COMMUNICATIONS SYSTEMS - Angle Modulation Transmission

Chia sẻ: BA AB | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Có 3 thành phần của tín hiệu tương tự có thể thay đổi bởi tín hiệu mang thông tin là: biên độ, tần số và pha. FM, PM cả hai đều từ điều chế góc. Lợi ích của AM: Giảm nhiễu Cải thiện độ tin cậy hệ thống Sử dụng năng lượng hiệu quả hơn Hạn chế: Băng thông lớn Mạch phức tạp

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: COMMUNICATIONS SYSTEMS - Angle Modulation Transmission

University of Natural Sciences- HCMC Faculty of Electronics and Telecommunications Angle Modulation Transmission Lecturer: Dang Quang Vinh /48 10/2007 11/27/12 1
Có 3 thành phần của tín hiệu tương tự có thể thay  đổi bởi tín hiệu mang thông tin là: biên độ, tần số và pha. FM, PM cả hai đều từ điều chế góc.  Lợi ích của AM:  ◦ Giảm nhiễu ◦ Cải thiện độ tin cậy hệ thống ◦ Sử dụng năng lượng hiệu quả hơn Hạn chế:  ◦ Băng thông lớn ◦ Mạch phức tạp /48 11/27/12 2
Điều chế góc là khi góc pha (θ) của sóng sin bị thay đổi  theo thời gian Biểu thức toán học:  m(t ) = Vc cos[ωc t + θ (t )] ◦ m(t): sóng đã điều chế góc ◦ Vc: biên độ đỉnh sóng mang (V) ◦ ωc: tần số góc sóng mang (anglular velocity, rad/s) ◦ θ(t): độ lệch pha tức thời (rads) θ(t) là 1 hàm của tín hiệu điều chế  θ (t ) = F [ν m (t )] = F [Vm sin(ωmt )] /48 11/27/12 3
FM và PM khác nhau ở đặc tính của sóng mang  bị thay đổi trực tiếp hay gián tiếp bởi tín hiệu điều chế Tần số sóng mang thay đổi ⇔ pha sóng mang  thay đổi FM là kết quả từ tần số sóng mang thay đổi trực  tiếp phù hợp với tín hiệu điều chế PM là kết quả từ pha sóng mang thay đổi trực tiếp  phù hợp với tín hiệu điều chế /48 11/27/12 4
Định nghĩa:  ◦ Direct FM: thay đổi tần số của sóng mang có biên độ cố định thay đổi trực tiếp với biên độ của tín hiệu điều chế với tốc độ bằng với tần số của tín hiệu điều chế. ◦ Direct PM: thay đổi pha của của sóng mang có biên độ cố định thay đổi trực tiếp với biên độ của tín hiệu điều chế với tốc độ bằng với tần số của tín hiệu điều chế. /48 11/27/12 5
Tín hiệu đã điều chế góc trong miền tần số  ◦ Độ lớn và hướng của dịch tần (∆f) thay đổi theo biên độ và cực của tín hiệu điều chế ◦ Tốc độ tần số thay đổi bằng với fm /48 11/27/12 6
Điều chế góc trong  miền thời gian /48 Frequency changing with time Phase changing with time 11/27/12 7
Độ lệch pha(∆θ): độ dịch tương đối của pha sóng  mang tính bằng radians đối với pha tham chiếu  Độ lệch tần(∆f): độ dịch tương đối của tần số sóng mang tính bằng Hz đối với giá trị chưa điều chế  Các độ lệch tương ứng với tín hiệu điều chế. /48 11/27/12 8
Some terms:  ◦ Độ lệch pha tức thời=θ(t) (rad) ◦ Pha tức thời= ωct + θ(t) ◦ Độ lệch tần số tức thời= θ’(t) (Hz) ◦ Tần số tức thời d ω i (t ) = [ωc t + θ (t )] = ωc + θ ′(t ) = 2πf c + θ ′(t ) (rad / s ) dt θ ′(t ) f i (t ) = f c + ( Hz ) 2π /48 11/27/12 9
Điều chế pha là điều chế góc với θ(t) ~ vm(t) và  d hay (6.7) θ ' (t ) = [ν m (t )] dt θ (t ) = Kν m (t ) (rad ) Điều chế tần số là điều chế góc với θ’(t) ~ vm(t)  v à θ (t ) = ∫ [ν m (t )] hay (6.8) θ ' (t ) = K1ν m (t ) (rad / s ) /48 11/27/12 10
K và K1:hằng số và được gọi là deviation sensitivities của  pha và tần số bộ điều chế (modulators) Deviation sensitivity là hàm truyền outputinput của bộ điều  chế (modulator) Thể hiện mối quan hệ giữa những thay đổi của thông số ngõ  ra với nhũng thay đổi của tín hiệu ngõ vào PM: ∆θ  K= (rad / V ) ∆V FM: ∆ω rad  K1 = ( ) ∆V Vs /48 11/27/12 11
Từ (6.7) và (6.8)  ∫ ∫ ∫ PM= θ (t ) = θ ' (t )dt = K1ν m (t )dt = K1 ν m (t )dt  Điều chế pha: m(t ) = Vc cos[ωc t + θ (t )] = Vc cos[ωc t + KVm cos(ωmt )]  Điều chế tần số m(t ) = Vc cos[ωc t + ∫ θ ' (t )] = Vc cos[ωc t + ∫ K1vm (t )dt ] = Vc cos[ωc t + K1 ∫ Vm cos(ωmt )dt ]   K1V m = Vc cos ωc t + sin(ωmt ) /48 ωm   11/27/12 12
Loại điều chế Tín hiệu Sóng đã điều chế góc, m(t) điều chế (a) Pha vm(t) m(t ) = Vc cos[ωc t + Kvm (t )] (b) Tần số vm(t) m(t ) = Vc cos[ωc t + K1 ∫ vm (t )dt ] Vmcos(ωmt) (c) Pha m(t ) = Vc cos[ωc t + KVm cos(ωmt )] Vmcos(ωmt)   (d) Tần số K1V m m(t ) = Vc cos ωc t + sin(ωm t ) ωm   /48 11/27/12 13
/48 11/27/12 14
Biểu thức (c) (d) trong Bảng 61 có thể viết lại dưới  dạng tổng quát: m(t ) = Vc cos[ωc t + m. cos(ωmt )] m: hệ số điều chế, được định nghĩa khác với pha và  tần số điều chế( defined differently in phase and frequency modulation) /48 11/27/12 15
Với điều chế pha:  ◦ m=độ lệch pha đỉnh=tỷ lệ với biên độ tín hiệu điều chế, độc lập với tần số m=K.Vm (radians) với: m=hệ số điều chế và độ lệch pha đỉnh (∆θ, radians) K= deviation sensitivity (radians per volt) Vm= biên độ đỉnh của tín hiệu điều chế (volts) m(t ) = Vc cos[ωc t + KVm cos(ωmt )] = Vc cos[ωc t + ∆θ cos(ωmt )] = Vc cos[ωc t + m cos(ωmt )] /48 11/27/12 16
Điều chế tần số  ◦ Điều chế tần số tỷ lệ với biên độ của tín hiệu điều chế và tỷ lệ nghịch với tần số của tín hiệu điều chế K1Vm m= (unitless) ωm với K1 (radians per volt) ωm (radians/s) ◦ hay K1Vm m= (unitless) fm với K1 (Hertz per volt) fm (hertz) /48 11/27/12 17
Độ lệch tần số (Frequency deviation) là sự thay đổi của tần  số xảy ra ở sóng mang tác động bởi tín hiệu điều chế Độ lệch tần đỉnh ∆f  Độ lệch tần đỉnh đỉnh (2∆f)=carrier swing  ∆f = K1Vm (Hz) ∆f Hệ số điều chế: ⇒ m= fm   K1V m m(t ) = Vc cos ωc t + sin(ωmt ) ωm     ∆f = Vc cos ωct + sin(ωmt ) fm   = Vc cos[ωc t + m. sin(ωmt )] /48 11/27/12 18
/48 11/27/12 19
FM PM   Sóng đã K1V m Sóng m(t ) = Vc cos[ωc t + KVm cos(ωmt )] m(t ) = Vc cos ωct + sin(ωmt )  điiều chế đ ωm   = Vc cos[ωc t + ∆θ cos(ωmt )]   ∆f = Vc cos ωc t + sin(ωmt ) = Vc cos[ωc t + m cos(ωmt )] fm   = Vc cos[ωc t + m. sin(ωmt )] Deviation K1 (Hz/V) K (rad/V) Deviation sensitivity sensitivity Độ lệch ∆θ = KVm ∆f = K1Vm (Hz) (rad) Hệ số điều K1Vm ∆f m = KVm = ∆θ (rad) m= = chế (unitless) fm fm Tín hiệu vm (t ) = Vm sin(ωmt ) vm (t ) = Vm cos(ωmt ) điều chế vc (t ) = Vc cos(ωc t ) Sóng Sóng vc (t ) = Vc cos(ωc t ) /48 mang mang 11/27/12 20