Thiết kế bộ bảo mật điện thoại, chương 5

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều biến tín hiệu gốc là biến đổi tín hiệu này ra một sóng có mang nội dung thông tin của tín hiệu gốc. Sóng có mang thông tin gọi là sóng đã điều biến. Việc điều biến nhằm hai mục đích: - Cho sóng đã điều biến thoã mãn điều kiện truyền của môi trường truyền tin vì môi trường này không truyền được tín hiệu gốc. Sóng truyền được tin gọi là sóng mang hay tải tin. - Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng một môi trường. Có nhiều kỹ thuật điều...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế bộ bảo mật điện thoại, chương 5

CHÖÔNG 5 : ÑIEÀU BIEÁN – GIAÛI ÑIEÀU BIEÁN Ñieàu bieán tín hieäu goác laø bieán ñoåi tín hieäu naøy ra moät soùng coù mang noäi dung thoâng tin cuûa tín hieäu goác. Soùng coù mang thoâng tin goïi laø soùng ñaõ ñieàu bieán. Vieäc ñieàu bieán nhaèm hai muïc ñích: - Cho soùng ñaõ ñieàu bieán thoõa maõn ñieàu kieän truyeàn cuûa moâi tröôøng truyeàn tin vì moâi tröôøng naøy khoâng truyeàn ñöôïc tín hieäu goác. Soùng truyeàn ñöôïc tin goïi laø soùng mang hay taûi tin. - Taïo ñieàu kieän gheùp nhieàu keânh truyeàn tin ñeå truyeàn qua cuøng moät moâi tröôøng. Coù nhieàu kyõ thuaät ñieàu bieán tuøy thuoäc vaøo baûn chaát cuûa tín hieäu goác vaø moâi tröôøng truyeàn. CAÙC HEÄ THOÁNG ÑIEÀU CHEÁ LIEÂN TUÏC XUNG BIEÂN ÑOÄ GOÙC TÖÔNG TÖÏ SOÁ SSB-SC AM-SC DELTA PAM PCM VSB PDM PPM SSB AM PM FM H III.1 .1 Ñieàu bieân (AM : Amplitude Modulation ) .1.1 Ñònh nghiaõ:
Kyõ thuaät ñieàu bieán laø kyõ thuaät thay ñoåi bieân ñoä cuûa moät soùng coù taàn soá cao, coù khaû naêng phaùt xaï soùng ñieän töø theo bieân ñoä cuûa tín hieäu goác coù noäi dung tin töùc caàn truyeàn ñi trong khoâng gian. Tín hieäu goác em Emcosmt em : ñieän aùp töùc thôøi tín hieäu ñieàu bieán Em : bieân ñoä cöïc ñaïi tín hieäu ñieàu bieán m  2fm : taàn soá goác tín hieäu ñieàu bieán fm : taàn soá tín hieäu ñieàu bieán Soùng cao taàn coù theå truyeàn ñöôïc trong gian goïi laø soùng mang hay taûi tin. ec Ecsinct ec : ñieän aùp töùc thôøi cuûa soùng mang Ec : bieân ñoä cöïc ñaïi cuûa soùng mang c2fc : taàn soá goác cuûa soùng mang fc : taàn soá cuûa soùng mang Khi soùng ñaõ ñieàu bieán bieân ñoä thì : eEc(1+mcosmt)sinct mEm/Ec : heä soá ñieàu cheá 1.2 Phoå taàn – beà roäng phoå taàn: Ta coù: eEc(1+mcosmt)sinct eEcsinct+mEc/2sin(c+m)t+mEc/2sin(c-m)t mEc/2sin(c+m)t : soùng bieân treân mEc/2sin(c-m)t : soùng bieân döôùi Ecsinct : soùng mang Phoå soùng ñieàu bieân: Ec mEc/2 mEc/2 c-m c c+m BW
BW : beà roäng daõi taàn (baêng thoâng) BW  (c+m ) – (c-m) = 2m Ec mEc/2 mEc/2 fc-fm fc fc+fm BW H.III.2 BW = (fc+fm) – (fc-fm) = 2fm 1.3 Söï phaân boá coâng suaát trong soùng ñaõ ñieàu bieán: Hình veõ phoå soùng ñaõ ñieàu bieán bôûi tín hieäu emEmcosmt cho thaáy söï phaân boá ñieän aùp trong soùng. Ñieàu naøy cho thaáy coâng suaát ñöôïc phaân boá theo tyû leä bình phöông cuûa caùc giaù trò ñieän aùp laø mEc/2,Ec,mEc/2. Coâng suaát soùng mang: E c2 Pc  2R Coâng suaát moãi soùng bieân: 2  mE c     2  m 2 E c2 m2 PSB     Pc 2R 8R 4 Coâng suaát cuûa soùng ñaõ ñieàu bieán: m2 m2  m2 P AM  Pc  Pc  Pc  Pc 1   4 4  2 
Coâng suaát ñöôïc phaân boá thaønh caùc thaønh phaàn: P Pc =Ec2 /2R Plsf =m2 /4Pc Pusf =m2 /4Pc f fc-fm fc fc+fm H.III.3 lsf: taàn soá bieân döôùi usf: taàn soá bieân treân Ta thaáy coâng suaát ñöôïc phaân boá cho caùc taàn soá bieân leä thuoäc vaøo heä soá ñieàu cheá m. 2 Ñôn bieân SSB (Single sideband): 2.1 Ñònh nghóa: Ta bieát tin töùc chæ chöùa trong bieân taàn,neân chæ caàn truyeàn ñi moät bieân taàn laø ñuû thoâng tin veà tin töùc. Quùa trình ñieàu cheá nhaèm taïo ra moät daûi bieân taàn goïi laø ñieàu cheá ñôn bieân. Taûi taàn chæ caàn duøng ñeå taùch soùng, do ñoù coù theå neùn toaøn boä hoaëc moät phaàn taûi taàn tröôùc khi truyeàn ñi. eAM f fc eSSB f
H.III.2 Phoå taàn cuûa AM vaø SSB Moät soá öu ñieåm cuûa ñieàu cheá ñôn bieân (SSB) so vôùi ñieàu bieân: -Ñoä roäng daûi taàn giaûm ñi moät nöõa 1 D SSB  D AM 2 Bôûi vaäy trong cuøng moät daûi taàn soá thì soá ñaøi coù theå boá trí taêng gaáp ñoâi -Hieäu suaát raát cao. Ñoái vôùi ñieàu cheá AM: 1 P höuích  P bt  P AM 3 Khi m =1 Ñoái vôùi ñieàu cheá ñôn bieân : Phöõu ích = Pbt = PSSB Xeùt heä soá lôïi duïng coâng suaát : KAM=1/3 vaø KSSB=1 khi m =1 KAM=1/9 vaø KSSB=1 khi m =0,5 Vaäy khi m caøng nhoû thì maùy phaùt ñôn bieân caøng coù coâng suaát höõu ích lôùn hôn nhieàu laàn so vôùi Phöõu ích cuûa maùy phaùt ñieàu bieân. -Do DSSB 2DAM neân ñoái vôùi caùc loaïi nhieãu noùi chung (S/N)SSB>(S/N)AM vaø rieâng ñoái vôùi nhieãu traéng (nhieãu coù cöôøng ñoä nhö nhau) thì (S/N)SSB (S/N)AM.Nhö vaäy ñeå maùy phaùt AM vaø SSB coù cuøng S/N ta phaûi taêng PAM leân hai laàn. -Do hieän töôïng pha ñænh trong truyeàn soùng maø taàn soá soùng mang fo coù theå bò suy giaûm. Ñoái vôùi maùt thu AM khi thu coù luùc m >1 seõ gaây ra hieän töôïng meùo do quaù ñieàu cheá. Neáu pha ñænh raát lôùn laøm maát haún taàn soá soùng mang thì maùy thu AM seõ khoâng thu ñöôïc gì. Coøn ñoái vôùi maùy thu SSB pha ñænh laøm suy giaûm hay trieät tieâu taàn soá soùng mang khoâng gaây ra aûnh höôûng gì. -Ñoái vôùi tín hieäu AM trong daûi soùng ngaén, do söï phaân taùn cuûa ñaëc tuyeán pha maø xaûy ra söï chia pha caùc dao ñoäng trong daûi bieân. Ñieàu ñoù laøm meùo tín hieäu truyeàn vaø laøm giaûm bieân ñoä ñieän aùp ôû ñaàu vaøo boä
taùch soùng cuûa maùy thu AM. Toån hao coâng suaát ôû ñaàu ra, do ñoù ñöôïc ñaùnh giaù laø 50%. Coøn ñoái vôùi tín hieäu SSB thì moïi tin töùc ñeàu ñöôïc phaùt trong moät daûi bieân neân khoâng coù hieän töôïng chia pha. -Duøng tín hieäu SSB seõ thöïc hieän ñöôïc söï baûo maät toát, do neáu khoâng bieát taàn soá soùng mang thì seõ khoâng thu ñöôïc tin töùc. Do vaäy maùy phaùt vaø maùy thu SSB ñöôïc söï duïng raát nhieàu trong lónh vöïc quaân söï. Tuy coù nhieàu öu ñieåm nhöng do yeâu caàu kyõ thuaät khaù cao nhö maïch loïc daûi phaûi raát heïp vaø coù doác ñöùng, vieäc taïo ra taàn soá soùng mang fc trong maùy thu phaûi raát chính xaùc môùi khoâng gaây ra meùo tín hieäu… neân maùy phaùt vaø maùy thu SSB coù caáu taïo phöùc taïp hôn so vôùi maùy phaùt vaø maùy thu AM. Bôûi vaäy noù chæ duøng trong caùc maùy phaùt thoâng tin chuyeân duïng. 2.2 Caùc phöông phaùp ñieàu cheá ñôn bieân: Phöông phaùp ñaàu tieân ñeå taïo ra tín hieäu ñôn bieân SSB laø töø tín hieäu ñieàu bieân AM ngöôøi ta duøng boä loïc daûi ñeå taùch moät bieân taàn caàn thieát ra. Nhöng do yeâu caàu chaát löôïng cao neân boä loïc daûi raát phöùc taïp. Bôûi vaäy ngöôøi ta söû duïng hai phöông phaùp taïo tín hieäu SSB khaùc: phöông phaùp quay pha vaø phöông phaùp loïc pha. Nhöng hai phöông phaùp naøy laïi taïo ra moät soá saûn phaåm khoâng caàn thieát nhö thaønh phaàn taàn soá soùng mang fc,daûi bieân thöù hai… Maët khaùc hai phöông naøy khoâng theå taïo ra boä ñieàu cheá coù chæ tieâu kyû thuaät cao vaø oån ñònh, bôûi vaäy noù cuõng ít ñöôïc duøng. Ngaøy nay phöông phaùp taïo tín hieäu SSB ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát laø phöông phaùp toång hôïp: taïo tín hieäu SSB baèng caùc taàn soá soùng mang khaùc nhau. Ñaëc bieät laø khi boä loïc thaïch anh ra ñôøi thì phöông naøy ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát. Ta seõ laàn löôïc xeùt caùc phöông phaùp taïo tín hieäu SSB khaùc nhau a.Phöông phaùp loïc : eAM 1 3 4 Ñieàu cheá Boä loïc daûi eSSB caân baèng heïp 2 ec
mmin mmax c 2 c-mmax c-mmin c+mmin c+mmax c-mmin c-mmax H.III.3 Sô ñoà khoái vaø phoå tín hieäu cuûa phöông phaùp loïc Tín hieäu ñieàu cheá em vaø taûi tin ec ñöôïc ñöa vaøo boä ñieàu cheá caân baèng(ÑCCB).Sau khi qua boä ÑCCB ta thu ñöôïc hai daûi bieân(DSB). Sau ñoù duøng boä loïc daûi ta seõ thu ñöôïc bieân treân hoaëc bieân döôùi. Nhöng do X     c   m min    c  m min   m min  2 c  c m
soá khaùc nhau. Moãi laàn loïc thì tæ soá X lôùn hôn neân deå loïc hôn. Phöông phaùp ñoù goïi laø phöông phaùp toång hôïp taàn soá. b. Phöông phaùp toång hôïp: 2 3 4 5 6 7 ÑCCB LOÏC ÑCCB LOÏC ÑCCB LOÏC 1 1 2 2 n n DAO DAO DAO ÑOÄNG 1 ÑOÄNG 2 ÑOÄNG n V1 mmin mmax 1 V2 2mmin 1-mmax 1-mmin 1+mmin 1+mmax V3 1+mmin 1+mmax V4 2 =21+2mmin 2-1-mmax 2-1-mmin 2 2+1+mmin 2+1+mmax V5 2+1+mmin 2+1+mmax
.4 Sô ñoà khoái vaø phoå tín hieäu theo phöông phaùp toång hôïp Boä loïc 1 thöôøng raát laø boä loïc thaïch anh hay boä loïc cô ñieän chaát löôïng cao vì  raát nhoû. Taàn soá soùng mang thöù 2 coù f1>>fc vaø  = 1+mmin khaù lôùn neân deå loïc hôn. Vì vaäy boä loïc 2 thöôøng laø boä loïc L, C ñôn giaûn. Neáu f2 chöa ôû trong daûi taàn soá laøm vieäc thì ta laïi duøng ñoåi taàn laàn thöù 2, duøng boä ÑCCB 3. Boä loïc 3 cuõng ñôn giaûn nhö boä loïc 2 vì  lôùn:  = 1+2+mmin Cöù theá cho ñeán khi naøo ta ñöôïc taàn soá laøm vieäc fc c.Phöông phaùp quay pha: VI ÑCCB I Dao Ñoäng Maïch Toång VSSB Di Pha 90o Di Pha VII 900 ÑCCB II .5 Sô ñoà khoái maïch ñieàu cheá SSB theo phöông phaùp quay pha Tín hieäu aâm taàn Vm vaø taûi tin Vc tröôùc khi ñöa vaøo boä ÑCCB II ñöôïc di pha moät goùc 900. Coøn tín hieäu aâm taàn Vm vaø taûi tin Vc
ñöôïc ñöa thaúng vaøo boä ÑCCB I tín hieäu ôû ñaàu ra cuûa 2 boä ÑCCB seõ qua boä toång (hoaëc hieäu) vaø ôû ñaàu ra cuûa boä toång (hoaëc hieäu) laø tín hieäu ñôn bieân SSB. Phöông phaùp quay pha ñöôïc thöïc hieän ôû ngay daûi taàn soá laøm vieäc Ôû ñaàu ra ôû boä ÑCCBI ta nhaän ñöôïc: Vc  Vm VI  cos  c   m t  cos  c  m t  2 ÔÛ ñaàu ra boä ÑCCBII ta nhaän ñöôïc : V II  2   V c .V m  cos  c   m t  180 0  cos  c    m t  00  V  0V m V II   cos  c   m t  cos  c   m t  2 ÔÛ ñaàu ra boä toång ta nhaän ñöôïc : VSSB  Vc.Vmcos(c-m)t Ñaây chính laø bieân taàn döôùi cuûa SSB.Neáu ta thay maïch toång baèng maïch hieäu ta seõ ñöôïc bieân taàn treân Phöông phaøp naøy coù theå môû roäng cho tröôøng hôïp heä thoáng ñieàu cheá coù soá löôïng boä ñieàu cheá n3, luùc ñoù coù theå coù n maïch quay pha Bieåu thöùc treân chæ ñuùng khi hai boä ÑCCB hoaøn toaøn gioáng nhau ñeå VI,VII coù bieân ñoä nhö nhau vaø hai boä di pha phaûi taïo ra di pha chính xaùc (ñuùng 900). Neáu khoâng ôû ñaàu ra ta seõ thu ñöôïc hai bieân taàn. Ñaây laø moät khoù khaên lôùn vì thöïc hieän quay pha chính xaùc ñoái vôùi moät tín hieäu coù daûi taàn roäng khoâng phaûi ñôn giaûn.Vì vaäy phöông naøy ngaøy nay ít ñöôïc söû duïng. d.phöông phaùp loïc vaø quay pha keát hôïp:
VI VII VIII ÑCCB I Loïc Thoâng ÑCCB III döôùi 1 Dao Ñoäng 1 VSSB Di Pha Dao Ñoäng Di Pha Maïch 900 2 900 Toång V’I Loïc Thoâng V’II V’III ÑCCB II Döôùi 2 ÑCCB IV H.III.6 Sô ñoà khoái maïch ñieàu cheá SSB theo phöông phaùp loïc vaø quay pha keát hôïp Ta choïn taûi tin thöù nhaát coù taàn soá dao ñoäng    m max  1  m min 2 Ñeå deå daøng loïc laáy thoâng döôùi V  1V m VI  cos  m   1 t  cos  m   1 t  2 V II V V     1 m cos  m   1 t  90 0  cos  m   2   1 t  90 0 
Ñaây chính laø bieân taàn treân cuûa tín hieäu SSB. Neáu ta thay boä toång baèng boä hieäu ta seõ thu ñöôïc bieân taàn döôùi. Phöông phaùp naøy khoâng V 1Vm V 'I  cos  m   1 t 2 V .Vm VII''  1 2  cos  m   1 t  90 0  caàn duøng maïch quay pha ñoái vôùi tín hieäu ñieàu cheá neân deã thöïc hieän hôn. V1V 2 V m VIII  cos 2   m  1 t  cos 2   m  1 t  4 V1V 2Vm VIV  4 cos 2     m  1 t  90 0  90 0  cos  2   m  1 t  90 0  90 0  V1V 2 Vm VIV  cos 2   m  1 t  cos 2   m  1 t  4 V  1V  2 V m V SSB  cos  2   m   1 t 2