intTypePromotion=1
ADSENSE

Quy trình hình thành quá trình khảo sát tín hiệu điều chế mạch từ dùng matlab và thiết bị lõi kép p1

Chia sẻ: Asfdg AgaG | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

75
lượt xem
8
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

I. Phổ của tín hiệu điều biên: Điều biên là quá trình làm cho biên độ tải tin biến đổi theo tin tức. Giả thiết tin tức là tín hiệu âm tần có phạm vi biến đổi tần số từ minmax, ta có: V = V.cos t Tải tin là dao động cao tần: Vo = V0.cos0t (1.2) (1.1)

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Quy trình hình thành quá trình khảo sát tín hiệu điều chế mạch từ dùng matlab và thiết bị lõi kép p1

  1. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Quy trình hình thành quá trình khảo sát tín hiệu điều chế mạch từ dùng matlab và thiết bị lõi kép CHÖÔNG 1 ÑIEÀU BIEÂN (AM: Amplitude modulation) I. Phoå cuûa tín hieäu ñieàu bieân: Ñieàu bieân laø quaù trình laøm cho bieân ñoä taûi tin bieán ñoåi theo tin töùc. Giaû thieát tin töùc laø tín hieäu aâm taàn coù phaïm vi bieán ñoåi taàn soá töø minmax, ta coù: V = V.cos t (1.1) Taûi tin laø dao ñoäng cao taàn: Vo = V0.cos0t (1.2) Töø (1-1) vaø (1-2) ta ñöôïc tín hieäu ñieàu bieân coù daïng: VAM t   V0  V cos t cos 0 t V   V0 1   cos t  cos 0 t   V0    V0 1  m cos t  cos 0 t 1.3 V Trong ñoù: m  laø heä soá ñieàu cheá hay coøn goïi laø ñoä saâu ñieàu cheá. Heä soá V0 ñieàu cheá “m” phaûi thoûa maõn ñieàu kieän m  1. Neáu m > 1 thì maïch coù hieän töôïng ñieàu cheá vaø tín hieäu meùo traàm troïng (hình 1-1). Trong thöïc teá mmax = 0,7  0,8 ñeå ñaûm baûo thu tín hieäu khoâng bò meùo. Ta xaùc ñònh “m” trong thöïc teá baèng caùch ño caùc giaù trò Vmax, Vmin vaø aùp duïng coâng thöùc: Vmax  Vmin V V  Vmin 2 1.4  max m  Vmax  Vmin V0 Vmax  Vmin 2
  2. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Khi m = 1 ta coù Vmax = 2V0 vaø Vmin = 0. Bieán ñoåi löôïng giaùc coâng thöùc (1.3) ta coù: mV0 mV0 cos 0   t  cos 0   t 1.5 VAM  V0 cos  0 t  2 2 V0 V t t 0 0 VAM 3 2 t 1 m1 t 0 -2 -4 -6 0 5 1 0 1 5 2 0 Hình 1.1 Daïng tín hieäu V, V0 vaø tín hieäu ñieàu bieân VAM
  3. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k VAM Nhö vaäy khi ñieàu V0 cheá ñôn aâm phoå cuûa tín hieäu ñieàu bieân AM coù ba mV0 thaønh phaàn: Taûi tin coù taàn 2 soá 0 vaø coù bieân ñoä V0;  hai dao ñoäng bieân coù taàn 0 0 -  0 +  0 soá 0   vaø coù bieân ñoä nhö hình 1-2,a. Khi V V0 m=1 thì VAM  2 Neáu ta ñieàu cheá  moät daõi aâm taàn 0 min max (minmax) vaøo taûi tin, ta seõ coù phoå cuûa tín hieäu AM nhö hình 1-2,c. Ta thaáy ngoaøi taûi tin 0 coù bieân ñoä V0 coøn coù hai bieân taàn: bieân taàn  0 0 0 - max treân coù taàn soá töø (0 -  + max 0 - min 0 +  min 0 min) ñeán (0 + max) vaø bieân taàn döôùi coù taàn soá töø Hình 1-2 Phoå cuûa rín hieäu AM (0 - max) ñeán (0 + min) ñoái xöùng qua taûi tin. Thöïc chaát phoå cuûa caùc dao ñoäng hai bieân khoâng ñoàng ñieàu nhau maø caøng xa 0 thì bieân ñoä caøng giaûm do ñaëc tuyeán loïc cuûa boä coäng höôûng khoâng phaûi laø hình chöõ nhaät lyù töôûng. II. Quan heä naêng löôïng trong ñieàu bieân: Trong tín hieäu ñaõ ñieàu bieân, caùc bieân taàn chöùa tin töùc, coøn taûi tin khoâng mang tin töùc. Nhö vaäy coâng suaát taûi tin laø coâng suaát tieâu hao voâ ích, coøn coâng suaát bieân taàn laø coâng suaát höõu ích. Coâng suaát taûi tin laø coâng suaát bình quaân trong moät chu kyø taûi tin:  V20 Po = (1.6) 2R L
  4. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Coâng suaát bieân taàn:  2 m2  mV0  1 1.7  Pbt 0     Pbt 0      P0   2  2R L 2 m2 1.8 Pbt  Pbt 0     Pbt 0     P0 2 P0 Khi ñieàu cheá saâu (100%): m = 1 thì Pbt  (1.9) 2 Töø (1.3) ta coù: VAmmax = V0(1+m)  V02 1  m  2  P0 1  m  2 Do ñoù: PAM max  (1.10) 2R L Khi m = 1 thì PAMmax = 4Po (1.11) Vaäy coâng suaát trung bình trong moät chu kyø ñieàu cheá:  m2  m 1.12  P0 1   PAM  P0  Pbt  P0  P0  2 2   Neáu m = 1 thì PAM = 3/2 Po (1.13)  Pbt = 1/3 PAM (1.14) Heä soá lôïi duïng coâng suaát:  P0 m 2 Pbt 1 2 1.15 k   2 2 PAM  m P0 1    2 2 m 1   1 Khi ñieàu cheá saâu nhaát m = 1 thì k  coù nghóa laø coâng suaát höõu ích chæ 3 baèng moät phaàn ba toång coâng suaát phaùt ñi.
  5. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k 1 Trong thöïc teá ñeå tín hieäu khoâng meùo m = 0,7  0,8 thì k  . Ñaây chính laø 3 nhöôïc ñieåm cuûa tín hieäu AM so vôùi tín hieäu ñieàu bieân (SSB). III. Caùc chæ tieâu cô baûn cuûa dao ñoäng ñaõ ñieàu bieân: 1. Heä soá meùo phi tuyeán: I20  2    I20  3   .... Trong ñoù: k  I  0     I(t  ns) (n  2) laø bieân ñoä caùc thaønh phaàn doøng ñieän öùng vôùi haøi baäc cao cuûa tín hieäu ñieàu cheá; I(t  s) laø bieân ñoä caùc thaønh phaàn bieân taàn. I0 A Ñeå ñaëc tröng cho meùo phi tuyeán trong maïch ñieàu khieån, ngöôøi ta duøng B ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh (hình 1.3). Ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh cho bieát quan heä U giöõa bieân ñoä tín hieäu ra vaø giaù trò töùc C thôøi cuûa tín hieäu ñieàu cheá ôû ñaàu vaøo. Daïng toång quaùt cuûa ñaëc tuyeán Hình 1-3: Ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh. ñieàu cheá tónh ñöôïc bieåu dieãn treân hình A–Giaù trò cöïc ñaïi; B–Taûi tin chöa ñieàu cheá 1-3. Ñöôøng ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh lyù töôûng laø moät ñ öôøng thaúng töø C ñeán A. Ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh khoâng thaúng seõ laøm cho löôïng bieán ñoåi cuûa bieân ñoä dao ñoäng cao taàn ñaàu ra so vôùi giaù trò ban ñaàu (ñieåm B) khoâng tyû leä ñöôøng thaúng vôùi trò töùc thôøi cuûa ñieän aùp ñieàu cheá. Do ñoù treân ñaàu ra thieát bò ñieàu bieân, ngoaøi caùc thaønh phaàn höõu ích (caùc bieân taàn), coøn coù caùc thaønh phaàn baäc cao khoâng mong muoán khaùc. Trong ñoù ñaùng löu yù nhaát laø thaønh phaàn cuûa taàn soá t  2s coù theå loït vaøo caùc bieân taàn maø khoâng theå loïc ñöôïc. Ñeå giaûm meùo phi tuyeán, caàn haïn cheá phaïm vi laøm vieäc cuûa boä ñieàu cheá trong ñoaïn ñöôøng thaúng cuûa ñaëc tuyeán ñieàu cheá tónh. Luùc ñoù buoäc phaûi giaûm ñoä saâu ñieàu cheá.
  6. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k 2. Heä soá meùo taàn soá: Ñeå ñaùnh giaù ñoä meùo taàn soá, ngöôì ta caên cöù vaøo ñaëc tuyeán bieân ñoä – taàn soá: M = f(Fs)Us = const Heä soá meùo taàn soá ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc: m0 Hoaëc M = 20logM M= (1.17) dB m Trong ñoù: m0 – heä soá ñieàu cheá lôùn nhaát; m – heä soá ñieàu cheá taïi taàn soá ñang xeùt; Meùo taàn soá xuaát hieän chuû yeáu trong caùc taàng khuyeách ñaïi aâm taàn (khuyeách ñaïi tín hieäu ñieàu cheá), nhöng cuõng coù theå xuaát hieän trong caùc taàng ñieàu cheá vaø sau ñieàu cheá, khi maïch loïc ñaàu ra cuûa caùc taàng naøy khoâng ñaûm baûo baêng thoâng cho phoå cuûa tín hieäu ñaõ ñieàu bieân(2Fmax) Phöông phaùp tính toaùn maïch ñieàu bieân: IV. Caùc maïch ñieàu bieân ñöôïc xaây döïng döïa vaøo hai nguyeân taéc sau ñaây: Duøng phaàn töû phi tuyeán : coäng taûi tin vaø tín hieäu ñieàu cheá treân ñaëc tuyeán cuûa - phaàn töû phi tuyeán ñoù. Duøng phaàn töû phi tuyeán coù tham soá ñieàu khieån ñöôïc: nhaân taûi tin vaø phi tín hieäu - ñieàu cheá nhôø phaàn töû phi tuyeán ñoù. 1. Ñieàu bieân duøng phaàn töû phi tuyeán: Caùc phaàn töû phi tuyeán ñöôïc duøng ñeå ñieàu bieân coù theå laø ñeøn ñieän töû, baùn daãn, caùc ñeøn coù khí, cuoän caûm coù loõi saét hoaëc ñieän trôû coù trò soá bieán ñoåi theo ñieän aùp ñaët vaøo.
  7. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Tuøy thuoäc vaøo ñieåm laøm vieäc ñöôïc choïn treân ñaëc tuyeán phi tuyeán, haøm soá ñaëc tröng cho phaàn töû phi tuyeán, coù theå bieåu dieãn gaàn ñuùng theo chuoãi Taylor khi cheá ñoä laøm vieäc cuûa maïch laø cheá ñoä A( = 1800) hoaëc phaân tích theo chuoãi Fourier khi maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä maø goùc caét  < 1800 (cheá ñoä lôùp AB, B, C). phöông phaùp tính toaùn cho hai tröôøng hôïp ñoù nhö sau: a). Tröôøng hôïp 1:  = 1800 . Giaû thieát maïch ñieàu bieân duøng Diode (hình 1-5). Neáu caùc tín hieäu vaøo thoûa maõn ñieàu kieän V0 + V < E (2.18) thì maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä A ( = 1800) Haøm soá ñaët tröng cho phaàn töû phi tuyeán (diode) xung quanh ñieåm laøm vieäc ñöôïc bieåu dieãn theo chuoãi Taylor: iD = a1uD + a2uD2 + a3uD3 +… (1.18) vôùi uD = ED + U0cos0t + Ucost Thay uD vaøo bieåu thöùc (1.18), nhaän ñöôïc: ID = a1(E + U0 cos0t + U cost) + a2(E + U0 cos0t + Ucos t)2 + + a3(E + U0 cos0t + U cost)3 +… (1.19) Khai trieån (1.18) vaø boû qua caùc soá haïng baäc cao n  4 seõ coù keát quaû maø phoå cuûa noù ñöôïc bieåu dieãn treân hình 1.6. Phoå cuûa tín hieäu ra trong tröôøng hôïp naøy goàm thaønh phaàn phoå mong muoán. Caùc thaønh phaàn phuï baèng khoâng khí. A3 = a4 = a5 = … = a2n+1 = 0 (n = 1, 2, 3,…) Nghóa laø neáu ñöôøng ñaëc tính cuûa phaàn töû phi tuyeán laø moät ñöôøng cong baäc hai thì tín hieäu ñaõ ñieàu bieân khoâng coù meùo phi tuyeán. Phaàn töû phi tuyeán coù ñaëc tính gaàn vôùi daïng lyù töôûng (baäc 2) laø FET. Ñeå thoûa maõn ñieàu kieän (1.18), taûi tin vaø tín hieäu ñieàu cheá phaûi coù bieân ñoä beù, nghóa laø phaûi haïn cheá coâng suaát ra. Vì lyù do ñoù, raát ít duøng ñieàu bieân cheá ñoä A.
  8. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k i i E 0 0 UD t D 0 UD CB 0 + E0 - t a)  b Hình 1.5 Ñieàu bieân ôû cheá ñoä A a) Maïch ñieän duøng Diode; b) Ñaët tuyeán cuûa Diode 0 +  0 -  0 + 2 20 +  20 -  0 - 2 0 + 3 20 + 2  20 - 2 20 0 - 3 2 3  Hình 1.6 Phoå cuûa tín hieäu ñieàu bieân khi maïch laøm vieäc ôû cheá ñoä A
  9. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k b) Tröôøng hôïp 2:  < 1800 Khi  < 1800, neáu bieân ñoä ñieän aùp ñaët vaøo diode ñuû lôùn thì coù theå coi ñaëc tuyeán cuûa noù laø moät ñöôøng gaáp khuùc (hình 1 -7). Phöông trình bieåu dieãn ñaët tuyeán cuûa diode trong tröôøng hôïp naøy nhö sau: 0 khi uD  0 ID = (1.20) SuD khi uD >0 S: hoã daãn cuûa ñaëc tuyeán diode Choïn ñieåm laøm vieäc ban ñaàu trong khu taéc cuûa diode (öùng vôùi cheá ñoä C) Vì doøng qua diode laø moät daõy xung hình sin (hình 1-7b), neân coù theå bieåu dieãn iD theo chuoãi Fourier nhö sau: ID = I0 + i1 + i2 +…+ in +…= Io + I1cos0t + I2cos20t +..+ Incosn0t (1.21) Trong ñoù: I0: thaønh phaàn doøng ñieän moät chieàu; I1: bieân ñoä thaønh phaàn doøng ñieän cô baûn ñoái vôùi taûi tin; I2, I3,…,In: bieân ñoä thaønh phaàn doøng ñieän baäc cao (haøi baäc cao) ñoái vôùi taûi tin; I0, I1, I2,…, In ñöôïc tính toaùn theo caùc bieåu thöùc xaùc ñònh heä soá cuûa chuoãi Furier:   1 I0  i D dt    0   2 I1   i D cos 0 td0 t   1.22 0  ...................................     n I n   i D cos n0 td0 t  0   Theo bieåu thöùc (1.20): iD = SuD = S(E + U cost + U0cos0t) (1.23)
  10. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k Khi 0t =  thì ID = 0 (hình 2-6), do ñoù ta coù: 0 = S(E + Ucos t + U0cos) (1.24) Laáy (2-22) tröø (2-23) ta coù : iD = SU0 (cos0t - cos) (1.25) Bieåu thöùc (1.25) laø moät daïng khaùc cuûa (1.23), noù bieåu dieãn söï phuï thuoäc cuûa iD vaøo cheá ñoä coâng taùc (goùc caét ). Bieân ñoä thaønh phaàn cô baûn I1 (thaønh phaàn höõu ích):  2 I1   SU t (cos 0 t  cos ) cos 0 td0 t 0  SU t    1 sin 2    1  26  2  Do ñoù trò töùc thôøi cuûa thaønh phaàn cô baûn: SU t    1  (1.27) i1  sin 2  cos t t   2  Ôû ñaây  xaùc ñònh ñöôïc töø bieåu höùc (1-24) E  U  cos  t (1.28) cos   a) U0
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2