Khảo sát tín hiệu điều chế dùng MATLAB, chương 1

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

0
116
lượt xem
43
download

Khảo sát tín hiệu điều chế dùng MATLAB, chương 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đường đặc tuyến điều chế tĩnh lý tưởng là một đường thẳng từ C đến A. Đặc tuyến điều chế tĩnh không thẳng sẽ làm cho lượng biến đổi của biên độ dao động cao tần đầu ra so với giá trị ban đầu (điểm B) không tỷ lệ đường thẳng với trị tức thời của điện áp điều chế. Do đó trên đầu ra thiết bị điều biên, ngoài các thành phần hữu ích (các biên tần), còn có các thành phần bậc cao không mong muốn khác. Trong đó đáng lưu ý nhất là thành phần của...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát tín hiệu điều chế dùng MATLAB, chương 1

  1. CHÖÔNG 1 ÑIEÀU BIEÂN (AM: Amplitude modulation) I. Phoå cuûa tín hieäu ñieàu bieân: Ñieàu bieân laø quaù trình laøm cho bieân ñoä taûi tin bieán ñoåi theo tin töùc. Giaû thieát tin töùc laø tín hieäu aâm taàn coù phaïm vi bieán ñoåi taàn soá töø minmax, ta coù: V = V.cost (1.1) Taûi tin laø dao ñoäng cao taàn: Vo = V0.cos0t (1.2) Töø (1-1) vaø (1-2) ta ñöôïc tín hieäu ñieàu bieân coù daïng: VAM t   V0  V cos t cos 0 t  V   V0 1   cos t  cos 0 t    V0   V0 1  m cos t cos 0 t 1.3 V Trong ñoù: m  laø heä soá ñieàu cheá hay coøn goïi laø ñoä saâu ñieàu cheá. Heä soá V0 ñieàu cheá “m” phaûi thoûa maõn ñieàu kieän m  1. Neáu m > 1 thì maïch coù hieän töôïng ñieàu cheá vaø tín hieäu meùo traàm troïng (hình 1-1). Trong thöïc teá mmax = 0,7  0,8 ñeå ñaûm baûo thu tín hieäu khoâng bò meùo. Ta xaùc ñònh “m” trong thöïc teá baèng caùch ño caùc giaù trò Vmax, Vmin vaø aùp duïng coâng thöùc: Vmax  Vmin V V  Vmin m  2 Vmax  Vmin  max 1.4 V0 Vmax  Vmin 2
  2. Khi m = 1 ta coù Vmax = 2V0 vaø Vmin = 0. Bieán ñoåi löôïng giaùc coâng thöùc (1.3) ta coù: mV0 mV0 VAM  V0 cos  0 t  cos 0   t  cos 0   t 1.5 2 2 V0 V t t 0 0 VAM 3 2 1 t m1 t 2 0 - 2 - 4 - 6 0 5 1 0 1 5 2 0 Hình 1.1 Daïng tín hieäu V, V0 vaø tín hieäu ñieàu bieân VAM
  3. Nhö vaäy khi ñieàu cheá VAM ñôn aâm phoå cuûa tín hieäu ñieàu V0 bieân AM coù ba thaønh phaàn: Taûi tin coù taàn soá 0 vaø coù mV0 bieân ñoä V0; hai dao ñoäng bieân 2 coù taàn soá 0   vaø coù bieân  ñoä nhö hình 1-2,a. Khi 0 0 -  0 0 +  V0 V m=1 thì VAM  2 Neáu ta ñieàu cheá moät daõi aâm taàn (minmax) vaøo taûi tin, ta seõ coù phoå cuûa tín  hieäu AM nhö hình 1-2,c. 0 min max Ta thaáy ngoaøi taûi tin 0 coù bieân ñoä V0 coøn coù hai bieân taàn: bieân taàn treân coù taàn soá töø (0 - min) ñeán (0 + max) vaø bieân taàn döôùi coù taàn soá töø (0 - max) ñeán (0 +  min) ñoái xöùng qua taûi tin. 0 0 0 - max  + max 0  ng u nhau 0 Thöïc chaát phoå cuûa caùc dao ñoäng hai bieân khoâng- ñoàmin ñieà0 + minmaø caøng xa 0 thì bieân ñoä caøng giaûm do ñaëc tuyeán loïc cuûa boä coäng höôûng khoânghieäu iAMhình chöõ Hình 1-2 Phoå cuûa rín phaû laø nhaät lyù töôûng. II. Quan heä naêng löôïng trong ñieàu bieân: Trong tín hieäu ñaõ ñieàu bieân, caùc bieân taàn chöùa tin töùc, coøn taûi tin khoâng mang tin töùc. Nhö vaäy coâng suaát taûi tin laø coâng suaát tieâu hao voâ ích, coøn coâng suaát bieân taàn laø coâng suaát höõu ích.  Coâng suaát taûi tin laø coâng suaát bình quaân trong moät chu kyø taûi tin: V20 Po = (1.6) 2RL
  4.  Coâng suaát bieân taàn: 2  mV0  1 m2 Pbt  0     Pbt  0       P 0 1.7   2  2R L 2 m2 Pbt  Pbt  0     Pbt  0     P0 1.8 2 P 0 Khi ñieàu cheá saâu (100%): m = 1 thì Pbt  (1.9) 2  Töø (1.3) ta coù: VAmmax = V0(1+m) V02 1  m  2 Do ñoù: PAM max   P0 1  m  (1.10) 2 2R L Khi m = 1 thì PAMmax = 4Po (1.11) Vaäy coâng suaát trung bình trong moät chu kyø ñieàu cheá: m  m2  PAM  P0  Pbt  P0  P0  P0 1    1.12 2  2   Neáu m = 1 thì PAM = 3/2 Po (1.13)  Pbt = 1/3 PAM (1.14)  Heä soá lôïi duïng coâng suaát: P0 m 2 Pbt 1 k  2  2 1.15 PAM  m  2 P0 1    2  m 1 2   1 Khi ñieàu cheá saâu nhaát m = 1 thì k  coù nghóa laø coâng suaát höõu ích chæ baèng 3 moät phaàn ba toång coâng suaát phaùt ñi.
  5. 1 Trong thöïc teá ñeå tín hieäu khoâng meùo m = 0,7  0,8 thì k  . Ñaây chính laø 3 nhöôïc ñieåm cuûa tín hieäu AM so vôùi tín hieäu ñieàu bieân (SSB). III. Caùc chæ tieâu cô baûn cuûa dao ñoäng ñaõ ñieàu bieân: 1. Heä soá meùo phi tuyeán: I20  2    I2 0  3    .... Trong ñoù: k  I   0    I(t  ns) (n  2) laø bieân ñoä caùc thaønh phaàn doøng ñieän öùng vôùi haøi baäc cao cuûa tín hieäu ñieàu cheá; I(t  s) laø bieân ñoä caùc thaønh phaàn bieân taàn. I0 Ñeå ñaëc tröng cho meùo phi tuyeán A trong maïch ñieàu khieån, ngöôøi ta duøng ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh (hình 1.3). Ñaëc tuyeán B ñieàu cheá tónh cho bieát quan heä giöõa bieân ñoä tín hieäu ra vaø giaù trò töùc thôøi cuûa tín hieäu U ñieàu cheá ôû ñaàu vaøo. C Daïng toång quaùt cuûa ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh ñöôïc bieåu dieãn treân hình 1-3. Hình 1-3: Ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh. Ñöôøng ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh lyù töôûng laøA–Giaù ñöôønc ñaïi; B–Taûi tin chöa ñieàuÑaëc moät trò cöï g thaúng töø C ñeán A. cheá tuyeán ñieàu cheá tónh khoâng thaúng seõ laøm cho löôïng bieán ñoåi cuûa bieân ñoä dao ñoäng cao taàn ñaàu ra so vôùi giaù trò ban ñaàu (ñieåm B) khoâng tyû leä ñöôøng thaúng vôùi trò töùc thôøi cuûa ñieän aùp ñieàu cheá. Do ñoù treân ñaàu ra thieát bò ñieàu bieân, ngoaøi caùc thaønh phaàn höõu ích (caùc bieân taàn), coøn coù caùc thaønh phaàn baäc cao khoâng mong muoán khaùc. Trong ñoù ñaùng löu yù nhaát laø thaønh phaàn cuûa taàn soá t  2s coù theå loït vaøo caùc bieân taàn maø khoâng theå loïc ñöôïc. Ñeå giaûm meùo phi tuyeán, caàn haïn cheá phaïm vi laøm vieäc cuûa boä ñieàu cheá trong ñoaïn ñöôøng thaúng cuûa ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh. Luùc ñoù buoäc phaûi giaûm ñoä saâu ñieàu cheá.
  6. 2. Heä soá meùo taàn soá: Ñeå ñaùnh giaù ñoä meùo taàn soá, ngöôì ta caên cöù vaøo ñaëc tuyeán bieân ñoä – taàn soá: M = f(Fs)Us = const Heä soá meùo taàn soá ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc: M= m0 Hoaëc M = 20logM (1.17) dB m Trong ñoù: m0 – heä soá ñieàu cheá lôùn nhaát; m – heä soá ñieàu cheá taïi taàn soá ñang xeùt; Meùo taàn soá xuaát hieän chuû yeáu trong caùc taàng khuyeách ñaïi aâm taàn (khuyeách ñaïi tín hieäu ñieàu cheá), nhöng cuõng coù theå xuaát hieän trong caùc taàng ñieàu cheá vaø sau ñieàu cheá, khi maïch loïc ñaàu ra cuûa caùc taàng naøy khoâng ñaûm baûo baêng thoâng cho phoå cuûa tín hieäu ñaõ ñieàu bieân(2Fmax) IV. Phöông phaùp tính toaùn maïch ñieàu bieân: Caùc maïch ñieàu bieân ñöôïc xaây döïng döïa vaøo hai nguyeân taéc sau ñaây: - Duøng phaàn töû phi tuyeán : coäng taûi tin vaø tín hieäu ñieàu cheá treân ñaëc tuyeán cuûa phaàn töû phi tuyeán ñoù. - Duøng phaàn töû phi tuyeán coù tham soá ñieàu khieån ñöôïc: nhaân taûi tin vaø phi tín hieäu ñieàu cheá nhôø phaàn töû phi tuyeán ñoù. 1. Ñieàu bieân duøng phaàn töû phi tuyeán: Caùc phaàn töû phi tuyeán ñöôïc duøng ñeå ñieàu bieân coù theå laø ñeøn ñieän töû, baùn daãn, caùc ñeøn coù khí, cuoän caûm coù loõi saét hoaëc ñieän trôû coù trò soá bieán ñoåi theo ñieän aùp ñaët vaøo.
  7. Tuøy thuoäc vaøo ñieåm laøm vieäc ñöôïc choïn treân ñaëc tuyeán phi tuyeán, haøm soá ñaëc tröng cho phaàn töû phi tuyeán, coù theå bieåu dieãn gaàn ñuùng theo chuoãi Taylor khi cheá ñoä laøm vieäc cuûa maïch laø cheá ñoä A( = 1800) hoaëc phaân tích theo chuoãi Fourier khi maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä maø goùc caét  < 1800 (cheá ñoä lôùp AB, B, C). phöông phaùp tính toaùn cho hai tröôøng hôïp ñoù nhö sau: a). Tröôøng hôïp 1:  = 1800 . Giaû thieát maïch ñieàu bieân duøng Diode (hình 1-5). Neáu caùc tín hieäu vaøo thoûa maõn ñieàu kieän V0 + V < E (2.18) thì maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä A ( = 1800) Haøm soá ñaët tröng cho phaàn töû phi tuyeán (diode) xung quanh ñieåm laøm vieäc ñöôïc bieåu dieãn theo chuoãi Taylor: iD = a1uD + a2uD2 + a3uD3 +… (1.18) vôùi uD = ED + U0cos0t + Ucost Thay uD vaøo bieåu thöùc (1.18), nhaän ñöôïc: ID = a1(E + U0 cos0t + Ucost) + a2(E + U0 cos0t + Ucost)2 + + a3(E + U0 cos0t + Ucost)3 +… (1.19) Khai trieån (1.18) vaø boû qua caùc soá haïng baäc cao n  4 seõ coù keát quaû maø phoå cuûa noù ñöôïc bieåu dieãn treân hình 1.6. Phoå cuûa tín hieäu ra trong tröôøng hôïp naøy goàm thaønh phaàn phoå mong muoán. Caùc thaønh phaàn phuï baèng khoâng khí. A3 = a4 = a5 = … = a2n+1 = 0 (n = 1, 2, 3,…) Nghóa laø neáu ñöôøng ñaëc tính cuûa phaàn töû phi tuyeán laø moät ñöôøng cong baäc hai thì tín hieäu ñaõ ñieàu bieân khoâng coù meùo phi tuyeán. Phaàn töû phi tuyeán coù ñaëc tính gaàn vôùi daïng lyù töôûng (baäc 2) laø FET. Ñeå thoûa maõn ñieàu kieän (1.18), taûi tin vaø tín hieäu ñieàu cheá phaûi coù bieân ñoä beù, nghóa laø phaûi haïn cheá coâng suaát ra. Vì lyù do ñoù, raát ít duøng ñieàu bieân cheá ñoä A.
  8. i i 0 E UD 0 t D 0 UD 0 CB + E0 - t a)  b 0 +  0 -  Hình 1.5 Ñieàu bieân ôû cheá ñoä A 0 + 2 20 +  20 -  0 - 2 0 + 3 20 + 2  20 20 - 2 a) Maïch ñieän duøng Diode; b) Ñaët tuyeán cuûa Diode 0 - 3 2 3  Hình 1.6 Phoå cuûa tín hieäu ñieàu bieân khi maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä A
  9. b) Tröôøng hôïp 2:  < 1800 Khi  < 1800, neáu bieân ñoä ñieän aùp ñaët vaøo diode ñuû lôùn thì coù theå coi ñaëc tuyeán cuûa noù laø moät ñöôøng gaáp khuùc (hình 1-7). Phöông trình bieåu dieãn ñaët tuyeán cuûa diode trong tröôøng hôïp naøy nhö sau: 0 khi uD  0 ID = (1.20) S: hoã daãn cuûa ñaëc tuyeán diodekhi uD >0 SuD Choïn ñieåm laøm vieäc ban ñaàu trong khu taéc cuûa diode (öùng vôùi cheá ñoä C) Vì doøng qua diode laø moät daõy xung hình sin (hình 1-7b), neân coù theå bieåu dieãn iD theo chuoãi Fourier nhö sau: ID = I0 + i1 + i2 +…+ in +…= Io + I1cos0t + I2cos20t +..+ Incosn0t (1.21) Trong ñoù: I0: thaønh phaàn doøng ñieän moät chieàu; I1: bieân ñoä thaønh phaàn doøng ñieän cô baûn ñoái vôùi taûi tin; I2, I3,…,In: bieân ñoä thaønh phaàn doøng ñieän baäc cao (haøi baäc cao) ñoái vôùi taûi tin; I0, I1, I2,…, In ñöôïc tính toaùn theo caùc bieåu thöùc xaùc ñònh heä soá cuûa chuoãi Furier: 1   I0   i Ddt  0  2   I1   i D cos 0 td0 t   0  1.22 ...................................   n   I n   i D cos n0 td0 t  0   Theo bieåu thöùc (1.20): iD = SuD = S(E + Ucost + U0cos0t) (1.23) Khi 0t =  thì ID = 0 (hình 2-6), do ñoù ta coù: 0 = S(E + Ucost + U0cos) (1.24) Laáy (2-22) tröø (2-23) ta coù : iD = SU0 (cos0t - cos) (1.25)
  10. Bieåu thöùc (1.25) laø moät daïng khaùc cuûa (1.23), noù bieåu dieãn söï phuï thuoäc cuûa iD vaøo cheá ñoä coâng taùc (goùc caét ). Bieân ñoä thaønh phaàn cô baûn I1 (thaønh phaàn höõu ích):  2 I1   SU t (cos 0 t  cos ) cos 0 td0 t 0    SU t    1 sin 2  1  26   Do ñoù trò töùc thôøi cuûa thaønh phaàn2 baûn: cô  SU t    1  (1.27) i1   sin 2  cos t t   2  Ôû ñaây  xaùc ñònh ñöôïc töø bieåu höùc (1-24) E  U  cos  t (1.28) cos   a) U0
  11. iD iD UD 0 0 D  UD 0 U0 CB U(t) - E0 + t U  2. Ñieàu bieân a) ng phaàn töû tuyeán tính coù tham soá Thayb) i: duø ñoå Thöïc chaát quaù trình ñieàu bieân naøy laø quaù trình nhaân tín hieäu. Ví duï veà maïch Hình 1.6: Ñieàu bieân ôû cheá ñoä lôùp C (tín hieäu vaøo lôùn) ñieän loaïi naøy laø ñieàu bieân duøng boä nhaân töông töï (hình 1-7). Trong maïch ñieän naøy, b) Ñaëc tuyeán cuûa Diode, ñoà thò thôøi gian cuûa tín hieäu vaøo vaø tín hieäu ra. quan heä giöõa ñieän aùp ra udb vaø ñieän aùp vaøo u0 laø quan heä tuyeán tính. Tuy nhieân, khi u b) Maïch ñieän. bieán thieân thì ñieåm laøm vieäc chuyeån töø ñaëc tuyeán naøy sang ñaëc tuyeán khaùc laøm cho bieân ñoä tín hieäu ra thay ñoåi ñeå coù ñieàu bieân. Caên cöù vaøo tính chaát cuûa maïch nhaân, ta vieát ñöôïc bieåu thöùc cuûa ñieän aùp ra sau ñaây: Uñb = (E + Ucost)U0cos0t Hoaëc U U U U u ñb  EU 0 cos  0 t  0 cos 0    t  0 cos0   t 1  29 2 2
  12. Theo (1-28) phoå cuûa tín hieäu ra coù taûi tin vaø hai bieân taàn mong muoán. Uñb E U U 3 Uñb U 2 K U 1 U0 U0 a) V. Caùc maïch ñieàu bieân cuï theå: b) Ñeå thöïc hieän theo nguyeân taég maïchnhaátn töông töï duøng moïi phaàn töû phi Hình 1-7: Ñieàu bieân duøn c thöù nhaâ , coù theå a) Maïch ñieän; b) Ñaëc tuyeán truyeàn ñaït tuyeán, nhöng neáu duøng baùn daãn, ñeøn ñieän töû thì ñoàng thôøi vôùi ñieàu bieân, coøn coù theå khuyeách ñaïi tín hieäu. Veà maïch ñieän, ngöôøi ta phaân bieät caùc loaïi maïch ñieàu bieân sau: maïch ñieàu ñôn bieân, maïch ñieàu bieân caân baèng vaø maïch ñieàu bieân voøng. 1. Maïch ñieàu bieân ñôn: Maïch ñieàu bieân ñôn laø maïch chæ duøng moät phaàn töû tích cöïc ñeå ñieàu cheá. Caùc maïch ñieän treân hình 1-5 vaø 1-6 laø caùc maïch ñieàu bieân ñôn duøng diode. Nhö ñaõ xeùt trong hai maïch ñieàu bieân, doøng ñieän ra taûi ngoaøi caùc thaønh phaàn höõu ích (caùc bieân taàn) coøn coù ñuû moïi thaønh phaàn khoâng mong muoán khaùc (taûi taàn vaø caùc haøi baäc cao). Ñoù laø ñaëc ñieåm cô baûn cuûa caùc maïch ñieàu bieân ñôn.  Ñaët tuyeán Volt-ampe cuûa diode, Transistor hay ñeøn ñieän töû chæ ñöôïc coi laø gaàn ñuùng laø thaúng khi tín hieäu vaøo ñuû lôùn. Chính vì vaäy ñoái vôùi maùy phaùt AM quaù trình ñieàu cheá thöôøng ñöôïc tieán haønh ôû ñaàu cuoái, hay tröôùc cuoái. Neáu chæ duøng Diode ta chæ thöïc hieän ñöôïc ñieàu bieân. Coøn neáu duøng Transistor, FET hay ñeøn ñieän töû ta thöïc hieän ñöôïc ñieàu bieân, laïi vöøa khuyeách ñaïi ñöôïc tín hieäu.  Khi tín hieäu vaøo nhoû, ñaëc tuyeán Volt-ampe cuûa diode, transistor, ñeøn ñieän töû ñöôïc goïi gaàn ñuùng laø moät ñöôøng cong: i = f(V) = a0 + a1V + a2V2 + a3V3 +… (1.30)
  13. Söï bieåu dieãn caøng chính xaùc neáu ta laáy luõy thöøa caøng cao. Thöïc teá ta chæ xeùt ñaëc tuyeán ñeán baäc 3, vì caùc baäc n > 3 coù bieân ñoä raát nhoû.  Goïi V1 = Vo vaø V2 = V, cho chuùng taùc duïng vaøo phaàn töû phi tuyeán ta coù: i=f(V1+V2)=a0+a1V1+a1V2+a2V12+ a2V22+2a2V1V2+a3V13+3a3V12V2+3a3V1V22+a3V23+… (1.31)  Ñeå coù tín hieäu ñieàu bieân ôû ngoõ ra, chuùng ta caàn laáy ra: a1V1 laø thaønh phaàn taàn soá soùng mang (taûi tin): 0 2a2V1V2 laø thaønh phaàn hai daûi bieân treân (0 + ) vaø bieân döôùi (0 - )  Neáu ta duøng maïch loïc coù taàn soá coäng höôûng: D CH = 0 nhö ôû hình 1-9 Vo vaø daûi thoâng coù beà roäng L R D = 2, ta seõ loïc ñöôïc hai thaønh phaàn treân vaø Vo 1uH 1k coù tín hieäu ñieàu bieân thoâng thöôøng. Hình 1-8 Ñieàu bieân moät veá  Nhöng caùc soá haïng 3a3V1V22 seõ goàm hai thaønh phaàn taàn soá 0 vaø 0  2 vì cos2x = ½(1 + cos2x). Do 
  14. Doøng ñieän ra: i = i1-i2 (1.34) Thay (2-32), (2-33) vaøo (2-34) ta coù: i = Acost+ Bcos3t+ C[cos(0+)t+ cos(0-)t]+ D[cos(20+)+ cos(20-)t] (1.35) Trong ñoù: A = U2a1+3a3U02+½(a3U2) B = ½(a3U3) C =2a2UU0 1.36 D=3/2(a3UU0) Töông töï nhö vaäy cuõng chöùng minh keát quaû ñoù treân maïch ñieän hình 1- 9b, Trong tröôøng hôïp caàn coù taûi tin ôû ñaàu ra, sau khi ñieàu cheá coù theå ñöa theâm taûi tin vaøo phoå cuûa tín hieäu ra cuûa maïch ñieàu bieân ñaõ caân baèng ñöôïc bieåu dieãn treân hình 1-9c.
  15. D1 C i1 - UCC U U0 U Uñb + Uñb C D2 i2 b) a) U0 0 -  20 +  0 +  20 -  t -3 0 t +3 20 0  3 Moät daïng khaùc cuûa maïch ñieàu Maïchcaânubaènn caân maïng. ñieàu cheá voøng, Hình 1.9: cheá ñieà bieâg laø baè ch thöïc chaát ñaây laø hai maïcDuøñieàu cheá b) DuøngnTransistor; phoå i. Sô ñoàra; ch ñieàu a) h ng diode; caân baè g coù chung taû tín hieäu maï bieân bieåu dieãn treân hình 1-10. Goïi phaàn ñieän ra cuûa maïch ñieàu cheá caân baèng goàm D1, D2 laø i1 vaø doøng ñieän ra cuûa maïch ñieàu cheá caân baèng goàm D3, D4 laø iII . Theo 1.35: II= Acost+ Bcos3t+ C[cos(0+)t+ cos(0-)t]+ D[cos(20+)+ cos(20-)t] (1.37a) III = iD3- iD4 (1.37b) Trong ñoù: iD3= a0 +a1u3+a2u32+a3u33+… 1.38 iD4= a0 +a1u4+a2u42+a3u43+… Vôùi u3vaø u4 laø ñieän aùp ñaët leân D3vaø D4, ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
  16. u3=-U0cos0t-Ucost 1.39 u4=-U0cos0t-Ucost D CB D U Uñb 0 +  0 -  CB D D U0  Thay (1.38), (1.39) vaøo (1-37b) ta ñöôïc: 0 0 iII=- Acost - Bcos3Hình 1.10: Maïch)t+ cos(n-ng. D[cos(20+)+ cos(20- t+ C[cos(0+ ñieàu bieâ 0 voø )t]-  )t]  (1.40) a) Maïch ñieän; b) Phoå tín hieäu A, B, C, D trong caùc bieåu thöùc (1.37a), (1.40) ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc (1.36). Töø (2.37a) vaø (1.40) xaùc ñònh ñöôïc doøng ñieän ra: iñb = iI+iII= 2 C[cos(0+)t+ cos(0-)t] (1.41) Vaäy duøng maïch ñieàu cheá voøng coøn coù theå khöû ñöôïc caùc haøi baäc leû cuûa  vaø caùc bieân taàn cuûa 20, do ñoù meùo phi tuyeán raát nhoû. Phoå tín hieäu ra cuûa maïch ñieàu cheá voøng ñöôïc bieåu dieãn treân hình 1-10b.
  17. Maïch ñieàu cheá voøng cuõng coù theå coi laø moät maïch t nhaân. Nguyeân taéc nhaân ñöôïc 0 minh hoïa treân hình 1-11. U0 Giaû thieát taûi tin laø daõy xung hình chöõ nhaät. Tuøy thuoäc vaøo söï thay ñoåi cuûa taûi tin, t luùc thì D1, D2 môû , luùc thì D3 0 vaø D4 môû, caëp diode coøn laïi ngaét laøm cho tín hieäu vaøo u Uñb thay ñoåi cöïc tính theo nhòp U cuûa u0. Taùc duïng cuûa maïch ñieàu cheá voøng ñuùng nhö moät t maïch nhaân. 0 3. Maïch ñieàu cheá baèng Transistor: Hình 1-11: Minh hoïa taùc duïng cuûa Veà nguyeân lyù ñieàu bieân baèng Transistorucuõng voøng caùc loaïit: maïch maïch ñieà cheá goàm nhö moä nhaân Trong tröôøng hôïp Tranzistor löôõng cöïc, FET, ñeøn ñieän töû ñeå ñieàu bieân, ngöôøi ta phaân bieät caùc loaïi maïch ñieàu bieân sau ñaây: ñieàu bieân base, ñieàu bieân collector, ñieàu bieân cöûa, ñieàu bieân maùng, ñieàu bieân anot, ñieàu bieân löôùi,… Caùc loaïi maïch ñieàu bieân coù teân goïi töông öùng vôùi cöïc maø ñieän aùp ñieàu cheá ñöôïc ñaët vaøo. Caùc Transistor cuõng hoaït ñoäng ôû cheá ñoä keùm aùp (= 0,85 0,95th) vaø ñöôïc choïn sao cho coù theå duy trì ñoä tuyeán tính cuûa ñaëc tính ñieàu cheá. Ngöôøi ta thöôøng söû duïng vieäc taïo thieân aùp hoãn hôïp cho base ñeå duy trì ñieàu cheá tuyeán tính vaø giöõa goùc caét  = 900. Treân hình 1-13 laø moät maïch ñieàu bieân collector bieán ñoåi theo ñieän aùp aâm taàn: V*CC =VCC + Vcost (1.42) VCC: ñieän aùp nguoàn cung caáp trong tröôøng hôïp soùng mang khoâng ñieàu cheá. V:Bieân ñoä ñieän aùp aâm taàn töø boä khueách ñaïi coâng suaát aâm taàn.
  18. C L Ra C1 C2 Lch Vo C Tôùi boä KÑCS aâm taàn VCC V Tôùi taàng tröôùc Ñoái vôùi Transistor, ñieän aùp cuûa Collector khoâng ñöôïc taêng quaù giaù trò an Hình 1-12: Ñieàu bieân Collector toaøn cöïc ñaïi duø trong thôøi gian ngaén. Bôûi vaäy caàn phaûi thoûa maõn ñieàu kieän: Vo + V < VCemax= BVCEO (1.43) Trong ñoù : - Vo: ñieän aùp cao taàn cöïc ñaïi ôû collector khi m=1; - BVCEO: ñieän aùp ñaùnh thuûng cho pheùp cöïc ñaïi; Khaùc vôùi ñeøn ñieän töû, ñieàu bieân Collector coù coâng suaát ñaùnh giaù baèng coâng suaát ñænh: PTB = Po(1+m)2/CH (1.44) CH: hieäu suaát cuûa maïch coäng höôûng.  Trong tröôøng hôïp toång quaùt, ñaët tuyeán ñieàu cheá IC1(VCC) laø phi tuyeán nhö hình 2-14. Khi ñoù:  IC1 = IC1max(VCC/VCcmax)1- (1.45)  : heä soá bieán thieân 0    0,25 Ñaëc tuyeán ñieàu cheá Collector coù theå ñöôïc tuyeán tính hoùa nhôø ñieàu cheá phuï base. Khi ñieän aùp Collector thaáp moái noái Collector ñöôïc phaân cöïc thuaän bôûi ñieän aùp ñaàu vaøo. Do vaäy dao ñoäng cao taàn tröïc tieáp ñi qua moái noái Collector phaân cöïc thuaän. Söï thay ñoåi cuûa doøng Collector trong vuøng 0-a xuaát hieän bôûi
  19. ñieàu cheá quaù möùc khi tín hieäu lôùn. Ñeå traùnh meùo phi tuyeán gaây ra ngöôøi ta aùp duïng ñieàu cheá Collector phuï ñöôïc thöïc hieän ôû Collector cuûa taàng tröôùc ñoù. IC1 - VAM+ Vo VR VAM V 0 VCC Hình 1-14:ÑBCB Hình 1-13: Ñaëctheå thöïc hieän ñieàu cheá caân baèng khoâng coù maïch loïc ñaàu ra duøng Ta coù tuyeán Transistor ñieàu cheá Collevtor Transistor (hình 1-14). Öu ñieåm cuûa noù laø meùo phi tuyeán nhoû, bieân ñoä ñieàu bieân ôû ñaàu ra lôùn. VI. VÍ DUÏ MINH HOÏA: 1. Cho tín hieäu ñieàu bieân vôùi heä soá ñieàu cheá m=2, taàn soá ñieàu cheá  =10Khz. Tín hieäu taûi tin coù bieân ñoä V0=5mV vaø taàn soá 0=1Mhz a) Vieát phöông trình tín hieäu ñieàu cheá vaø tín hieäu ñaõ ñieàu cheá. b) Veõ daïng tín hieäu ñaõ ñieàu cheá. Giaûi: a) Ta coù: V0(t) = 0.005 cos (2*106) t V Ta laïi coù: m  V = mV0 = 2*0.005 =0.01 V0  Tín hieäu ñieàu cheá: V = 0.01 cos (2*104) t  Tín hieäu ñaõ ñieàu cheá: VAM (t) = 0.005 [cos (2*106) *t]*[ 1+ 2 cos(2*104) *t]. b) Moâ phoûng daïng tín hieäu ñaõ ñieàu cheá: fc=10^6;fm=10^4; T=1/fc; t=0:T/200:100*T;
  20. VAM(t)=0.005*cos(2*pi*fc*t).*[1+2*cos(2*pi*fm*t)]; plot(t,VAM(t)) Title('DC-AM,m>1') 2. Cho maïch ñieàu bieân collector nhö hình veõ. +12v +V LF TF1 TF2 AM HF T1 2N39C Hình 1-15: Boä ñieàu bieân söû duïng Transistor Coù tín hieäu taûi tin: V0 (t) = 10 cos (2 *106) t Vaø tín hieäu ñieàu cheá: V (t) =7 cos (*104) t Haõy tìm giaù trò cuûa heä soá ñieàu cheá m vaø bieåu thöùc cuûa tín hieäu ñaõ ñieàu cheá.Veõ daïng tín hieäu ñaõ ñieàu cheá. Giaûi:

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản