- Trang Chủ
- Năng lượng
- Giáo trình hình thành tín hiệu điều biên và quan hệ năng lượng trong tín hiệu điều biên p3
Xem mẫu
- fc=1.7*10^6;fm=5*10^4;
T=1/fc;
t=0:T/200:100*T;
VAM(t)=5*cos(2*pi*fc*t).*[1+1*cos(2*pi*fm*t)];
plot(t,VAM(t))
title('DC-AM,m=1')
10
8
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
0 2 4 6
-5
x 10
- CHÖÔNG 2
ÑIEÀU CHEÁ ÑÔN BIEÂN (SSB: single sideband)
1. Öu khuyeát ñieåm cuûa ñieàu cheá ñôn bieân:
Ta bieát tin töùc chæ chöùa trong
bieân taàn, neân chæ caàn truyeàn ñi moät
bieân taàn laø ñuû thoâng tin veà tin töùc.
>>
Quaù trình ñieàu cheá nhaèm taïo ra moät 0 f0 f
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 tin tröôùc khi truyeàn ñi.
Moät soá öu ñieåm cuûa ñieàu cheá >>
0
ñôn bieân (SSB) so vôùi ñieàu bieân f
Hình 2-1:Phoå cuûa SSB
(1) Ñoä roäng daûi taàn giaûm moät nöõa :
DSSB (S/N)AM vaø
rieâng ñoái vôùi nhieãu traéng (nhieãu coù cöôøng ñoä nhö nhau) thì (S/N)SSB 2S/ N AM
Nhö vaäy ñeå maùy phaùt AM vaø SSB coù cuøng S/N, ta phaûi taêng PAM leân hai laàn
- (4) Do hieän töôïng pha ñinh trong truyeàn soùng maø taàn soá soùng mang f0 coù theå bò suy
giaûm. Ñoái vôùi maùy thu AM coù luùc m > 1 seõ gaây meùo do quaù ñieàu cheá. Neáu pha
ñinh raát lôùn laøm maát haún taàn soá soùng mang thì maùy thu seõ khoâng thu ñöôïc gì.
Coøn ñoái vôùi maùy thu SSB pha ñinh laøm suy giaûm hay trieät tieâu taàn soá soùng
mang khoâng gaây aûnh höôûng gì.
(5) Ñoái vôùi tín hieäu AM trong giaûi truyeàn soùng ngaén, do söï phaân taùn cuûa ñaëc tuyeán
pha maø xaåy 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 ñieàu ñöôïc phaùt trong moät daûi bieân neân khoâng coù hieän
töôïng chia pha.
(6) 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 söû duïng raát nhieàu trong lónh vöïc quaân söï.
Tuy coù nhieàu öu ñieåm nhöng do yeâu caàu kyõ thuaät khaù cao nhö maïch loï c daûi
phaûi raát heïp vaø doác ñöùng; vieäc taïo laïi taàn soá soùng mang f0 trong maùy thu phaûi raát
chính xaùc môùi khoâng meùo tín hieäu… neân maùy phaùt vaø maùy thu hieäu SSB caáu taïo
phöùc taïp hôn so vôùi maùy phaùt vaø maùy thu AM. Bôûi vaäy noù chæ ñöôïc duøng trong caùc
maùy thu phaùt thoâng tin chuyeân duïng nhö trong maùy phaùt thoaïi vaø phaùt tín hieäu
nhieàu keânh.
Ta coù tín hieäu ñieàu cheá ñôn bieân sau ñaây:
m
uñb(t) = U0 cos (0+) (2-1)
2
U
Trong ñoù: m= Ω
U0
Trong bieåu thöùc (2-1), m khoâng mang yù nghóa veà ñoä saâu ñieàu cheá nöõa
vaø goïi laø heä soá neùn taûi tin.
Ñoà thò vecto cuûa tín hieäu ñôn bieân ñöôïc bieåu dieãn treân hình 2 -2. Ta thaáy,
vectô ñaëc tröng cho dao ñoäng ñieàu cheá ñôn bieân thay ñoåi caû veà bieân ñoä laãn goùc
pha, nghóa laø ñieàu cheá ñôn bieân bao giôø cuõng keøm theo ñieàu cheá pha. Taûi tin bò
neùn moät phaàn hoaëc bò neùn hoaøn toaøn, do ñoù vectô taûi tin U0 coù theå nhoû hôn vectô
bieân taàn U. Trong kyõ thuaät truyeàn hình tín hieäu ñieàu cheá video moät phaàn laø tín
hieäu ñieàu bieân (khi fs 0,75MHz), phaàn coøn laïi (0,75 MHz fS 5 MHz) laø tín
hieäu ñieàu cheá ñôn bieân (hình2-3). Baèng caùch ñoù giaûm ñöôïc daûi taàn cuûa tín hieäu
ñieàu cheá video. Neáu caét boû hoaøn toaøn moät tín hieäu bieân taàn thì vaán ñeà loïc daûi seõ
khoù khaên, hôn nöõa seõ xuaát hieän sai pha.
- U
5,5 MHz
U0
UÑB fth
fth - 1,75 Fth+5,5 = ftt F(MHz)
fth - 0,75 fth+5
0
Hình 2-2:Ñoà thò vector cuûa dao Hình 2-3: Ñaëc tính bieân ñoä cuûa tín hieäu
ñoäng ñieàu cheá ñôn bieân hình. (fth: taûi taàn tin; ftt: taûi taàn tieáng)
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 cuûa
tín hieäu ra. Nhöng do yeâu caàu chaát löôïng cao neân boä loïc daûi raát phöùc taïp.
Bôûi vaäy ngöôøi ta taïo hai phöông phaùp taïo tín hieäu SSB khaùc nhau: phöông
phaùp quay pha vaø phöông phaùp loïc-pha
Nhöng do hai phöông phaùp naøy laïi taïo ra moät soá saûn phaûm khoâng caàn thieát
nhö taàn soá soùng mang f0 , daûi bieân thöù hai..
Maët kaùc hai phöông phaùp naøy khoâng theå taïo ra boä ñieàu cheá coù chæ
tieâu kyõ thuaät cao vaø oån ñònh, bôûi vaäy noù cuõng ít ñöôïc duøng. Nga øy nay
phöông phaùp taïo tín hieäu SSB ñaõ 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 phaùp naøy ñöôïc söû duïng raát roäng raõi.
- a) Ñieàu cheá ñôn bieân theo phöông phaùp loïc:
Tín hieäu
ñieàu cheá V vaø taûi 1 4
3
Ñieàu cheá caân Boä loïc daûi
tin Vñöôïc ñöa
baèng heïp
vaøo boä ñieàu cheá V VSSB
caân baèng. Sau boä
ñieàu cheá caân baèng V0 2
V ,Vo
ta thu ñöôïc hai daûi
bieân (DSB). Sau
2
ñoù duøng boä loïc daûi
ta seõ thu ñuôïc bieân 1
f
treân hoaëc bieân
0
döôùi nhö hình 2-4. min max 0
Nhöng do
- b) Phöông phaùp toång hôïp:
ÑCCB Loïc
ÑCCB Loïc Loïc ÑCCB
II n
I 1 2 n
f1 f2 fn
Dao ñoäng Dao ñoäng Dao ñoäng
f0 = f1 + f2 +…+ fn
1 2 n
Hình 2-5a: Sô ñoà khoái cuûa phöông phaùp toång hôïp
V1
f
min max 1
V2
2min
f
1- max 1-min 1+ min +
1 max
V3
f
1+ min 1+ma
V4 x
2 = 21 + 2min
f
2-1- max 2-1- min 2+ 1+min 2+ 1+max
2
V5
f
Hình 2.5b:Phoå tín hieäu theo phöông phaùp toång hôïp
Boä loïc 1 thöôøng laø boä loïc thaïch anh hay boä loïc cô ñieän chaát löôïng cao vì
raát nhoû. Taàn soá soùng mang thöù 2 coù f1>>f0 vaø = 1 + min khaù lôùn neân deã 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 tôùi taàn soá thöù 2 : duøng boä ñieàu cheá caân baèng 3. Boä loïc 3
cuõng ñôn giaûn nhö boä loïc 2 vì lôùn:
= 1 +2 + min
Cöù theá cho ñeán khi naøo ta ñaït ñöôïc taàn soá laøm vieäc f0. (taàn soá taûi tin)
- c) Phöông phaùp quay pha:
Nguyeân taéc taïo tín hieäu ñôn bieân baèng phöông phaùp quay pha ñöôïc
minh hoïa treân ñoà thò vectô hình 2-6
1,2 1 2
3
I
3
I
II
II
4
4
t = 00
t = 0
Hình 2-6: Ñoà thò vector cuûa dao ñoäng ñieàu cheá ñôn bieân theo
phöông phaùp quay pha
Tín hieäu aâm taàn V vaø daûi tin Vo tröôùc khi ñöa vaøo boä ÑCCB II ñöôïc di
pha moät goùc 900. Coøn tín hieäu aâm taàn V vaø taûi tin Vo ñöôïc ñöa thaúng vaøo boä
ÑCCB I. Tín hieäu ôû ñaàu ra cuûa hai boä ÑCCB seõ qua boä toång (hoaëc hieäu) vaø ôû ñaàu
ra cuûa boä toång (hoaëc hieäu) laø tín hieäu ñôn bieân SSB nhö hình 2-7
VI
ÑCCB I
Dao ñoäng
taûi tin VSSB
V
Di Pha Maïch
90 0 toång
VII
Di Pha ÑCCB
90 0 II
Hình 2-7: Sô ñoà khoái maïch ñieàu cheá SSB theo phöông phaùp
quay pha
Phöông phaùp quay pha ñöôïc thöïc hieän ôû ngay daûi taàn soá laøm vieäc.
- ÔÛ ñaàu ra boä ÑCCB I ta nhaän ñöôïc:
VV
VI = ωo Ω [cos(ωo + Ω )t + cos(ωo _ Ω )t ]
2
ÔÛ ñaàu ra boä ÑCCB II ta nhaän ñöôïc:
Vωo VΩ
{[ ] [ ]}
cos (ωo + Ω )t _ 180 0 + cos (ωo _ Ω )t + 00
VII =
2
Vωo VΩ
{_ cos(ωo + Ω)t + cos(ωo _ Ω)}
=
2
ÔÛ ñaàu ra boä toång ta nhaän ñöôïc:
VSSB = VoV cos(0 - )t (2.2)
Ñaây chính laø bieân taàn döôùi cuûa tín hieäu SSB. Neáu ta thay maïch toång
baèng maïch hieäu ta seõ nhaän ñöôïc bieân taàn treân.
Phöông phaùp naøy coù theå môû roäng cho tröôøng hôïp heä thoáng ñieàu cheá
coù soá löôïng boä ñieàu cheá n 3, luùc ñoù seõ coù n maïch quay pha /n.
Bieåu thöùc 2.2 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 caû hai bieân taàn. Ñaây laø khoù khaên lôùn vì thöïc hieän
quay pha chính xaùc ñoái vôùi moät tín hieäu coù daûi taàn roäng (min + max) khoâng phaûi
ñôn giaûn. Vì vaäy phöông phaùp naøy ngaøy nay ít ñöôïc söû duïng.
c) Phöông phaùp loïc vaø quay pha keát hôïp:
VIII
VI V'I
ÑCCB Loïc thoâng ÑCCB
I döôùi 1 III
Dao Dao
ñoäng 1 ñoäng 2
V
VSSB
Di pha Maïch
Di pha
900 900 toång
V'II
VII Loïc thoâng
ÑCCB ÑCCB
döôùi 2
II IV
Hình 2-8: Sô ñoà khoái maïch ñieàu cheá SSB theo
phöông phaùp loïc vaø quay pha keát hôïp
- Ω min + Ω max deã daøng lo ïc
Ta choïn taûi tin thöù nhaát coù taàn soá dao ñoäng : ñeå
ω1 =
2
laáy thoâng döôùi
ÔÛ ñaàu ra boä ÑCCB I vaø II ta nhaän ñöôïc:
Vω 1 VΩ
[cos (Ω + ω )t + cos (Ω _ ω )t ]
V1 = 1 1
2
Vω 1 VΩ
{cos [(Ω + ω )t _ 90 ]+ cos [(Ω _ ω )t + 90 ]}
0 0
VII = 1 1
2
Qua boä loïc thoâng döôùi 1, 2 ta nhaän ñöôïc:
Vω1 VΩ
cos(Ω _ ω1 )t
V'1 =
2
Vω1 VΩ
[ ]
cos (Ω _ ω1 )t + 90 0
V'II =
2
ÔÛ ñaàu ra boä ÑCCB III vaø IV ta nhaän ñöôïc:
Vω1 Vω 2 VΩ
cosω2 Ω ω1 t cosω2 Ω ω1 t
VIII
4
Vω1 Vω 2 VΩ
cosω
Ω ω1 t 900 900 cos ω2 Ω ω1 t 900 900
VIV 2
4
Vω1 Vω 2 VΩ
cosω2 Ω ω1 t cosω 2 Ω ω1 t
4
- S(f)
a)
f
fSmin fSmax
S(f)
b)
f
ft1
S(f)
c)
f
ft1 fSmin
S(f)
d)
f
ft2 ft1 + ft2
Hình 2-9: Phoå vaø ñoà thò vectô cuûa dao ñoäng ñieàu cheá ñôn
bieân theo phöông phaùp loïc – quay pha keát hôïp.
a) Phoå cuûa tín hieäu ñieàu cheá;
b) Phoå tín hieäu ra treân boä ÑCCB I;
c) Phoå tín hieäu ra boä loïc;
d) Phoå tín hieäu ra maïch hieäu
ÔÛ ñaàu ra boä toång ta nhaän ñöôïc:
Vω1 Vω 2 VΩ
cos2 1 t 2 4
VSSB
4
Ñaây 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 khoâng caàn duøng maïch quay
pha ñoái vôùi tín hieäu ñieàu cheá neân deã thöïc hieän hôn.
Phoå cuûa tín hieäu ñôn bieân vaø ñoà thò vectô cuûa noù theo phöông phaùp loïc – quay pha
keát hôïp ñöôïc bieåu dieãn treân hình 2-9.
3. Ví duï minh hoïa:
Cho tín hieäu taûi tin: V0(t) = 10 cos (6*106) t
Vaø tín hieäu dieàu cheá: V (t) = 5 cos (3*104) t.
Haõy vieát bieåu thöùc cuûa tín hieäu ñieàu cheá ñôn bieân ôû ñaàu ra VSSB trong
tröôøng hôïp duøng phöông phaùp quay pha vaø veõ daïng tín hieäu VSSB ñoù.
- Giaûi:
Bieåu thöùc cuûa tín hieäu ñieàu cheá ñôn bieân:
-
V0 V
cos(0 )t cos(0 )
VI
2
50
cos 603 * 104 t cos 597 * 104 t
VI
2
V0V
cos(0 ) t cos(0 )
VII
2
50
cos 603 * 104 t cos 597 * 104 t
VII
2
VSSB (t) = VI +VII = 50 cos (597*104) t
- Moâ phoûng daïng tín hieäu ñieàu cheá ñôn bieân:
f=597*pi*10^4;
T=1/f;
t=0:T/50:30*T;
V=50*cos(f*t);
plot(t,V)
title('DC-SSB')
-10
-20
-30
-40
-50
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
-6
x 10
nguon tai.lieu . vn