Bài giảng cơ sở kỹ thuật viễn thông: Điều chế biên độ

Chia sẻ: Ptit Ptit | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

984
lượt xem 224
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều chế biên độ hay còn gọi là điều biên là một kỹ thuật được sử dụng trong điện tử viễn thông, phổ biến nhất là dùng để truyền thông tin qua một sóng mang vô tuyến. Kỹ thuật này là thay đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo biên độ của tín hiệu thông tin cần gửi đi, hay nói cách khác là điều chế sóng mang bằng biên độ theo tín hiệu mang tin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng cơ sở kỹ thuật viễn thông: Điều chế biên độ

Cơ sở kỹ thuật viễn thông Điều chế biên độ 1 05/31/11
Truyền thông băng cơ sở và truyền thông sóng mang Truyền thông băng cơ sở: Truyền thông không sử dụng điều chế (thông tin được truyền ở dạng gốc) - Không dịch tần số của tín hiệu Truyền thông sóng mang: Truyền thông sử dụng các kỹ thuật điều chế nhằm chuyển đổi dải tần số của tín hiệu tin. • (AM, FM, PM, FSK, PSK, QAM, ……) 2 05/31/11
Truyền thông băng cơ sở • Khái niệm băng cơ sở được gán cho một dải tần số của tín hiệu phát ra từ nguồn, trong đó dải tần số của tín hiệu nằm xung quanh tần số 0. • Đối với điện thoại: băng cơ sở là dải âm tần (tần số của tín hiệu âm thanh) chiếm từ 0 - 4000 Hz • Tivi : băng cơ sở là dải tần của tín hiệu video chiếm từ 0 - 6 MHz • Dữ liệu số PCM (A/D): sử dụng mã đường là lưỡng cực với tốc độ f0 bps, băng cơ sở của nó chiếm từ 0 – f0 Hz. 3 05/31/11
Truyền thông băng cơ sở • Các tín hiệu điều chế xung: • PAM (Pulse Amplitude Modulation:điều chế biên độ xung ) • PWM (PULSE WIDTH MODULATION: điều chế độ rộng xung) • PPM (PULSE POSITION MODULATION: điều chế vị trí xung) • PCM (PULSE CODE MODULATION: Điều chế xung mã) • Mặc dù sử dụng thuật ngữ điều chế nhưng các tín hiệu trên vẫn là tín hiệu băng cơ sở. 4 05/31/11
Truyền thông băng cơ sở • Tín hiệu băng cơ sở có công suất lớn ở các tần số thấp. • Tín hiệu băng cơ sở không thể truyền qua đường vô tuyến (ngoài không gian tự do.) • Tín hiệu băng cơ sở phù hợp cho việc truyền dẫn trên dây đồng hay trên sợi quang. Ví dụ: • Truyền dẫn tín hiệu thoại trong tổng đài nội vùng. • Truyền dẫn giữa các tổng đài nội vùng (sử dụng PCM) 5 05/31/11
Truyền thông sóng mang • Được sử dụng khi không thể truyền băng cơ sở thông qua không gian tự do. • Sử dụng các phương pháp điều chế để chuyển đổi băng tần tín hiệu. • Cho phép ghép nhiều tín hiệu, truyền đồng thời mà không bị giao thoa. • Cho phép chế tạo được các anten với kích cỡ nhỏ. 6 05/31/11
Điều chế biên độ • Trong điều chế biên độ, biên độ của sóng mang tần số cao được điều chế (biến đổi ) tỷ lệ với biên độ tức thời của tín hiệu tin để tạo ra tín hiệu điều chế có đường bao mang thông tin. • Hay, biên độ của sóng mang tỷ lệ với tín hiệu tin. •Tốc độ lặp lại hình bao của tín hiệu điều chế chính là tần số của tín hiệu tin. 7 05/31/11
Điều chế biên độ Bộ điều chế AM: có hai đầu vào , một đầu ra Tín hiệu sóng mang tần số cao Phát thanh quảng bá AM (550 kHz - 1600 kHz) AM MODULATOR Tín hiệu điều chế AM Tín hiệu tin tần số thấp (MODULATING WAVE) • Có thể là tín hiệu đơn tần (TONE) hay • Tín hiệu phức tạp (Đa tần) - tiếng nói: 300 Hz - 4000 Hz 8 05/31/11
Điều chế biên độ •Một số tính chất: • Tương đối rẻ • Chất lượng thấp, hoạt động kém trong môi trường nhiễu • Được sử dụng phổ biến cho hệ thống phát thanh quảng bá • Sử dụng cho hệ thống điện đàm (CB radio) 9 05/31/11
Các kiểu điều chế biên độ • Có một số kiểu điều chế biên độ: • DSB-SC (Double SideBand Suppress Carrier : Điều chế biên độ triệt tiêu sóng mang) • DSB-FC (Double SideBand Full Carrier: Điều chế biên độ AM) • SSB-SC (Single SideBand Suppress Carrier: Điều chế đơn biên triệt tiêu sóng mang) • SSB-FC (Single SideBand Full Carrier : điều chế đơn biên ) • VSB (Vestigal SideBand) DSB-FC được sử dụng phổ biến hay còn được gọi là AM. 10 05/31/11
Điều chế biên độ DSB-FC AM (AM) 11 05/31/11
AMPLITUDE MODULATION (DSB-FC) AM AM Vam (t ) = [ Ec + m(t )] cos ωc t Biên độ sóng mang tỷ lệ với tín hiệu tin 12 05/31/11
Điều chế biên độ (DSB-FC) For Ec (t ) = Ec cos 2πfct Em(t ) = Em cos 2πfmt VÀ Modulated Signal : Vam(t ) = ( Ec + Em cos 2πfmt ) ( cos 2πfct ) Vam(t ) = Ec(1 + β cos 2πfmt ) ( cos 2πfct ) Em β= Ec 1 1 Given : (cos X )(cos Y ) = cos( X − Y ) + cos( X + Y ) 2 2 We get : Vam(t ) = Ec cos 2πfct + Ecβ cos 2πfct cos 2πfmt Which gives : Ecβ [ cos 2π ( fc − fm)t + cos 2π ( fc + fm)t ] Vam(t ) = Ec cos 2πfct + 2 13 05/31/11
Sơ đồ điều chế DSB-FC Bộ cộng Bộ nhân ∑ • Biên độ của sóng mang không bị ảnh Ec hưởng bởi quá trình điều chế AM. Em(t ) = Em cos ω mt cos ωct Ecβ [ cos 2π ( fc − fm)t + cos 2π ( fc + fm)t ] Ec cos 2πfct + 2 14 05/31/11
Phổ tín hiệu DSB-FC M (ω ) Bản tin Bm = f m BANDWITH: Bm 0 2πfm = ωm Sóng mang Tín hiệu DSB-FC LSB USB 1 ϑ DSB (ω ) = Ec [ δ (ω − ω c )+ δ (ω + ω c )] + [ M (ω − ω c ) + M (ω + ω c )] Bm Bm 2 ωc − ωm ωc ωc + ωm 0 B = 2 Bm Độ rộng băng của tín hiệu DSB-FC : 15 05/31/11
Phổ tín hiệu DSB-FC Tín hiệu điều chế AM có phổ tập trung xung quanh tần số fc, bao gồm hai dải biên tần: USB (dải tần trên) là những tần số lớn hơn fc, LSB (dải tần dưới) là những tần số nhỏ hơn fc. Ecβ [ cos 2π ( fc − fm)t + cos 2π ( fc + fm)t ] Ec cos 2πfct + 2 LSB USB 2 fm Phổ AM có một tần số tại fc. Tức là tần số của sóng mang vẫn tồn tại trong tín hiệu điều chế. Điều này sẽ làm đơn giản việc thiết kế các thiết bị thu AM. 16 05/31/11
Phổ tín hiệu DSB-FC Trường hợp tín hiệu tin là đơn tần. Ecβ [ cos 2π ( fc − fm)t + cos 2π ( fc + fm)t ] Ec cos 2πfct + 2 let m = β 17 05/31/11
Tín hiệu DSB-FC 18 05/31/11
DSB-FC: Hệ số điều chế Vc (t ) = Ec sin 2πfct OR Ec cos 2πfct Sóng mang: Vm(t ) = Em sin 2πfmt OR Em cos 2πfmt Tín hiệu tin: Em { • Thừsaốsđiềuềchchế ố đi u β= Hệ số điều chế: • Hệ ế Ec Phần trăm điều chế Em M= x 100% Ec Dải của M: 0% 100% trong đó: M < 100%, điều chế một phần(undermodulation) M = 100%, điều chế toàn bộ M > 100%, điều chế quá mức (i.e. méo) 19 05/31/11
Phần trăm điều chế (M) Em M= x 100% Ec Phần trăm điều chế chỉ ra phần trăm biên độ tín hiệu ra b ị thay đổi khi tín hiệu sóng mang bị điều chế bởi tín hiệu tin. 20 05/31/11