intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Chương 8 ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ

Chia sẻ: Trần Quang Thịnh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:0

368
lượt xem
119
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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).

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương 8 ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ

  1. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï Chöông 8 ÑIEÀU CHEÁ VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ TÖÔNG TÖÏ Ñònh nghóa: Ñieàu cheá laø quaù trình bieán ñoåi moät trong caùc thoâng soá soùng mang cao taàn (bieân ñoä, hoaëc taàn soá hoaëc pha) tyû leä vôùi tín hieäu ñieàu cheá baêng goác (BB – base band). Ñieàu kieän ñieàu cheá: 1. Taàn soá soùng mang cao taàn fC ≥ (8 ÷ 10)Fmax, trong ñoù Fmax - taàn soá cöïc ñaïi tín hieäu ñieàu cheá BB. 2. Thoâng soá soùng mang cao taàn (hoaëc bieân ñoä, hoaëc taàn soá, hoaëc pha) bieán ñoåi tyû leä vôùi bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá BB maø khoâng phuï thuoäc vaøo taàn soá cuûa noù. 3. Bieân ñoä soùng mang cao taàn (bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá BB). 4. Trong ñieàu cheá xung – soá, taàn soá laáy maãu (Fmax – taàn soá cöïc ñaïi tín hieäu baêng goác). Caùc phöông phaùp ñieàu cheá töông töï: AM, FM, PM, SSB, DSB. Caùc phöông phaùp ñieàu cheá soá: ASK, FSK, PSK, QPSK, … Caùc phöông phaùp ñieàu cheá xung: PAM (Pulse Amplitude Modulation), PWM (Pulse, PPM. Ñieàu cheá xung maõ PCM ñieàu cheá xung vaø ñieàu cheá Delta khoâng ñeà caäp trong taøi lieäu naøy. Maïch ñieän töû 3 ­ 119
  2. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï ÑIEÀU CHEÁ ­ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ AM, SSB, DSB 8.1ÑIEÀU CHEÁ BIEÂN ÑOÄ AM (AMPLITUDE MODULATION): Bieân ñoä soùng mang cao taàn tyû leä vôùi tín hieäu ñieàu cheá baêng goác goïi laø ñieàu bieân AM. Ta coù ñöôøng bao cao taàn AM laëp laïi daïng tín hieäu ñieàu cheá mt = Vm cosω mt. m(t) = Vmcosωmt t 0 VAM(IAM) V1max V1~ V1T V1min t 0 Soùg mang fo n H ì 8. nh  1. ÔÛ cheá ñoä soùng mang, ñieän aùp haøi 1 laø V1T cos ω ot V1T - bieân ñoä soùng mang. Khi coù tín hieäu ñieàu cheá(Vm ≠ 0), ñieän aùp tín hieäu AM bieán ñoåi theo haøm: vAM(t) =V1T (1+mA cos ω mt).cosω ot vAM(t) =V1T cosω ot + Vm cos ω mt.cosω ot Vm V1~ V1max − V1min mA = = = (goïi laø heä soá ñieàu cheá AM) ≤ 1 V1T V1T V1max + V1min V1T vAM(t) =V1T cosω ot + .mA [cos(ω o + ω m)t + cos(ω o - ω m)t] 2 Tín hieäu AM ñieàu cheá ñôn aâm goàm thaønh phaàn soùng mang vaø hai bieân. Phoå AM ñieàu cheá ñôn aâm vaø phoå AM phöùc taïp (hình veõ) 120­ Maïch ñieän töû 3
  3. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï Bieâ döôùLSB n i Bieâ treâ USB nn V1T V1T Β = 2ωmax V1T.mA/2 V1T.mA/2 2ωm ω ω ωo-ωm ωo ωo+ωm ωo-ωmax ωo ωo+ωmax Phoå AM ñieà cheá aâ u ñôn m Phoå AM phöù taï cp H ì 8. nh  2. V1max = V1T(1 + mA); V1min = V1T(1 - mA) Ñeå ñieàu cheá AM khoâng meùo, mA ≤ 1. V2 12 Coâng suaát ra ôû cheá ñoä soùng mang: P1T = I c1T .R eq = 1T 2 2.R eq V1T =Ic1T.Req bieân ñoä ñieän aùp soùng mang treân taûi töông ñöông Req. Khi coù ñieàu cheá, coâng suaát ra töùc thôøi: P1max = Pt = P1T(1 + mA) 2 Khi ñieàu cheá cöïc ñaïi: mA = 1; PAMmax = 4P1T Trong ñieàu cheá AM collector taàng cuoái, ñieän aùp ra cöïc ñaïi baèng 4 laàn ñieän aùp nguoàn cung caáp. Do ñoù VCEmax BJT ≥ 4Vcc Coâng suaát trung bình AM: 2 2π  m2  1 P1T (1+ mTB cos mt) dωmt = P1T 1+ TB  2π ∫ P= ω  2   AMTB 0 mTB = m1 + m2 + m3 + ... heä soá ñieàu cheá trung bình tín hieäu 2 2 2 phöùc hôïp. PAMTB = P1T + Pbieân treân USB + Pbieân döôùi LSB Ví duï: Cho tín hieäu AM coù: V1max = 50V; V1min = 10V. Tính ma? Vm ? treân taûi Req = 50Ω. PAM Giaûi: 50− 10 mA = = 0,667 50+ 10  50+ 10 Vm = mA.V1T = 0,667.   = 20V peak 2 2  50+ 10 V2 P1T = 1T =   / 2.50= 9W 2.R eq  2   m2  P = P1T 1+ A  = 11W   2   AMTB Giaû söû ta coù ñieàu cheá AM gheùp bieán aùp tín hieäu ñieàu cheá ω m vaøo taàng ñieàu cheá. Maïch ñieän töû 3 ­ 121
  4. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï P1T Coâng suaát tín hieäu ñieàu cheá: Pm( t) = 2η1 P1T η 1 - Hieäu suaát taàng ñieàu cheá = Po Vcc Trôû khaùng ra veà maët AC cuoän thöù caáp R Audio = I Co VAA VCC m(t) 1µF vm(t) m(t) RFC 1µF VC fo RA 50Ω RA fo (b) (a) -VG H ì 8.   aïh  i à  á   ng  nh  3.M c ñ eu che  duø BJT    eø  i ä öû AM vaø n ñ en t . ñ Ñoái vôùi AM coâng suaát raát lôùn trong phaùt thanh AM, duøng neon ñieän töû, phöông phaùp phaân tích töông töï. Ví  duï: Cho coâng suaát soùng mang AM ñieàu cheá anode (töông töï ñieàu cheá collector) P1T = 7,5KW; η 1 =0,75; doøng IAo = 1A; Tính Pm(t)Max vaø RAudio Giaûi: P1T Po = = 10KW; η1 Po Pm( t) Max = = 5KW; 2 Po 10KW R Audio = = = 10Ω I2 1A Ao Khi tín hieäu ñieàu cheá phöùc hôïp, khoâng coøn laø sin, tín hieäu AM coù daïng: vAM(t) = V1T cos ω ot + m(t) cosω ot Bieán ñoåi Fourier: [ ] V1T [ δ( f − fo ) + δ( f + fo ) ] + 1 M ( f − fo ) + M ( f + fo ) vAM ( f ) = 2 2 122­ Maïch ñieän töû 3
  5. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï m(t) VAM(t) t t (a) (b) m(f) vAM(f) LSB USB (d) (c) fmax fo+fmax fo-fmax f fo f H ì 8.  a)Tí hi ä  i à  á(   í hi ä  . nh  4.(   n  eu ñ eu che; b)T n  eu AM   (   aäñoä å bi â í hi ä  i à  á(   aäñoä å   oäphí c)M t     en tn  eu ñ eu che; d)M t     m t a.   pho 1      pho AM   Tröôøng hôïp rieâng cuûa ñieàu cheá AM: tín hieäu ñieàu cheá m(t) daïng soá goàm chuoãi bit 1 vaø 0. Ta coù ñieàu cheá soá ASK (Amplitude shift key). Quaù trình thöïc hieän taét môû maùy phaùt taïo ASK goïi laø OOK (on-off keying) 3τ τ m(t) t T fo>>1/τ vAM(t) t fo>>1/τ vAM(f) f 11 = T 4τ H ì 8.   í hi ä    aäñoä å nh  5.T n  eu vaø t     m   pho ASK. Xeùt ASK ñieàu cheá bôûi xung heïp: τ τ  A cos πfot ,− < t< 2 = vω( t) 2 2 0 ngoaøikhoaûng treân  Bieán ñoåi Fourier: A .d  sin( − foτ)π sin( + foτ)π  nd nd V( f ) =  (nd− f τ)π + (nd+ f τ)π  2  o o Maïch ñieän töû 3 ­ 123
  6. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï τ d= T sinX n baèng khoâng taïi fo ± Maät ñoä phoå ASK coù daïng haøm τ X n Baêng thoâng ASK trong khoaûng f = fo ± τ +12V RFC 22n 22K 22n 100K 12 12 39 4/20 68 33K 47K 39 36MHz 22n 220 680 39 BF 173 47K SF 136 TTL Key 10K H ì 8.   aïh  i à  á nh  6.M c ñ eu che  ASK. Nhaän xeùt AM: Coâng suaát soùng mang khoâng taûi tin lôùn, voâ ích.  Coâng suaát cao taàn taûi tin nhoû cuûa hai bieân nhö nhau vaø phuï  thuoäc heä soá ñieàu cheá mA. Baêng thoâng lôùn gaáp ñoâi caàn thieát neân phí vaø taêng nhieãu.  Hieäu quaû söû duïng coâng suaát cao taàn keùm, raát nhoû.  Tính choáng nhieãu keùm.  Deã thöïc hieän AM vaø maùy thu giaûi ñieàu cheá ñôn giaûn, giaù  reû. AM duøng trong phaùt thanh quaûng baù MW - SW, thoâng tin CB <  thoâng tin AM haøng khoâng. Ñieàu cheá tín hieäu hình trong truyeàn hình laø moät daïng ñaëc bieät AM. Ñoåi taàn laø moät daïng ñaëc bieät AM vôùi muïc ñích dòch chuyeån  taàn soá. 124­ Maïch ñieän töû 3
  7. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï 8.2MAÏCH ÑIEÀU CHEÁ AM 1. Ñieàu cheá AM duøng diode R1 m(t) = Vmcosωmt D1 vo = Vocosωot R2 R3 C L (a) m(t) + Vcc (b) R1 R6 R4 R2 CB Zo = 75Ω RFC C6 C7 C2 R7 L3 C5 R3 R5 C4 C3 C8 C1 H ì 8. nh  7 2. AM duøng FET Ñieän trôû ngoõ ra Ri cuûa FET tuyeán tính trong khoaûng roäng theo, do ñoù coù AM tuyeán tính ngoõ ra. Rf Rf - Av = 1+ Ri Ri + m(t) C1 Rf vo=Vocosωot -VG H ì 8. nh  8 3. AM duøng PIN diode ôû VHF, VHE, Microwave Pin diode - diode ñaëc bieät duøng ôû D1 D2 taàn soá lôùn hôn 100MHz. Khi phaân cöïc thuaän, diode hoaït ñoäng nhö ñieän trôû R1 RL vo thay ñoåi tuyeán tính theo doøng chaûy qua noù. Tín hieäu ñieàu cheá vr laøm thay ñoåi m(t) C1 R2 doøng thuaän qua diode taïo neân AM. -V H ì 8. nh  9 Maïch ñieän töû 3 ­ 125
  8. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï 4. AM duøng vi maïch tuyeán tính XR ­ 2206: 0.001 VC DC Bias Supply Vout Audio signal 4.7K generation 1 16 4.7K 2 15 47K 1K 3 14 10µ 4 13 +12V XR 2206 1µ 5 12 C1 4.7K 0.001 6 11 +12V 7 10 R1 1µ 10K 8 9 Hình 8.10. AM duøg vi maï h tuyeá tính. n c n 1 Taàn soá soùng mang fo = xaùc ñònh bôûi ñieän trôû vaø tuï R1C1 R1C1 cuûa VCO beân trong vi maïch. 5. AM trong truyeàn hình (video): +6V + 10µ 0.02 6.8K 3/13 47K 10p 33 1N914 2N222 100 1K 100 1K 0.005 33 100µH 100µH 470 Video m(t) 33 Hình 8.11. VHF Modulator Caùc maïch ñieàu cheá AM treân coøn goïi laø ñieàu cheá AM möùc thaáp, ñieän aùp vaø coâng suaát ra AM thaáp neân caàn phaûi khueách ñaïi theâm sau ñoù tröôùc khi phaùt. 126­ Maïch ñieän töû 3
  9. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï A Tín hieä u AM Ñieà cheá u AM > > > möù thaá cp vo =Vocosωot Khueáh ñaï coâg c in suaácao taà ngoõ t n ra > Khueáh ñaï tuyeá tính c i n m(t) = Vmcosωmt Hình 8.12. Ñieà cheá u AM möù thaá. cp Ñieàu cheá AM möùc thaáp duøng trong truyeàn hình, thoâng tin AM- SSB… Caùc taàng KÑCS cao taàn tuyeán tính coù theå coù ôû cheá ñoä A, AB, B. A vo = Vocosωot RF carrier Ñieà cheá u AM RF osc möù cao c Amp m(t) = Vmcosωmt > Hình 8.13. Ñieà cheá u AM möù cao. c Ñieàu cheá AM möùc cao thöïc hieän ôû taàng cuoái coâng suaát cao taàn, möùc coâng suaát lôùn. Kieåu naøy coù hieäu suaát cao, duøng nhieàu trong phaùt thanh quaûng baù AM, thoâng tin AM. Caû bieá chæ coâg suaáhoaë chæ coâg suaá m n nh n t c thò n t A Soùg mang fo n Vocosωot RFC RFC +2Vcc + - m(t)=Vmcosωmt H ì 8.   i à  á    l or t àg  ávaøröôù  ácuû  i ä hoaïvoâuyeá. nh  14.Ñ eu che  ­Colect  an cuoi   c cuoi a ñ en t i   n AM  t    t Ñieàu cheá AM - collector töùc laø ñöa tín hieäu aâm taàn ñieàu cheá vaøo collector. Doøng cao taàn Ic1 tyû leä vôùi bieân ñoä Vm töùc laø coù AM. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM - Collector Ic1(Vc = Vcc + Vmcosω mt) phi tuyeán (meùo AM) khi ñieàu cheá saâu (mA lôùn) Maïch ñieän töû 3 ­ 127
  10. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï vce vce Q1 m(t) m(t) > RFC Q2 Q vo vo RA RFC RA RFC H ì 8.   i à  á ­ l or m öù  nh  15.Ñ eu che  Colect   c cao. AM Bieän phaùp khaéc phuïc: ñieàu cheá AM ñoàng boä taàng cuoái vaø tröôùc cuoái (hình 8.10) cho ñoä tuyeán tính cao, mA lôùn, ñaùp tuyeán ñieàu cheá coù daïng: IC1 Vm VC=VCC+Vmcosωmt VCC H ì 8.   aù uyeá  i à  á ­ l or. nh  16.Ñ p t n ñ eu che  Colect AM 128­ Maïch ñieän töû 3
  11. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï +28V 1µ 2 x MSD 6100 D1 D2 RFC + m(t) - +13.6V RFC .01 .01 RFC RFC .001 10 .001 10µ RFC .001 RFC C2 L3 L1 L2 1.2K 1.5/20 8/60 470p 8/60 RA C1 1.5/20 RFC 100 39 RFC .001 100 10 2N 4072 2N 3866 2N 5641 H ì 8.   i à  á   oàg  äaàg  á­t öôù  á nh  17.Ñ eu che  ñ n bo  n cuoi  r c cuoi AM t   . Moät kieåu ñieàu cheá AM möùc cao taàng cuoái vaø tröôùc cuoái. Hình 8.17 Ñieàu cheá AM - Bazô: ñöa aâm taàn vaøo Bazô. Doøng cao taàn Ic1 tyû leä vôùi ñieän aùp vm. Ta coù AM. Tuy nhieân ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM-Bazô: I C1 ( VBB + Vm cosω mt) tuyeán tính trong khoaûng nhoû do ñoù ít duøng rieâng maø duøng keát hôïp vôùi ñieàu cheá Collector AM ñeå caûi thieän ñoä tuyeán tính ñaùp tuyeán ñieàu cheá Collector. +VCC RFC C1 C3 Vocosωot C4 C2 RA vo CB + RFC CB CB m(t) Vmcosωmt +Vce VBB H ì 8.   i à  á   ô. nh  18.Ñ eu che  Baz AM H ì 8.   i à  á    ier. nh  19.Ñ eu che  ­Em t AM Maïch ñieän töû 3 ­ 129
  12. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï +Vce RFC vo Vmcosωmt Khueáh ñaï c i ñieà roäg un So saùh n xung H ì 8.   i à  á   ñi à  äg  nh  20.Ñ eu che  qua  eu ron xung. AM (thöï teá ng trong phaùthanh AM coâg suaálôù baèg ñeø ñieä töû c duø t n tnn n n) 8.3GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ AM: Giaûi ñieàu cheá: khoâi phuïc laïi tín hieäu nguyeân thuyû töø tín hieäu bò ñieàu cheá. 1. Giaûi ñieàu cheá AM duøng diode:  Tín hieäu AM coù ñöôøng bao cao taàn laëp laïi daïng tín hieäu aâm taàn ñieàu cheá. Diode D1 taùch soùng nöûa baùn chu kyø tín hieäu cao taàn If. ÔÛ baùn chu kyø döông, D1 daãn, C1 naïp ñeán giaù trò bieân ñoä tín hieäu cao taàn. ÔÛ baùn chu kyø aâm, D1 taét, tuï C1 xaû qua R1. Maïch naøy coøn goïi laø taùch soùng ñænh hay taùch soùng ñöôøng bao. D1 CC Zi C1 + IF - ZA AM ixaû R1 inaïp RL H ì 8.   i ûñi à  á    ode. nh  21.G ai eu che  ­di   AM Vôùi söï löïa choïn R1, C1 thích hôïp, ñieän aùp treân tuï C1 coù daïng ñöôøng bao cao taàn laø tín hieäu giaûi ñieàu cheá AM. Giaù trò thích hôïp: (1/ mA ) 2 − 1 2 1  ωmaxC1R1 ≤   −1 C1 ≤ hay m  2πFMax.R1 A  Giaù trò trung bình ñieän aùp ra taùch soùng ôû cheá ñoä soùng mang khoaûng 0,8V bieåu thò ñoä maïnh tín hieäu thu vaø duøng cho AGC Thoâng thöôøng C1 = 0,01 ÷ 0,008 µ F; R1 vaøi KΩ. Bieán trôû R1 ñieàu chænh möùc ngoõ vaøo boä khueách ñaïi aâm taàn. Tuï gheùp Cc ñuû lôùn ñeå cho qua tín hieäu giaûi ñieàu cheá taàn soá thaáp nhaát ñoàng thôøi caùch ly ñöôïc giöõa 2 phaàn. Trôû khaùng vaøo 130  Maïch ñieän töû 3 ­
  13. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï khueách ñaïi zA >> R1 ñeå traùnh meùo (xeùn ñænh) xaûy ra khi doøng ñænh qua zA lôùn hôn doøng trung bình. 2. Giaûi ñieàu cheá AM duøng PLL: xem phaàn öùng duïng PLL 8.4ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG ÑIEÀU CHEÁ AM: Chaát löôïng tín hieäu AM truyeàn qua keânh voâ tuyeán ñaùnh giaù theo 3 thoâng soá cô baûn: 1. Heä soá haøi: ∞ 1 ∑V K= 2 mn Vm1 n= 2 Vmn - bieân ñoä haøi n ôû ngoõ ra giaûi ñieàu cheá maùy thu gaây bôûi keânh truyeàn khoâng lyù töôûng Vm1 - bieân ñoä haøi 1. 2. Ñoä   leäch   heä   soá   ñieàu   cheá   cho   pheùp   trong  daûi   taàn   tín   hieäu   ñieàu   cheá   so   vôùi   giaù   trò   trung   bình: ∆mA mA 3. Möùc ñieàu cheá kyù sinh: Pn PAMTB Pn - coâng suaát nhieãu PTB - coâng suaát tín hieäu trung bình Caùc giaù trò khuyeán nghò ∆mA Pn K ≤ 2 ÷ 5%; 10lg = ±  (1 ÷ 1,5)dB, 10lg = -60 dB mA PAMTB ∆mA Ñaùnh giaù K vaø   theo ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh vaø mA ñoäng. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh laø söï phuï thuoäc bieân ñoä soùng mang cao taàn ngoõ ra boä ñieàu cheá vaø yeáu toá ñieàu cheá. Yeáu toá ñieàu cheá hieåu laø caùc ñaïi löôïng ñieän nhö ñieän aùp nguoàn cung caáp, ñieän aùp phaân cöïc, ñieän aùp kích cao taàn, bieán ñoåi döôùi taùc ñoäng tín hieäu taàn soá thaáp. Ñaùp tuyeán naøy xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm khi ñöa soùng mang vaøo boä ñieàu cheá maø khoâng coù tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp (Vm = 0). Ví duï ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM - collector: I c1 ( Vc ) Maïch ñieän töû 3 ­ 131
  14. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï Döïa vaøo ñaùp tuyeán ñieàu cheá naøy choïn heä soá ñieàu cheá mA cöïc ñaïi (Vm cöïc ñaïi) vôùi meùo haøi K nhoû nhaát, choïn nguoàn Vcc ôû giöõa ñoaïn tuyeán tính ñaùp tuyeán ñieàu cheá. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá ñoäng - thöôøng laø bieân ñoä hay taàn soá. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá bieân ñoä ñoäng: Phuï thuoäc heä soá ñieàu cheá m vaøo bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp Vm. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá taàn soá ñoäng: söï phuï thuoäc heä soá ñieàu cheá mA vaøo taàn soá tín hieäu ñieàu cheá Fm. mA mA ∆mA Vm Fm Fmin Fmax (a) (b) H ì 8.  a)Ñ aù uyeá  i à  á eâ  oä oäg. nh  23.(   p t n ñ eu che  n ñ   n bi ñ (   aù uyeá  i à  áaà  á oäg. b)Ñ p t n ñ eu che  n so  n t ñ Döïa vaøo ñaùp tuyeán a, xaùc ñònh bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp caàn thieát ñeå coù ñöôïc heä soá ñieàu cheá m ∆mA Döïa vaøo ñaùp tuyeán b, xaùc ñònh thoâng soá   trong baêng mA thoâng tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp Fmin ÷ Fmax. Ñaùp tuyeán ñoäng ñöôïc ño hoaëc tính toaùn khi ñöa vaøo boä ñieàu cheá soùng mang cao taàn vaø tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp. 8.5ÑIEÀU CHEÁ ÑÔN BIEÂN SSB: Ñieàu cheá ñôn bieân (SSB - single side band): quaù trình ñieàu cheá taïo moät bieân taàn (bieân treân hay bieân döôùi) cuûa tín hieäu AM. Vieäc thöïc hieän phöùc taïp hôn nhöng baêng thoâng cao taàn giaûm moät nöûa, tieát kieäm baêng taàn, giaûm nhieãu. Coâng suaát phaùt thaáp hôn nhieàu so vôùi AM ôû cuøng moät khoaûng caùch thoâng tin vì khoâng truyeàn coâng suaát soùng mang lôùn voâ ích vaø khoâng coù 1 bieân. Hieäu quaû söû duïng coâng suaát cao. Tyû S soá maùy thu SSB lôùn hôn AM do nhieãu giaûm. N SSB duøng trong thoâng tin soùng ngaén, quaân ñoäi, haøng haûi, nghieäp dö coù khoaûng caùch thoâng tin raát xa. Ñeå coù tín hieäu SSB caàn trieät soùng mang phuï cuûa tín hieäu AM, coøn laïi hai bieân DSB (Double - sideband), sau ñoù loïc laáy moät bieân 132  Maïch ñieän töû 3 ­
  15. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï nhôø BPF, ñoåi taàn caân baèng, loïc 1 bieân, khueách ñaïi coâng suaát ñöa ra anten. SSB coøn phaân bieät theo thoâng soá trieät hoaëc neùn hoaëc phaàn soùng mang phuï, trieät hoaëc neùn moät phaàn bieân. Soùng mang phuï tín hieäu SSB trong khoaûng 100KHz ÷ 500KHz. Caùc giaù trò 100KHz; 200KHz thöôøng ñöôïc choïn söû duïng. AM neùn moät phaàn bieân goïi laø vestigial (VSB) duøng trong truyeàn hình quaûng baù. DSB - SC hai bieân trieät tieâu soùng mang. 8.6ÑIEÀU CHEÁ CAÂN BAÈNG (BALANCED MODULATION): Ñieàu cheá caân baèng (ÑCCB): taïo tín hieäu DSB, trieät tieâu soùng mang, duøng trong thoâng tin ñôn bieân, FM phaùt thanh, ñieàu cheá soá BPSK (binary shift key), ñoåi taàn, … Xeùt maïch ÑCCB: 1 T2 T1 vo(t) 3 m(t) 4 2 A/2 0 T t Vc(t) -A/2 H ì 8. nh  24 Ñaây laø boä ñoåi taàn caân baèng keùp goàm caëp D1-2 vaø D3-4 luaân phieân taét daãn baèng soùng mang vc(t). Soùng mang naøy coù theå sin hay chöõ nhaät vôùi bieân ñoä lôùn hôn tín hieäu ñieàu cheá (Vc > Vm; ω c > ω m). + - - + D1-2 taé D3-4 daã t, n D1-2 daã, D3-4 taé n t H ì 8. nh  25. π Giaû söû soùng mang coù bieân ñoä : 2 1 1 vc(t) = sin2π fct + sin2π (3fc)t + … + sin2π (nfc)t 3 n n =1, 3, 5, … Maïch ñieän töû 3 ­ 133
  16. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï Maïch ñoåi taàn caân baèng (ñieàu cheá caân baèng) thöïc hieän nhaân hai tín hieäu:   1 1 sin2πfct + 3sin2π( 3fc ) t + 5sin2π( 5fc ) t + ... = m(t)   m(t).v(t) = vo(t) Giaû söû tín hieäu ñieàu cheá coù bieân ñoä 2V, taàn soá F = 5KHz. Soùng mang taàn soá fc = 45KHz. Vaäy: m(t) = A.sin2π Fmt = 2.sin2π (5KHz)t 2 2.sin2π (5 KHz)t.sin2π (45 sin2π (5 vo(t) = KHz)t + 3 KHz)t.sin2π (135 KHz)t 1 Ta coù sinx.siny = [cos(x-y) – cos(x+y)]. 2 1 1 vo(t) = cos2π (40 KHz)t - cos2π (50 KHz)t + cos2π (130 KHz)t - 3 3 cos2π (140 KHz)t 1 Vo(t) T= F 2 fKHz F fc-F fc+F 3fc-F 3fc+F tµs 5 40 50 130 140 Phoå hieä DSB tín u 1 TC = fC Daï g tín hieä DSB n u V V 2 F 40 50 fKHz t Daï g phoå tín hieä DSB sau BPF n vaø u H ì 8. nh  26. ÑCCB trieät soùng mang raát toát (> 50dB), thöïc hieän baèng IC (LM 1496, 1596, NE 602), taàn soá soùng mang tôùi 200MHz. Ngoaøi ra, caùc IC ñoù thöïc hieän ñoåi taàn caân baèng, giaûi ñieàu cheá caân baèng, giaûi ñieàu cheá SSB. 134­ Maïch ñieän töû 3
  17. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï 1K +Vce 1K 1K +Vce 1K 1K 12V 0.1 + .1 12V 1K 15µ 1K 39K 39K .1 2 3 2 3 +Vo 7 0.1 6 0.1 +Vo 51 7 6 Carrier input Carrier input 8 8 MC1496 MC1496 1 9 1 9 DSB input 10µ m(t) 4 4 + 10 5 10 5 10K 10K 15µ 68K 51 51 10K 10K 50K 100 VEE 50K -8V (a) (b) 10K Ñieà cheá n baèg MC1496/1596 vaø i ñieà cheá n baèg. u caâ n giaû u caâ n 1K 820 13K +Vce 12V .1 1K 3K 3K 2 3 7 6 .1 Carrier input 51 .005 10µ 8 1K MC1496 AF Output 1 9 SSB input .1 .005 .005 4 10 5 1K 1K .1 10K (c) Giaûñieà cheá i u SSB H ì 8. nh  27 Kyõ thuaät truyeàn hai bieân trieät soùng mang DSB xöû lyù tín hieäu stereo tröôùc khi FM duøng trong phaùt thanh quaûng baù FM - stereo vaø TV - stereo. DSB L-R L L+R L+R + 15 19 23 38 53 KHz + ÑCCB To FM L-R - x R 19KHz Pilot 38KHz H ì 8.   SB aï    ereo. nh  28.D t o FM st Tín hieäu truyeàn hình goàm coù tín hieäu hình aûnh vaø tieáng ñieàu cheá ôû caùc soùng mang khaùc nhau. Tín hieäu hình aûnh ñöôïc ñieàu cheá AM coù neùn moät phaàn bieân döôùi theo tieâu chuaån truyeàn hình ñeå giaûm baêng thoâng, maø khoâng maát maùt tín hieäu taàn thaáp khi giaûi ñieàu cheá. Maïch ñieän töû 3 ­ 135
  18. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï B=8MHz Picture carrier Audio carrier Audio fC-1.25MHz fC-0.75MHz Video fC fC+5MHz fC+6.5MHz f H ì 8.   aù uyeá  eâ  oäí hi ä ruyeà  ì nh  29.Ñ p t n bi n ñ   n  eu t t n h nh. Ñaùp tuyeán boä loïc IF maùy thu TV coù daïng (heä Fcc) Carrier 100% 50% -0.75 f +0.75 H ì 8. nh  30 8.7CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU CHEÁ SSB: 1. Phöông phaùp loïc (Filler method): • Duøng ñieàu cheá caân baèng (troän caân baèng, nhaân tuyeán tính) trieät soùng mang ôû taàn soá soùng mang phu (100 ÷ 500 KHz), roài loïc 1 bieân baèng moät trong caùc boä loïc IF ñaõ xeùt. Ñeå naâng cao dung löôïng thoâng tin, gheùp keânh SSB theo taàn soá: USB m1(t) Ñieà cheá u 1 caâ baèg nn LSB USB 2 1 + fos f Pilot fos m2(t) Ñieà cheá u 2 caâ baèg nn LSB H ì 8.   ï í hi ä  nh  31.Tao tn  eu SSB    âh. haiken Thöïc hieän ñoåi taàn caân baèng 1 hay 2 laàn, loïc moät bieân roài khueách ñaïi tuyeán tính thöïc hieän thoâng tin SSB ôû taàn soá caàn thieát. • Caùc maïch ñieàu cheá caân baèng (ñoåi taàn caân baèng) duøng diode hay maïch nhaân tuyeán tính ñeàu taïo tín hieäu hai bieân trieät tieâu soùng mang. 2. Phöông phaùp xoay pha (phase method): 136­ Maïch ñieän töû 3
  19. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï m(t)=Vmcosωmt Ñieà cheá u V1 caâ baèg 1 nn vo=Vocosωot Xoay pha SSB + out put 90o Xoay pha 90o Ñieà cheá u V2 caâ baèg 2 nn H ì 8.   öông  ù  nh  32.Ph phap xoay  t ï  pha ao SSB. Ngoõ ra boä ñieàu cheá caân baèng 1 coù tín hieäu: VmVo V1 = Vmcosω mt.Vocosω ot = [cos(ω o + ω m)t + cos(ω o - ω m)t] 2 Boä xoay pha 90o bieán ñoåi cos thaønh sin do ñoù ngoõ ra boä ñieàu cheá caân baèng 2 coù: VΩ Vo V2 = Vmsinω mt.Vosinω ot = [cos(ω o - ω m)t - cos(ω o + ω m)t] 2 Ngoõ ra boä coäng coøn laïi tín hieäu bieân döôùi SSB VoVmcos(ω o - ω m)t vo=Vocosω ot Boä xoay pha 90o RC: R1 R1C1 xoay pha – 45 ; R2C2 xoay pha +45 . o o C1 C2 Toång xoay pha laø 90o. Moät kieåu maïch xoay pha 90o daûi R2 roäng cho taàn soá Audio. +45o -45o 90o Audio xoay  90o. H ì 8.   ä nh  33.Bo  pha  m(t) To balanced mod2 To balanced mod1 xoay  90o.í hi ä 0, ­3,   z H ì 8.   ä nh  34.Bo  pha  tn  eu ( 3   4)KH . 3. Phöông phaùp thöù ba taïo SSB: Phöông phaùp naøy do D.K Weaver ñeà xuaát 1950, töông töï phöông phaùp xoay pha ôû choã duøng caùc boä xoay pha vaø boä coäng loaïi bieân taàn khoâng caàn thieát. Maïch ñieän töû 3 ­ 137
  20. Chöông 8 ­ Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï ÑCCB3 ÑCCB1 LPF1 ωc - ωo + ωm - 90o ωc + ωo - ωm + 90o ωo + ωm ω o + 90 ± ω m 90o - o x x ωc ωo+ 90o RF osc 90o ωc ωc ωo ωm SSB out + ωc + ωo - ωm + 90o Dao ñoäg n o 90 ωo ωo ωc + 90o LPF2 ωo ± ωm ωo - ωm x x ωc + ωo - ωm + 90o ωc - ωo + ωm + 90o ÑCCB2 ÑCCB4 H ì 8.   öông  ù höù t ï  nh  35.Ph phap t   ao SSB. ba  Öu  ñieåm: khoâng duøng boä xoay pha tín hieäu taàn thaáp (phöùc taïp, khoù thöïc hieän trong caû baêng thoâng). Ngoõ ra boä coäng tuyeán tính coù tín hieäu ôû taàn soá: ( )( )( )( ) ωc + ωo − ωm + 90 + ωc − ωo + ωm − 90 + ωc + ωo − ωm − 90 + ωc − ωo + ωm + 90 o o o o ( ) ωc + ωo − ωm + 90 + 0 o Ñaây laø tín hieäu SSB ôû taàn soá hoaït ñoäng. 8.8GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ DSB: Giaûi ñieàu cheá DSB laø quaù trình ngöôïc laïi ñieàu cheá DSB Dao ñoäng noäi vc(t) nhaát quaùn vôùi tín hieäu vaøo veà pha vaø taàn soá töùc laø taàn soá vaø pha dao ñoäng noäi baèng taàn soá vaø pha tín hieäu DSB. Tín hieäu giaûi ñieàu cheá DSB laáy ra ôû bieán aùp T1, qua boä loïc LPF loaïi tröø haøi vaø nhieãu coù taàn soá lôùn hôn Tmax. Giaûi ñieàu cheá nhaát quaùn (coherent detector) treân coù theå xem xeùt nhö quaù trình ñoåi taàn xuoáng coù taàn soá phaùch ôû daûi taàn tín hieäu baêng goác, sau ñoù duøng LPF ngoõ ra. 1 Vo(t) T2 T1 3 DSB m(t) (input) (output) 4 2 Vc(t) fc H ì 8. nh  36 8.9GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ SSB: 138­ Maïch ñieän töû 3
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2