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

Chương 5: Tín hiệu điều chế

Chia sẻ: Ken Anh đoan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST
Báo xấu
500
lượt xem 103
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ bản về điều chế tín hiệu.Vị trí cảu điều chế trong hệ thống thông tin.Mục đích của điều chế, phân loại các phương pháp điều chế.Điều chế tương tự: sóng mang trong điều chế tương tự, điều chế biên độ, điều chế góc. Điều chế xung là sóng mang trong điều chế xung, điều chế Pam, các hệ thống điều chế xung khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 5: Tín hiệu điều chế

  1. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ Nội dung: 5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu 5.1.1 Vị trí của điều chế trong hệ thống thông tin 5.1.2 Mục đích của điều chế 5.1.3 Phân loại các phương pháp điều chế 5.2 Điều chế tương tự 5.2.1 Sóng mang trong điều chế tương tự 5.2.2 Điều chế biên độ 5.2.3 Điều chế góc 5.3 Điều chế xung 5.3.1 Sóng mang trong điều chế xung 5.3.2 Điều chế PAM 5.3.3 Các hệ thống điều chế xung khác 1 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  2. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ 5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu: Điều chế (Modulation) là quá trình ánh xạ tin tức vào sóng mang bằng cách thay đổi thông số của sóng mang (biên độ, tần số hay pha) theo tin tức . Điều chế đóng vai trò rất quan trọng, không thể thiếu trong hệ thống thông tin. 5.1.1 Vị trí của điều chế trong hệ thống thông tin: Transmitter Máy phát: Nguồn Biến đổi tin Điều chế tin tức- tín hiệu Khuếch đại Máy thu: Biến đổi tín Nhận Khuếch đại hiệu - tin tức tin Giải điều chế Receiver 2 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  3. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ 5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu (tt): 5.1.2 Mục đích của điều chế: Để có thể bức xạ tín hiệu vào không gian dưới dạng sóng điện từ Cho phép sử dụng hiệu quả kênh truyền Tăng khả năng chống nhiễu cho hệ thống 5.1.3 Phân loại các phương pháp điều chế: Các phương pháp điều chế Điều chế xung Điều chế số Điều chế tương tự Biên độ Góc pha ASK PSK FSK Tương tự Số AM-SC SSB-SC VSB PAM PPM PDM PCM Delta AM SSB FM PM 3 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  4. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2 Điều chế tương tự: Tín hiệu tin tức làm thay đổi các thông số: biên độ, tần số hoặc pha của sóng mang điều hòa cao tần. Biên độ 5.2.1 Sóng mang trong điều chế tương tự: y(t)=Ycos(Ωt + ϕ) Dạng sóng mang ban đầu: Pha ban y(t) = Y(t)cosθ(t) Dạng sóng mang sau điều chế: đầu Y(t): biên độ tức thời (phương trình đường bao) Tần số góc θ(t): pha tức thời. d θ (t ) Ω (t ) = : tần số góc tức thời dt 1 d θ (t ) f (t ) = : tần số tức thời 2π dt Nếu θ(t): không đổi; Y(t): thay đổi y(t)=Y(t)cos(Ωt +ϕ): điều chế biên độ Nếu θ(t): thay đổi; Y(t): không đổi y(t) = Ycosθ(t): điều chế pha 4 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  5. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.2 Điều chế biên độ (Amplitude Modulation) a. Hệ thống AM-SC (Amplitude Modulation with Suppressed Carrier) (còn gọi là điều chế DSB-SC: Double Side Band with suppressed Carrier) y AM − SC (t ) = x (t ) × cosΩ t Dạng tín hiệu AM-SC: yAM-SC (t) x(t) Quá trình điều chế: x Tín hiệu tin tức cần Sóng mang cao tần truyền đi, tần số thấp Ω>>ωmax [ωmin , ωmax] cos Ω t Quan hệ trong miền tần số: 1 YAM − SC (ω ) = [ X (ω − Ω ) + X (ω + Ω ) ] 2 1 Ψ AM − SC (ω ) = [ Ψ X (ω − Ω ) + Ψ X (ω + Ω ) ] 4 5 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  6. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a. Hệ thống AM-SC (tt): Mô tả miền thời gian Mô tả miền tần số X(ω) x(t) X0 ω −ω max −ω minω min ω max 0 t cosΩt Y(ω) 1 π ω t 0 -Ω Ω 0 yAM-SC(t) YAM-SC(ω) t X0/2 ω 0 0 -Ω Ω 6 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  7. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a. Hệ thống AM-SC (tt) Quá trình giải điều chế: yAM-SC (t) x’(t) m(t) Trong miền thời gian: x LPF m(t) = x(t).cosΩt.cosΩt = [x(t) + x(t).cos2Ωt]/2 Qua bộ lọc LPF, chỉ còn lại thành phần tần số thấp x’(t) = x(t)/2. cos Ω t Trong miền tần số: 1 M ( ω ) = [Y A M − S C ( ω − Ω ) + Y A M − S C ( ω + Ω ) ] 2 1 1 X (ω ) + [ X (ω − 2 Ω ) + X (ω + 2 Ω ) ] = 2 4 Qua bộ lọc LPF, chỉ còn lại thành phần phổ tần số thấp: X’(ω) = X(ω)/2. M(ω) Đáp ứng tần số của bộ lọc X0/2 ω 0 -Ω -2Ω 2Ω Ω 7 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  8. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a.Hệ thống AM-SC (tt) Nhận xét: Mạch giải điều chế phức tạp. BWAM − SC = 2ωmax Băng thông (bandwidth): Công suất của tín hiệu AM-SC: 1 = Py AM − SC Px 2 Ví dụ 1: Cho mạch điều chế AM-SC: x(t) = cos(2π×103t) Tin tức: Sóng mang: y(t) = cos(2π×104t) Hãy: a. Vẽ x(t) và yAM-SC(t) ? b. Xác định và vẽ X(ω), ΨX(ω), YAM-SC(ω) và ΨAM-SC(ω) ? c. Tính Px và PAM-SC? 8 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  9. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.2 Điều chế biên độ (Amplitude Modulation) Phương trình đường b. Hệ thống AM (còn gọi là điều chế DSB) bao(envelope) Dạng tín hiệu AM: y AM (t ) = [ A + x (t )]cosΩ t yAM (t) Quá trình điều chế: x(t) x Tín hiệu tin tức cần Sóng mang truyền đi, tần số thấp cao tần [ωmin , ωmax] A cos Ω t Ω>>ωmax Quan hệ trong miền tần số: 1 YAM (ω) = Aπ [δ (ω −Ω) + δ (ω + Ω)] + [ X (ω −Ω) + X (ω + Ω)] 2 π A2 1 [δ (ω −Ω) +δ (ω +Ω)] + [ΨX (ω −Ω) +ΨX (ω +Ω)] ΨAM (ω) = 2 4 9 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  10. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) b. Hệ thống AM(tt): Mô tả miền thời gian Mô tả miền tần số X(ω) x(t) X0 ω −ω max −ω minω min ω max 0 t Y(ω) cosΩt 1 π ω t 0 -Ω Ω 0 yAM(t) YAM(ω) Aπ t X0/2 ω 0 0 -Ω Ω 10 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  11. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a. Hệ thống AM (tt) Quá trình giải điều chế: Tách sóng đồng bộ: (giống giải điều chế AM-SC) Tách sóng đường bao: sơ đồ mạch đơn giản Điều kiện để tách sóng đường bao không bị méo: A ≥ max{ x(t ) ; x(t ) < 0} 11 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  12. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a.Hệ thống AM (tt) Nhận xét: Mạch giải điều chế đơn giản. BWAM − SC = 2ωmax Băng thông (bandwidth): Hiệu suất năng lượng không cao: Pb: công suất dải bên Pb η= × 100% PAM: công suất toàn bộ tín hiệu PAM 1 Px P 2 = = 2x A + Px 121 A + Px 2 2 Trường hợp, x(t) = acosωt, hiệu suất cực đại: ηmax = 33.33% 12 Giaûng vieân: Th.Sọc Phúc Kyø GV: Ths. Lê Ng Leâ Xuaân 9/7/2009
  13. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) b. Hệ thống AM (tt) Ví dụ 2: Cho mạch điều chế AM: yAM(t) = [A+x(t)]cos(2π×105t) x(t) 2 2 -4 8 4 -1 Hãy: a. Vẽ yAM(t) khi A=2? b. Xác định phổ X(ω), YAM(ω) ? c. Tính Px và PAM? d. Xác định giá trị của A để tách sóng không bị méo trong mạch tách sóng hình bao? 13 Giaûng vieân: Th.Sọc Phúc Kyø GV: Ths. Lê Ng Leâ Xuaân 9/7/2009
  14. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.2 Điều chế biên độ (tt): c. Các hệ thống điều chế biên độ khác: Hệ thống SSB-SC (Single Side Band with Suppressed Carrier) Đáp ứng tần số của bộ lọc Hệ thống SSB (Single Side Band) Đáp ứng tần số của bộ lọc 14 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  15. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.2 Điều chế biên độ: c. Các hệ thống điều chế biên độ khác: Hệ thống VSB (Vestigial Side Band) 15 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  16. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.2 Điều chế biên độ: So sánh các phương pháp điều chế biên độ: Đặc điểm Độ phức tạp Băng thông tín Hiệu suất giải điều chế hiệu điều chế năng lượng Phương pháp AM-SC(DSB-SC) cao rộng cao AM (DSB) thấp rộng thấp SSB-SC cao hẹp cao SSB thấp hẹp thấp VSB cao vừa phải vừa phải 16 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  17. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.3 Điều chế góc: a. Hệ điều pha PM (Phase Modulation) y PM ( t ) = Y cos[ Ω t + k p x ( t )] (*) Dạng tín hiệu PM: trong đó: x(t): tín hiệu tin tức Tin tức trực tiếp thay ϕ0: pha ban đầu đổi pha tức thời kp: hằng số tỉ lệ Các thông số quan trọng: θ PM (t ) = Ωt + k p x(t ) Pha tức thời: dx (t ) Ω PM (t ) = Ω + k p Tần số góc tức thời: dt Độ lệch pha: ΔθPM =| θ (t) −Ωt |= kp x(t) max Độ lệch tần số: dx(t ) ΔΩ PM =| Ω(t ) − Ω |= k p dt max 17 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  18. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a.Hệ điều pha PM (tt) Δθ PM = k p | x(t ) |max 1 PM dải hẹp (NBPM-Narrow Band PM) Sử dụng công thức gần đúng: cos k p x(t ) ≈ 1;sin k p x(t ) ≈ k p x(t ) Biểu thức (*) thành ra: y NBPM (t ) = Y cos Ωt cos(k p x(t )) − Y sin Ωt sin(k p x(t )) = Y cos Ωt − Yk p x(t ) sin Ωt Biểu thức NBPM Phổ của tín hiệu NBPM: Y k p [ X (ω − Ω ) + X (ω + Ω ) ] YNBPM (ω ) = Y π [δ (ω − Ω) + δ (ω + Ω)] − 2j PSD của tín hiệu NBPM: (Yk p ) Ψ (ω − Ω) + Ψ (ω + Ω) 2 Yπ 2 [X ] Ψ NBPM (ω) = [δ (ω − Ω) + δ (ω + Ω)] + X 2 4 18 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  19. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) a.Hệ điều pha PM (tt) PM dải hẹp (tt) BW NBPM = 2ω max Băng thông tín hiệu NBPM: Mạch tạo tín hiệu NBPM: −Ykp x(t) × sinΩt π −YsinΩt kp 2 yNBPM (t) x(t) Y cos Ωt PM dải rộng (WBPM: Wide band PM) Công thức Carson xác định độ rộng phổ: BWWBPM = 2(Δθ PM + 2)ωmax 19 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
  20. Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt) 5.2.3 Điều chế góc: b. Hệ điều tần FM (Frequency Modulation) ∫ x ( t )dt ] y F M ( t ) = Y cos[ Ω t + k f (*) Dạng tín hiệu FM: trong đó: x(t): tín hiệu tin tức ϕ0: pha ban đầu Tin tức trực kf: hằng số tỉ lệ tiếp thay đổi tần số tức thời Các thông số quan trọng: θ FM (t ) = Ωt + k f ∫ x(t )dt Pha tức thời: ΩFM (t ) = Ω + k f x(t ) Tần số góc tức thời: Độ lệch pha: ∫ x(t)dt ΔθFM =| θ (t ) − Ωt |= k f Độ lệch tần số: max ΔΩFM =| Ω(t) −Ω= kf x(t) max | 20 9/7/2009 Giaûng vieân: Th.S Leâ Xuaân Kyø
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2