Lý thuyết tín hiệu - Chương 4 pps

Baứi giaỷng: Lyự thuyeỏt tớn hieọu
19-02-2011
1
Chửụng 4:
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
2
Chương 4: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ
I. Điều chế liên tục:
1. Khái niệm.
2. Điều chế biên độ.
3. Điều chế góc.
II. Rời rạc tín hiệu.
III. Điều chế xung.
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
3
I. Điều chế liên tục:
1.Khái niệm: Sơ đồ khối một hệ thống thông tin:
Nguồn
tin
Biến đổi tin
tức-tín hiệu
Máy phát:
Điều chế.
Khuếch đại.
Ant phát.
Transmitter
Nhận
tin
Biến đổi tin

tức-tín hiệu
Máy thu:
Ant thu
Khuếch đại.
Giải điều chế.
Receiver
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
4
1. Khái niệm (tt):
Tín hiệu sóng mang trong điều chế liên tục:
0
( ) ( ) :
y t YCos t

  
Y, và 
0
là các hằng số.
Tín hiệu sau khi điều chế:
( ) ( ) ( )
y t Y t Cos t


Y(t): biên độ tức thời, (t) là góc pha tức thời.
( )
( )
d t
t
dt


 
Tần số góc tức thời
1 ( )
( )
2
d t
f t
dt



Tần số tức thời
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
5
1. Khái niệm (tt):
Điều chế biên độ (AM:
Amplitude Modulation)
( ) 2 ( ) ( )
t f t dt t dt
 
  
 
0
( ) ( ) ( )
y t Y t Cos t

  
( ) ( )

y t YCos t


Điều chế góc (PM: Phase
Modulation)
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
6
I. Điều chế liên tục (tt):
2. Điều chế biên độ:
a.AM-SC (DSB-SC: Double
Side Banel Suppressed
Carrier.
b.Giải điều chế.
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
7
2. Điều chế biên độ:
a. AM-SC (DSB-SC):
( ) ( ) ( )
AM SC
y t x t Cos t

  
0
1& 0
Y

 
 

1
( ) ( ) ( )
2
AM SC
Y X X
  

    
x(t) là tín hiệu công suất trung bình hữu hạn,tần số thấp
và có bề rộng phổ trong khoảng (
min

max
)
 
1
( ) ( ) ( )
4
AM SC x x
     

     
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
8
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
Tín hiệu sóng mang
Tín hiệu điều chế
Tín hiệu sau khi
Được điều chế

Baứi giaỷng: Lyự thuyeỏt tớn hieọu
19-02-2011
9
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
( )
x t
( )
AM SC
y t

( )
AM SC
f


f
t
t
Baứi giaỷng: Lyự thuyeỏt tớn hieọu
19-02-2011
10
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
min

max

min


max

( )
x

0
0


0
min


max




( )
y

0
4

max


max

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
11
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
Băng thông tín hiệu y
AM-SC
(t) (Bề rộng phổ của tín hiệu sau
điều chế):
max
2
AM SC
BW




max
là tần số lớn nhất của tín hiệu x(t)
Công suất tín hiệu AM-SC:
1
2
AM SC
y x
P P


Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
12

a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
Tạo tín hiệu y
AM-SC
(t):
x
x(t)
y
AM-SC
(t)
( )
Cos t

(Sóng mang cao tần)
Giải điều chế (tách sóng đồng bộ):
( ) ( ) ( )
g AM SC
y t y t Cos t

  
2
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
g
y t x t Cos t Cos t x t Cos t
      
1 1
( ) ( ) ( ) (2 )
2 2
g
y t x t x t Cos t
  

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
13
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
Giải điều chế (tt):
 
1 1
( ) ( ) ( 2 ) ( 2 )
2 16
yg x x x
       
      
min

max

min


max



( )
yg
 
0
0
4


0
16

2
 
2

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
14
a. AM-SC (DSB-SC) (tt):
 Ví dụ 1: Cho tín hiệu x(t) = Cos(2

10
3
t). Điều chế AM-
SC tin hiệu trên với sóng mang có tần số f = 10
4
Hz.
i. Vẽ tín hiệu x(t) và y
AM-SC
(t).
ii. Xác đònh X(

),

x
(

), Y

AM-SC
(

) và

AMSC
(

).
iii. Tìm công suất của x(t) và y
AM-SVC
(t).
3
( ) (2 10 )
x t Cos t

 
Giải:
i. Vẽ x(t) và y
AMSC
(t):
3 4
( ) ( ) (2 ) (2 10 ) (2 10 )
AMSC
y t x t Cos ft Cos t Cos t
  
    
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
15

i.Vẽ x(t) và y
AMSC
(t):
x(t)
1
t
(ms)
-1
0
1 2
1
-1
0
t
(ms)
1ms : 10 dao động
( )
AM SC
y t

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
16
ii.Xác đònh X(

),

x
(


), Y
AM-SC
(

) và

AMSC
(

). :
3
( ) (2 10 )
x t Cos t

 
3 4
( ) (2 10 ) (2 10 )
AMSC
y t Cos t Cos t
 
   




3 3
( ) 2 10 2 10
X
      
     

   
   
3 4 3 4
3 4 3 4
( ) 2 10 2 10 2 10 2 10
2
2 10 2 10 2 10 2 10
2
AMSC
Y

        

       
 
         
 
 
         
 
3
2 10

 

( )
X

0


3
2 10


Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
17
ii.Xác đònh X(

),

x
(

), Y
AM-SC
(

) và

AMSC
(

). :

0
4
2 10

 

( )
AMSC
Y

2

4
2 10


4 3
2 (10 10 )


4 3
2 (10 10 )


4 3
2 (10 10 )

 
4 3
2 (10 10 )

 
x(t) là tín hiệu tuần hoàn:
3
0 0
( ) 2 ( ); 2 10 ( / )

n
n
X X n rad s
      


   

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
18
ii.Xác đònh X(

),

x
(

), Y
AM-SC
(

) và

AMSC
(

) (tt):
So sánh với biểu thức X() ở trên ta có:
 

0 0 0
( ) 2 ( ) ( )
n
n
X X n
          


     

1
: 1
2
0 : 2, 3,
n
n
X n
X n

  



   

3
2 10

 


n
X
0
1
2
3
2 10


0
( ) 2 ( )
x n
n
n
      


 

2
1
: 1
4
0 :
n n
n
X
n



 

 




   
3 3
( ) 2 10 2 10
2
x

       
 
     
 
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
19
ii.Xác đònh…….

AMSC
(

) (tt)…:
Tương tự như trên ta có:
   
   
3 3

1 1
3 4 3 4
3 4 3 4
( ) 2 ( 2 10 ) ( 2 10 )
2 10 2 10 2 10 2 10
2
2 10 2 10 2 10 2 10
2
AMSC nAMSC
n
Y Y n n
         

       

       


 
       
 
 
         
 
 
         
 

4
1

1
: 1
; 2 10
4
0 :
nAMSC
n
Y
n
 

 

  




Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
20
ii.Xác đònh…….

AMSC
(

) (tt)…:
3 4 3 4
3 4 3 4
( ) ( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )

8
( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )
8
AMSC

         

       
 
         
 
 
         
 

0
4
2 10

 
( )
AMSC
 
8

4
2 10


4 3

2 (10 10 )


4 3
2 (10 10 )


4 3
2 (10 10 )

 
4 3
2 (10 10 )

 
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
21
iii. Xác đònh P
x
và P
y
:
2 2
2
1 1 1
2 2 2
x n
n
P X



   
   
   
   

2
2
1 1
4
4 4
AMSC
y AMSC
n
P Y


 
   
 
 

1 1 1 1
2 2 2 4
AMSC
y x
P P
   
Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu

19-02-2011
22
2. Điều chế biên độ:
a. AM (Amplitude Modulation):
 Tách sóng hình bao:


( ) ( ) ( )
AM
y t A x t Cos t
  
Điều kiện để tách sóng không bò méo trong mạch tách
sóng hình bao là:


max ( ) ; ( ) 0
A x t x t
 
Mật độ phổ công suất của tín hiệu AM:
 
 
2
( ) ( ) ( )
2
1
( ) ( )
4
AM
y
x x

A

     
   
     
    
Baứi giaỷng: Lyự thuyeỏt tớn hieọu
19-02-2011
23
b. AM (Amplitude Modulation) (tt):
x(t)
y
AM
(t)
t
0


( ) (2 10 ); ( ) 2 ( ) (2 100 )
AM
x t Sin t y t x t Sin t


A = 2
Max|x(t)|
x(t)<0
Baứi giaỷng: Lyự thuyeỏt tớn hieọu
19-02-2011
24
b. AM (Amplitude Modulation) (tt):

0
2
2 10


( )
AM
Y

2

2
2 10


2
2 (10 10)


2
2 (10 10)


2
2 (10 10)


2
2 (10 10)

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu
19-02-2011
25
b. AM (Amplitude Modulation) (tt):
Tạo tín hiệu y
AM
(t):
x
x(t)
y
AM-SC
(t)
( )
Cos t

+
( )
ACos t

y
AM
(t)
Giải điều chế:Tách sóng hình bao
Diode
R
C
Lọc

u
C
(t) = x(t)
+
-
+
-
y
AM
(t)