Ứng dụng kỹ thuật ASK để truyền dữ liệu thoại

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU
Trong xã hội thông tin và truyền thông hiện nay, cùng với sự phát triển
mạnh mẽ của các ngành công nghệ khác và sự bùng nổ về kinh tế đó là sự phát
triển không ngừng của công nghệ viễn thông.Kỹ thuật viễn thông hiện nay ứng
dụng hầu hết các kết quả nghiên cứu tích cực trước đó trong lĩnh vực viễn thông
và ngày càng hoàn thiện hơn, nó gần như ứng dụng hầu hết các cơ sở lý thuyết về
thông tin số. Số hóa và truyền dẫn tín hiệu dạng số là một phương pháp tăng hiệu
quả truyền dẫn và giảm thiểu sai sót thông tin do tác động của nhiễu so với thông
tin tương tự, đồng thời phù hợp với các hệ thống xử lý ngày nay lấy cơ sở tốc độ
và hiệu suất làm nền tảng nên các dữ liệu dạng số được sử dụng.
Trong các phương pháp điều chế số chúng ta phải nhắc đến phương pháp
điều chế “khóa dịch biên“(ASK: Amplitude shift keying), nó là một phương pháp
cơ bản nhất và đơn giản nhất để tiến hành điều chế một tín hiệu. Nó là nền tảng
trước tiên cần nghiên cứu để có thể nghiên cứu thêm các hệ thống khác cao hơn.
Đề tài là một vấn đề cũ trong viễn thông được nhóm ứng dụng vào việc truyền dữ
liệu thoại. Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng kỹ thuật ASK để truyền dữ liệu thoại”.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:
Hiện nay công nghệ viễn thông thế giới đã đạt đến một trình độ cao với việc
không những truyền nhận tín hiệu thoại mà người ta có thể truyền các tín hiệu
hình ảnh, phim ảnh cũng như bất kỳ một dữ liệu nào mà người ta có thể số hóa với
tốc độ cực cao lên tới hàng Mhz với công nghệ di động và lên tới hàng Ghz như
các hệ thống truyền dẫn chính như viba số.
Việc điều chế tín hiệu để truyền đi trong không gian không chỉ đơn thuần là điều
chế biên độ cổ xưa mà là các hệ thống phức tạp kết hợp cả điều chế tần số, pha và
biên độ để đạt được hiệu quả cao nhất.
Tuy nhiên đó đều là thành quả nghiên cứu của các nước phát triển, còn với Việt
Nam công nghệ di động vẫn chỉ dừng ở mức ứng dụng chứ chưa đạt tới trình độ có
thể nghiên cứu tạo ra một cách thức, một lý thuyết mới hay xây dựng một hệ thống
thông tin.

Do vậy, việc nghiên cứu các cách thức điều chế cơ bản cũng nhằm làm tiền
đề cho việc nghiên cứu tìm hiểu các hệ thống phức tạp hơn, đồng thời đó cũng là
cách để người nghiên cứu có thể nảy sinh từ đó những ý tưởng mới.

LỜI CẢM ƠN


Trang 2

Nhóm thực hiện đề tài xin gửi đến toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nói chung và quý thầy cô khoa Điện - Điện tử nói riêng
lời cảm ơn chân thành nhất. Quý thầy cô đã truyền đạt cho nhóm những kiến thức
chuyên ngành cũng như nhiều kinh nghiệm quý báu đó là những hành trang rất
cần thiết cho nhóm để bước ra trường và công tác sau này sau gần 5 năm gắn bó
với trường.
Đặc biệt nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Võ Minh Huân đã hướng
dẫn cho nhóm rất tận tình trong suốt thời gian qua cùng những lời động viên,
khích lệ giúp nhóm vượt qua thời điểm khó khăn. Những tài liệu bổ ích cùng
những lời góp ý quý báu giúp nhóm hoàn thành đồ án này.
Cảm ơn tất cả bạn bè, những người đã đóng góp ý kiến và luôn động viên
giúp đỡ nhóm hoàn thành đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn.
Nhóm sinh viên thực hiện

MỤC LỤC


Trang 3

LIỆT KÊ HÌNH

Trang 4

LIỆT KÊ TỪ VIẾT TẮT


Trang 5

TÓM TẮT
Nội dung nghiên cứu:
Để nghiên cứu cách thức truyền tín hiệu vô tuyến, nhóm tiến hành nghiên
cứu sự truyền nhận tín hiệu thoại với hình thức điều chế đơn giản nhất là điều chế
biên độ ASK. Nghiên cứu cách thức một tín hiệu tiếng nói được điều chế và
truyền đi trong không gian, từ đó giải điều chế để khôi phục lại tín hiệu tiếng nói
đã truyền đi và đưa ra loa.


Trang 6

Đồng thời với việc nghiên cứu xây dựng hệ thống truyền nhận trên, mục
đích của việc nghiên cứu cũng nhằm kiểm chứng các cơ sở lý thuyết về điều chế,
mã hóa, thu phát, khuếch đại tín hiệu để từ đó phát triển các hệ thống tốt hơn về
sau nếu có cơ hội.
Cùng với các mục đích nghiên cứu tìm hiểu kiến thức đó là việc nhóm thực
hiện công trình nghiên cứu để rèn luyện kỹ năng nghiên cứu khoa học, tích góp
kinh nghiệm cho bản thân.
Phương pháp nghiên cứu:
Để nghiên cứu một vấn đề khoa học luôn có những con đường khác nhau
để tiếp cận vấn đề. Có thể tiến hành nghiên cứu từ chi tiết đến tổng thể như các

công trình nghiên cứu tạo ra sản phẩm thi công, hoặc cũng có thể tiến hành nghiên
cứu đi từ cái tổng quan đến từng chủ điểm riêng như với các công trình nghiên cứu
lý thuyết.
Ở đây, để xây dựng mạch hoàn chỉnh, nhóm tiến hành nghiên cứu hoạt
động từng khối một, kiểm tra với từng khối riêng lẻ để thấy được hoạt động của
mỗi khối, từ đó kết hợp các khối và điều chỉnh phù hợp để xây dựng nên mạch sản
phẩm, tức là đã đi từ cái chi tiết đến cái tổng thể. Làm như vậy để chúng ta có thể
dễ dàng kiểm hoạt động của mỗi khối và dễ dàng khắc phục nếu xuất hiện lỗi
Cụ thể quá trình nghiên cứu:
• Giai đoạn đầu nhóm tập trung nghiên cứu hoàn thành các mạch cơ bản đã
được biết trong quá trình thực tâp có tính chất đơn giản dễ thực hiện.
• Tiếp theo nhóm tiến hành nghiên cứu thực hiện việc điều chế và giải điều
chế ASK với tín hiệu mẫu lấy từ bộ tạo xung vuông.
• Sau khi kiểm tra chạy ổn định việc điều chế ASK, nhóm tiến hành nghiên
cứu việc mã hóa và giải mã PCM sử dụng IC TP3057.
• Cuối cùng nhóm tiến hành nghiên cứu và xây dựng hệ thống thu phát tín
hiệu điều chế qua Anten.
• Giai đoạn cuối cùng là hoàn thiện mạch và viết báo cáo khoa học.

ABSTRACT


Trang 7

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
Như đã giới thiệu ở trên, công nghệ nghiên cứu khoa học của nhóm đi vào nghiên
cứu xây dựng một hệ thống truyền nhận tín hiệu dựa vào phương pháp điều chế biên độ
ASK. Trước hết là thực hiện điều chế, truyền và giải điều chế một tín hiệu tự tạo, tiếp
theo đó sẽ đi tiến hành điều chế tín hiệu thoại (tín hiệu giọng nói) để truyền đi, cuối cùng
là sẽ thực hiện truyền và vô tuyến (không dây).

Sau đây chúng ta sẽ tiến hành đi tìm hiểu sơ lược về điều chế ASK và việc truyền
tín hiệu thông qua điều chế ASK và quá trình thi công mạch.
1.1. Sơ lược điều chế ASK:

ASK (Ampitude Shift Keying) điều chế khoá dịch biên độ : sóng điều biên được
tạo ra bằng cách thay đổi biên độ sóng mang theo biên độ tín hiệu tin tức
1.1.1.Nguyên lý điều chế:

Dùng các bit 0 và 1 để thay đổi biên độ của sóng mang.
Sử dụng một tần số sóng mang duy nhất.

Hình 1.1: Nguyên lý điều chế

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU


Trang 8

Hình 1.2: Dạng sóng
1.1.2.Biểu thức toán học:

Tín hiệu sóng mang:
Vc (t) = cost

(1.1)

Tín hiệu tin tức:
Vd (t) = (1.2)
Tín hiệu sau khi qua bộ điều chế ASK:
VASK (t) = Vc (t).Vd(t)

=
(1.3)
Ta có: 2cosa.cosb = cos (a + b) + cos (a - b)
VASK (t) =

1.2. Giải điều chế:

Có 2 phương pháp:
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

(1.4)


Trang 9

+Kết hợp: mạch phức tạp nhưng có khả năng chống nhiễu tốt.
+Không kết hợp: mạch đơn giản thường sử dụng trong mạch tách sóng hình
bao.

Hình 1.3: Sơ đồ và dạng song giải điều chế ASK
1.3. Ưu điểm và nhược điểm:
• Ưu điềm:

+ Đơn giản: Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diển 0 và 1,
sử dụng một tần số sóng mang duy nhất.
+ Phương pháp này chỉ phù hợp trong truyền dữ liệu tốc độ thấp ( 1200bps
trên kênh truyền thoại )
•

Nhược điểm:

+ Dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

+ Không phù hợp đối với các tín hiệu được truyền trong các kênh truyền
yêu cầu tốc độ cao.

1.4. Sơ đồ khối truyền nhận tín hiệu sử dụng điều chế ASK:

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU


Trang 10

VASK(t)

Vd(t)
(tin
tức)

BP
F

LPF

PSTN

Vc (t)

Vd(t)

Vc (t)

(sóng mang)

Hình 1.4: Sơ đồ khối
Nguyên lý:
+Điều chế:
Tín hiệu tin tức trước khi điều chế được đưa qua bộ lọc thông thấp để loại
bỏ các nhiễu tần số cao.Sau đó tín hiệu được điều chế biên độ với một sóng mang
nhờ một bộ nhân.Tín hiệu sau khi điều chế được cho qua một bộ lọc thông dải để
lấy dài thông của của tín hiệu cần truyền đi, tiết kiệm băng thông.
+Giải điều chế:
Tín hiệu điều chế ASK được đưa qua bộ nhân đề tách lấy tín hiệu cần thu
và loại bỏ tín hiệu sóng mang. Sau đó tín hiệu được cho qua bộ lọc thông thấp để
loại bỏ toàn bộ thành phần nhiễu ở tần số cao.

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU


Trang 11

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU
2.1.

Sơ đồ khối của hệ thống :
2.1.1. Sơ đồ khối phát:
anten
Khối tạo
dao động

Khối điều

chế PCM

Khối nhận
tín hiệu từ
MIC

Khối điều
chế ASK

Khối
khuếch đại
cao tần

Khối tạo dữ
liệu số

Hình 2.1: Sơ đồ khối phát
2.1.2. Sơ đồ khối thu:
anten

Khối thu

loa

Khối
khuếch đại
trung tần

Khối giải
điều chế

ASK

Khối
khuếch đại
âm tần

Khối giải
mã PCM

Hình 2.2: Sơ đồ khối thu
2.2.

Thiết kế và xây dựng mạch điện:

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 12

Để đảm bảo việc test mạch được dễ dàng nhóm đã làm từng khối riêng lẻ
và sau khi hoàn thành nhóm sẽ ghép chúng trên cùng một board mạch.
2.2.1. Khối tạo dữ liệu số:

Khối này có chức năng tạo dữ liệu tín hiệu điều chế ở dạng số để dễ
dàng cho việc kiểm tra các khối phía sau trước khi thực hiện điều chế tín
hiệu thoại để truyền đi.
Khối sẽ sử dụng nguồn dao động từ bộ dao động bên bộ phát để đưa
vào làm nguồn xung tín hiệu, sau đó tín hiệu sẽ đưa qua các thanh ghi dịch
(IC 7495), để tiến hành dịch dữ liệu nhờ các Switch để đưa ra dạng dữ liệu
số mong muốn.Dữ liệu ở đây là dạng số 8 bit với các bit có thể thay đổi giá

trị là “0” hoặc “1” tùy thuộc vào Switch.
Khối này được thiết kế gồm có 8 led đơn để mô tả giá trị bit tương
ứng với mỗi Switch, led sáng tương ứng với bit có mức logic là “1” và
ngược lại.
Mạch dữ liệu 8 bit sử dụng 2 IC dịch 7495 mắc nối tiếp để tạo ra dữ
liệu 8 bit, với dữ liệu ngõ vào song song, dữ liệu ngõ ra nối tiếp. Dữ liệu
ngõ vào được xác định bằng cách thay đổi các switch từ SW1 đến SW8. IC
7414 cùng với R, C tạo ra mạch dao động cung cấp xung clock cho IC 7493
(IC đếm nhị phân) đếm, 4 ngõ ra của IC này được nối đến IC 7421 (IC cổng
AND), khi IC 7493 đếm đủ 16 xung, ngõ ra của cổng AND lên 1, tác động
lên chân số 6 (chân mode) của IC 7495, chân này ở mức 1 sẽ load dữ liệu ở
ngõ vào, nếu ở mức 0 nó sẽ dịch dữ liệu. Ngõ ra Q A của IC 7493 được nối
đến chân 8 và 9 (2 xung clock để dịch dữ liệu của IC 7495), khi chân số 6 ở
mức 0 thì 2 xung clock này tác động để dịch dữ liệu ra và dữ liệu số này là
dữ liệu NRZ đơn cực, nó sẽ được lấy tại NRZ data.
IC 7421: là IC gồm 2 cổng And 4 ngõ vào cấu tạo như hình
dưới:

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 13

Hình 2.3: Sơ đồ chân của IC 7421
IC 7493: chức năng đếm thập, nhị phân
Cấu tạo đơn giản gồm các Flip Flop JK bên
trong mặc định JK được nối mức cao do đó FF
chỉ có thể hoạt động ở trạng thái lật. Trong
modul NRZ này để IC có thể đếm được thì chân
12 nối chân 1 đếm nhị phân 16 trạng thái. Hình

dưới sẽ rõ hơn

Bảng 2.1: Sơ đồ chân và chức năng của IC 7493

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện bên trong IC 7493

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 14

Bảng 2.2: Bảng trạng thái IC 7493
IC7495: Đây là thanh ghi 4 bit, IC có 3 chế độ hoạt động:
• Tải song song.
• Dịch phải khi cấp xung (High to Low) vào chân 9 đồng
thời chân 6 (Mode Control) mức thấp.
• Dịch trái khi cấp xung clock vào chân 8 đồng thời đồng
thời chân 6 ở mức cao.
Pin 1: SER là chân dữ liệu ngõ vào nối tiếp
Pin 2,3,4,5: là 4 đường data vào D1÷D4 tương ứng với các
Pin 13,12,11,10: là dữ liệu ngõ ra song song QA÷QD
Pin 6: Mode chọn chế độ
Pin 8, 9: 2 chân cấp xung clock
Pin 7: GND nối mass
Pin 14: VCC nối nguồn

Bảng 2.3: Sơ đồ chân 7495

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU

Trang 15

Bảng 2.4: Bảng trạng thái của IC 7495

Hình
2.5: Sơ đồ mạch điện bên trong IC 7495

Sơ đồ nguyên lý của mạch:
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 16
J 2

1 2
1 1
1 0

1 3

A
B
C
D

W O R D _ 8 B IT

Q
Q

Q
Q

M O D E

C L K 1
C L K 2

6

9
8

A
B
C
D

C L K 1
C L K 2

S D I
1

6

9
8

C

D

A
B

S D I

2
3
4
5

1

U 2
7 4 L S 9 5

M O D E

Q
Q
Q
Q

U 1
7 4 L S 9 5

1
2
N G U O N

1
2

2
3
4
5

1 3
1 2

A
B
C
D

J 1

1 1
1 0

N R Z O U T
V C C

B K
M O D E

S W 8

S W 7
R 8
R

S W

S W

D 8
L E D

S W 6
R 7
R

S W

D 7
L E D

M O D E

S W 5
R 6
R

S W 4
R 5
R

S W

D 6
L E D

S W

D 5
L E D

S W 3
R 4
R

S W 2
R 3
R

S W

D 4
L E D

V C C

S W

D 3
L E D

S W 1
R 2
R

D 2
L E D

S W

R 1
R

D 1
L E D

B K
C L K IN
U 3

J 3
2
1
C O N 2

1 4
1
2
3

C L K A

C L K B
R 0 1
R 0 2

Q
Q
Q
Q

A
B
C
D

1 2
9
8
1 1

1
4
5
2

U 4 A
6

M O D E

7 4 H C 2 1

7 4 L S 9 3

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý khối tạo dữ liệu số
Các điện trở hạn dòng có giá trị từ 330Ω - 1K, tương ứng với nguồn V CC là
+5V, để đảm báo cho led sáng tốt và không bị cháy.
2.2.2. Khối nhận tín hiệu từ MIC:

Sử dụng Transistor BJT, kết hợp với 1 Opamp để khuếch đại biên độ
và điều chỉnh biên độ tín hiệu nếu cần.
Mạch khuếch đại BJT được mắc dạng cầu phân áp với cực E chung,
ngõ ra tín hiệu sẽ được khuếch đại về dòng và áp
Opamp khuếch đại không đảo,hệ số khuếch đại có thể được điều
chỉnh nhờ biến trở 10K,có giá trị biến đổi từ 1 đến 10 lần tùy thuộc vào giá
trị của biến trở.
Sơ đồ nguyên lý cùa mạch:

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 17

IN

IN

GN D

2
L I N EL I2 N E 1

L I NL IE N- RE - R

L I N L EI N- L E - L

1

V C C -1 5 V
VC C 15V

M I C R O 3 ly

3

M I C R O 6 ly
2

1

3

GN D GN D

J3
1
2
3

6

U 2
5

4

VC C 15V
U 3

V C C 15V
VC C 15V
TH A Y C O N 2 = B U S 2 C H A N
J2
R 2
100k

R 3
1k5

1
U 1
7
1

C 3
3
2

C 1

1uF 16V

IN

0 .1 u D C

6
R 6 POT

4
8

Q1
BC 548B

+

2

R 1
2k7

O P -0 7

10K

V C C -1 5 V

R 4
33k

R 5
470E
C 2
10uF 16V

R 7
1K

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý khối nhận tín hiệu từ MIC

2.2.3. Khối mã hóa PCM:

Có nhiều giải pháp để thực hiện việc mã hóa PCM như là:
- Thực hiện mã hóa dựa trên các IC số thông dụng với các chức năng
được chia nhỏ như là lấy mẫu, lượng tử và mã hóa, từ đó gom lại thành một
hệ thống điều chế PCM. Phương pháp này dễ hiểu và dễ thực hiện, dễ dàng
cho việc phân tích mạch.Tuy nhiên mạch khó thi công, phức tạp tốn nhiều
IC, dễ bị lỗi và hoạt động không chính xác nếu thi công không đúng.
- Phương pháp thứ 2 là sử dụng VĐK dễ thực hiện công việc mã
hóa. Phương pháp này sẽ đơn giản nếu việc lập trình tốt, việc đồng bộ tín
hiệu cũng tốt hơn do chỉ lấy từ một nguồn xung Thạch anh duy nhất. Tuy
nhiên yếu điểm của phương pháp này là VDK chỉ xử lý được tín hiệu số
dạng nhị phân mà tín hiệu thoại là tín hiệu tương tự nên ta không thể trực
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 18

tiếp xử lý trên tín hiệu thoại mà phải qua khâu chuyển đổi tín hiệu từ analog
sang digital trước khi mã hóa và thực hiện quá trình ngược lại khi giải mã.

Từ đó nó cũng sẽ tạo ra sai số trong quá trình chuyển đổi dữ liệu dẫn đến
làm sai khác tín hiệu gốc.
- Phương pháp thứ 3 là sử dụng IC TP3057/ TP3054 với chức năng
đặc thù là thực hiện mã hóa PCM. Với tín hiệu đầu vào là tín hiệu cần mã
hóa ở dạng analog và dữ liệu đầu ra là tín hiệu đã được mã hóa PCM ở
dạng số. IC này đặc thù cho việc điều chế dữ liệu sử dụng trong truyền tín
hiệu thoại, rất tiện dụng. IC TP3057 được sản xuất theo chuẩn của Bắc Mỹ,
sử dụng xung clock luồng 2,048Mhz để mã hóa. Còn IC TP3054 thì sản
xuất theo chuẩn của Tây Âu, sử dụng xung clock luồng 1,544Mhz để mã
hóa.
Nhóm nghiên cứu chọn giải pháp sử dụng IC đặc thù TP3057 để thực hiện
mã hóa và giải mã PCM.
Sơ đồ nguyên lý mạch:

KHOI PCM SU DUNG TP3057
+5V
U 1
C 1
0 .1 u F

4
2

-5 V

C 2
0 .1 u F
+5V

1

3
6
5

+VC C

V F XI+

AG N D

V F XI-

-V C C
VFR O
D R
FSR

G S
TS
FS
D
BC LK
B C L K R /C L K S E L
M C L K R /P D N M C L K

7
8

X
X

X
X
X
X

16
15

IN _ A N A L O G
R 1

10k

14
13
12
11
10

R 2

10k

8KH Z
O U T_PC M
BC L 64KH Z

9

M C L 2048M H Z

J2
IN _ A N A L O G

TP 3057

1

J1

IN A N A L O G
J3
M C L 2048M H Z
BC L 64KH Z
8KH Z

1
J4
+5V
1
2
3

1
2
3

O U T PC M

-5 V

J5
VC C 5V

1

H EAD ER 3
MASS

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý khối PCM
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU

O U T_P C M


Trang 19

Các tụ C1 và C2 làm nhiệm vụ lọc nguồn cho IC
- Các trở R1 và R2 là trở tạo hệ số khuếch đại cho bộ khuếch đại đầu
vào của IC TP3057.
- Tín hiệu analog cần điều chế đưa vào chân 16.
- Tín hiệu số PCM ra ở chân 11.
- Chân số 9 là chân cấp xung clock master cho IC hoạt động.
- Các chân FSX và FSR là chân nhận xung đồng bộ khung cho việc
mã hóa và giải mã.
- Chân VFRO là chân dữ liệu analog ngõ ra khi thực hiện giải mã
PCM.
- Chân DR là chân dữ liệu PCM ngõ vào cần giải mã để khôi phục
tín hiệu gốc.
- Chân số 7 BCLKR/CLKSEL có chức năng như bảng sau:
TABLE Selection of Master Clock Frequencies

BCLKR/CLKSEL
Clocked
0
1

Master Clock
Frequency Selected
TP3057
TP3054
1,536Mhz
2,048Mhz
or
1,544Mhz
1,536Mhz
2,048Mhz
or
1,544Mhz
1,536Mhz
2,048Mhz
or
1,544Mhz
Bảng 2.5: Lựa chọn tần số

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 20

- Chân số 8 là chân nhận xung master clock cho việc giải điều chế
khi tín hiệu vào chân này là xung, nếu có được kết nối lên mức "1"

liên tục thì power down thiết bị, khi kết nối liên tục lên mức xuống
mức "0" thì nó sẽ lấy xung master clock bên phát để làm master
clock cho bên nhận.
Một IC TP3057 có thể đồng thời thực hiện công việc mã hóa và giải
mã PCM bởi vì hai khối này được thiết kế riêng lẽ trong cùng một
IC, không ảnh hưởng gì đến nhau.
2.2.4. Khối tạo dao động:

Để tạo ra nguồn dao động ổn định cung cấp cho các khối trong hệ
thống, nhóm thực hiện chọn phương án dùng mạch dao động Thạch anh.
Tinh thể thạch anh tạo ra dao động với độ ổn định cao và ít bị ảnh hưởng
bởi yếu tố bên ngoài.
Mạch dao động gồm một tinh thể thạch anh 4Mhz kết hợp với các
cổng đảo và các tụ, điện trở tạo ra xung clock cố định có tần số 4Mhz.
Nguồn xung clock này sẽ được cho qua IC chia tần CD4040 đếm lấy các
tần số ngõ ra mong muốn.
Ngõ ra chân số 9 là xung clock tần số 2,048Mhz để làm xung master
clock cho PCM, các ngõ ra chân số 2 (64Khz) là xung bit clock và chân số
12 (8Khz) là xung FSX cung cấp cho PCM.
Ngõ ra chân số 6 là xung tần số 512Khz sẽ được đưa đến mạch lọc
PI để tạo ra dạng sóng sin làm sóng mang điều chế cho mạch điều chế
ASK.
Mạch lọc PI gồm 2 loại linh kiện thụ động là tụ và cuộn cảm nhằm
hiệu chỉnh xung vuông thành dạng sóng sin để dễ dàng cho việc điều chế
ASK.
Sơ đồ nguyên lý mạch:

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU

Trang 21

Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý khối tạo dao động

2.2.5.

Khối điều chế ASK:
Điều chế ASK là nhằm biến đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo
dạng của tín hiệu tin tức. Điều mà ta mong muốn chính là truyền tín hiệu tin
tức đi xa (có dây hoặc không dây). Tuy nhiên với các tín hiệu nằm ở dãy
tần số âm thanh (tín hiệu thoại) thì có tần số thấp (300Hz - 3,4Khz) cho nên
không thể thực hiện việc truyền đi xa vì tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng bởi vô số
các loại nhiễu cùng tạp âm. Do vậy chúng ta cần phải nhờ đến một sóng có
tần số cao vượt ra khỏi dải tần số âm thanh để mang tin tức đi. Việc ghép
tín hiệu sóng mang và tin tức được gọi là điều chế. Có nhiều loại điều chế
khác nhau như điều chế biên độ, điều chế tần số, điều pha, … Tuy nhiên ở
đây ta chỉ xét phương pháp điều chế đơn giản và dễ thực hiện nhất là điều
biên.
Có nhiều cách điều chế biên độ khác nhau như sử dụng transistor, sử
dụng IC chuyên dụng. Ở đây, để dễ dàng thực hiện và đảm bảo độ ổn định,

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 22

nhóm nghiên cứu chọn giải pháp sử dụng IC điều chế chuyên dụng là
IC1496.
Sơ đồ chân IC1496

Hình 2.10: Sơ đồ chân của IC 1496
o
o
o
o
o

Chân 1, 4: tín hiệu ngõ vào tin tức.
Chân 2, 3: hiệu chỉnh độ khuếch đại.
Chân 5: Bias.
Chân 6, 12: ngõ ra.
Chân 8, 10: ngõ vào sóng mang.

Hình

2.11:
Sơ đồ khối MC1496

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 23

Sơ đồ nguyên lý mạch:

J3

4K7

VC C 15v

R 16

C3
101

470

J10

R 13

1
2
3

470

1K

U1
R 14

8
10

330K

Q5

C IN +
C IN -

6

O U T+

VC C 5V

-1 5 V

+15V

J8

1
4

R 17
10K

1
2

R9
470

2
3

+5V

R8
470

R3

Q6

BC 558

12

S IG IN + O U T S IG IN VEE

-1 5 V

+15V

BC 558
R 23
2K 2

Q3

Q4

BC 548

M C 1496

14

D A T A _ IN

C1
D ATA

O U TPU T

1
2

J4

0 .4 7 u F

Q1
BC 548
R 28
10K

-1 5 V
R7

R6

R 10
C A R R IE R _ IN

-1 5 V

-1 5 V

1K

2K

BC 548

470
R 22

470

R 20
4K7

R 11

Q2

10K

1
2

+5V

+15V

R5

J9

R 19

R 21

470

10K

O U TPU T

C A R R IE R

5K1

R4
6K8

O U TPU T
R 18

5

D A TA

R 15

C A R R IE R

+15V

GADJ
GADJ

1
2

B IA S

+15V

-5 V

+15V

0.47 uF
C2

1K

BC 548
R2

R 12
10K

1K

R 24

R1
5K 1

10K

-5 V

DIEU CHE CAN BANG

Hình 2.12: Sơ đồ khối điều chế ASK
Mạch bao gồm một bộ khuếch đại vi sai 4 transistor ở trên dựa trên
bộ khuếch đại vi sai tiêu chuẩn với nguồn dòng đôi. Cực thu ngõ ra được
ghép chéo để mà dạng sóng đầy đủ được cân bằng khi phép nhân của 2 tín
hiệu điện áp xảy ra. Đó là tín hiệu ngõ ra là một thời hằng của phép nhân 2
tín hiệu ngõ vào.
Các transistor và điện trở, tụ điện mắc thêm bên ngoài là nhằm để
điều chỉnh dạng sóng điều chế cũng như hệ số điều chế.
IC 1496 được dùng như là bộ điều chế cân bằng. Tín hiệu NRZ
điều chế thì được kết nối tại chân 1 qua transistor đệm BC548B.
IC này có hai ngõ ra làm việc như bộ điều chế cân bằng. Ngõ ra
thứ hai có thể được kết nối với chân 4 qua transistor đệm BC548B.
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU


Trang 24

Tín hiệu sóng mang âm tần thì được kết nối tại chân 8 qua tụ

ghép từ bộ dao động sóng mang âm tần.
Những ngõ ra được điều chế có được ở chân 12 và 6 của IC này,
sau đó được khuếch đại cân bằng bởi cặp transistor BC548B và BC
558B.
Ngõ ra điều chế cân bằng cuối cùng được xác định tại ngõ ra.
Biến trở 10K để được sóng mang cân bằng trong khi biến trở 1 K thì
được tín hiệu âm tần ngõ vào cân bằng.
Đặt trước ngõ ra 100K để điều chỉnh mức 0 DC ngõ ra. Biến trở
ngõ ra 2K để thay đổi mức (bậc) của tín hiệu điều chế ASK.
-5 đến +5V DC được xác định bởi ngõ ra thứ 2 của bộ điều chế
cân bằng để đưa vào sóng mang ở ngõ ra ASK.

2.2.6. Khối khuếch đại cao tần:

Tín hiệu sau khi điều chế có tần số của sóng mang có thể truyền
được trên kênh truyền không dây. Tuy nhiên cường độ tín hiệu thì chưa đủ
và nó sẽ bị suy hao gần như hoàn toàn nếu như khoảng cách xa và việc khôi
phục là sẽ rất khó khăn. Do vậy, ta phải tiến hành khuếch đại công suất phát
đi để tìn hiệu phát đi có công suất đủ lớn để truyền đi xa và bên nhận có thể
thu và giải điều chế tín hiệu đó.
Bộ khuếch đại đơn giản là dùng transistor khuếch đại công suất. Phải
chọn loại đáp ứng tốt tần số cao và công suất đủ lớn.
Các transistor mắc dạng phân cực, có 2 tầng khuếch đại: một tầng
mắc dạng C chung để khuếch đại dòng, một tầng mắc dạng E chung khuếch
đại cả dòng và áp.
Tín hiệu sau khuếch đại đủ lớn để bù trừ suy hao qua kênh truyền.
Sơ đồ nguyên lý mạch:

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU

Trang 25
+15V

KHOI KHUECH DAI CONG SUAT
R 31

IP
R 26
10k

10n D C

C4

C5

R 32

100E

C6

0 .1 D C

Q 12
BC 547

0 .1 D C

R 29
100K

R 34

100E

5K6

J4

C7
1

R 28

Q 11
BC 547

100E
R 33
10k

R 30

R 27

18K

4k7

IP

J2

0 .1 D C

An
ten

C ON 1

R 35
1K

+15V

J1

1
2

2
1
CON2

Power

Hình 2.13: Sơ đồ khối mạch khuếch đại cao tần
2.2.7.

Khối thu, khối khuếch đại cao tần và khuếch đại trung tần:
Mạch vào anten bao gồm các linh kiện thụ động là điện cảm và tụ
điện hoạt động trên nguyên tắc mạch cộng hưởng tần số, mạch vào sẽ tạo ra
tần số dao động nội chính là tần số của tín hiệu phát. Khi đó, ở đâu vào bộ
thu, tín hiệu phát có cùng tần số với tần số dao động nội sẽ được thu vào.
Trên đây là dạng giản lược của mạch thu đổi tần, tần số phát là cố định nên
mạch thu sử dụng tần số cố định cho đơn giản.
Mạch tiền khuếch đại: Là để khuếch đại thu được, bởi vì tín hiệu thu
được có cường độ rất thấp, không thể đưa đi giải điều chế được. Vì vậy, ta
sẽ tiến hành khuếch đại mức tín hiệu lên một mức đáng kể.
Mạch khuếch đại trung tần: Tiếp tục khuếch đại tín hiệu thu được và
điều chỉnh độ lợi của mạch. Với một số mạch ta có thể sử dụng nhiều lớp
khuếch đại trung tần để khuếch đại tín hiệu, nhưng ở đây, ta thực hiện
truyền nhận gần nên chỉ cần sử dụng một tầng khuếch đại để khuếch đại tín
hiệu trước khi đưa đi giải điều chế.

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THU PHÁT TÍN HIỆU