Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 3

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
97
lượt xem
46
download

Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 3

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

Sóng mang chưa điều biến có thể được miêu tả theo biểu thức toán học sau: Vct() = Ec Sin 2fc t Trong đó : Vct() là điện áp thay đổi theo thời gian (Volt). Ec là biên độ đỉnh của sóng mang (Volt) fc là tần số sóng mang (Hz). Trong phần trước chúng ta chỉ chú ý đến tín hiệu ngõ ra mà tần số của hình bao AM bằng với tần số tín hiệu điều biến. Biên độ của dạng sóng AM thay đổi tỷ lệ với biên độ của tín hiệu điều biến và biên độ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 3

  1. Chương 3: Söï phaân boá ñieän aùp AM Soùng mang chöa ñieàu bieán coù theå ñöôïc mieâu taû theo bieåu thöùc toaùn hoïc sau: Vc(t) = Ec Sin 2fc t Trong ñoù : Vc(t) laø ñieän aùp thay ñoåi theo thôøi gian (Volt). Ec laø bieân ñoä ñænh cuûa soùng mang (Volt) fc laø taàn soá soùng mang (Hz). Trong phaàn tröôùc chuùng ta chæ chuù yù ñeán tín hieäu ngoõ ra maø taàn soá cuûa hình bao AM baèng vôùi taàn soá tín hieäu ñieàu bieán. Bieân ñoä cuûa daïng soùng AM thay ñoåi tyû leä vôùi bieân ñoä cuûa tín hieäu ñieàu bieán vaø bieân ñoä cöïc ñaïi cuûa soùng ñöôïc ñieàu bieán baèng Ec + Em. Vì vaäy, bieän ñoä töùc thôøi cuûa daïng soùng ñieàu bieán ñöôïc dieãn taû nhö sau: Vam(t) = [ Ec + Em.Sin 2fm.t ] x [ Sin 2fc.t ] (2.9a) Trong ñoù : Ec + Em.Sin 2fm.t laø bieân ñoä cuûa soùng mang ñieàu bieán. Em laø bieân ñoä ñænh hình bao AM (Volt). fm laø taàn soá cuûa tín hieäu ñieàu bieán (Hz) Neáu thay Em = m x Ec vaøo 2.9a, ta ñöôïc: Vam(t) = [ Ec + m.Ec Sin 2fm.t ] x [ Sin 2fc.t ] (2.9b)
  2. Vam(t) = Ec Sin 2fc.t [ 1 + Sin 2fm.t ] (2.9c) Trong ñoù : 1 + Sin 2fm.t = Haèng soá + Tín hieäu ñieàu bieán Ec Sin 2fc.t laø soùng mang chöa ñieàu bieán. Em (a) Ec (b) Em (c) Em=Ec/2 Ec Em Ec (d) Em=Ec Hình 2.4 Phaàn traêm ñieàu bieán cuûa hình bao AM DSBFC (a) Tín hieäu ñieàu bieán (b) Soùng mang chöa ñieàu bieán (c) Daïng soùng ñieàu bieán 50%
  3. (d) Daïng soùng ñieàu bieán 100% Ñieän aùp Vp fc m.Ec/2 m.Ec/2 f(KHz) flsf fc fusf Hình 2.5_ Phoå ñieän aùp cuûa soùng AM DSBFC Trong bieåu thöùc 2.9c, ta nhaän thaáy raèng: Tín hieäu ñieàu bieán bao goàm moät thaønh phaàn laø haèng soá vaø moät thaønh phaàn laø tín hieäu hình sin taïi taàn soá tín hieäu ñieàu bieán [m. Sin 2fm.t ]. Quaù trình phaân tích sau ñaây seõ trình baøy caùch taïo ra thaønh phaàn haèng soá “1” töø thaønh phaàn soùng mang trong daïng soùng ñieàu bieán vaø caùch taïo ra thaønh phaàn hình sin töø taàn soá bieân.
  4. Keát hôïp hai bieåu thöùc 2.9b & 2.9c , Ta ñöôïc : Vam(t) = Ec Sin 2.t + [m. Sin 2fm.t ] x [ Ec Sin 2fc.t ] (2.10) mE c mE c = Ec Sin 2fc.t - cos [2 (fc + fm).t] + cos [2 2 2 (fc - fm).t] Trong ñoù :  Ec Sin 2fc.t laø tín hieäu soùng mang. mE c  + cos [2 (fc - fm).t] laø tín hieäu taàn soá bieân döôùi. 2 mE  - c cos [2 (fc + fm).t] laø tín hieäu taàn soá bieân treân. 2 Ñaëc ñieåm chung cuûa bieán ñieäu bieân ñoä soùng mang daûi bieân keùp ñaày ñuû (DSBFC) ñöôïc chæ ra trong bieåu thöùc (2.10). Tröôùc tieân, bieân ñoä soùng mang sau khi ñieàu bieán cuõng gioáng nhö bieân ñoä tröôùc khi ñieàu bieán. Vì vaäy, bieân ñoä cuûa soùng mang khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình ñieàu bieán. Bieân ñoä cuûa taàn soá bieân treân vaø taàn soá bieân döôùi phuï thuoäc vaøo bieân ñoä soùng mang laãn heä soá ñieàu bieán. Khi ñieàu bieán 100% thì m = 1, bieân ñoä cuûa taàn soá bieân treân vaø taàn soá bieân döôùi ñeàu baèng nhau vaø baèng 1/2 bieân ñoä soùng mang (Ec/2) Do ñoù, khi ñieàu bieán 100% thì: Vmax = Ec + Ec/2 + Ec/2 = 2Ec (V) Vmin = Ec -Ec/2 - Ec/2 = 0V Töø moái quan heäâ bieåu dieãn ôû treân vaø keát hôïp vôùi bieåu thöùc (2.10) coù theå chöùng minh raèng quaù trình ñieàu bieán khoâng theå naøo vöôït quaù 100%. Bieân ñoä ñænh cöïc ñaïi cuûa hình bao AM Vmax = 2Ec vaø bieân ñoä ñænh cöïc tieåu cuûa hình bao AM Vmin = 0V. Moái quan heä naøy ñöôïc veõ treân hình (2.4d). Hình 2.5 trình baøy phoå ñieän aùp cuûa daïng soùng AM DSBFC. Nhöng chuù yù raèng taát caû caùc giaù trò ñieän aùp ñeàu cho döôùi daïng ñieän aùp ñænh.
  5. Bieåu thöùc (2.10) cuõng ñaõ minh hoïa moái quan heä giöõa taàn soá soùng mang, taàn soá bieân treân vaø taàn soá bieân döôùi. Thaønh phaàn taàn soá soùng mang laø moät haøm ñieàu hoøa hình sine, taàn soá bieân treân laø haøm “-cosine”, taàn soá bieân döôùi laø haøm “+cos”, hình bao laø daïng soùng moâ phoûng. Taïi thôøi ñieåm baét ñaàu cuûa moãi chu kyø hình bao AM, soùng mang dòch pha 900 cho caû taàn soá bieân treân laãn taàn soá bieân döôùi, taàn soá bieân treân vaø taàn soá bieân döoái leäch pha nhau 1800. Söï phaân boá coâng suaát AM Trong caùc maïch ñieän töû coâng suaát tieâu taùn luoân baèng bình phöông ñieän aùp, söï phaân chia ñieän aùp naøy ñöôïc thöïc hieän baèng ñieän trôû. Nhö vaäy coâng suaát tieâu taùn trung bình treân taûi cuûa soùng mang chöa ñieàu bieán baèng vôùi bình phöông ñieän aùp cuûa soùng mang ñöôïc phaân chia bôûi ñieän trôû taûi. Coâng thöùc toaùn hoïc cuûa coâng suaát soùng mang chöa ñieàu bieán laø: (0.707) 2 Ec 2 Pc   (2.11) R 2R Trong ñoù : Pc laø coâng suaát soùng mang (W) Ec laø ñieän aùp ñænh cuûa soùng mang (V) R laø ñieän trôû taûi (Ohm) Coâng suaát daûi bieân treân & daûi bieân döôùi ñöôïc dieãn taû baèng coâng thöùc toaùn hoïc sau: (m.E c / 2) 2 (m.E c ) 2 Pusb  Plsb   (2-12) 2R 8R m.E c Trong ñoù : laø ñieän aùp ñænh cuûa taàn soá bieân treân & taàn soá 2 bieân döôùi Pusb laø coâng suaát daûi bieân treân (W) Plsb laø coâng suaát daûi bieân döôùi (W) Thay bieåu thöùc 2.11 vaøo 2.12 , Ta ñöôïc :
  6. m 2 .Pc Plsb = Pusb = (2.13) 4 Töø bieåu thöùc (2.13), ta thaáy raèng: Khi heä soá ñieàu bieán m = 0 thì coâng suaát daûi bieân treân vaø coâng suaát daûi bieân döôùi laø zero & toång coâng suaát phaùt baèng vôùi coâng suaát soùng mang. Coâng suaát toång cuûa daïng soùng AM thì baèng toång cuûa coâng suaát soùng mang, coâng suaát daûi bieân treân & daûi bieân döôùi. Coâng thöùc toaùn hoïc cuûa coâng suaát toång ñoái vôùi hình bao AM DSBFC laø: Pt = Pusb + Plsb + Pc (2.14) Trong ñoù : Pt laø coâng suaát toång cuûa hình bao AM DSBFC (W) Pc laø coâng suaát soùng mang (W) Pusb laø coâng suaát daûi bieân treân (W) Plsb laø coâng suaát daûi bieân döôùi (W) Thay bieåu thöùc 2.13 vaøo bieåu thöùc 2.14, ta ñöôïc: m 2 .Pc m 2 .Pc Pt = Pc +  (2.15) 4 4 (2.16) m 2 .Pc Trong ñoù: = Coâng suaát daûi bieân toång 2 m2 Neân: Pt = Pc(1  ) (2.17) 2 Töø quaù trình phaân tích ôû treân, coâng suaát toång coù theå ñöôïc xem nhö coâng suaát soùng mang, ñoái vôùi coâng suaát soùng mang ñöôïc ñieàu bieán thì cuõng gioáng nhö coâng suaát soùng mang ñoái vôùi soùng mang chöa ñieàu bieán. Nhö vaäy, ñieàu naøy ñaõ chöùng minh ñöôïc raèng, coâng suaát soùng mang khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình ñieàu bieán. Cuõng gioáng nhö treân, coâng suaát toång cuûa soùng mang
  7. AM laø toång cuûa coâng suaát soùng mang vaø coâng suaát 2 daûi bieân. Coâng suaát toång cuûa hình bao AM gia taêng theo quaù trình ñieàu bieán (khi m taêng thì P seõ taêng theo). Khi ñieàu bieán 100% thì coâng suaát lôùn nhaát cuûa daûi bieân treân vaø daûi bieân döôùi baèng nhau & chæ baèng 1/4 coâng suaát soùng mang. Moät trong nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa cuûa phöông phaùp truyeàn AM DSBFC laø trong thöïc teá thoâng tin luoân chöùa nhieàu daûi taàn khaùc nhau, maëc duø coâng suaát soùng mang khoâng phaûi laø coâng suaát toån hao. Vì noù cho pheùp söû duïng nhöõng maïch ñieàu bieán ñôn giaûn trong maùy thu. Ñaây cuõng laø öu ñieåm ñaëc tröng cuûa phöông phaùp ñieàu bieán AM DSBFC. P(W) Ec2 Pc  LSB 2R USB m 2 Pc m 2 Pc Pusb  Pusb  4 4 f(Hz) flsf fc fusf Hình 2.6 Phoå coâng suaát ñoái vôùi daïng soùng ñieàu bieán AM DSBFC, khi tín hieäu ñieàu bieán laø ñôn taàn. Ñieàu quan troïng nhaát laø taïi sao phaûi söû duïng phaàn traêm ñieàu bieán caøng cao caøng toát, trong khi vaãn chöa chaêéc chaén raèng noù coù theå quaù ñieàu bieán. Khi m thay ñoåi coâng suaát soùng mang vaãn toàn taïi.Tuy nhieân, coâng suaát bieân treân giaûm ñaùng keå khi m giaûm töø 1 xuoáng ñeán 0.5. Vì coâng suaát bieân daûi tæ leä vôùi bình
  8. phöông heä soá ñieàu bieán. Khi m giaûm xuoáng baèng 1/2 thì coâng suaát bieân daûi giaûm xuoáng baèng 1/4 . Quan heä giöõa heä soá ñieàu bieán vaø coâng suaát chæ laø töông ñoái, bôûi vì toång coâng suaát truyeàn ñi veà cô baûn chæ goàm coâng suaát soùng mang, nhö vaäy noù coù aûnh höôûng khoâng ñaùng keå ñeâùn söï thay ñoåi cuaû m. Tuy nhieân, moät phaàn coâng suaát truyeàn taûi thoâng tin cuûa tín hieäu truyeàn ñi thì aûnh höôûng raát ñaùng keå ñeáùn söï thay ñoåi cuûa m.Vôùi lyù do naøy, heä thoáng DSBFC AM luoân duy trì heä soá ñieàu bieán giöõa 0.9 & 0.95 (90 ñeán 95) thì tín hieäu thoâng tin ñaït ñuôïc bieân ñoä cöïc ñaïi.
Đồng bộ tài khoản