ CÔNG SUẤT : 7/2/2021 38
  39. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU PHỨC TRONG CÁC KHẢO SÁT CHO AM, GiẢ ĐỊNH LÀ TÍN HiỆU ĐIỀU CHẾ TẦN SỐ ĐƠN (TONE). TRONG THỰC TẾ, TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ THƯỜNG DẠNG PHỨC (BAO GỒM NHÌU THÀNH PHẦN TẦN SỐ VỚI BIÊN ĐỘ KẾT HỢP) 7/2/2021 39
  40. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU PHỨC NẾU TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ CHỨA 2 TẦN SỐ, N, SÓNG ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ SẼ CHỨA SÓNG MANG VÀ 2 BỘ TẦN SỐ CẠNH: Ec 1 Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm1)t + cos 2 ( fc + fm1)t 2 + Ec 2 Ec cos 2 fct + cos 2 ( fc − fm2)t + cos 2 ( fc + fm2)t 2 7/2/2021 40
  41. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU PHỨC KHI NHIỀU TẦN SỐ ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ ĐIỀU CHẾ SÓNG MANG, TỔNG CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ : 2 2 2 2 t = 1 +  2 + 1 ++ n 7/2/2021 41
  42. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC HAO PHÍ CÔNG SUẤT CỦA SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ: 2 2 GHI NHỚ : (0.707Ec) Ec Pc = = R 2R Em Ec Eusf = Elsf = = 2 2 2 2 2 t Ec t N: Pusbt = Plsbt = = Pc 8R 4 TỔNG CÔNG SUẤT BĂNG CẠNH LÀ: 2 t Psbt = Pc 2 7/2/2021 42
  43. PHÂN PHỐI CÔNG SUẤT DSB-FC TỔNG CÔNG SUẤT LÀ: Pt = Pc + Psbt 2 t Pt = Pc (1+ ) 2 PHẢI BẢO ĐẢM ĐiỆN THẾ KẾT HỢP CỦA TẤT CẢ TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ KHÔNG LÀM BiẾN DẠNG SÓNG MANG !! 7/2/2021 43
  44. VÍ DỤ DSB-FC CHOBỘ PHÁT AM DSB-FC VỚI SÓNG MANG CHƯA ĐIỀU CHẾ CÔNG SUẤT Pc = 100 W, ĐƯỢC ĐiỀU CHẾ ĐỒNG THỞI BỞI 3 TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ VỚI  1 = 0.2,  2 = 0.4,  3 = 0.5 XÁC ĐỊNH: TỔNG HỆ SỐ ĐIỀU CHẾ: 2 2 2 t = 0.2 + 0.4 + 0.5 = 0.67 TỔNG CÔNG SUẤT BĂNG CẠNH: 2 t 0.67(100) Psbt = Pc = = 22.445W 2 2 TỔNG CÔNG SUẤT PHÁT: 0.672 Pt =100(1+ ) =122.445W 2 7/2/2021 44
  45. TẠO TÍN HIỆU AM TẠO RA TÍN HIỆU (DSB-FC) SỬ DỤNG MÁY PHÁT DSB-SC NẾUTÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ LÀ: Ec + m(t)instead of m(t) m(t)C(t) BỘ ĐIỀU CHẾ NHÂN Ec + m(t) C(t) = cosct 7/2/2021 45
  46. TẠO TÍN HIỆU AM TUY NHIÊN , AM CÓ THỂ TẠO RA BẰNG CÁCH ĐƠN GiẢN HƠN I1 + + LỌC DẢI m(t) E1 Vo(t) R QUA cosct + c BỘ ĐIỀU CHẾ AM: CHỈ SỬ DỤNG NHÁNH TRÊN CỦA BỘ ĐIỀU CHẾ CÂN BẰNG DSB-SC 7/2/2021 46
  47. BỘ ĐIỀU CHẾ DSB-SC PHI TUYẾN 2 E1 = cosct + m(t) I1 = a E1 +bE1 2 I1 = acosct + m(t)+ bcosct + m(t) 2 I1R = Racosct + m(t)+ Rbcosct + m(t) = 2 2 aRcosct + 2bRm(t)cosct + aRm(t) +bRm (t) +bRcos ct Vo(t)= TÍN HIỆU AM NÉN SỬ DỤNG LỌC BP HiỆU CHỈNH ĐẾN c 7/2/2021 47
  48. TẠO TÍN HIỆU AM TUY NHIÊN , AM CÓ THỂ TẠO RA BẰNG CÁCH ĐƠN GiẢN HƠN + DIODE ACTS AS A m(t) SWITCH + LỌC DẢI Vo(t) + R QUA ccosct c BỘ ĐIỀU CHẾ AM: SỬ DỤNG SWITCH TRONG BỘ ĐIỀU CHẾ 7/2/2021 48
  49. TẠO TÍN HIỆU AM • DIODE HỌAT ĐỘNG NHƯ SWITCH BẬT TẮT. • INPUT TÍN HIỆU LÀ: ccosct + m(t) with c m(t) ĐỂ HỌAT ĐỘNG CHUYỂN MẠCH CỦA DIODE ĐƯỢC ĐiỀU KHIỂN BỞI: ccosct • DIODE NGẮN/ HỞ MẠCH ĐỊNH KỲ TRONG HIỆU ỨNG NHÂN TÍN HiỆU ĐẦU VÀO VỚI S(t) 7/2/2021 49
  50. TẠO TÍN HIỆU AM • TÍN HIỆU QUA R LÀ: VR = ccosct + m(t)s(t) V 2V 1 1 VỚI: s(t) = + sin ct + sin 3ct + sin 5ct + 2 3 5 VỚI: c 2 VR = cosct + m(t)cosct + other terms 2 Vo(t)=TÍN HIỆU AM NÉN SỬ DỤNG LỌC BP 7/2/2021 50
  51. TẠO TÍN HIỆU AM • ĐIỀU CHẾ MỨC THẤP: XẢY RA TRƯỚC THÀNH PHẦN ĐẦU RA CỦA TẦNG CuỐI CÙNG (ANTENNA LÀ TẦNG CuỐI CÙNG) CỦA BỘ PHÁT (i.e. CỰC PHÁT TRONG XMITTER TRANSISTOR HÓA) • ƯU ĐIỂM : CÔNG SUẤT TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ CẦN ÍT HƠN ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC PHẦN TRĂM ĐIỀU CHẾ CAO HƠN:    Em Pt • KHUYẾT ĐIỂM: BỘ KHUẾCH ĐẠI PHÍA SAU TẦNG ĐiỀU CHẾ PHẢI TUYẾN TÍNH 7/2/2021 51
  52. TẠO TÍN HIỆU AM • ĐIỀU CHẾ CẤP CAO: XẢY RA Ở THÀNH PHẦN CuỐI CÙNG CỦA TẦNG CuỐI CÙNG CỦA BỘ PHÁT (i.e. ĐẦU RA CỰC THU) ( TÍN HIỆU SÓNG MANG ĐẠT BIÊN ĐỘ LỚN NHẤT) • YÊU CẦU BIÊN ĐỘ TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ CAO HƠN NHIỀU ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC M HỢP LÝ Em M = x100 Ec •BỘ KHUẾCH ĐAI TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ CUỐI CÙNG PHẢI CUNG CẤP TẤ CẢ CÔNG SUẤT BĂNG CẠNH – NHƯNG CÓ THỂ LÀ BỘ KHUẾCH ĐAI TUYẾN TÍNH (CUGN CẤP ĐIỀU CHẾ) 7/2/2021 52
  53. BỘ ĐIỀU CHẾ MỨC THẤP CỰC PHÁT BỘ ĐIỀU CHẾ CỰC THU: THÀNH PHẦN ĐẦU RA COUPLING CAPACITOR LƯỢC BỎ CÁC THÀNH PHẦN TÍN HIỆU SÓNG MANG fm TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ THAY ĐỒI ĐỘ LỢI BỘ KHUẾCH ĐAI TẠI TỐC ĐỘ BẰNG VỚI CỦA TẦN SỐ ĐiỆN THẾ CỰC THU TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ KHUYẾT ĐIỂMS: • CLASS A BỘ KHUẾCH ĐAI ĐƯỜNG BAO AM DSBFC (KO HiỆU QuẢ ) •CÔNG SUẤT OUTPUT THẤP 7/2/2021 53
  54. CỰC PHÁT BỘ ĐIỀU CHẾ ĐỘ LỢI ĐIỆN THẾ : ĐỘ LỢI KO CÓ ĐIỀU CHẾ (TĨNH) AV = Aq1+  sin ct ĐỘ LỢI VỚI ĐIỀU CHẾ NÊN: AV = Aq1  Av = 2Aq FOR  =1 Av = 0 7/2/2021 54
  55. VÍ DỤ CHO BỘ ĐIỀU CHẾ CỰC PHÁT AM VỚI CHỈ SỐ ĐIỀU CHẾ 0.8, ĐỘ LỢI ĐIỆN THẾ TĨNH LÀ 100, TẦN SỐ SÓNG MANG ĐẦU VÀO LÀ 500 kHz VỚI BIÊN ĐỘ 5 mV VÀ TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ 1000 Hz, XÁC ĐỊNH: ĐỘ LỢI ĐIỆN THẾ CAO VÀ THẤP NHẤT: A max =100(1+ 0.8) =180 A min =100(1− 0.8) = 20 Vout BIÊN ĐỘ CAO VÀ THẤP NHẤT : Vout(max) =180(0.005) = 0.9V Vout(min) = 20(0.005) = 0.1V 7/2/2021 55
  56. BỘ ĐIỀU CHẾ MỨC TRUNG BÌNH CÔNG SUẤT TRUNG BÌNH ĐIỀU CHẾ TẠI THÀNH PHẦN ĐẦU RA Q BỘ ĐIỀU CHẾ AM (CỰC THUBỘ ĐIỀU CHẾ) TÍN HIỆU DÙNG ĐIỀU CHẾ CẦN BIÊN ĐỘ CAO HƠN KHUYẾT ĐIỂM: • M < 100% TÍN HIỆU SÓNG MANG BỘ KHUẾCH ĐAI LỚP C •HiỆU SuẤT CÔNG SUẤT LƠN HƠN 7/2/2021 56
  57. BỘ ĐIỀU CHẾ IC TUYẾN TÍNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ LOW CÔNG SUẤT OUTPUT 1 fc = RC FUNCTION MÁY PHÁT 7/2/2021 57
  58. BỘ ĐIỀU CHẾ IC TUYẾN TÍNH - VÍ DỤ 1 fc = =100kHz 10k(.001uF) 7/2/2021 58
  59. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ DSB-SC AM 7/2/2021 59
  60. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-SC) • THÔNG TIN TÍN HIỆU = m(t) = Em cosmt  M () • TÍN HIỆU SÓNG MANG = C(t) = Ec cosct  C() • TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾm(=t ) C(t) = EmEc cosmt cosct 1 1  = 2 f (cos X )(cosY) = cos(X +Y) + cos(X −Y) 2 2 EmEc cos(c +m)t + cos(c −m)t 2 EmEc m(t)cosct  (c +m) +(c −m) 2 7/2/2021 60
  61. ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ (DSB-SC) m(t)C(t) BỘ ĐIỀU CHẾ NHÂN m(t) = cosmt C(t) = cosct EmEc cos(c +m)t + cos(c −m)t 2 7/2/2021 61
  62. DOUBLE-BĂNG CẠNH SUPPRESS SÓNG MANG (DSB-SC) M () THÔNG TIN BĂNG THÔNG: Bm = fm Bm −m 0 2 fm = m TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ (DSB-SC AM) LSB USB DSB() 0 c −m c c +m BW CỦA TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ LÀ:B = 2Bm 7/2/2021 62
  63. DOUBLE-BĂNG CẠNH SUPPRESS SÓNG MANG (DSB-SC) PHỔ SÓNG MANG ĐÃ ĐIỀU CHẾ TRUNG TÂM TẠI fc BAO GỒM BĂNG CẠNH TRÊN TRÊN fc, (USB), VÀ BĂNG CẠNH DƯỚI DƯỚI fc, (LSB). EmEc cos(c +m)t + cos(c −m)t 2 LSB USB 2 fm TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ KO CÓ THÀNH PHẦN TẠI fc, TRONG CƠ CHẾ NÀY ĐƯỢC GỌI LÀ ĐIỀU CHẾ DSB-SC 7/2/2021 63
  64. BỘ ĐIỀU CHẾ DSB-SC • BỘ ĐIỀU CHẾ NHÂN • BỘ NHÂN TƯƠNG TỰ (i.e. BỘ KHUẾCH ĐAI ĐỘ LỢI THAY ĐỔI SỬ DỤNG OP-AMPS OR TRANSISTOR, VỚI THAM SỐ ĐỘ LỢI ĐƯỢC ĐiỀU KHIỂN BỞI MỘT TRONG CÁC TÍN HiỆU (i.e. S1(t) ) BỘ ĐIỀU CHẾ THỜI GIAN THAY ĐỒI TUyẾN TÍNH S1(t) K S1(t) S2(t) ĐỘ LỢI BiẾN THIÊN S2(t) K S1(t) 7/2/2021 64
  65. BỘ ĐIỀU CHẾ DSB-SC • BỘ ĐIỀU CHẾ PHI TUYẾN ĐIỀU CHẾ CÓ THỂ ĐẠT ĐƯỢC BẰNG CÁCH SỬ DỤNG THIẾT BỊ PHI TUYẾN(THIẾT BỊ LUẬT BÌNH PHƯƠNG = DIODE,TRANSISTOR) I V I aV + bV 2 7/2/2021 65
  66. BỘ ĐIỀU CHẾ PHI TUYẾN DSB-SC I1 + + m(t) E1 R cosct LỌC DẢI Vo(t) = + V QUA Km(t)cosct + m(t) E2 R c + I2 7/2/2021 66
  67. BỘ ĐIỀU CHẾ PHI TUYẾN DSB-SC E1 = cosct + m(t) E 2 = cosct − m(t) 2 2 I1 = a E1 +bE1 I 2 = a E2 +b E2 2 I1 = acosct + m(t)+ bcosct + m(t) 2 I 2 = acosct − m(t)+ bcosct − m(t) BỘ LỌC SỬ DỤNG BỘ LỌC V = I 1 R − I 2 R BF HiỆU CHỈNH c V = 2R2bm(t)cosct + am(t) Vo = 2R2bm(t)cosct= Km(t)cosct 7/2/2021 67
  68. NÉN SÓNG MANG BĂNG CẠNH ĐÔI(DSB-SC) TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ (DSB-SC AM) BP FILTER 0 c −m c c +m 7/2/2021 68
  69. BỘ ĐIỀU CHẾ DSB-SC • BỘ ĐIỀU CHẾ CHUYỂN MẠCH TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ ĐƯỢC TÍNH BẰNG CÁCH LẤY TÍCH m(t) VỚI BẤT KỲ CHU KỲ TÍN HiỆU CỦ A TẦN SỐ CƠ BẢN  c (i.e. CHUỖI XUNG VUÔNG HuẤN LUYỆN) S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 T/2 T 0 time +V, 0 t T / 2 s(t) = NEITHER FUNCTION 0, −T / 2 t 0 7/2/2021 69
  70. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 T/2 T 0 time +V, 0 t T / 2 s(t) = NEITHER FUNCTION 0, −T / 2 t 0 s(t) = Ao +  An cos nc t + Bn sin nc t n=1 1 T Ao = s(t)dt T 0 2 T 2 T An = s(t)cos nc t dt n c 0 B = s(t)sin n t dt T T 0 7/2/2021 70
  71. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 T/2 T 0 time T 1 2 1 T / 2 1 T V Ao = V dt = Vt = V = T 0 T 0 T 2 2 T 2 2 Bn = V sin nc t dt T 0 b b sin u du = −cosu a ; u = not ; du = nodt a T 2V 2 Bn = −cosnct 0 Tnc 7/2/2021 71
  72. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 0 T/2 T time T T 2V 2 n2 t t = + ; + n Bn = −cosnct nct = = 2 0 Tnc T t = 0; 0 V n odd; −1 Bn = (−cos n + cos0) cosn = n n even; 1 2V n odd; V n Bn = 1− cos n  n n even; 0 7/2/2021 72
  73. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 T/2 T 0 time T 2 2 An = V cos nc t dt T 0 b b cosu du = sin u a ; u = not ; du = nodt a T 2V 2 An = sin nct 0 Tnc 7/2/2021 73
  74. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 0 T/2 T time T 2V 2 An = sin nct 0 Tnc n2 t t = +T ; + n nct = = 2 T t = 0; 0 V An = (sin n − sin 0) n V An = sin n = 0 n 7/2/2021 74
  75. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 0 T/2 T time 2V n odd; V n Ao = An = 0 B = n 2 n even; 0 s(t) = Ao +  An cos nc t + Bn sin nc t n=1 V 2V s(t) = +  sin nc t 2 n=odd n 7/2/2021 75
  76. FOURIER SERIES CỦA SÓNG VUÔNG S(t) SÓNG VUÔNG: 50% DUTY CYCLE V -T/2 0 T/2 T time V 2V s(t) = +  sin nc t 2 n=odd n V 2V 1 1 s(t) = + sin ct + sin 3ct + sin 5ct + 2 3 5 7/2/2021 76
  77. BỘ ĐIỀU CHẾ CHUYỂN MẠCH PHỔ CỦA TÍCH : m(t)s(t) Vm(t) 2V m(t)s(t) = +  m(t)sin nc t LÀ: 2 n=odd n TÍCH CỦA 2 SÓNG VM (m ) 2V m(t)s(t)  + M (m + nc ) + M (m − nc ) 2 n nodd NẾU TÍN HIỆU ĐI QUA LỌC DẢI QUA BĂNG THÔNG 2B VÀ HiỆU CHỈNH THÀNH  c TÍN HIỆU ĐƯỢC ĐIỀU CHẾ NHƯ MONG MuỐN: Vo = Km(t)s(t) 7/2/2021 77
  78. ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG NÉN SÓNG MANG • HỆ THỐNG SC CẦN CÁC LỌAI MẠCH TINH VI TẠI BỘ NHẬN TẠO RA SÓNG MANG ĐỊA PHƯƠNG CÓ TẦN SỐ VÀ PHASE CHÍNH XÁC ĐỂ GiẢI ĐiỀU CHẾ ĐỒNG BỘ ( CẦN PHẢO NÉN TẦN SỐ SÓNG MANG TẠI BỘ PHÁT) • HỆ THỐNG SC HiỆU QuẢ KHI XÉT VỀ YÊU CẦU CÔNG SUẤT TẠI BỘ PHÁT (SO SÁNH VỚI DSB-FC/SSB-FC) 7/2/2021 78
  79. ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG NÉN SÓNG MANG • HỆ THỐNG SC THAY ĐỔI TRONG TRUYỀN THÔNG ĐiỂM- ĐiỂM (MỘT BỘ NHẬN CHO MỖI BỘ PHÁT) • CHO HỆ THỐNG PHÁT QuẢNG BÁ VỚI NHIỀU BỘ NHẬN CHO MỖI BỘ PHÁT, KINH TẾ HƠN KHI CÓ NHIỀU BỘ NHẬN ĐƠN GiẢN HƠN, ÍT TỐN KÉM (BỘ GiẢI ĐIỀU CHẾ CHI PHÍ THẤP), HỆ THỐNG TOÀN SÓNG MANG (i.e. DSB-FC) 7/2/2021 79