Định nghĩa về tín hiệu số

A.

Một số khái niệm cơ bản:
I/ T

ín hiệu số:
1.

Định nghĩa:
Tín hiệu số làA signal in which the original information is converted into
a string of bits

before being transmitted. một tín hiệu trong đó các thông tin
ban đầu được chuyển đổi thành một chuỗi các bit trước khi được truyền. A
radio signal, for example, will be either on or off.
Tín hiệu số bao gồm chỉ hai trạng thái, được diễn tả với ON hay OFF
hoặc là 0 hay 1.
Tín hiệu số yêu cầu khả năng băng thông lớn hơn tín hiệu analog.
Hình 1: Tín hiệu số
2.

Đặc trưng:
Tín hiệu số có 2 đặc trưng cơ bản:
- Có số mức (hay trạng thái) có thể có là một số hữu hạn, ví dụ ký hiêu là
M. nếu M=2 ta có tín hiệu số nhị phân hay hai mức (trạng thái) , nếu M=3, ta
có tín hiệu số tam phân hay ba mức (trạng thái). Tổng quát là tín hiệu M-ary.
- Có thời gian tồn tại, thường ký hiệ là Ts (Symbol Time-interval).
II/ Nguồn tin và tín hiệu nguồn:
Nguồn tin trong hệ thống truyền tin là nơi tạo ra hoặc chứa các tin cần
truyền đi. Nguồn tin có thể là số hoặc tương tự.
Một nguồn tin số tạo ra một tập hữu hạn các đoạn tin có thể có.Vd: máy

chữ.
Một nguồn tin tương tự tạo ra các đoạn tin được xác định trên một dãy liên
tục.Vd: microphon.
Một hệ thống truyền tin số là một hệ thống truyền tin tức từ một nguồn số
hoặc một nguồn tương tự được rời rạc hoá, số hoá tới bộ thu.
Một hệ thống truyền tin tương tự là một hệ thống truyền tin tức từ một
nguồn tương tự tới bộ thu.
Trong các hệ thống truyền tin điện tử, tín hiệu là đại lượng vật lý mang
thông tin và thường được biểu thị dưới hai dạng: tín hiệu tương tự và tín hiệu
số.
Thực chất, một tín hiệu số hoặc một dạng sóng số được định nghĩa như một
hàm thời gian có một tập rời rạc các giá trị và một tín hiệu tương tự hoặc một
dạng sóng tương tự là một hàm thời gian có liên tục các giá trị.
Giá trị tin tức trong các hệ thống truyền tin điện tử thường được biểu thị
dưới dạng điện áp u(t), hoặc dòng điện i(t), liên tục hoặc gián đoạn.
Hình 2: Mô tả dạng tín hiệu tương tự và số
Khi một đường truyền tin được thiết lập để truyền tin từ nguồn tin đến
nơi nhận, một dãy các phần tử cơ sở của nguồn tin sẽ được truyền đi với một
phân bố xác suất nào đó, dãy này được gọi là đoạn tin.
S
max
Nguồn tin có thể là nguồn tin nguyên thuỷ hoặc đã được sơ bộ xử lí.
Các nguồn tin nguyên thuỷ phần lớn là những hàm liên tục theo thời gian f(t)
hoặc là hàm biến đổi theo thời gian cùng các thông số khác. Phần lớn các tin
nguyên thuỷ mang tính liên tục theo thời gian và mức, nghĩa là có thể biểu
diễn một thông tin nào đó dưới dạng một hàm số s(t) tồn tại trong khoảng thời
gian (t
1
; t
2

) với các giá trị bất kỳ trong phạm vi (S
min
; S
max
) như hình 1.3.
Hình 3: Hàm s(t) của nguồn tin nguyên thuỷ liên tục
Các nguồn tin nguyên thuỷ có thể được đưa trực tiếp vào kênh để truyền
đi hoặc có thể qua các phép biến đổi xử lý trước khi đưa vào kênh truyền tin số
phải được số hoá hoặc mã hoá. Phép biến đổi tín hiệu nguồn tương thích với
kênh truyền được gọi là phép điều chế.
III/ Điều chế và giải điều chế:
1. Điều chế:
Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông số của một tín
hiệu tuần hoàn theo sự thay đổi một tín hiệu mang thông tin cần truyền đi xa. Tín
hiệu tuần hoàn gọi là sóng mang. Tín hiệu mang thông tin gọi là tín hiệu được điều
chế. Ở đầu thu bộ giải điều chế sẽ dựa vào sự thay đổi thông số đó của sóng mang
tái tạo lại tín hiệu mang thông tin ban đầu. Các thông số của sóng mang được dùng
trong quá trình điều chế có thể là biên độ, pha, tần số.
Ví dụ: tín hiệu tiếng nói có tần số thấp, không thể truyền đi xa được. Người
ta dùng một tín hiệu hình sin có tần số cao (để có thể truyền đi xa được) làm sóng
mang. Biến đổi biên độ của tần số sin đó theo tín hiệu tiếng nói. Ở đầu thu người ta
dựa vào sự thay đổi biên độ của tín hiệu thu được để tái tạo lại tín hiệu tiếng nói
ban đầu.
Các phương pháp điều chế:
Các phương pháp điều chế cao tần thường dùng với tín hiệu liên tục
• Điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation)
• Điều chế đơn biên SSB (Single Side Bande)
• Điều tần FM (Frequency Modulation)
• Điều pha PM (Phase Modulation)
Vói tín hiệu rời rạc, các phương pháp điều chế cao tần cũng giống như trường hợp

thông tin liên tục, nhưng làm việc gián đoạn theo thời gian gọi là manip hay khóa
dịch. Gồm các phương pháp sau:
• Manip biên độ ASK (Amplitude Shift Key)
• Manip tần số FSK (Frequency Shift Key)
• Manip pha PSK (Phase Shift Key)
Hình 4: Sơ đồ mô tả quá trình điều chế và giải điều chế số.
Giả sử có 1 mang hình sin như sau:
f0t=A.cos⁡(ω0t+φ) (2.1)
Trong đó:
+ A: biên độ của sóng mang
+ ω0=2πf0 : tần số góc của sóng mang
+ f0: tần số sóng mang
+ φ(t) : pha của sóng mang
Tùy theo tham số được sử dụng để mang tin: có thể là biên độ A., tần số f0, pha φ(t)
hay tổ hợp giữa chúng mà ta có các kiểu điều chế khác nhau.
2. Giải điều chế:
Giải điều chế là quá trình ngược lại với quá trình điều chế .Trong quá trình
thu được có một trong các tham số : biên độ, tần số,pha của tín hiệu sóng mang
được biến đổi theo tín hiệu điều chế và tùy theo phương thức điều chế mà ta có
được các phương thức giải điều chế thích hợp để lấy lại thông tin cần thiết.
Các phương pháp giải điều chế:
Về phương pháp giải điều chế nói cách khác là phép lọc tin, tùy theo hỗn
hợp tín hiệu và các chỉ tiêu tối ưu ve sai số (độ chính xác) phải đạt ddeocj mà
chúng ta có thể có các phương pháp lọc tin thông thường như:
• Tách sóng biên độ
• Tách sóng tần số
• Tách sóng pha
B.Điều chế số:
II / Điều chế số theo tần số tín hiệu FSK ( Frequency Shift Keying) :
1.Điều chế :

a) Khái niệm :
FSK ( viết tắt của Frequency Shift Keying), tiếng Việt gọi là điều chế số
theo tần số tín hiệu. Tín hiệu FSK có dạng sóng dao động với tần số khác nhau,
mỗi bit được đặc trưng bởi tần số khác nhau này của tín hiệu.
FSK có thể xem như tín hiệu trực giao. Các sơ đồ tín hiệu chủ yếu đều sử
dụng cho truyền số liệu số tốc độ thấp, lý do để dùng rộng rãi các Modem số liệu là
tương đối dễ dàng tạo tín hiệu và dùng giải điều chế không kết hợp. Như tên gọi,
tin tức số được truyền đi một cách đơn giản bằng cách dịch tần số sóng mang đi
một lượng nhất định tương ứng với mức nhị phân 1 và 0.
b) Nguyên tắc điều chế FSK:
Giả sử có sóng mang:
x(t) = a.cos[ω
c
t +φ(t)] = a.cos[θ(t)] với θ(t) =ω
c
t+φ(t)
Ta giữ nguyên biênđộ, pha và chỉ thayđổi tần số:
ωi=dθ'(t)dt=ωc+dφ(t)dt
Trong đó : ω
i
là tần số tức thời
dφ(t)dt là sự thayđổi tần số với tần số sóng mang.
Ta gọi là điều tần khi
dφtdt=kf.st
s(t) là tín hiệu sin
kf là hệ số điều tần
Suy ra:
φt=0tkf.s(λ).dλ
Suy ra:
y(t)= a.cos[ωc.t+0tkf.s(λ).dλ ]

Trong trường hợp điều chế số FSK thì s(t)=1 bit '1'-1 bit '0'
Khi đó
y(t) = a.cos(ωc.t±kf.t) = a.cos(ωc±kf).t
Tần số ứng với một bit nào đó:
-Đối với bít “0” tần số sóng mang là f1, ta có ω1=ωc-∆ω
-Đối với bít “1” tần sồ sóng mang làf2, ta có ω2=ωc+∆ω
Độ rộng băng tần khi điều chế FSK được tính là:
BW=f1+2πTP-f2-2πTP=f1-f2+2πTP=2π∆f-1TP
Trong đó: BW là độ rộng băng tần.
TPlà độ rộng xung
Độ rộng băng tần khi điều chế FSK phụ thuộc vào độ dịch tần ∆f, tức là khoảng
cách giữa hai tần số f1 và f2 và độ rộng bit số liệu TP
c) FSK- một dạng FM, chỉ số điều chế ( chỉ số biến điệu) :
Trong kỹ thuật FSK người ta định nghĩa hệ số h:
h=fm-fs2
Ta có thể thấy hệ số h chính là chỉ số biến điệu (modulation index) m
f
trong kỹ
thuật FM cổ điển.
mf=∆ffa
∆f là độ di tần cực đại; fa là tần số tín hiệu điều chế
Áp dụng vào trường hợp FSK
∆f=fm-fs2
fa=ff=br2
Vậy h=mf
Nhắc lại, phổ tần của tín hiệu điều chế FM tùy thuộc vào hệ số Bessel, tức
tùy thuộc vào chỉ số biến điệu. Một cách tổng quát, h càng lớn thì xuất hiện càng
nhiều hệ số Bessel, phổ tần chứa càng nhiều họa tần, nhưng điều này xảy ra khi br
nhỏ, tức tần số cơ bản nhỏ, như vậy các họa tần sẽ nằm sát lại vói nhau nên băng
thông của tín hiêu không những không tăng mà còn có thể giảm. Tuy nhiên để đạt

được hiệu quả cao người ta thường chọn h<1.
d) Băng thông FSK:
br=1Tb
Trong đó: br là tốc độ bit
Tb là thời gian của một bit của tín hiệu truyền (dải nền).
Tần số lớn nhất của tín hiệu, tương ướng với biến đổi liên tục giữa bit 1 và bit 0, là:
ff=12Tb=br2
Vậy tần số cơ bản lớn nhât của tín hiệu dải nền bằng ½ tốc độ truyền bit.
Tín hiệu FSK tức thời có thể viết:
VFSK=Vbsin2πfmt+Vbsin2πfst
Trong đó Vb đặc trưng cho tín hiệu hình vuông có tần số cơ bản ff biên độ 0 hoặc 1
tùy thuộc trạng thái dữ liệu điều chế.
Hình 2.1: Phổ tần của tín hiệu FSK
Người ta thường chọn băng thông FSK như sau:
BWFSK=fm+2ff-fs-2ff=fm-fs+4ff
BWFSK=fm-fs+2br
Ngoài ra để thiết kế bộ giải điều chế có lợi về mặt kinh tế người ta chọn tần số
trung tâm của FSK và khoảng cách cảu hai tần số fm và fs như sau:
fFSK=fm+fs2≥3br
fm-fs≥2br3
Thí dụ:
Một modem FSK vận tốc 600 bps sử dụng tần số mark là 1500 Hz và tần số space
là 2000 Hz. Tính tần số f
FSK
và băng thông của kênh FSK
f
FSK
là tần số trung tâm giữa fm và fs :
fFSK= (1500 + 2000) / 2 = 1750 Hz
Băng thông BW xác định bởi :

BWFSK=fm-fs+2br = (2000 -1500) + 2(600) = 1700 Hz.
Những giá trị của ff

và fs

này có làm cho việc thiết kế bộ giải điều chế kinh tế
không ?
Điều kiện đầu tiên là fFSK≥3br, điều này không thỏa vì 1750 Hz < 3(600) = 1800
Hz
Điều kiện thứ hai là fm-fs>2br3 thỏa vì 500 Hz > 2/3(600) = 400 Hz
e) Sơ đồ điều chế:
FSK- trường hợp riêng của FM. Tín hiệu FSK có dạng:
vt=Vccosωc±∆ω2t
với ωc- là tần số sóng mang trung tâm.
∆ω2 - là độ di tần, tỷ lệ với biên độ và cực tính tín hiệu nhị phân ngõ vào. Ví dụ bit
1 là +1V, bit 0 là -1V, tạo nên độ di tần tương ứng +∆ω2 và -∆ω2.
Tốc độ dịch tần sóng mang bằng tốc độ bit vào (bps).
fM (tần số fMask) ứng với logic 1 nhỏ hơn fSfSpace ứng với logic 0.
Tốc độ thay đổi tần số ra gọi là baud. Trong FSK tần số bit vào bằng tốc độ baud
ra.
Hình 2.2: Dạng sóng FSK
Phương pháp điều chế FSK cho phép tạo tín hiệu FSK dạng sin với hai tần số:
-Khi Data bit = 1, điều khiển khoá K ở vị trí nối sóng mang tần số f1với lối ra FSK.
-Khi Data bit = 0, điều khiển khoá K ở vị trí nối sóng mang tần số f2 với lối ra
FSK.
=> Sơ đồ:
Hình 2.3: Phương pháp điều chế FSK.
Ở sơ đồ điều chế FSK kiểu (2.3.b), sử dụng máy phát điều khiển bằng thế VCO
(Voltage Control Oscillator). Ứng dụng trạng thái “0” hoặc “1” của tài liệu, VCO
sẽ phát hai tần số f1và f2tương ứng.

-Trên hình (2.3.c) là sơ đồ điều chế sử dụng các bộ chia với các hệ số chia khác
nhau: N và: M. Data bit sử dụng để điều khiển chọn hệ số chia. Ví dụ, khi Data bit
= 1, bộ chia có hệ số chia N, tạo chuỗi xung ra có tần số f1=fclockN. còn khi Data
bit = 0, bộ chia có hệ số chia M, tạo chuỗi xung ra có tần số f2=fclockM.
-Giản đồ tín hiệu FSK cho trên hình (2.3.d)
2. Giải điều chế :
Mạch phổ biến nhất của bộ giải điều chế các tín hiệu FSK là vòng khoá pha
(PLL). Tín hiệu FSK ở lối vào của vòng khoá pha lấy hai giá trị tần số. Điện thế
lệch một chiều ở lối ra của bộ so pha theo dõi những sự dịch chuyển tần số này và
cho ta hai mức (mức cao và mức thấp) của tín hiệu lối vào FSK.
Tổng quát, bộ PLL là một hệ thống hồi tiếp gồm 3 bộ phận chính: một mạch
so pha, một lọc hạ thông và một VCO. PLL là một vòng kín, tín hiệu ra từ VCO tự
đôngh khóa bởi tín hiệu vào. Bằng cách so sánh pha của tín hiệu ra từ mạch VCO
và tín hiệu vào, sự sai pha sẽ được biến đổi thành điệ thế một chiều, điện thế này sẽ
điều khiển VCO để tạo một tín hiệu ra luôn luôn có pha và tần số của tín hiệu vào.
Bộ giải điều chế PLL được kèm theo một mạch lọc thông thấp để lấy đi
những thành phần còn dư của sóng mang và một mạch tạo lại dạng xung để khôi
phục dạng xung chính xác nhất cho tín hiệu điều chế.
Giải điều chế FSK có thể thực hiện trên cơ sở hình 2. Tín hiệu FSK chứa
hai thành phần tần số được giải điều chế bằng sơ đồ vòng giữ pha (PLL).
Hình 2.4: Phương pháp giải điều chế FSK.
MSK (Minimum Shift-Keying FSK) là một dạng kỹ thuật điều chế FSK có
pha liên tục. MSK chính là FSK trong đó tần số mark và space được đồng bộ với
vận tốc bit. Đong bộ ở đây có nghĩa là có quan hệ thời gian chính xác của hai tín
hiệu. Hai tần số này được chọn sao cho cách tần số giữa đúng bằng bội số lẻ của
phân nửa vận tốc bit [ fm và fs=nbr2; n là số lẻ], điều này tạo ra một sự thay đổi
liên tục về pha khi tín hiệu chuyển đổi bit 1 và 0.
Hình 2.5: MSK
Hình 2.6: Sơ đồ chung của điều chế và giải điều chế FSK
Hình 2.7: Điều chế FSK.

FSK được dùng rộng rãi trong truyền số liệu. Trong FSK bit 1 được truyền
đi bởi tần số f
m
và bit 0 bởi tần số f
s
ví dụ, trong hệ thống truyền sử dụng tiêu
chuẩn của hảng Bell bit 1 được truyền bởi tần số 1070 Hz (f
m
) và bit 0 bởi tần số
1270 Hz (f
s
).
3 . Ưu điểm, nhược điểm của điều chế, giải điều chế FSK :
a) Ưu điểm:
- Dùng nhiều hơn hai tần số.
- Được sử dụng truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoại
- Băng thông được dùng hiệu quả hơn.
- Ít lỗi hơn so với ASK.
- Có thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền trên sóng radio hoặc cáp đồng trục.
- Mỗi phần tử tín hiệu được biểu diễn nhiều hơn 1 bít dữ liệu.
- Chủ yếu dùng trong modem truyền dữ liệu và trong truyền vô
tuyến số.
- Đòi hỏi độ phức tạp của mạch ở mức trung bình.
b) Nhược điểm:
- Truyền số liệu tốc độ thấp.
- Tin tức số liệu được truyền đi đơn giản bằng các dịch tần số song mang một
lượng nhất định tương ứng với mức nhị phân 1 và 0
- Công nghệ chế tạo phức tạp hơn ASK.
- Hiệu quả phổ thấp.
- Khả năng đáp ứng tần số của môi trường là một mặt hạn chế lớn của FSK.

- Tần số tín hiệu tương đối cao, điều này một mặt dẫn đến khả năng gây nhiễu
mạnh đối với bên ngoài, mặt khác hạn chế việc tăng tốc độ truyền.
III/ điều chế số theo phase tín hiệu PSK ( Phase Shift Keying) :
1. Định nghĩa:
a) Điều chế PSK:
Khoá dich pha (PSK – phase shift keying) là một dạng điều chế góc, biên độ
không đổi. Khoá dich pha cũng tương tự như điều chế pha thông thường chỉ có
khác là ở PSK thì tín hiệu cào là tín hiệu nhị phân và pha đầu ra là có số lượng giới
hạn.
Điều chế PSK là một phương pháp hiệu quả nhất để truyền tín hiệu số. Có
thể nói phương pháp PSK là phương pháp điều chế triệt để sóng mang do đó băng
thông của tín hiệu PSK nhỏ hơn băng thông của tín hiệu FSK nếu dùng cùng một
tín hiệu dải nền. Nhưng ở máy thu phải có mạch dao động tạo sóng mang để thực
hiện việc giải điều chế; tín hiệu dao động này phải có cùng tần số và pha của sóng
mang ở máy phát.
b) Băng thông:
Ta xét trường hợp đơn giản nhất là PSK nhị phân (Biphase PSK) được minh
họa trong hình 3.1. (Nếu là PSK đa pha thì thay tốc độ bit bởi tốc độ baud)
Hình 3.1: PSK nhị phân
Trong PSK pha của sóng mang thay đổi giữa hai trị số 0
o
và 180
o
, hiệu điện
thế tức thời PSK có thể viết:
VPSK=Vbsin2πfct+Vbsin⁡(2πfct)
Biểu thức VPSK tương tự như VFSK nhưng hai tần số fm và fs được thay bởi fc nên
băng thông là :
BWPSK=fc+2ff-fc-2ff=4ff
BWPSK=2br

Như vâyh BWPSK<BWFSK nếu điều chế cùng tín hiệu dải nên.
c) Cơ sở toán học:
PSK là phương thức điều chế mà pha của tín hiệu sóng mang cao thần biến
đổi theo tín hiệu băng tần gốc.
Giả sử tín hiệu sóng mang được biểu diễn: f0(t)=cosω0t+ φ
Biểu thức của tín hiệu băng gốc: s(t) là tín hiệu ở dạng nhị phân (0,1) hay là
một dãy NRZ (Non-Return Zero).
Khi đó, tín hiệu điều pha PSK có dạng:
Pt=cosω0+φ+s(t)∆ϕ/2 (3.1)
Trong đó: ∆ϕ=2πn là sự sai pha giữa các pha lân cận của tín hiệu.
Biểu diễn tín hiệu:
Pt=cosω0+φ+s(t)∆ϕ/2
=cosst.∆ϕ2.cosω0t+φ-sinst.∆ϕ2.sin⁡(ω0t+φ)
Đặt at=cosst.∆ϕ2bt=-sinst.∆ϕ2
Pt=at.cosω0t+φ+btsin⁡(ω0t+φ)
Vậy, tín hiệu điều pha là tổng của hai tín hiệu điều biên vuông góc nhau.
2. Điều chế pha 2 trạng thái 2-PSK
Từ biểu thức (3.1), với n=2, ∆ϕ=π thì ta có kiểu điều chế 2-PSK hay còn gọi
là PSK nhị phân BPSK. Tín hiệu 2-PSK có dạng:
Pt=cosω0t+φ+st.π2
Hình 3.2: Tín hiệu 2-PSK
a) Điều chế
Tín hiêu băng gốc s(t) là xung NRZ lwongz cực và sơ đồ điều chế này sử dụng
một trong hai pha lệch nhau 180
o
và được gọi là PSK nhị phân (BPSK).
+ Với các bit 1: P1t=cosω0t+φ+μ2
+ Với các bit -1: P-1t=cosω0t+φ-μ2
Như vậy, biên độ của tín hiệu BPSK không đổi trong quá trình truyền dẫn,
nhưng bị chuyển đổi trạng thái.

Hình 3.3: Biểu đồ vector BPSK.
Trong BPSK, ứng với tín hiệu vào là các điện thế biểu diễn các logic 1, 0 ta có
tín hiệu ra là các sóng mang hình sin có pha lệch nhau 180°
Giả sử logic 1 đưọc đặc trưng bởi điện thế +V
dc

và logic 0 bởi -V
dc

bộ phận
chính của mạch điều chế gồm một mạch nhân và một mạch dao động tạo sóng
mang cosω
c
t. Tín hiệu logic và sóng mang được đưa vào mạch nhân và ta được tín
hiệu +cosω
c
t hoặc -cosω
c
t ở ngã ra của mạch này.
Ở máy thu, sóng mang đuợc tách từ tín hiệu vào, sau đó trộn với tín hiệu vào để
cho ra tín hiệu có dạng cos
2
ω
c
t hoặc –cos
2
ω
c
t. Phân tích các tín hiệu này ta thấy
chúng gồm thành phần một chiều và họa tần bậc hai:

cos2ωct=(12)1+cos2ωct
-cos2ωct=-(12)1+cos2ωct
Cho vào mạch lọc hạ thông, ta được ở ngã ra các thành phần dc có cùng cực tính
với dữ liệu vào.
Mạch điều chế vòng (ring modulator) là một kiểu mẫu của mạch nhân được mô tả
ở (hình 3.4).
Các diod A, B, C, D dẫn hay ngưng tùy thuộc hiệu thế đặt vào ngã X,Y
trong lúc tín hiệu vào ngã RS chỉ khiến các diod dẫn mạnh hay yếu mà thôi.
Sóng mang được đưa vào ngã RS, dữ liệu được đưa vào ngã XY. Giả sử bit
1 khiến X dương hơn Y và ngược lại cho bit 0.
-Khi dữ liệu là bit 1 diod A và D dẫn điện, ứng với bán kỳ dương của sóng
mang diod A dẫn mạnh hơn diod D, dòng điện chạy trong nửa trên của biến thế ra
lớn hơn, ta được tín hiệu ra cùng pha sóng mang vào.
- Khi dữ liệu là bit 0 diod B và C dẫn điện, ứng với bán kỳ dương của sóng
mang diod B dẫn mạnh hơn diod C, dòng điện chạy trong nửa trên của biến thế ra
lớn hơn nhưng có chiều ngược lại (từ dưới lên), ta được tín hiệu ra ngược pha sóng
mang vào.
-Khi không có sóng mang hoặc không có dữ liệu vào sẽ không có dòng điện
ở ngã ra.
Hình 3.4: Mạch điều chế vòng
b) Giải điều chế
Tín hiệu 2-PSK được tổng hợp với sóng mang chuẩn thông qua bộ lọc thông
thấp để loại bỏ thành phần hài bậc cao cho ta thu được tín hiệu ban đầu.
Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý giả điều chế tín hiệu 2-PSK.
Pha của tín hiệu sóng mang chaane bằng với pha của tín hiệu thu nhân được,
nên nếu tín hiệu thu là:
Pt=2.cosω0t±π2=2.st.sinω0t với st=±1
Thì tín hiệu chuẩn là: ±2.sinω0t và tín hiệu giải điều chế là: ±st
3. Điều chế pha 4 trạng thái 4-PSK
Từ biểu thức (3.1), với n=4, ∆ϕ=π/2 thì ta có điều chế 4-PSK hay QPSk. Tín

hiệu 4-PSK có dạng:
Pt=cosω0t+φ+st.π4
Tín hiệu băng gốc s(t) là xung NRZ lưỡng cực nhậ 4 giá trị
a) Điều chế
Sơ đồ nguyên lý bộ điều chế 4-PSK sử dụng một trong 4 pha lệch nhau 90
o
,
được gọi là 4-PSK hay QPSK.
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu QPSK.
Tín hiệu băng gốc được đưa vào bộ biến đổi nối tiếp thành song song, đầu ra
được hai luồng số liệu có tốc độ bit giảm đi một nửa, đồng thời biến đổi tín hiệu
đơn cực thành tín hiệu ±1. Hai sóng mang đưa tới hai bộ trộn làm lệch pha nhau
90
o
. Tổng hợp tín hiệu đầu ra 2 bộ trộn ta được tín hiệu 4-PSK. Tín hiệu ra ở 2 bộ
trộn:
M1t=at.cosω0t M2t=bt.sinω0t với at=±1, bt=±1.
Tín hiệu ra 4-PSK là : Pt=at.cosω0t+bt.sinω0t
Hình : Tín hiệu 4-PSK
Hình: Sơ đồ khối mạch điều chế PSK 4-pha
Mạch chia bit (bit splitter) : chuyển dòng dữ liệu vào theo hai ngã I (In-
phase) và Q (Quadrature). Những bit vào ngã I sẽ điều chế sóng mang có pha ban
đầu và những bit vào ngã Q sẽ điều chế sóng mang đã được làm lệch pha 90°.
-Vì các dữ liệu vào có thể là bit 1 hoặc 0, nên tín hiệu ở ngã ra mạch nhân I
có thể là sinω
c
t hoặc - sinω
c
t và ở ngã ra Q có thể là cosω
c

t hoặc -cosω
c
t, các tín
hiệu này được tổng hợp ở mạch tổng để cho ra 1 trong 4 tín hiệu mô tả ở (hình 3.7)
Thí dụ: với các bit ở ngã vào ab=01, tín hiệu ở ngã ra là - sinω
c
t + cosω
c
t, tín hiệu
này có thể thay thế bởi tín hiệu duy nhất có pha là 135°.