điều chế và giải điều chế AM DSB FC

1
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC




PHẦN B
NỘI DUNG

















2
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ
1.1 Khái niệm điều chế biên độ

Điều chế là quá trình chuyển tin tức từ miền tần số thấp sang miền tần số cao.
Để truyền thông tin đi xa phải có thao tác điều chế. Nói cách khác, điều chế là quá trình
ghi tin tức vào bộ dao động cao tần, bằng cách làm biến đổi thông số nào đó của dao
động cao tần theo tin tức.
Dao động tần số thấp mang thông tin gọi là tín hiệu điều chế, dao động cao tần
gọi là tải tin hay sóng mang.
Trong điều chế biên độ, tín hiệu tin tức m(t) làm thay đổi biên độ của tín hiệu
sóng mang c(t). Có nhiều loại khác nhau của điều chế biên độ, ta sẽ khảo sát các trường
hợp sau :
 Điều chế biên độ song biên triệt sóng mang (Double-sideband
suppressed-carrier transmission-AM DSB SC).
 Điều chế biên độ song biên có sóng mang-AM DSB FC.
 Điều chế biên độ đơn biên-AM SSB.
1.2 Các loại điều chế biên độ
1.2.1 Điều chế biên độ song biên triệt sóng mang AM DSB SC
Tín hiệu này có được bằng cách nhân tín hiệu tin tức m(t) với tín hiệu sóng
mang c(t), ta có:
V
am
(t)= m(t).c(t)
=A
c
.m(t).cos(2πf
c
t + φ
c
)
Tín hiệu này có thể giải điều chế bằng cách ta nhân tín hiệu nhận được
r(t)=V
am

(t) với cos(2πf + φ
c
), sau đó ta cho kết quả qua bộ lọc thông thấp lý tưởng với
băng thông W.
Tuy nhiên để máy thu có thể giải điều chế được thì φ
c
ở bên thu phải đúng bằng với
bên phát, vì thế ta cần phải sử dụng một bộ giải điều chế đồng bộ ( synchronous) hay
tương quan (phase-coherent).
1.2.2 Điều chế biên độ đơn biên AM SSB
Vì tín hiệu AM DSB SC cần một băng thông bằng 2 lần băng thông tín hiệu giải
nền để truyền đi. Tuy nhiên nếu dùng cả hai biên thì việc truyền trở nên dư thừa. Kỹ
thuật AM SSB sẽ làm giảm băng thông tín hiệu phát.
Tín hiệu AM SSB được điều chế theo biểu thức toán học sau :
u(t)=A
c
.m(t). cos(2πf
c
t)  A
c
.ṁ(t). sin(2πf
c
t)
trong đó ṁ(t) là biến đổi Hilbert của m(t).
Ngoài ra, ta còn 1 phương pháp khác để điều chế AM SSB là sau khi nhân tín
hiệu tin tức với tín hiệu sóng mang,sau đó ta đem kết quả đó đi qua bộ lọc thông dãy để
lọc biên trên hoặc biên dưới.
Để phục hồi tín hiệu tin tức m(t) từ tín hiệu AM SSB thu được, ta cần một bộ
tách sóng pha kết hợp hay tách sóng đồng bộ như trong tín hiệu AM DSB SC.
1.2.3 Điều chế biên độ song biên có sóng mang AM DSB FC

Tín hiệu AM DSB FC có biểu thức toán học như sau :
u(t) = A
c
.[1 + m(t)].cos(2πf
c
t + φ
c
)
3
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

= A
c
.m(t).cos(2πf
c
t + φ
c
) + A
c
.cos(2πf
c
t + φ
c
)
Dạng sóng tin tức phải thỏa |m(t)|≤1. Dựa vào biểu thức ta thấy tín hiệu AM DSB FC
là tổng của tín hiệu AM DSB SC với tín hiệu sóng mang c(t) nên ta có sơ đồ khối điều
chế tín hiệu AM DSB FC như hình 1.1.
Ta có tín hiệu AM trong miền thời gian như hình 1.2 :

Khi |m(t)|≤1, biên độ A
c
.[1 + m(t)] luôn dương. Đây là điều kiện cần có để có thể làm
cho AM DSB FC dễ dàng điều chế. Mặc khác, nếu m(t)≤-1 ở thời gian t nào đó, tín
Hình 1.1 : sơ đồ khối điều chế AM DSB FC
Hình 1.2 :Tín hiệu tin tức, sóng mang và AM
4
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

hiệu AM lúc này là quá điều chế và việc điều chế trở nên khó khăn. Trong thực tế, m(t)
được tỉ lệ sao cho biên độ của nó luôn bé hơn 1.
Phổ của tín hiệu AM DSB FC có dạng như hình 1.3:





Ta thấy phổ của tín hiệu AM DSB FC có 3 vạch: một vạch trung tâm đại diện cho sóng
mang biên độ V
c
tần số f
c
, hai vạch ở hai bên đại diện cho tin tức. Vì khoảng cách giữa
hai vạch biên là 2f
m
nên băng thông của tín hiệu AM DSB FC bằng hai lần tần số của
tin tức.
BW = 2.f

m

Giải điều chế AM DSB FC
Dựa vào phổ của AM DSB FC (hình 1.3) , ta thấy để giải điều chế AM DSB FC ta chỉ
cần lọc để lấy thành phần tin tức, để làm được điều này người ta sử dụng phương pháp
đơn giản là phương pháp tách sóng hình bao, phương pháp này sẽ nói rõ ở chương 3.
Nhận xét AM DSB FC:
- Công suất sóng mang không tải tin lớn, vô ích.
- Băng thông lớn gấp đôi cần thiết nên chi phí tăng và tăng nhiễu.
- Dễ thực hiện và máy thu giải điều chế đơn giản, giá rẻ.











CHƢƠNG 2
Hình 1.3 : Phổ của tín hiệu AM DSB FC
5
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

MẠCH ĐIỀU CHẾ AM SONG BIÊN CÓ SÓNG MANG

2.1 Khối dao động dịch pha RC
Có nhiều cách để tạo dao động tần số cao như mạch dao động Colpitts, Hartley

hoặc sử dụng các IC tạo sóng tần số cao như IC 356, IC 8038…Tuy nhiên vì mục đích
mô phỏng nên ta chọn mạch dao động dịch pha LC nhưng đối với sóng mang thì ta
dùng OP-AMP dao động tần số cao là IC LF356.
Đầu tiên ta nói sơ lược về nguyên tắc chung để tạo dao động.

Hình 2.1 : Sơ đồ khối của mạch tạo dao động
Hình 2.1 mô tả sơ đồ khối chung của các mạch tạo dao động, nó bao gồm 2
phần, phần khuếch đại với hệ số khuếch đại A
v
và phần chọn lọc tần số dao động β.
Nguyên tắc chung để tạo dao động: Khi vừa mới cấp điện do sự biến thiên điện áp của
các phần tử trong mạch do đó nó sinh ra điện áp tạp âm với phổ tần liên tục, nếu là hồi
tiếp âm thì các tạp âm này sẽ bị triệt tiêu,nếu là hồi tiếp dương thì tại tần số tín hiệu
được chọn lọc sẽ cùng pha với tín hiệu ngõ vào, làm tăng biên độ ngõ vào, và ngõ ra
xuất tín hiệu dao động.
Mạch dao động dịch pha RC cũng dựa trên nguyên tắc này, ta có sơ đồ nguyên
lý như hình 2.2:
6
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


Hình 2.2 : sơ đồ nguyên lý của mạch dao động dịch pha RC
Nhìn vào sơ đồ nguyên lý ta thấy khối dịch pha gồm 3 cặp RC dịch pha dạng lọc
thông thấp, mỗi cặp làm tín hiệu dịch pha đi 60° vì thế khối dịch pha sẽ làm tín hiệu
dịch pha 180°.Mạch này muốn dao động được thì điều kiện là góc lệch pha phải bằng
180° và hệ số truyền đạt β=


.Như vậy điều kiện về pha đã thỏa mãn, còn điều kiện về
hệ số truyền đạt ta có hệ số khuếch đại A

v
=


. Vì thế ta phải thiết kế mạch khuếch đại
có hệ số khuếch đại là -29. Do đó ta chọn mạch khuếch đại đảo dùng OP-AMP và chọn
điện trở R
f
và R
i
để có được hệ số khuếch đại A
v
=


=-29.
Mạch dao động ở tần số:
f =



2.1.1 Khối dao động tạo sóng mang
Khối này sử dụng mạch dao động dịch pha RC và có sơ đồ nguyên lý như hình 2.3:
7
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


Hình 2.3 : sơ đồ nguyên lý của mạch dao động tạo sóng mang
Ta thấy khối dịch pha mắc theo kiểu rút gọn, chú ý hình 2.2 ta thấy điện trở R
mắc song song với điện trở Ri mà Ri>>R nên ta chỉ còn R.

Tính toán tần số dao động như sau: f =


=




= 138kHz
Vì đây là dao động tần số cao nên ta phải dùng OP-AMP tần số cao là IC LF356
và hệ số khuếch được thay đổi bởi điện trở R6, lý do ta chỉnh hệ số khuếch đại vì khi ta
thiết kế |A
v
| đúng bằng 29 hoặc nhỏ hơn thì mạch sẽ không dao động, vì thế ta phải
chỉnh lớn hơn 29 rồi mới giảm về 29 thì mạch mới dao động được.
2.1.1 Khối dao động tạo tin tức
Tương tự như khối dao động tạo sóng mang như vì tin tức có tần số thấp nên để
đỡ tốn kém ta dùng IC 741 thông dụng và thay đổi giá trị RC để thay đổi tần số dao
động.
Mạch sơ đồ nguyên lý như hình 2.4:
8
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


Hình 2.4 : sơ đồ nguyên lý của mạch dao động tạo tin tức

Tính toán tần số dao động như sau: f =


=





= 955Hz
2.2 Khối điều chế cân bằng (balanced modulator)
Trong khối này ta sử dụng IC điều chế chính là IC điều chế cân bằng MC1496,
đây là IC có thể hoạt động ở tần số cao. Nó có nhiều chức năng nhưng chức năng chính
của nó là điều chế AM đơn biên triệt sóng mang. Ngoài ra, nó còn có thêm nhiều chức
năng như: tách sóng SSB (đơn biên), điều chế và giải điều chế AM, tách sóng FM,
trộn, nhân tần, tách pha và nhiều ứng dụng khác.
2.2.1 Sơ đồ chân của MC1496:
Sơ đồ chân của nó được mô tả như hình 2.5:
9
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC



MC1496 gồm có 14 chân:
Chân 1 và 4: chân ngõ vào tín hiệu.
Chân 2 và 3: chân điều chỉnh độ lợi.
Chân 5: chân phân cực.
Chân 6 và 12: chân ngõ ra.
Chân 8 và 10: chân ngõ vào sóng mang.
Chân 14: chân nguồn V
EE
.
Chân 7, 9, 11, 13: không dùng.
2.2.2 Cấu tạo của MC1496:
Sơ đồ nguyên lý (schematic diagram) của IC MC1496 được mô tả như hình 2.6.

Ta thấy MC1496 gồm bộ khuếch đại vi sai Q
5
-Q
6
lái 2 bộ khuếch đại vi sai Q
1
,Q
2
, Q
3

và Q
4
. Transistor Q
7
và Q
8
dùng để phân cực nguồn dòng cho bộ khuếch đại vi sai Q
5
-
Q
6
.






Hình 2.5 : Sơ đồ chân của IC MC1496

10
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


2.2.3 Hoạt động của
MC1496:
Hoạt động phổ biến
nhất của MC1496 bao gồm
tín hiệu sóng mang đưa vào
bộ khuếch đại vi sai kép
gồm Q
1
, Q
2
, Q
3
, Q
4
và tín
hiệu điều chế đưa vào
khuếch đại vi sai thấp hơn
gồm Q
5
và Q
6
.
Tín hiệu ngõ ra chứa
tổng và hiệu các thành phần
tần số và biên của nó thì phụ
thuộc vào biên độ của tín

hiệu điều chế. Đây là điều
mong muốn đạt được trong
các ứng dụng chính của
MC1496.
Hoạt động bảo hòa của bộ khuếch đại vi sai kép sẽ tạo ra các hài (điều này thấy
rõ khi phân tích chuỗi Fuorier – xem phần tính toán). Việc giảm biên độ của sóng
mang ngõ vào xuống dãy tần tuyến tính của nó sẽ làm giảm các hài này ở tín hiệu ngõ
ra.
Tuy nhiên điều này có
thể làm giảm độ lợi và làm
cho tín hiệu ngõ ra có biên độ
không ổn định.
Phần khuếch đại vi sai
ngõ vào sóng mang không có
điện trở R
E
(emitter
degeneration). Vì thế, tín hiệu
ngõ vào sóng mang hoạt
động ở vùng tuyến tính và
vùng bảo hòa sẽ được tính
toán (xem phần tính toán).
Khi tín hiệu ngõ vào sóng
mang thấp hơn 15-20mV rms
thì nó hoạt động ở chế độ
tuyến tính và cao hơn 15-
20mV rms thì hoạt động ở
chế độ bảo hòa.
Phần khuếch đại vi sai
tín hiệu điều chế có 2 chân

Hình 2.7 : Mô hình phân tích
Hình 2.6 : sơ đồ nguyên lý của IC MC1496
11
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

emitter được mang ra chân 2 và chân 3 của IC. Điều này cho phép người thiết kế chọn
lựa giá trị R
E
và bằng cách này có thể thay đổi dãy hoạt động tuyến tính của ngõ vào
tín hiệu điều chế theo những yêu cầu khác nhau. Ngoài ra, điện trở này còn xác định độ
lợi của linh kiện.
Mức cao nhất của ngõ vào tín hiệu điều chế hoạt động ở vùng tuyến tính được
cho bởi công thức:

1
( ak)
mE
V pe I R
(1.1)
Với R
E
là điện trở giữa chân 2 và chân 3.
I
1
được cho như trên hình 2.
Giả sử dòng Base I
B
bằng 0 và các transistor cùng tính chất,

15

II
(1.2)
Với I
5
là dòng đi qua chân 5. Vì thế, (1.1) trở thành

5
( ak)
mE
V pe I R
(1.3)
Độ lợi điện áp được cho bởi công thức sau:

()
L
V
E
R
A f m
R

(1.4)
Trong đó

  
()
11
mm
mm
ee

fm
ee







X
V
m
kT
q



Hàm f(m) có thể tính gần đúng trong 2 trường hợp
- Trường hợp 1: V
X
> 100mV ( high-level) thì
 
1fm
(1.5)
Vì thế,
L
V
E
R
A

R

(1.6)
- Trường hợp 2: V
X
< 50mV( low-level) thì
 
2
m
fm


(1.7)
Vì thế,
2R
L
V
E
Rm
A 
(1.8)
Các biểu thức trên điều giả sử R
E
>> r
e
, trong đó r
e
là điện trở động của
transistor Q
5

và Q
6
. Khi I
1
=1mV, r
e
=26mV ở nhiệt độ phòng.
Đa số ứng dụng điều mong muốn đặt giá trị R
E
rất nhỏ hoặc bằng 0. Khi đó,
(1.6) và (1.8) được mở rộng ra là:
+V
X
là high-level:
12
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


2r
L
V
Ee
R
A
R


(1.9)
+V
X

là low-level:

 
2 2r
L
V
Ee
R
A
R


(1.10)
Với ngõ vào sóng mang mức cao( high level) V
O
được cho bởi công thức:

   
1
os os
2
Ly
o n x y x y
n
Ee
RV
V A c n t c n t
Rr
   




   



(1.11)
Trong đó
sin
2
2
n
n
A
n









Kết quả phương trình (1.11) với biên xung quanh f
X
(n=1) là:

 
   

0.637 os os
o x y x y
V c t c t
   

   


(1.13)
Nếu ta lấy biên cơ bản thì độ lợi A
v
sẽ là:

 
0.637
2r
o
L
V
i E e
V
R
A
VR




(1.14)

Đối với trường hợp V
X
mức thấp:

 
 
 
os
os
22
XX
L Y Y
o
Ee
V c t
R V c t
kT
q
V
Rr












(1.15)


   
 
os os
42
L X X X Y X Y
o
Ee
R V V c t c t
V
kT
Rr
q
   

   



(1.16)

Và độ lợi điện áp mỗi biên trở thành:

 
 
S
2 2 2

LX
o
v
y
Ee
R R RM
V
A
V
kT
Rr
q





(1.17)

Phương trình 1.14 và 1.17 cho biết độ lợi điện áp vào ra của MC1496 cho ngõ
vào sóng mang mức thấp hoặc mức cao. Lưu ý là độ lợi được tính toán biên độ cho
điện áp ngõ ra của 2 biên mong muốn. Tín hiệu ngõ ra tóm lại gồm tổng hai biên trong
trường hợp mức thấp và trong trường hợp mức cao là tổng các biên của sóng mang và
tất cả các hài lẻ của sóng mang.

13
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

2.2.4 Phần tính toán
Phân tích AC và DC

Đầu tiên, ta phân tích DC như sau :
Từ hình 2.7 cho ta các phương trình dòng như sau:
Y
Y
E
V
I
R

(khi 

 

) (1.18)
11
23
11
45
11
11
XX
XX
YY
VV
aa
YY
VV
aa
I I I I
II

ee
I I I I
II
ee















(1.19)
Trong đó,

kT
a
q

(1.20)
11
24
11

35
11
11
YY
A
mm
YY
B
mm
I I I I
I I I
ee
I I I I
I I I
ee




   






   




(1.21)
Trong đó,

X
V
m
a


   
 
  
 
  
 
  
11
11
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
2
11
A B Y Y
m m m m
m m m m
YY
m m m m
mm

Y
mm
I I I I I I
e e e e
e e e e
I I I I
e e e e
I e e
ee





   
      
   
   
   
   
     
   
   
   
   
   



(1.22)

 
 
  
2
11
A B L
mm
YL
mm
V I I R
I R e e
ee


  



(1.23)
Mà
in
Y
E
V
I
R

(1.24)
Vì thế,

  
2R
11
mm
o
L
mm
in E
V
ee
VR
ee










(1.25)
14
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

Do

XX

VV
m
kT
a
q


Nên ta thấy độ lợi điện áp là một hàm của điện áp cấp vào 4 con transistor trên (V
x
)
 
2R
R
o
L
v
in E
V
A f m
V




(1.26)
Và
 
2R
R
LY

o
E
V
V f m



(1.27)
Đường cong f(m) so với mức ngõ vào cấp đến bộ khuếch đại vi sai 4 transistor được thể hiện ở
hình 2.8

Hình 2.8 : V
X
so với [f(m)]
MC1496 là một bộ nhân tuyến tính trong phạm vi của V
X
mà [f(x)] là một hàm tuyến
tính theo V
X
. Phạm vi của V
X
có thể kiểm tra qua hình 2.8 và xấp xỉ từ 0 đến 50mV.
Kiểm tra trƣờng hợp V
X
là tín hiệu nhỏ
Giả sử,

X
Va=
(1.28)

Khi đó,

0.1
m
e 
(1.29)
15
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


1
1
m
m
em
em



(1.30)

 
   
  
2
11
2
2 2 4
mm
m

fm
m m m

  







  



(1.31)

2
22
4 4 2
m m m
m
  





(1.32)
Vì thế,

2R R
2
o
LL
V
i E E
V
m
m
A
V R R



  


(1.33)

L Y L Y X
o
EE
R V m R V V
V
R R a


(1.34)
Phương trình (1.34) cho thấy MC1496 là bộ nhân tuyến tính khi V

X


2.6mV,
hình 2.8 cho thấy, thiết bị có thể hoạt động nhân tần xấp xỉ tuyến tính khi V
X


50mV.
Trƣờng hợp V
X
rất lớn hơn a,

X
Va?

(1.35)

1
m
e ?
(1.36)

1
m
e

=

2R 2
m
LL
V
m
EE
R
e
A
R e R






(1.37)

2
LX
o
E
RV
V
R


(1.38)
Phương trình (1.38) cho thấy mức ngõ ra thì phụ thuộc vào mức ngõ vào V
X

.
Đặc điểm này thường sử dụng nhiều trong nhiều ứng dụng truyền thông dùng MC1496.
Thứ hai, phân tích theo AC:
Phân tích toán học theo tín hiệu điện áp ac dựa vào 2 chế độ hoạt động. Một là
V
X
và V
Y
điều là sóng sin mức thấp (chế độ 1), hai là V
Y
mức thấp và V
X
mức cao
(chế độ 2) dựa vào hoạt động đóng mở đối xứng của bộ khuếch đại trên Q
1
,Q
2
,Q
3
và
Q
4
.
Đối với tín hiệu ngõ vào sóng sin,

 
os
X X X
V E c t



(0.1)

 
os
Y Y Y
V E c t


(0.2)
Với E
X
và E
Y
là giá trị đỉnh của biên độ ngõ vào x và y, vì thế

   
os os
o X Y X Y
V kE E c t c t


(0.3)
Nhân lại ta được:
16
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


 
 

 
 
os os
2
XY
o X Y X Y
kE E
V c t c t
   

   

(0.4)
Hoạt động ở chế độ 2 được phân tích bởi một chuỗi xung vuông đưa vào khuếch đại vi
sai phía trên (upper) và sử dụng phân tích Fuorier.

Hình 2.9 : dạng sóng vào ra của ngõ vào phía trên mức cao và ngõ vào mức thấp
Dạng chuỗi Fuorier của chuỗi xung vuông đối xứng trên hình 2.9 là:

   
1
2 os
nX
n
s t A c n t






(0.5)
Trong đó,

sin
2
2
n
n
A
n









(0.6)

Vì vậy điện áp ngõ ra là :

   
1
os os
o Y n X Y X Y
n
V KE A c n t c n t
   




   


(0.7)

17
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC




2.2.5 sơ đồ nguyên lý của mạch điều chế cân bằng dùng IC MC1496

Hình 2.10 : sơ đồ nguyên lý của mạch điều chế cân bằng
2.3 Khối cộng
Đầu tiên ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý để cộng tín hiệu, giả sử ta có mạch cộng
với sơ đồ nguyên lý như hình 2.11.
Từ sơ đồ nguyên lý hình 2.11 ta có:
1 2 3
0i i i  

Mà,
3
12
1 2 3
0
B

BB
vv
v v v v
R R R


  

3
12
1 2 3 1 2 3
1 1 1
B
v
vv
v
R R R R R R

    


Hình 2.11 mạch cộng không đảo 3 ngõ vào
18
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

33
1 2 1 2
1 2 3 1 2 3
1 2 3
1

1 1 1
BP
vv
v v v v
vR
R R R R R R
R R R
   
       
   

   





Trong đó,
1 2 3
1
1 1 1
P
R
R R R






I
A B O
IF
R
vvv
RR



Suy ra điện áp ra là:
3
12
1 2 3
1 2 3 1 2 3
I F I F P P P
OP
II
v
R R v v R R R R R
V R v v v
R R R R R R R R
   


        
   


   

Ta thấy ngõ ra bằng tổng các điện áp ngõ vào, để cộng các tỉ lệ điện áp khác
nhau thì ta chỉ cần thay đổi các giá trị điện trở.
Trở lại với mạch điều chế AM DSB FC, sau khi ta đã nhân tin tức với sóng
mang ta chỉ được tín hiệu AM DSB SC, để được tín hiệu AM DSB FC ta phải cộng tín
hiệu AM DSB SC với sóng mang, vì thế ta phải có mạch cộng để cộng với tín hiệu
sóng mang.
Vì ngõ vào đều là dao động ở tần số cao nên ta phải sử dụng IC LF356 để cộng tín
hiệu, mạch cộng tín hiệu có sơ đồ nguyên lý như hình 2.12.

Hình 2.12 : sơ đồ nguyên lý của mạch cộng 2 tín hiệu
19
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

Ta tính toán thiết kế mạch như sau:
Cũng giống như ví dụ trên nhưng chỉ có 2 ngõ vào.
Ta có công thức sau:
34
S 1 2
3 1 2
PP
AMD BFC
RR
RR
V v v
R R R



  






Với
12
1
11
P
R
RR



Nếu ta chọn giá trị của tất cả các điện trở bằng nhau, khi đó :
R
1
=R
2
=R3=R
4
=R
1
11
2
P
R
R
RR




Vì thế
S 1 2 1 2
22
AMD BFC
RR
RR
V v v v v
R R R




    






CHƢƠNG 3
20
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC

GIẢI ĐIỀU CHẾ SONG BIÊN CÓ SÓNG MANG
Nếu như ở bên phát chúng ta lấy biên độ của tín hiệu tin tức làm thay đổi sóng
mang để phát tín hiệu đã điều chế đi, thì ở phía máy thu chúng ta làm công việc ngược
lại, đó là thu tín hiệu đã điều chế và phục hồi để lấy lại tin tức ban đầu, công việc này
được gọi là giải điều chế.
Trong AM DSB FC, công việc giải điều chế này hết sức đơn giản, đó là sử dụng
mạch tách sóng đường bao (hay tách sóng diode).

Hình 3.1 Mạch tách sóng đƣờng bao
Có 2 dạng tách sóng hình bao là tách sóng nối tiếp (hình 3.1) và tách sóng song
song, trong chương này chúng ta sẽ nói về tách sóng nối tiếp.
Việc tách đường bao thực chất là tách và lưu giữ trong khoảng thời gian ngắn
các đỉnh của tín hiệu AM. Trong hình 3.1, đầu tiên tín hiệu AM qua diode để cắt bỏ
phần âm, chỉ giữ lại phần dương. Sau đó qua bộ lọc thông thấp gồm điện trở và tụ điện,

tụ điện sẽ nạp xả theo thời hằng
RC


, và để tách được đường bao thì

phải thỏa
mãn hai điều kiện sau:
- Hằng số

phải đủ nhỏ để điện áp trên tụ biến thiên theo kịp
đường bao, nghĩa là
1
m
m
T
f

=
, trong đó f
m
là tần số lặp lại
của đường bao, nó cũng chính là tần số của tín hiệu mang tin
tức tần số thấp.
- Tuy nhiên

phải đủ lớn để điện áp trên tụ không bắt kịp sự
biến thiên của sóng mang cao tần, tần số f
c
. Vậy:

11
cm
RC
ff

==

Hai điều kiện trên có thể thực hiện được vì f
c
lớn gấp hàng trăm lần so với f
m
.
Sơ đồ nguyên lý thực tế của mạch tách sóng hình bao:
21
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC


Hình 3.2 : sơ đồ nguyên lý của mạch tách sóng hình bao
Trong sơ đồ này ta sử dụng thêm một tụ điện ở ngõ ra, tụ này dùng để lọc thành
phần DC. Trong lúc điều chế ta điều chế với tần số sóng mang là
100
c
f kHz
và tin tức
là
1z
m
f kH
, ta chọn
220Rk

và
1C nF
nên
39
220.10 .1.10 220 sRC


  
, ta thấy
1
1s
m
m
Tm
f

và
1
10
c
c
Ts
f


, vì
10 220 1 ss s m

==
nên thỏa mãn hai điều kiện nêu

trên.













22
Mạch Điều chế và giải điều chế AM DSB FC