1 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

BÀI 7: AM DETECTION

Mục đích: - Thực hiện bộ điều chế AM (DSB và SSB)

- Thực hiện bộ giải điều chế

1. AM MODULATION

1.1. Mạch nhân tín hiệu

Thiết kế mạch nhân tín hiệu Sin có tần số 1kHz như hình 7.1

Hình 7.1: Mạch nhân tín hiệu Vị trí các khối trong sơ đồ :

Lấy khối sin wave từ : simulink/ sourses / sin wave Lấy khối nhân từ : simulink / math operations / Product Lấy khối scope từ : simulink / sinks / scop Lấy khối spectrum scope từ : signal processing blockset / signal processing sinks / spectrum scope

Trong khối sin wave :

Chọn tần số 1 KHz : 1000* 2 * pi Chọn thời gian lấy mẫu sample time : 1/ 20000 Trong khối spectrum scope : Tick vào buffer input và specify FFT lenght

Câu 1: Nguyên lý của nhân tín hiệu Mạch nhân sẽ kết hợp 2 thành phần tần số lại để tạo thành 2 tín hiệu là tổng và hiệu của 2 thành phần tần số được nhân lại với nhau đó. Ta có thể thấy được 2 thành phần này khi phân tích phổ. Sau khi qua bộ nhân sẽ cho 2 phổ tín hiệu 2KHz và 0KHz. Do phổ có tính chất đối xứng nên có phổ như hình trên. Với tần số lấy mẫu là 20KHz thì cứ 5*(10^-4) sẽ lấy mẫu tín hiệu 1 lần, 1 chu kỳ tín hiệu được lấy mẫu 10 lần.

Câu 2:

2 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Tín hiệu trước khi nhân

Tín hiệu sau khi qua bộ nhân

=> thấy rằng sau khi qua bộ nhân => tần số tăng lên 2 lần

3 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

2 tín hiệu phổ ở 0 KHz và 2 KHz, do tính đối xứng nên có tần số ở -2KHz

1.2. DSB

Thiết kế mạch điều chế AM có fm=1kHz và fc=10kHz như hình 7.2

Hình 7.2: Mạch DSB

Vị trí các khối trong sơ đồ:

Lấy khối lọc số tại : Signal Processing Blockset / Filter Implementation / Digital Filter Design

Câu 1: Mạch DSB nhân 2 tín hiệu sin 1 (fm) và sin 2 (fc) lại để tạo thành tín hiệu mới có 2 thành phần phổ, 1 tổng và 1 hiệu. Mạch điều chế AM có tần số tín hiệu 1KHz và tần số sóng mang 10KHz,sau khi qua mạch nhân tín hiệu sẽ cho 2 phổ 11 KHz và 9 KHz. Mạch điều chế AM giúp truyền tín hiệu thông qua tần số sóng mang.

4 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Câu 2:

Tín hiệu ban đầu fm = 1KHz

Tín hiệu sóng mang fc = 10kHz

Tín hiệu qua bộ nhân

5 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Phổ biên độ

Thấy rằng sau khi qua bộ nhân, biên độ ở tần số 9 kHz và 11 kHz

Câu 3: Khi ta thay đổi tần số và biên độ: Tín hiệu thu được sau khi điều chế cũng sẽ thay đổi theo.

1.3. SSB Thiết kế mạch điều chế AM có fm=1kHz và fc=5kHz như hình 7.3

Hình 7.3: Mạch SSB

Các khối trong mạch

Lấy khối lọc số tại : Signal Processing Blockset / Filter Implementation / Digital Filter Design Chọn lọc thấp qua nếu lọc tần số fc + fm hay lọc cao qua để lọc tần số fc – fm

6 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Lấy bậc lọc khoảng 20 trở lên Chọn tần số lấy mẫu Fs = 20000 KHz (bằng tần số lấy mẫu ở 2 sóng sin) Chọn lọc cửa sổ (window) : Hamming

Câu 1: Nguyên lý của mạch

Mạch SSB được thiết kế bằng cách kết hợp DSB với một bộ lọc. Bộ lọc này có thể là cao qua để loại thành phần fc-fm hoặc bộ lọc thấp qua để loại thành phần fc+fm. 1 tín hiệu có tần số 1Khz được đưa vào sóng mang 5Khz qua bộ nhân tín hiệu. Tại đây sẽ được 2 phổ tín hiệu 4Khz và 6Khz . Qua mạch lọc thấp qua sẽ dữ lại tín hiệu phổ 4Khz (tức là loại bỏ thành phần tần số fc+ fm ) .

Câu 2: Ta dùng bộ lọc thấp qua

Bộ lọc thấp qua loại bỏ thành phần fc+fm Câu 3:

7 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Tín hiệu tại Spectrum Scope trước khi lọc

Tín hiệu tại Spectrum Scope sau khi lọc Thấy rằng , qua bộ lọc, thành phần tần số 6KHz bị giảm xuống

8 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Dạng sóng trước lọc và sau lọc

Câu 4 : khi thay đổi tần số và biên độ, dạng phổ sẽ thay đổi tương ứng

2. AM DETECTION

2.1. Detection without reference

Thiết kế mạch điều chế AM và bộ detection có fm=200Hz và fc=5 kHz như hình 7.4.

9 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Hình 7.4: Detection without reference

Các khối trong hình

Khối constant : simulink / sources / constant Khối sum : simulink / math operations / sum Khối gain : simulink / math operations / gain

Câu 1: Nguyên lý của mạch Để thu lại tín hiệu ban đầu sau khi điều chế. Ta dùng bộ lọc thấp qua để thu lại tín hiệu với tần số ban đầu. Cụ thể: tín hiệu từ khối sinwave fm = 200 Hz được cộng với một thành phần dc, sau đó được nhân với sóng mang fc = 5kHz => tín hiệu điều chế AM Để thu lại tín hiệu, ta nhân tín hiệu điều chế với sóng mang : vì ở bộ nhận tín hiệu AM không có thông tin của sóng mang fc. Qua bộ nhân, tín hiệu qua bộ lọc để lấy lại tín hiệu ban đầu.

Các dạng sóng lần lượt là :

Sóng sin ban đầu fm = 200 Hz Sóng mang fc = 5KHz Sóng đã điều chế Sóng thu được sau khi qua bộ lọc thấp qua có tần số căt fc = 200 Hz

Dạng phổ : tương tự như phổ của DSB

10 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

11 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

2.2. Detection with Noise

Thiết kế mạch điều chế AM và bộ detection có fm=200Hz và fc=5 kHz như hình 7.5. Bộ lọc dải qua có tần số trung tâm là 5kHz .

Hình 7.5: Detection with noise

Câu 1: Mạch dò tín hiệu fm = 200Khz sau khi sóng đến có bị ảnh hường bởi nhiễu . Mạch gồm 2 bộ lọc : lọc dãi qua để loại bỏ nhiễu và lọc thấp qua để lọc lấy tín hiệu fm. Câu 2:

12 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Thiết kế bộ lọc dải qua có tần số trung tâm tại 5KHz => lấy khoảng tần số trong khoảng 4.8 Khz và 5.2 Khz Ta thấy, với tần số nhiễu khoảng 10 Hz => có phổ ở khoảng giữa nhưng đã giảm rất nhiều. Với tần số nhiễu 10Hz. Ta có dạng sóng

13 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

14 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

Với công suất nhiễu lớn hơn

15 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group

16 Thực Hành Hệ Thống Truyền Thông Designed by 5n5 group