Quy trình hình thành quá trình khảo sát tín hiệu điều chế mạch từ dùng matlab và thiết bị lõi kép p9

Chia sẻ: Asfdg AgaG | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mật độ phổ chỉ chứa các thành phần liên tục mang thông tin. Một ưu điểm khác của MSK so với FSK khi độ di tần bằng một đơn vị, độ rộng băng sẽ nhỏ hơn với cùng tốc độ bit, đặc biệt với FM tốc độ bit nhị phân kép. Hình 3-4 cho ta thấy: Đối với MSK, hầu hết năng lượng tín hiệu được chứa trong miền tần số hẹp bằng 1,5 lần tốc độ bit và đường viền của phổ có độ dốc trung bình là 12 dB/octa. ...

Chủ đề:

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

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 p9

cuûa MSK laø khi chæ soá ñieàu cheá cuûa tín hieäu FSK baèng moät nöõa (töùc laø ñoä di taàn ñænh – ñænh h baèng moät nöõa toác ñoä bit), Maät ñoä phoå chæ chöùa caùc thaønh phaàn lieân tuïc mang thoâng tin. Moät öu ñieåm khaùc cuûa MSK so vôùi FSK khi ñoä di taàn baèng moät ñôn vò, ñoä roäng baêng seõ nhoû hôn vôùi cuøng toác ñoä bit, ñaëc bieät vôùi FM toác ñoä bit nhò phaân keùp. Hình 3-4 cho ta thaáy: Ñoái vôùi MSK, haàu heát naêng löôïng tín hieäu ñöôïc chöùa trong mieàn taàn soá heïp baèng 1,5 laàn toác ñoä bit vaø ñöôøng vieàn cuûa phoå coù ñoä doác trung bình laø 12 dB/octa. Trong tröôøng hôïp FM nhò phaân keùp, ñoä roäng baêng sau khi ñieàu cheá ñöôïc boä loïc cosin taêng giôùi haïn ñeán ñieåm 0 cuûa tín hieäu nhò phaân FSK. Nhöng, taïp aâm xuyeân kyù hieäu coù theå laáy moät daïng nhö theá maø vieäc taùch tín hieäu coù theå ñöôïc nhö tín hieäu ngaãu nhieân baäc 3. Moät öu ñieåm khaùc cuûa MFK laø soùng mang ñöôïc tín hieäu digital ngaãu nhieân ñieàu cheá, coù hình bao lieân tuïc, neân klhoâng phaûi tính ñeán vieäc chuyeån ñoåi AM/PM laøm bieán daïng phoå. Vì nhöõng tính chaát ñoù, MSK öùng duïng raát ñaéc löïc ñoái vôùi heä thoáng phi tuyeán tính vaø coâng suaát haïn cheá nhö caùc heä thoáng thoâng tin veä tinh. Hai kyõ thuaät chung ñeå ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá MSK ñaõ ñöôïc môû ra. Nhöõng phöông phaùp naøy ñeàu döïa vaøo phöông phaùp song song vaø noái tieáp. Ccaû hai töông ñöông hoaøn toaøn veà chieám ñoä roäng baêng vaø ñaëc tính xaùc suaát loãi. Phöông phaùp song song laø thöïc chaát laø phöông phaùp gheùp caàu phöông nhöõng luoàng soá lieäu daïng xung nöõa hình sin saép xeáp trong moät chu kyø nöõa kyù hieäu cuûa soùng mang nhö hình 3-4a. thöïc hieän nhöõng modem duøng phöông aùn naøy trong thöïc teá caàn phaûi caân baèng chaët cheõ vaø ñoàng boä caùc tín hieäu soá lieäu keânh ñoàng pha vaø caàu phöông treâb nhöõng soùng mang ñaõ töï caân baèng vaø pha cuûa chuùng ñeàu caàu phöông. Töông töï ôû maùy thu duy trì vaø caân baèng chaët cheõ caàu phöông pha, caàn thieát ñeå cöïc tieåu hoùa ñoä meùo vaø xuyeân aâm. Vôùi phöông aùn noái tieáp, tín hieäu ñöôïc taïo ra töø tín hieäu hai pha baèng caùch loïc qua moät boä loïc chuyeån ñoåi ñaõ thieát keá phuø hôïp. Neân vaán ñeà caân baèng vaø di truøy soùng mang caàu phöông pha ôû phöông aùn song song ñöôïc thay theá baèng nhieäm vuï xaây döïng moät boä loïc chuyeån ñoåi vôùi ñaëc tuyeán sin keát hôïp. Boä giaûi ñieàu cheá goàm moät boä loïc phoái hôïp vôùi phoå tín hieäu phaùt, tieáp theo laø giaûi ñieàu cheá keát hôïp vaø taùch bit. Thöïc hieän boä giaûi ñieàu cheá noái tieáp yeâu caàu söï toång hôïp cuûa boä loïc thoâng baêng phoái hôïp chaët cheõ vôùi tín hieäu MSK ñeå ñaûm baûo chaát löôïng gaàn ñeán lyù töôûng. Caùc tín hieäu MSK cuõng nhö PSK, coù theå ñöôïc taùch soùng keát hôïp hoaëc vi sai. Taùch soùng vi sai laø kyõ thuaät ñieàu cheá haáp daaãn trong truyeàn daãn phöông thöùc “burst” nhö caùc heä thoáng
gheùp keânh chia theo thôøi gian (TDMA) vì caáu taïo maïch ñôn giaûn vaø khoâng caàn khoâi phuïc soùng mang. Phöông thöùc naøy söû duïng taùch soùng khoâng keát hôïp nhö trong hình 3-2. Caùc tín hieäu MSK coù ñaëc tính khoâng keát hôïp, pha tuyeät ñoái ôû hai thôøi ñieåm baát kyø ñeàu leä thuoäc vaø laø moät haøm cuûa soá lieäu ñöôïc truyeàn giöõa hai thôøi ñieåm ñoù. Kyù hieäu ñöôïc taùch ra töø söï keát hôïp veà pha cuûa hai khoaûng tín hieäu keø nhau laø soá lieäu ñöôïc truyeàn ñi trong ñieàu kieän khoâng coù taïp aâm. Töông töï, hai kyù hieäu ñöôïc taùch töø söï leäch pha cuûa hai khoaûng tín hieäu thay ñoåi daáu coù theå xem nhö kieåm tra toång chaún leõ cuûa hai phaàn töû soá lieäu ñöôïc truyeàn keá tieáp nhau. Tính chaát tyû leä loaïi coù theå ñöôïc theå hieän nhôø boä giaûi maõ vôùi maõ söûa sai goàm coù soá lieäu vaø bit chaún leõ.  Xaùc suaát loãi cuûa MSK keát hôïp. Xaùc suaát loãi MSK keát hôïp cuõng gioáng nhö ñieàu cheá khoùa dòch pha ñoái vôùi cöïc keát hôïp PSK nhö ñaõ cho trong phöông trình 2.9 ôû nhöõng nôi chuaån thu ñoàng pha chính xaùc vôùi phaùt,  = 0 vaø Pe ôû phöong trình 2.9 giaûm xuoáng nhö phöông trình 2.8. Hình 1-5 laø ñoà thò cuûa PeMSK keát hôïp mang kyù hieäu BPSK, vaø hình 3-2 laø ñoàthò minh hoïa ñöôøng cong nhö mang kyù hieäu MSK keát hôïp. 1 W C 2 1 PeMSK keát hôïp = erfc . . cos2   (3.16) r N  2 b   Xaùc suaát loãi cuûa MSK taùch soùnh keát hôïp hoaëc vi sai Cuõng gioáng nhö khoâng keát hôïp hoaëc DPSK, vaø ñöôïc minh hoïa treân hình 1-5 theo C/N nhö DPSK.  C W 1  .    PeMSK vi sai = e N rb  (3.17) 2  Daïng phoå cuûa heä thoáng MSK Yeâu caàu ñoøi hoûi taêng leân ñoái vôùi toác ñoä bit cao hôn, neân ñoä roäng baêng hieäu duïng cuûa heä thoáng vi ba soá vaãn ñang ñöôïc ngieân cöùu phaùt trieån moät soá nghieân cöùu nhö theá ñaõ thöïc hieän laø caùc phöông thöùc ñieàu cheá MSK khaùc nhau nhaèm ñeå ñaït ñöôïc moät phoå tín hieäu daøy ñaëc. Quaù trình lieân quan chaët cheõ ñeán daïng phoå cuûa xung soá lieäu vaøo, ñieàu cheá taàn soá hình sin digital (SFSK) vaø ñieàu cheá dòch cöïc tieåu bieân ñoä nhieàu möùc (MAMSK). SFSK coù ñaëc tính coâng suaát ngoaøi baêng cöïc kyø nhoû. SFSk cuõng ñöôïc nghieân cöùc chuù yù ñeán taùc ñoäng cuûa xuyeân aâm vaø ñöôïcxem laø phöông thöùc ñieàu cheá khaù toát vôùi goïn nhieàu tín hieäu rong moät giaûi baêng haïn cheá khi caùc tín hieäu khoâng ñöôïc
ñoàng boä theo ñòng thôøi gian bit. Moät soá öùng duïng yeâu caàu caùc tín hieäu ñöôïc goùi goïn sít sao veà taàn soá khi khoâng coù chuaån pha tuyeät ñoái coù saüng ôû maùy thu (thu khoâng keát hôïp). Nhöõng öùng duïng nhö caäy ñaõ nghieân cöùc coù keát quaû trong vieäc giaûi quyeát xuyeân aâm cuûa phöông aùn so saùnh pha cuûa FSFK, ñöôïc goïi laø FSFK so saùnh pha (PC SFSK). Keát quaû cho ta thaáy raèng PCFS FK cho pheùp goïi sít sao hôn nhöõng tín hieäu khoâng ñoàng boä so vôùi DQPSK. Xaùc suaát C loãi cuõng ñöôïc chöùng minh laø toát hôn moät ít so vôùi DQPSK khi  5dB , vaø N C seõ hôi keùm hôn  5dB . N Söï caùi bieán khaùc ñoái vôùi ñöôøng bieân phoå sô ñoà MSK laø phoå cuõng ñöôïc taïo ra do khoùa dòch taàn hình sin keùp (DPFSK) vôùi ñuoâi cuûa phoå coù ñoä doác trung bình laø 36dB/octa vöôït qua f = 4,75/T thay vì 24dB/octa ñoái vôùi SFSK. VI. Ví duï minh hoïa: 1. Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 1 0 0 1 0 ]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh-ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu FSK vôùi 500 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 8Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: POLAR_NRZ b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0, 20Khz]. Giaûi: a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ñieàu cheá: t=[1:500]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t))
ㄭ2 -2 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 -3 x 10 b. Moâ phoûng maät ñoä phoå cuûa tín hieäu ñieàu cheá: start t=[1:500]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'polar_nrz'); sf=vco(xp); clf f=[0,20000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f) PSD Function 0 10 Power [W] -5 10 -10 10 0 5 10 15 20 25 Frequency [kHz] -10 10 0 5 10 15 20 25
2. Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 0 1 0 1 0 ]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh-ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu FSK vôùi 400 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 6Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: BIPOLAR_NRZ b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0, 10Khz]. Giaûi: a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ñieàu cheá: start t=[1:400]; b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t)) 2 1 V 0 -1 -2 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 T im e [s e c ] -3 x 10 1 V 0 -1 0.5 1.5 2.5 3.5 0 1 2 3 4 x 10 T im e [s e c ] -3 b.Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá: start t=[1:400]; b=[0 1 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp);
clf f=[0,10000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f) 3. Cho moät chuoãi bit nhò phaân vôùi 5 bit ñaàu tieân b = [ 1 1 0 0 1 ]. Döõ lieäu bit nhò phaân coù toác ñoä bit baèng 1Kbps vaø bieân ñoä ñænh-ñænh cuûa daïng soùng ñieàu cheá laø 1V. a. Moâ phoûng daïng tín hieäu FSK vôùi 600 maãu ñaàu tieân ñaïi dieän cho chuoãi nhò phaân b vôùi taàn soá soùng mang laø 6Khz. Bieát tín hieäu phaùt sinh töø chuoãi nhò phaân b laø: MANCHESTER b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu ñieàu cheá ,bieát phaïm vi taàn soá ñieàu cheá laø[ 0, 15Khz]. Giaûi: a. Moâ phoûng daïng tín hieäu ñieàu cheá: start t=[1:600]; b=[1 1 0 0 1 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'bipolar_nrz'); sf=vco(xp); subplot(211), waveplot(xp(t)) subplot(212), waveplot(sf(t))
2 1 V 0 -1 -2 1 2 3 4 5 6 Time [sec] -3 x 10 0 1 2 3 4 5 6 x 10 b. Moâ phoûng maät ñoä phoå coâng suaát cuûa tín hieäu: start t=[1:600]; b=[1 0 0 1 0 binary(5)]; xp=wave_gen(b,'manchester'); sf=vco(xp); clf f=[0,15000]; subplot(211),psd(xp,f) subplot(212),psd(sf,f)