Tài liệu điều chế tương tự

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
18
CHƯƠNG 2: ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ
2.1 Mô hình hoá hệ thống:
Đònh nghóa: biễu diễn mối quan hệ giữa các đặc trưng của tín hiệu ở đầu vào và đầu ra
của hệ thống tuyến tính.
- Xét hệ thống tuyến tính có đáp ứng xung là k(t) và hàm truyền đạt
)(
ω
K , x(t) là ngõ
vào, y(t) là ngõ ra.
- Sơ đồ khối hệ thống tuyến tính:

Hình 2.1: sơ đồ khối hệ thống tuyến tính
- Quan hệ ngõ ra - vào:
)(*)()( txtkty =
)().()(
ω
ω
ω
XKY =⇒
Giá trò biên độ:
)(.)()(
ωωω
XKY =
Giá trò góc pha:
)(arg)()(arg
ω
ω

ϕ
ω
XY
+
=
2.2 Điều chế và giải điều chế tương tự:
2.2.1 Đònh nghóa:
Điều chế là quá trình biến đổi một trong các thông số sóng mang cao tần (biên độ, hay
tần số, hay pha) tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc BB (BaseBand).
2.2.2 Điều kiện điều chế:
1) Tần số sóng mang cao tần f
c
(frequency carry), f
c
)108(
÷
≥ F
max

trong đó F
max
: tần số cực đại tín hiệu điều chế băng gốc.
2) Thông số sóng mang cao tần biến đổi tỷ lệ với biên độ tín hiệu điều chế Bandbase mà
không phụ thuộc vào tần số của nó.
3) Biên độ sóng mang cao tần
m
VV >
ω
(biên độ tín hiệu điều chế băng gốc).
4) Trong điều chế xung – số thì tần số lấy mẫu f

mẫu

max
2F≥
x(t)
)(
ω
Y
x(t)
)(
ω
X
)(
)(
ω
K
tk


Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
19
Phân loại điều chế:
+ Điều chế tương tự: AM, FM, PM, SSB, DSB.
+ Điều chế số: ASK, FSK, PSK, QPSK,…
+ Điều chế xung: PAM (Pulse Amplitude Modulation)
PWM (Pulse Width Modulation)
PPM (Pulse Position Modulation)
PCM (Pulse Code Modulation)
2.2.3 Điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation)

2.2.3.1 Điều chế AM:
- Đònh nghóa: biên độ sóng mang cao tần tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc gọi là điều
chế AM.
- Sơ đồ khối điều chế AM mức thấp:

Hình 2.2: Sơ đồ khối điều chế AM mức thấp.
Ứng dụng: trong truyền hình, truyền thanh.
anten
Sóng mang
tVtx
ccc
ω
cos)( =
Tín hiệu băng gốc
tVtm
mm
ω
cos)( =
Điều chế
AM mức
thấ
p
KĐCS cao tần

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
20
- Sơ đồ khối mạch điều chế AM mức cao:

Hình 2.3: sơ đồ khối điều chế AM mức cao

- Đường bao cao tần AM lặp lại dạng tín hiệu điều chế.
- Cách đánh giá điều chế AM thông qua đường bao:

Hình 2.4: điều chế AM đơn âm.
anten
Sóng mang
tVtx
ccc
ω
cos)( =
Tín hiệu băng gốc
tVtm
mm
ω
cos)( =
Điều chế
AM mức
cao
KĐCS cao tần
t
m(t)

V
m
t
Sóng mang
V
AM
(t)
V

max
V
min
-V
max
-V
min
Tín hiệu băng gốc
Tín hiệu điều chế AM
Đ
ường bao

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
21
Tín hiệu sóng mang: tVtx
ccc
ω
cos)( = ; trogn đó V
c
là giá trò biên độ sóng mang và
c
ω
là
tần số gốc sóng mang.
Tín hiệu băng gốc:
tVtm
mm
ω
cos)( = ; trong đó V

m
là giá trò biên độ tín hiệu băng gốc,
m
ω

là tần số gốc tín hiệu băng gốc.
Tín hiệu sóng mang:
tVtx
ccc
ω
cos)( = ; trogn đó V
c
là giá trò biên độ sóng mang và
c
ω
là
tần số sóng mang. Lưu ý:
c
ω
rất lớn hơn nhiều
m
ω
.
- Khi chưa có tín hiệu băng gốc đưa vào (V
m
=0), nghóa là máy phát hoạt động ở chế
độ sóng mang, khi đó ngõ ra có dạng:
tVtV
ccAM
ω

cos)(
=

- Khi có tín hiệu băng gốc đưa vào (
0
≠
m
V ) máy phát, khi đó ngõ ra có dạng:
tt
V
V
Vtt
V
V
tVtV
cm
c
m
ccm
c
m
ccAM
ωωωωω
cos)cos(coscoscos)( +=+= (2.1)
Hay
ttmVtV
cmAcAM
ω
ω
cos)cos()( +

=

Hệ số điều chế:
minmax
minmax
VV
VV
V
V
m
c
m
A
+
−
== (2.2)
Để tín hiệu điều chế AM không bò méo thì điều kiện:
1
≤
A
m
Biến đổi công thức (2.1), dùng công thức biến đổi lượng giác ta được:
[]
ttm
V
tVtV
mcmcA
c
ccAM
)cos()cos(

2
cos)(
ωωωωω
−+++=

tm
V
tm
V
tVtV
mcA
c
mcA
c
ccAM
)cos(
2
)cos(
2
cos)(
ωωωωω
−+++= (2.3)
Nhận xét công thức (2.3): tín hiệu AM điều chế đơn âm gồm thành phần sóng mang và
hai biên.

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
22
Vẽ phổ AM điều chế đơn âm:

Hình 2.5: Phổ tín hiệu điều chế AM.
LSB: Lower Side Band.
USB: Upper Side Band.
- Công suất ra ở chế độ sóng mang:
eq
c
c
R
V
P
2
2
=
Trong đó: V
c
là giá trò biên độ sóng mang.
R
eq
là tải tương đương
- Công suất ngõ ra AM lớn nhất:
)
2
1(
2
A
cAM
m
PP
+= (2.4)
Nhận xét: công suất ngõ ra AM lớn nhất phụ thuộc vào công suất sóng mang và hệ số

điều chế.
Khi điều chế cực đại, nghóa là m
A
=1, thì công suất ngõ ra AM lớn nhất trong trường hợp
này là:
cAMmac
PP 4=
- Công suất trung bình điều chế AM:
LSBUSBcAMtb
PPPP
+
+
=
(2.5)
Nhận xét: công suất trung bình điều chế AM là tổng công suất sóng mang, công suất
biên dưới và công suất biên trên.
- Băng thông của điều chế AM: BW
AM
=2f
m
. (2.6)
Ví dụ 3: cho tín hiệu AM có V
max
= 100V, V
min
= 20V. Tính hệ số điều chế và cho biết
điều chế này có bò méo hay không? Và tính công suất sóng mang và công suất ngõ ra
AM, biết
Ω= 50
eq

R .
ω
V
c
2
A
m
V
c
2
A
m
V
c
mc
ω
ω
−

c
ω

mc
ω
ω
+

Phổ biên
dưới LSB
Phổ biên

trên USB
Phổ trung
tâm

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
23
Giải:
Hệ số điều chế, áp dụng công thức (2.2):
667.0
20100
20100
minmax
minmax
=
+
−
=
+
−
=
VV
VV
m
A

Biên độ sóng mang:
V
VV
V

c
60
2
20100
2
minmax
=
+
=
+
=
Công suất sóng mang:
36
50*2
60
2
2
2
===
eq
c
c
R
V
P
W
Công suất ngõ ra máy phát AM:
44)2/
3
2

1(36)
2
1(
2
2
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=+=
A
cAM
m
PP
W
Bài tập về nhà 1: cho tần số sóng mang cao tần AM bằng 1MHz, biên độ 100V trên tải
Ω= 50
eq
R . Tín hiệu điều chế
tFVtFVtm
2211
2cos2cos)(
π
π
+
=
và m

A1
=0.2, m
A2
=0.3 lần lượt
là các hệ số của tín hiệu tần số F
1
=5KHz và F
2
=15KHz. Tính công suất sóng mang và
công suất ngõ ra AM, vẽ phổ AM.
Bài tập về nhà 2: cho tín hiệu điều chế AM như hình 2.6. Tính hệ số điều chế, vẽ phổ
biên độ biết tần số sóng mang là 100KHz và tần số tín hiệu băng gốc là 15KHz.

Hình 2.6: tín hiệu điều chế AM
2.2.3.2: Nhận xét điều chế AM:
- Công suất mang không tải tin thì chiếm nhiều.
- Công suất cao tần tải tin nhỏ ở hai biên như nhau và phụ thuộc vào hệ số điều chế m
A
.
- Băng thông cần truyền lớn gấp đôi cần thiết nên phí và tăng nhiễu.
- Xét về tính hiệu quả sử dụng công suất cao tần kém.
- Tính chống nhiễu kém.
t
V
AM
(t)
80V

40V

-80V

-40V

Đ
ường bao

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
24
- Dễ thực hiện tín hiệu AM và máy thu giải điều chế đơn giản, rẽ.
- Điều chế AM dùng trong phát thanh quảng bá MW-SW.
- Đổi tần là một dạng đặt biệt AM với mục đích dòch chuyển tần số.
2.2.3.3 Mạch điều chế AM
- Mạch điều chế AM đơn giản dùng diode:

Hình 2.7: mạch điều chế AM đơn giản dùng diode
- Mạch điều chế AM dùng FET:

Hình 2.8: mạch điều chế AM dùng FET
FET có điện trở ngõ ra tuyến tính, vì vậy độ lợi mạch cũng tuyến tính.
2.2.4: Giải điều chế AM:
-Đònh nghóa: là quá trình khôi phục lại tín hiệu nguyên thuỷ hay tín hiệu băng gốc.
R
f
C
1
)(tm

R

G
-V
G
x
c
(t)
C
out
tVtm
mm
ω
cos)( =
R
2
R
1
tVtx
ccc
ω
cos)( =
R
3
D

C

L
C

Ngo ra

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
25
- Sơ đồ khối giải điều chế AM:

Hình 2.9: sơ đồ khối mạch giải điều chế AM
- Mạch giải điều chế AM dùng diode:

Hình 2.10: Mạch giải điều chế AM dùng Diode
+ Ở bán chu kỳ dương, D
1
dẫn, C
1
nạp đến giá trò biên độ tín hiệu cao tần.
+ Ở bán chu kỳ âm, D
1
tắt, tụ C1 xả qua R
1

Diode D
1
tách sóng nửa bán kỳ biên độ tín hiệu cao tần IF. Với sự lựa chọn R
1
C
1
thích
hợp, điện áp trên tụ C
1

có dạng đường bao cao tần là tín hiệu giải điều chế AM:
1max
2
1
2
1
1
Rf
m
C
A
π
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
≤

Thông thường giá trò C
1
được chọn 0.01 đến 0.08 (F), và R
1
khoảng vài KΩ.
2.3 Điều chế đơn biên SSB (Single Side Band):
- Đònh nghóa: điều chế đơn biên SSB là quá trình điều chế tạo một biên tần (biên trên

hay biên dưới) của tín hiệu AM.
IF

D
C
1
C
2
C
3
R
1
R
2
C
4
Giải điều chế AM
KĐCS
cao tần
anten
Loại bỏ
sóng
man
g
Tín hiệu
băng gốc
Loa
Bộ
lọc

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
26
- Cách tạo SSB:

Hình 2.11: Phổ của các tín hiệu điều chế AM, DSB, và SSB.
- Băng thông BW
SSB
=f
m
- Sóng mang phụ tín hiệu SSB từ 100KHz đến 500KHz. Thông thường chọn 100KHz, hay
200KHz.
- Phạm vi ứng dụng: dùng trong thông tin sóng ngắn, quân đội, hàng hải, … có khoảng
cách thông tin rất xa.
- Nhận xét:
+ So với AM thì điều chế SSB thực hiện phức tạp hơn.
+ Băng thông SSB giảm phân nữa so với AM. Tiết kiệm băng tần, giảm nhiễu.
+ Vì chỉ phát phần công suất một biên nên công suất phát SSB thấp hơn nhiều so
hơn công suất phát AM xét cùng một khoảng cách thông tin.
+ S/N của điều chế SSB tốt hơn S/N của điều chế AM.
2.4 Điều chế cân bằng (Balanced Modulation):
- Điều chế cân bằng: tạo tín hiệu DSB.
ω
V
c
2
A
m
V
c

2
A
m
V
c
mc
ω
ω
−

c
ω

mc
ω
ω
+

AM
ω
2
A
m
V
c
2
A
m
V
c

mc
ω
ω
−


mc
ω
ω
+

DSB
ω
2
A
m
V
c
mc
ω
ω
+

SSB

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
27
- Sơ đồ mạch điều chế cân bằng:

Hình 2.12: sơ đồ mạch điều chế cân bằng
- Qui trình hoạt động:

D
1
-D
2
dẫn; D
3
-D
4
tắt.

D
3
-D
4
dẫn; D
1
-D
2
tắt
Hình 2.13: qui trình hoạt động điều chế cân bằng.
m(t)
- +

D
3
D
4

T
1
T
2
v
out
x
c
(t)

m(t)
D
1
D
2
T
1
T
2
v
out
x
c
(t)

+ -

m(t)
Tín hiệu
băng gốc

D
1
D
2
D
3
D
4
T
1
T
2
v
out
x
c
(t) tín hiệu sóng mang


Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
28
- Ứng dụng: trong phát thanh FM, đổi tần, điều chế số BPSK.
Giả sử sóng mang có dạng:
tnf
n
tftftx
cccc
)(2sin

1
)3(2sin
3
1
2sin)(
πππ
+++= L
(2.7)
Khi đó tín hiệu ngõ ra cân bằng:
)().()( txtmtv
cout
=

(2.8)
Ví dụ 4: cho tín hiệu băng gốc
ttm )10.5(2sin2)(
3
π
=
Hãy cho biết dạng sóng điện áp ngõ
ra của bộ điều chế cân bằng, biết tần số sóng mang là 45KHz.
Giải:
Dạng điện áp sóng mang:
tn
n
tttx
c
)10.45.(2sin
1
)10.45.3(2sin

3
1
)10.45(2sin)(
333
πππ
+++= L

Dạng điện áp ngõ ra, áp dụng (2.8):
tnt
n
tttttxtmtv
cout
)10.45.(2sin.)10.5(2sin
1
)10.45.3(2sin.)10.5(2sin
3
2
)10.45(2sin.)10.5(2sin2)().()(
33
3333
ππ
ππππ
++
+==
L

Vẽ phổ DSB:

Hình 2.14: Phổ của tín hiệu điều chế DSB
V

2

mc
ff
−
3
mc
ff −
mc
ff
+

m
f
mc
ff
+
3
f

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
29
FM quảng bá stereo:

Hình 2.15: sơ đồ khối âm thanh Stereo
Tín hiệu truyền hình:

Hình 2.16: Phổ của tín hiệu truyền hình
2.5 Điều chế và giải điều chế góc FM-PM:

2.5.1 Đònh nghóa điều chế FM-PM:
- Tín hiệu băng gốc:
tVtm
mm
ω
cos)( =
- Tín hiệu sóng mang cao tần:
)cos()(
0
θ
ω
+
=
tVtx
ccc
chưa điều chế.
c
ω
tần số góc sóng mang.
0
θ
pha ban đầu.
0
)(
θ
ω
θ
+= tt
c
pha tức thời của dao động cao tần.

f
f
c
75.0−
c
f
5
+
c
f
f
c
+6.5
8MHz
hình
tiếng
KHz
19 38
L-R
L-R
L+R
38KHz
L+R
L-R
L
+
-
R
X
+

19KHz
pilot
FM

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
30
- Nếu tín hiệu điều chế tần thấp làm thay đổi pha tức thời ta có điều chế góc. Trong điều
chế góc biên độ sóng mang không đổi.
+ Nếu như tín hiệu băng gốc làm thay đổi tần số
0
ω
ta có điều chế tần số FM.
+ Nếu như tín hiệu băng gốc làm thay đổi pha ban đầu
0
θ
ta có điều chế pha PM.
- Mối quan hệ giữa pha và tần số:

dt
td
t
c
)(
)(
θ
ω
=

∫
= dttt
c
)()(
ωθ
(2.9)
2.5.2 Phổ FM (Frequency Modulation):
- Phổ tín hiệu điều chế (FM, PM) khi điều chế đơn âm giống nhay và được xác đònh:
(
)
tmtVtv
mfcFM
ω
ω
sincos)(
+
=
(2.10)
Trong đó: m
f
: hệ số điều chế

c
ω
: tần số góc sóng mang
m
ω
: tần số góc tín hiệu băng gốc
V: biên độ điều chế FM
p dụng công thức lượng giác cos(a+b)=cosa.cosb – sina.sinb vào công thức (2.10), ta

được (2.11):
(
)
[
]
(
)
[
]
ttmVttmVtv
cmfcmfFM
ω
ω
ω
ω
sinsinsincossincos)(
−
=
(2.11)
Lưu ý:
1cos ≈
α
,
α
α
≈sin với
α
rất nhỏ. (2.12)
* FM dải hẹp (NBFM: Narrow Band FM): m
f

<0.25
Vì m
f
<0.25 nên 25.0sin <
α
f
m
1)sincos( ≈
α
f
m và
α
α
sin)sinsin(
ff
mm
≈

Công thức (2.11) được viết lại dưới dạng sau:
ttVmtVtv
cmfcNBFM
ω
ω
ω
sinsincos)(
−
=
(2.13)
Nhận xét: công thức (2.13) gồm hai thành phần:
+

tV
c
ω
cos : dạng sóng mang trung tâm

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
31
+ ttVm
cmf
ω
ω
sinsin : dạng sóng biên tần được phân tích thành hai thành phần biên
như sau:

444344421444344421
t
Vm
t
Vm
ttVm
mc
f
mc
f
cmf
)cos(
2
)cos(
2

sinsin
ωωωωωω
+−−=
(2.14)
Biên tần dưới Biên tần trên
-Phổ băng tần hẹp FM:

Hình 2.17: phổ băng tần hẹp FM
Nhận xét: phổ băng tần hẹp FM giống phổ AM.
Ứng dụng: dùng trong thông tin thoại FM với độ di tần (5-15)KHz.
* Xét FM dải rộng (WBFM: Wide Band FM): m
f
>0.25
- Gồm thành phần tần số sóng mang và các thành phần biên:
mc
n
ω
ω
± với n=1, 2, 3, …
- Biên độ tỷ lệ với hệ số hàm Bessel loại 1 bậc n:

[]
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−−+++=
∑

∞
=
1
)()(0
)cos()1()cos(cos)(
n
mc
n
mcmncmFM
nnJtJVtv
ff
ωωωωω
(2.15)
Trong đó: J
0
, J
n
: các hệ số hàm Bessel (tra bảng)
m
f
J
0
J
1
J
2
J
3
J
4

J
5
0.00 1.0 - - - - -
0.25 0.98 0.12 - - - -
0.5 0.94 0.24 0.03 - - -
1.0 0.77 0.44 0.11 0.02 - -
1.5 0.51 0.56 0.23 0.06 0.01 -
2.0 0.22 0.58 0.35 0.13 0.03 -
2.4 0 0.52 0.43 0.20 0.06 0.02
Ví dụ: vẽ phổ điều chế WBFM biết m
f
=1.5, V
WBFM
=2V.
ω
2
f
Vm

2
f
Vm

mc
ω
ω
−
c
ω

mc
ω
ω
+

Sóng mang

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
32
Giải:
Tra bảng hàm bessel ứng với m
f
=1.5, ta có các giá trò như sau:
J
0
=0.51, J
1
=0.56, J
2
=0.23, J
3
=0.06 và J
4
=0.01.
Vậy n=4.
p dụng công thức (2.15) với n=4, ta có:
[
]
[]

[]
[]
)4cos()4cos(01.0*2
)3cos()3cos(06.0*2
)2cos()2cos(23.0*2
)cos()cos(56.0*2)cos51.0(2)(
mcmc
mcmc
mcmc
mcmccFM
ttv
ωωωω
ωωωω
ωωωω
ωωωωω
−++
−++
−+++
−+++=

Vẽ phổ WBFM:

Hình 2.18: Phổ băng tần rộng FM với (m
f
=1.5)
- Công suất phổ biên cực đại: V
2
/2R
eq

- Công suất có điều chế:
)0(
≠
f
mP = tổng công suất các vạch phổ (2.16)
Ứng dụng: WBFM có tính chống nhiễu cao dùng trong phát thanh FM stereo, tiếng TV,
Viba, truyền hình vệ tinh. Theo tiêu chuẩn FCC, độ di tần cực đại FM phát thanh và
tiếng TV là
KHz75±
* Nhận xét:
- Công suất AM thay đổi theo điều chế. Công suất FM không đổi (sai số không đáng kể).
- Băng thông: xét về mặt lý thuyết thì băng thông FM-PM là vô cùng lớn nhưng trên thực
tế đôi khi băng thông FM được coi là không đổi với công thức:
)1(2
ffmFM
mmfBW ++≈
(2.17)
Lưu ý: khi thiết kế BW(-3dB) của mạch công suất cao tần phải lớn hơn băng thông tính
toán theo công thức (2.17) để tín hiệu không bò méo.
ω

1.021.12

1.12
0.46
0.46

0.120.12

0.02

0.02
c
ω

mc
ω
ω
+

mc
ω
ω
2
+

mc
ω
ω
3
+

mc
ω
ω
4
+

mc
ω

ω
−

mc
ω
ω
2−
mc
ω
ω
3−
mc
ω
ω
4−

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
33
- Tính chống nhiễu: thông tin FM có tính chống nhiễu cao hơn AM, chính vì vậy điều chế
FM thường được chọn ở hệ thống thông tin điều chế tương tự.
2.5.3 Phổ và điều chế PM (Phase Modulation)
PM là một dạng điều chế quan trọng dùng trong thông tin FM gián tiếp dải hẹp, thông tin
vệ tinh, thông tin vũ trụ bởi vì tính chống nhiễu của PM và FM tốt hơn AM.
Mạch PM dễ thực hiện từ VCXO (mạch dao động bằng thạch anh) có độ ổn đònh tần số
cao.
Ngoài ra trong mạch FM có độ di tần cao, chỉ số điều chế lớn, nhưng tần số sóng mang bò
trôi. Trong khi đó điều chế PM thì độ ổn đònh tần số sóng mang là một tiêu chuẩn rất
quan trọng mà dễ dàng thực hiện.
- Đònh nghóa: điều chế PM là dạng điều chế pha trong đó tần số sóng mang cao tần

không đổi, chỉ có pha sóng mang cao tần biến đổi tỉ lệ với điều chế.
- Công thức:
[
]
[
]
)(cos)(cos)( ttVtmktVtv
cpcPM
φ
ω
ω
+
=
+
=
Với
tfVtm
mm
π
2cos)( = , ta được )(t
φ
:
tfVkt
mmp
π
φ
2cos)(
=
(2.18)
Trong đó: k

p
là hằng số [rad/s] gọi là độ nhạy điều chế (modulation sensitivity)
Vậy
mpp
Vkm =Δ=
φ
độ di pha PM hay chỉ số điều chế PM.
Dạng sóng điều chế PM:
[
]
tfmtfVtv
mpcPM
π
π
2cos2cos()(
+
=
(2.19)
* Xét trường hợp m
p
<0.25: điều chế PM dải hẹp (Narrow –PM)
p dụng công thức biến đổi lượng giác và gần đúng, công thức (2.19) được viết lại:
ttmVtVtv
cmpcNPM
ω
ω
ω
sin)cos(cos)(
−
=

(2.20)
(1) (2)
Nhận xét công thức (2.20):
+ Thành phần (1) trong công thức là thành phần sóng mang.
+ Thành phần (2) trong công thức là thành phần biên.

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga
34
Sơ đồ khối điều chế:

Hình 2.19: sơ đồ khối điều chế PM dải hẹp
* Xét trường hợp m
p
>0.25: điều chế PM dải rộng (Wide –PM)
- PM dải rộng dựa vào ngõ ra PM dải hẹp đưa qua bộ nhân. Ý nghóa bộ nhân làm tăng độ
dòch pha tạo PM dải rộng:
- Với chỉ số m
p
cho trước thì biên độ, công suất của điều chế PM và FM hoàn toàn giống
nhau.
- Sự khác biệt giữa điều chế PM và FM có thể phân biệt khi tăng hoặc giảm tần số tín
hiệu điều chế F
m
, vì:
+ Đối với PM:
mPM
Fconstm
∉
=

Δ=
φ

+ Đối với FM:
m
m
c
FM
Fconst
F
f
m ∈=
Δ
=
2.5.4: Giải điều chế PM:
Sơ đồ mạch:

Hình 2.20: sơ đồ mạch giải điều chế PM
PM
input
f
i
D
1
D
2
T
1
V
d

f
c
R

R

C

C

-
Bal-Mod
m(t)
tV
c
ω
sin
tV
c
ω
cos
+
X
-90
0
OSC
output

Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Khoa công nghệ điện tử
Chương 2: Điều chế tương tự Th.S Lý Tú Nga

35
Nhận xét: - giống mạch dạng điều chế cân bằng.
- f
c
= f
i

- tín hiệu có tần số f
c
thì D
1
, D
2
dẫn
-Nếu f
c
≠ f
i
mạch hoạt động như bộ đổi tần
- Mạch lọc RC chọn lọc lấy thành phần điện áp V
d
của phách hiệu (f
i
- f
c
)
- Khi khoá pha (đồng bộ) f
i
=f
c

chỉ còn sự sai pha giữa hai tín hiệu f
i
và f
c
.
Điện áp ra V
d
tỉ lệ với sai pha
- Mạch đổi tần thực hiện hàm nhân 2 tín hiệu điện áp. Điện áp ra:
)cos(2).sin(
cciid
ttVV
θ
ω
θ
ω
+
+
=

)]()sin[()]()sin[(
cciicciid
ttVttVV
θ
ω
θ
ω
θ
ω
θ

ω
+++
+
+
−
+
= (2.21)
(1) (2)
- Khi khoá pha
ic
ω
ω
=
, thành phần (2) bò loại khỏi LPF thì công thức (2.21)
được viết lại:
)sin(
cid
VV
θ
θ
−
=

- V
d
tỉ lệ với biên độ tín hiệu vào f
i
và độ sai pha
e
θ