Mô phỏng quá trình điều chế tín hiệu dùng máy tính

MỤC LỤC


PHẦN I: DẪN NHẬP .................................................................................... 3
I./ ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................3
II./ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ .........................................................................3
III./ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ..............................................................3
IV./ NHIỆM VỤ THỰC HIỆN .................................................................4
PHẦN II: PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ................................................. 5
CHƯƠNG I. TÍN HIỆU VÀ THÔNG TIN ........................................................ 5
I./ GIỚI THIỆU ......................................................................................5
II./ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU ....................................................................5
III./ NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN .....................................9
CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ........................... 11
I./ GIỚI THIỆU .................................................................................... 11
II./ HỆ THỐNG THÔNG TIN LÀ GÌ? ................................................. 11
III./ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN .............................. 11
CHƯƠNG III. GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU CHẾ ................................................. 15
I./ ĐIỀU CHẾ ....................................................................................... 15
II./ PHÂN LOẠI ĐIỀU CHẾ ................................................................ 16
CHƯƠNG IV. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ LIÊN TỤC ............................. 18
I./ KHÁI NIỆM VỀ SÓNG MANG ĐIỀU HÒA ................................. 18
II./ ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ...................................................................... 19
III./ ĐIỀU CHẾ GÓC ............................................................................. 36
PHẦN III: PHẦN MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ ................................................ 47
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ MATLAB ....................................................... 47
I./ GIỚI THIỆU .................................................................................... 47
Luận Văn Tốt Nghiệp 2
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
II./ HỆ THỐNG MATLAB ................................................................... 48
III./ GIỚI THIỆU TOOLBOXES ........................................................... 49

IV./ SIMULINK ...................................................................................... 49
CHƯƠNG II. MÔ PHỎNG – CÁC CHƯƠNG TRÌNH .................................. 51
I./ ĐIỀU BIÊN AM .............................................................................. 51
II./ ĐIỀU BIÊN SSB ............................................................................. 55
III./ ĐIỀU TẦN – ĐIỀU PHA ................................................................ 57
IV./ ĐIỀU CHẾ ASK .............................................................................. 60
V./ KẾT LUẬN ..................................................................................... 61
PHẦN IV: PHẦN KẾT LUẬN ...................................................................... 62

PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Luận Văn Tốt Nghiệp 3
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
PHẦN I: DẪN NHẬP
I./ ĐẶT VẤN ĐỀ
- Vấn đề điều chế và giải điều chế không còn là điều mới mẽ đối với sinh
viên các trường kỹ thuật chuyên ngành Điện – Điện tử nói chung và sinh
viên ngành Điện tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật nói riêng. Nhưng
hiểu thấu đáo được vấn đề thì không phải có là đa số.
- Với đề tài “Mô phỏng quá trình điều chế tín hiệu dùng máy tính” sẽ
cho thấy được dạng sóng tín hiệu điều chế trực tiếp trên máy tính chứ
không chỉ là dạng sóng được vẽ lên bảng trong lúc các thầy cô dạy. Nhờ
vậy mà ta có thể quan sát được trực tiếp dạng sóng điều chế một cách rõ
ràng chứ không còn là việc phải hình dung như lúc học nữa.
- Nhờ việc mô phỏng này mà sinh viên có thể tiếp thu bài nhanh hơn và có
thể hiểu vấn đề sâu sắc hơn.
II./ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ
- Vì điều chế thông tin là phức tạp và kiến thức của chúng em còn hạn chế
nên với thời gian 10 tuần chúng em không thể tìm hiểu hết tất cả các loại
điều chế được, nên:

- Trong đề tài này chúng em chỉ:
 Khảo sát các lý thuyết về điều chế.
 Một số bài tập về điều chế, và
 Mô phỏng các bài tập này trong MatLab.
III./ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Mục tiêu đầu tiên là do chương trình đào tạo của Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật, yêu cầu phải có một luận văn tốt nghiệp để chuẩn bò cho
việc ra trường. Cho nên, đề tài “Mô Phỏng Quá Trình Điều Chế Tín
Hiệu Dùng Máy Tính” cũng để đáp ứng yêu cầu này.
- Sau nữa, cũng là để củng cố lại một số kiến thức mà chúng em đã được
học trong trường.
- Và cuối cùng, là để tìm hiểu thêm về một số các khái niệm và những vấn
đề mới trong kỹ thuật mà trong trường chưa có điều kiện để giảng dạy.
Luận Văn Tốt Nghiệp 4
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
IV./ NHIỆM VỤ THỰC HIỆN
A. Phần giới thiệu
- Tựa đề tài
- Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp
- Lời nói đầu
- Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
- Nhận xét của giáo viên phản biện
- Nhận xét của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp
- Lời cảm tạ
- Mục lục
B. Phần nội dung
 Phần I: Dẫn nhập
 Phần II: Phần Lý Thuyết Điều Chế
- Chương I: Tín Hiệu và Thông Tin
- Chương II: Giới Thiệu Về Hệ Thống Thông Tin

- Chương III: Giới Thiệu Về Điều Chế
- Chương IV: Các Hệ Thống Điều Chế Liên Tục
 Phần III: Phần Mô Phỏng điều Chế
- Chương I: Giới Thiệu về MatLab
- Chương II: Mô Phỏng – Các Chương Trình
 Phần IV: Phần Kết Luận
C. Phần Phụ Lục
Luận Văn Tốt Nghiệp 5
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
PHẦN II: PHẦN LÝ THUYẾT ĐIỀU CHẾ
CHƯƠNG I. TÍN HIỆU VÀ THÔNG TIN
I./ GIỚI THIỆU
 Tín hiệu là từ dùng để chỉ một vật thể, một dấu hiệu, một phần tử của
ngôn ngữ hay một biểu tượng đã được thừa nhận để thể hiện một tin tức.
Nói cách khác, tín hiệu là sự biểu hiện vật lý mà nó mang từ nguồn tin đến
nơi nhận tin. đây chỉ quan tâm đến tín hiệu điện là dòng điện hay điện
áp.
 Mô hình toán học của tín hiệu là các hàm thực hay phức của một hay
nhiều biến, ví dụ: s(t), s(x,y), s(x,y,t). Tín hiệu đầu tiên là hàm của thời
gian t, nó biểu thò một đại lượng điện như tín hiệu âm thanh hay tín hiệu
hình. Tín hiệu thứ hai là hàm hai biến-tọa độ không gian (x,y) đó là tín
hiệu ảnh tónh. Tín hiệu sau cùng là tín hiệu truyền hình.
 Tín hiệu mang tin tức là một tín hiệu ngẫu nhiên vì không được biết trước
và không biết là mang tin tức gì, nên thông tin cũng có tính ngẫu nhiên.
II./ PHÂN LOẠI TÍN HIỆU
II.1./ Tín hiệu vật lý và mô hình lý thuyết
 Một tín hiệu là biểu hiện của một quá trình vật lý, do đó nó phải là một tín
hiệu vật lý. Tín hiệu như vậy phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Có năng lượng hữu hạn.
- Có biên độ hữu hạn.

- Biên độ là hàm liên tục.
- Có phổ hữu hạn và tiến tới zero khi tần số tiến tới vô cùng.
 Việc phân loại tín hiệu dựa trên các cơ sở sau:
Luận Văn Tốt Nghiệp 6
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
- Phân loại theo quá trình biến thiên của tín hiệu, các tính chất của nó có thể
đoán trước được hay không?
- Phân loại theo năng lượng: có thể phân biệt thành tín hiệu năng lượng hữu
hạn và công suất trung bình hữu hạn.
- Phân loại dựa vào hình thái của tín hiệu, từ đó có thể phân loại theo tính
chất liên tục hay rời rạc của tín hiệu.
- Phân loại tín hiệu dựa vào phổ của nó.
- Phân loại dựa theo thứ nguyên, là tín hiệu một biến hay nhiều biến.
II.2./ Tín hiệu xác đònh và tín hiệu ngẫu nhiên
 Cơ sở phân loại đầu tiên là dựa trên quá trình biến đổi của tín hiệu là một
hàm của thời gian, có thể xác đònh được hay không?
 Theo cách này thì người ta phân thành tín hiệu xác đònh và tín hiệu ngẫu
nhiên. Tín hiệu xác đònh là tín hiệu mà quá trình biến thiên của nó được
biểu diễn bằng một hàm thời gian đã hoàn toàn xác đònh. Còn tín hiệu
ngẫu nhiên thì sự biến thiên của nó không thể biết trước, muốn biểu diễn
nó phải tiến hành quan sát, thống kê.
II.3./ Tín hiệu năng lượng và tín hiệu công suất
Cơ sở phân loại thứ hai là dựa vào năng lượng của tín hiệu.
 Tín hiệu năng lượng hữu hạn gồm những tín hiệu quá độ xác đònh và ngẫu
nhiên. Còn tín hiệu công suất bao gồm hầu như tất cả: tín hiệu tuần hoàn,
và tín hiệu ngẫu nhiên xác lập.
 Một vài tín hiệu có thể không thuộc vào hai loại kể trên, ví dụ tín hiệu
x(t)=exp(at) với a>0 và t (-, ), hay tín hiệu xung Dirac (t) và dãy
xung tuần hoàn của nó.
II.4./ Tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc

 Một tín hiệu có thể biểu diễn dưới các dạng khác nhau tùy theo biên độ
của nó có giá trò liên tục hay rời rạc theo biến thời gian liên tục hay rời
rạc. Có thể phân biệt thành bốn loại sau:
- Tín hiệu có biên độ và thời gian liên tục được gọi là tín hiệu tương tự
(analog).
- Tín hiệu có biên độ rời rạc và thời gian liên tục được gọi là tín hiệu lượng
tử.
Luận Văn Tốt Nghiệp 7
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
- Tín hiệu có biên độ liên tục và thời gian rời rạc được gọi là tín hiệu rời
rạc.
- Tín hiệu có biên độ và thời gian rời rạc gọi là tín hiệu số (digital).

Biên độ
Liên tục Rời rạc
Thời gian
Liên tục
Tín hiệu tương tự Tín hiệu lượng tử
Rời rạc
Tín hiệu rời rạc Tín hiệu số
Hình 2.4: Biểu diễn của các loại tín hiệu phân loại theo thời gian.
 Các hệ thống xử lý tín hiệu được phân loại dựa vào đặc trưng của tín hiệu
mà nó xử lý. Từ cách phân loại tín hiệu trên đây ta sẽ có các hệ thống xử
lý tín hiệu tương ứng như sau:
- Hệ thống tương tự: như các mạch khuếch đại, mạch lọc cổ điển, mạch
nhân tần số, mạch điều chế tín hiệu…
- Hệ thống rời rạc: các mạch tạo xung, các mạch điều chế xung.
- Hệ thống số: mạch lọc số, mạch biến đổi Fourier và các quá trình đặc biệt
khác.
 Ngoài ra, cũng có các hệ thống hỗn hợp như hệ thống biến đổi tương tự –

số. Có thể thấy rằng, trong các hệ thống rời rạc, tín hiệu được xử lý là
trường hợp trung gian giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số.
II.5./ Các loại tín hiệu khác
 Việc phân tích phổ của tín hiệu dẫn đến việc phân loại tín hiệu dựa vào sự
phân bố năng lượng hay công suất của tín hiệu trong miền tần số.
Luận Văn Tốt Nghiệp 8
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
 Bề rộng phổ của tín hiệu, theo đònh nghóa là dải tần số (dương hoặc âm)
tập trung công suất của tín hiệu. Nó thường được ký hiệu bằng chữ BW và
được xác đònh theo công thức sau: BW = f
2
- f
1
. (2.5-1)
Trong đó: 0  f
1
 f
2
, f
2
được gọi là tần số giới hạn trên của tín hiệu.
f
1
được gọi là tần số giới hạn dưới của tín
hiệu.

Hình 2.5: Phổ của các loại tín hiệu.
a./ Tín hiệu tần số thấp; b./ Tín hiệu tần số cao.
c./ Tín hiệu dải hẹp; d./ Tín hiệu dải rộng.
 Dựa vào bề rộng phổ có thể phân loại tính hiệu như sau:

- Tín hiệu tần số thấp.
- Tín hiệu tần số cao.
- Tín hiệu dải hẹp.

f
1
=0 (hoặc gần bằng 0)
X()
-
1

2
0


X()
-
1

1
0

-
2

2

X()
-
2


2
0

-
1

1

X()
-
2

2
0

-
1

1
a./
b./
c./
d./
Luận Văn Tốt Nghiệp 9
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
- Tín hiệu dải rộng.
 Tín hiệu có thời gian hữu hạn: là tín hiệu có biên độ tiến tới zero ở ngoài
khoảng T:
x(t)=0 khi t>T (2.5-2)

 Tín hiệu có biên độ hữu hạn là tất cả các tín hiệu vật lý thực hiện được với
chúng, biên độ không vượt quá một giới hạn nào đó được tính toán tương
ứng với thiết bò xử lý. Có thể viết:
x ( t)   k với - < t < . (2.5-3)
 Tín hiệu nhân quả là tín hiệu bằng zero với giá trò thời gian âm:
x (t) = 0 với t< 0. (2.5-4).
 Ta nhận thấy, trong thực tế tất cả các tín hiệu đều là tín hiệu nhân quả, có
nghóa là nó bắt đầu từ t=0.
III./ NHIỄU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN
 Thuật ngữ nhiễu đề cập đến những tín hiệu điện không mong muốn mà
vẫn luôn luôn hiện diện trong các hệ thống điện. Sự hiện diện của tín hiệu
nhiễu chồng lấn lên tín hiệu có xu hướng làm suy giảm tín hiệu; nó làm
máy khó nhận dạng được đúng kí hiệu, và do đó hạn chế tốc độ truyền
thông tin. Nhiễu tác động lên tín hiệu trong suốt quá trình truyền thông tin,
chúng có nguồn gốc, hình dạng, phương thức tác động lên tín hiệu rất khác
nhau. Do đó, có thể có nhiều cách phân loại nhiễu:
- Dựa vào qui luật biến thiên theo thời gian, có thể phân loại thành nhiễu
liên tục và nhiễu xung.
- Dựa vào bề rộng khổ ta có nhiễu trắng (gồm toàn bộ tần số) và nhiễu màu
(một khoảng tần số hay một tần số).
- Dựa vào qui luật phân bố có thể phân loại thành nhiễu Gaussian và nhiễu
Poisson…
- Nếu dựa vào phương thức tác động ta có nhiễu cộng và nhiễu nhân.
 Cách phân loại tổng quát hơn là dựa vào nguồn gốc sinh ra nhiễu, người ta
phân biệt thành nhiễu công nghiệp và nhiễu tự nhiên. Nhiễu công nghiệp
là tất cả các tín hiệu do các thiết bò điện, điện tử phát ra trong quá trình
làm việc. Bản chất của nhiễu công nghiệp là sự bức xạ điện từ từ các thiết
bò điện. Để chống các loại nhiễu này, cần phải dùng các bộ phận khử các
Luận Văn Tốt Nghiệp 10
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH

bức xạ điện từ. Nhiễu tự nhiên bao gồm nhiễu mạch điện và thiết bò, nhiễu
khí quyển và vũ trụ.
 Thiết kế mạch điện tốt có thể loại bỏ được nhiều loại nhiễu và các ảnh
hưởng không mong muốn của chúng bằng cách lọc, chắn, lựa chọn phương
pháp điều chế và đặt vò trí máy thu tốt nhất. Ví dụ: Các thiết bò thu các bức
xạ vũ trụ luôn được đặt được ở những nơi hoang vắng xa xôi, xa các nguồn
nhiễu tự nhiên.
 Tuy nhiên, có một loại nhiễu tự nhiên không thể loại bỏ được, gọi là nhiễu
nhiệt hay nhiễu Johnson. Nhiễu nhiệt sinh ra bởi các chuyển động nhiệt
của các electron trong các thành phần dẫn điện như điện trở, dây dẫn… Các
electron tham gia quá trình dẫn điện gây ra nhiễu nhiệt.
 Vì nhiễu nhiệt luôn tồn tại trong tất cả các hệ thống truyền thông và là
nguồn nhiễu đáng kể trong hầu hết các hệ thống, các đặc tính của nhiễu
nhiệt–cộng, trắng, Gaussian – thường được dùng nhiều nhất để mô hình
hóa các nhiễu trong các hệ thống truyền thông. Vì nhiễu Gaussian trung
bình không hoàn toàn được đặc trưng bởi phương sai của nó, mô hình này
đặc biệt đơn giản khi sử dụng trong việc dò, tách tín hiệu và trong việc
thiết kế các máy thu chất lượng cao.
Luận Văn Tốt Nghiệp 11
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
I./ GIỚI THIỆU
 Trong cuộc sống của chúng ta, luôn có nhu cầu về việc nghe radio, xem
truyền hình và nói chuyện qua điện thoại. Và để nâng cao việc xem truyền
hình, ta có thể trang bò thêm cáp truyền hình hoặc có một anten thu tín
hiệu vệ tinh đặt trong nhà của chúng ta. Hơn nữa, ta có thể có một radio để
bàn hoặc điện thoại di động gắn trên xe, ta có thể nối máy tính cá nhân
với những máy tính khác bằng đường dây điện thoại thông qua modem.
Trong công việc của ta, ta có thể dựa vào mạng thông tin, mà nó nối với
những máy tính khác khắp nơi trên thế giới, để cung cấp cho ta các danh

mục hàng hóa, tài chính và những kế hoạch khác để quản lý việc kinh
doanh của ta. Ngoài ra đối với điện thoại, ta có thể thuê bao những dòch vụ
thông tin khác như: hội nghò truyền hình từ xa, để hạn chế việc đi lại mà
vẫn duy trì được sự gặp gỡ với những người khác.
 Những hệ thống như vậy được gọi là hệ thống thông tin.
II./ HỆ THỐNG THÔNG TIN LÀ GÌ?
 Đó là tên gọi chung cho cả phương tiện công cộng và văn chương kỹ thuật
ngày nay, để liên hệ đến nhiều lónh vực công nghệ thông tin, dòch vụ thông
tin, hệ thống thông tin như các công nghệ viễn thông, dòch vụ viễn thông
và các hệ thống viễn thông.
III./ SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN
 Trước hết ta xét sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thông tin ở hình 3.1.
- Khối Source (nguồn tin) biểu diễn thông tin được gởi đi như tín hiệu tiếng
nói, tín hiệu truyền hình màu, văn bản trắng đen, chuỗi nhò phân [0] và [1]
hoặc tín hiệu điện tâm đồ… Ta giả sử rằng ngõ ra của nguồn tin là một tín
hiệu điện nào đó thì trong khối nguồn tin này đã có một bộ phận chuyển
đổi tín hiệu cần truyền đi thành tín hiệu sóng điện. Như vậy, khối nguồn
Luận Văn Tốt Nghiệp 12
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
tin gồm có nguồn phát tin và bộ chuyển đổi tín hiệu ở nguồn phát tin thành
tín hiệu sóng điện.
- Khối Transmitter (khối phát tin): xử lý thông tin từ nguồn tin đưa tới để
đưa lên kênh truyền. Trong khối này gồm cả quá trình mã hóa thông tin.
- Khối Channel (khối kênh truyền): kênh truyền có thể là dây song hành,
cáp đồng trục, sợi quang, vô tuyến, kênh truyền thanh di động, chuyển
mạch điện cơ hay điện tử… và những kênh truyền khác.
- Khối Receiver (khối nhận tin): thực hiện phục hồi lại tin tức đã được mã
hóa ở khối phát tin đã nhận được từ kênh truyền. Và cuối cùng gởi tín hiệu
sau khi phục hồi đến khối sử dụng.
- Khối User (khối sử dụng): khối này có chức năng biến đổi tín hiệu điện từ

khối nhận tin thành tín hiệu gốc ban đầu. Bộ phận chuyển đổi có thể là loa
hoặc màn hình. Khối sử dụng có thể là tai hoặc mắt của con người, thiết bò
điều khiển từ xa, hoặc là một máy vi tính.
 Các kỹ sư thông tin thường có nhiều cách tác động trên các khối
Transmitter và Receiver, còn các khối Source, Channel và User thì có rất
ít hoặc là không có cách tác động đến nó. Yếu tố cần thiết của hệ thống
thông tin là sự lựa chọn thích hợp giữa các khối Transmitter và Receiver
theo một cách nào đó để tác động làm sao có độ tin cậy và độ trung thực
cao trong quá trình truyền thông tin từ nguồn tin đến nơi nhận tin.
 Ta có thể mở rộng sơ đồ khối hình 3.1 thành sơ đồ khối hình 3.2. Mỗi khối
có thể thực hiện nhiều hoạt động và mỗi hệ thống thông tin không nhất
thiết phải đầy đủ các khối. Tuy nhiên, các khối Source, Channel, User thì
luôn luôn phải tồn tại.
 Mặc dù các hệ thống thông tin có thể phân loại theo nhiều cách nhưng một
cách phân loại chung nhất là phân loại theo hệ thống tương tự hoặc là hệ
thống số. Một tín hiệu tương tự có thể nhận một số lượng vô hạn của biên
độ mà nó có thể có trong một khoảng cho phép nào đó, trong khi tín hiệu
rời rạc chỉ có thể nhận một số lượng hữu hạn của biên độ trong một
khoảng xác đònh nào đó. Một hệ thống thông tin thường được phân loại là
TRANSMITTER
(Phát tin)
USER
(Sử dụng)
SOURCE
(Nguồn tin)
CHANNEL
(Kênh truyền)
RECEIVER
(Nhận tin)
Hình 3.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thông tin

Luận Văn Tốt Nghiệp 13
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
tương tự hay số phụ thuộc vào tín hiệu được truyền trên đường truyền là
tương tự hay số. Sự phân biệt này sẽ không còn chính xác cho những hệ
thống thông tin mà truyền tín hiệu có biên độ rời rạc mà dùng phương
pháp điều chế tương tự.
 Hầu hết những hệ thống thông tin thường gặp đều chứa các khối điêàu chế
(Modulator) và khối giải điều chế (Demodulator) nhưng có thể có hoặc
không các khối mã hóa nguồn (Source encoder), mã hóa kênh truyền
(Channel encoder), giải mã kênh truyền (Channel decoder), giải mã nguồn
(Source decoder). Khối điều chế làm thay đổi tín hiệu thành một dạng
thích hợp để truyền đi trên kênh truyền, khối giải điều chế sẽ làm công
việc ngược lại. Ví dụ một hệ thống truyền thông thương mại AM, trong đó
tín hiệu âm thanh, tiếng nói hoặc tín hiệu nhạc nền được đưa lên tần số
cao bởi việc điều chế, vì vậy nó sẽ được lan truyền qua không gian mà
không gây trở ngại đối với những tín hiệu của các tần số khác.

Hình 3.2 Sơ đồ khối mở rộng của hệ thống thông tin.
 Có nhiều tín hiệu như tiếng nói và hình ảnh là các tín hiệu tương tự nhưng
trong một số ứng dụng có thể có lợi bằng cách đổi từ dạng tín hiệu tương
tự thành dạng tín hiệu số để truyền đi. Hoạt động này cần phải có khối mã
hóa nguồn (Source encoder). Mã hóa nguồn cũng có thể được dùng để mã
hóa sự tồn tại của tín hiệu số có hiệu quả hơn. Khối giải mã nguồn (Source
SOURCE
ENCODER
(Mã hóa
nguồn)
CHANNEL
ENCODER
(Mã hóa

kênh truyền)
SOURCE
(Nguồn tin)
MODULATOR
(Điều chế)
CHANNEL
(Kênh truyền)
DEMODULATOR
(Giải điều chế)
CHANNEL
DECODER
(Giải mã
kênh truyền)
SOURCE
DECODER
(Giải mã
nguồn)
USER
(Sử dụng
tin)

Luận Văn Tốt Nghiệp 14
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
decoder) sẽ trả lại tín hiệu nguồn dạng nguyên thủy của nó càng giống
càng tốt.
 Khối mã hóa kênh truyền hoạt động khi ngõ vào là tín hiệu số như là cách
để giảm xác suất mà tín hiệu số sẽ giải mã sai ở khối nhận tin. Khối giải
mã kênh truyền sẽ cố gắng để tái tạo lại dạng tín hiệu càng giống với ngõ
vào mã hóa kênh truyền càng tốt.
Luận Văn Tốt Nghiệp 15

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
CHƯƠNG III. GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU CHẾ
I./ ĐIỀU CHẾ
 Điều chế tín hiệu tức là dùng các thuật toán cơ bản tác động lên tín hiệu
trong các hệ thống thông tin, đặc biệt là trong các hệ thống truyền tin trên
khoảng cách lớn. Việc điều chế tín hiệu là một lónh vực rất rộng và khó
khảo sát được hết nên trong đề tài này chỉ khảo sát cho một số tín hiệu
điều chế tương tự và điều chế xung.
 Vì điều chế tín hiệu là vấn đề rất cơ bản và quan trọng của hệ thống thông
tin, do đó ta phải tìm hiểu về mục đích của điều chế:
 Tín hiệu ở đầu ra bộ biến đổi tín hiệu trong khối nguồn (Source) có tần số
rất thấp, do đó không thể truyền đi xa được vì hiệu suất truyền không cao
và không có tính kinh tế. Cho nên phải thực hiện điều chế tín hiệu với ba
mục đích sau:
- Việc điều chế tín hiệu cho phép ta sử dụng hữu hiệu kênh truyền. Tín hiệu
gốc bao gồm nhiều tín hiệu mà chúng ta muốn truyền đi cùng lúc. Ví dụ
như tiếng nói có tần số trong khoảng 20Hz–4KHz, tín hiệu âm nhạc có tần
số trong khoảng 0–20KHz, tín hiệu video trong truyền hình có độ rộng dải
thông 0–5MHz. Nếu không có điều chế mà truyền những tín hiệu này
đồng thời trên cùng một đường truyền (cáp, dây song hành) thì ở đầu thu
sẽ không thu được tín hiệu vì giữa chúng có sự giao thoa vào nhau. Vì vậy,
ở đầu thu không thể tách riêng chúng ra được. Điều chế cho phép ta truyền
đồng thời những tín hiệu này mà không có sự giao thoa bằng cách dòch
chuyển các tín hiệu này sang tần số khác cao hơn mà đường truyền đó có
thể đáp ứng được. Ở đầu thu sẽ thu được riêng rẽ từng tín hiệu nhờ những
mạch lọc thông dải.
- Bức xạ tín hiệu vào không gian dưới dạng sóng điện từ. Nếu muốn truyền
tín hiệu âm thanh trên khoảng cách lớn bằng sóng điện từ thì ở đầu ra máy
phát phải có anten phát. Kích thước anten phát theo lý thuyết trường điện
từ không nhỏ hơn một phần mười độ dài của bước sóng phát xạ. Phổ tín

hiệu tiếng nói thường vào khoảng 200Hz-10KHz, như vậy kích thước của
anten phát phải lớn cỡ hàng chục kilomet, đó là điều không thể thực hiện
được trong thực tế. Thực hiện điều chế tín hiệu cho phép chuyển phổ tín
Luận Văn Tốt Nghiệp 16
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
hiệu lên phạm vi tần số cao, ở đó ta có thể có kích thước anten thích hợp.
Trong trường hợp kênh truyền là dây dẫn, dải thông của đa số các cáp
cũng nằm trong miền tần số cao, các tín hiệu tần số thấp sẽ bò suy giảm,
dòch chuyển phổ tín hiệu sẽ làm mất đi các hiệu ứng đó.
- Tăng khả năng chống nhiễu cho các hệ thống thông tin, bởi vì các tín hiệu
điều chế có khả năng chống nhiễu, mức độ chống nhiễu tốt như thế nào thì
phụ thuộc vào các loại điều chế khác nhau.
II./ PHÂN LOẠI ĐIỀU CHẾ
 Điều chế tín hiệu được thực hiện ở bên phát, với mục đích là chuyển phổ
của tín hiệu từ miền tần số thấp lên miền tần số cao. Việc dòch chuyển phổ
của tín hiệu lên miền tần số cao được thực hiện bằng cách làm thay đổi
một trong các thông số của sóng mang tần số cao. Trong thực tế người ta
thường dùng hai loại sóng mang là các dao động điều hòa cao tần hoặc các
dãy xung, do đó ta sẽ có hai hệ thống điều chế là: điều chế liên tục và
điều chế xung.
 Trong điều chế liên tục, tín hiệu tin tức (tín hiệu điều chế) sẽ tác động làm
thay đổi các thông số như biên độ, tần số, góc pha của sóng mang là các
dao động điều hòa.
- Tín hiệu điều chế làm thay đổi biên độ sóng mang gọi là điều chế biên độ
AM (Amplitude Modulation) hay điều biên.
- Tín hiệu điều chế làm thay đổi tần số sóng mang gọi là điều chế tần số
FM (Frequency Modulation) hay điều tần.
- Tín hiệu điều chế làm thay đổi góc pha sóng mang gọi là điều chế pha PM
(Phase Modulation) hay điều pha.
 Sóng mang có thông số thay đổi theo tín hiệu tin tức được gọi là tín hiệu bò

điều chế. Để không phải nhầm lẫn trong từ ngữ, ta gọi tín hiệu m(t) là tín
hiệu tin tức, còn sóng mang có các thông số thay đổi theo tín hiệu tin tức là
tín hiệu điều chế.
 Trong hệ thống điều chế xung, sóng mang là các dãy xung vuông tuần
hoàn, tin tức sẽ làm thay đổi các thông số của nó như biên độ, độ rộng
xung, vò trí xung (khoảng cách giữa các xung).
- Tín hiệu tin tức làm thay đổi biên độ của xung gọi làø điều biên xung PAM
(Pulse Amplitude Modulation).
Luận Văn Tốt Nghiệp 17
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
- Tín hiệu tin tức làm thay đổi độ rộng xung gọi là điều rộng xung PDM
(Pulse Duration Modulation).
- Tín hiệu tin tức làm thay đổi vò trí xung gọi là điều vò trí xung PPM (Pulse
Position Modulation).
 Khi tín hiệu tin tức (thông tin) tác động làm thay đổi một thông số của
sóng mang thì hai thông số kia được giữ nguyên. Thông số bò thay đổi tỉ lệ
với tin tức m(t). Như vậy trong các hệ thống điều chế xung, tin tức chỉ được
truyền trong những khoảng thời gian nhất đònh (thời gian có xung). Đó là
sự khác nhau căn bản giữa điều chế liên tục và điều chế xung.
Luận Văn Tốt Nghiệp 18
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
CHƯƠNG IV. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU CHẾ LIÊN TỤC
I./ KHÁI NIỆM VỀ SÓNG MANG ĐIỀU HÒA
 Các hệ thống điều chế liên tục có sóng mang là các dao động sine (cosine)
cao tần có dạng:
)cos()(

 tEte
cc
(4.1-1)

Trong đó:
E
c
: biên độ của sóng mang.

c
: tần số góc của sóng mang.
: góc pha đầu của sóng mang.
 Các thông đặc trưng cho sóng mang là biên độ, tần số, góc pha (t) = 
c
t +
. Điều chế tín hiệu là đem tín hiệu tin tức tác động là thay đổi một trong
các thông số của sóng mang. Tín hiệu điều chế là sóng mang có thông số
bò thay đổi được viết dưới dạng tổng quát là:
)(cos)()( ttEte
c

 (4.1-2)
Trong đó:
E
c
(t): biên độ tức thời hay đường bao của tín hiệu điều chế.
(t): góc pha tức thời hay góc của tín hiệu điều chế.
 Bên cạnh các thông số ở trên, còn có thể đưa thêm khái niệm về tần số tức
thời của tín hiệu điều chế như sau:

dt
td
t
c

)(
)(


 (4.1-3)
và
dt
td
tf
c
)(
2
1
)(


 (4.1-4)
 Quan hệ giữa pha tức thời và tần số tức thời được xác đònh như sau:


 dttt
c
)()(

(4.1-5)
và

 dttft
c
)(

2
1
)(


(4.1-6)
Các tích phân này được xác đònh chính xác tới góc pha đầu.
Các khái niệm về biên độ tức thời, tần số tức thời của tín hiệu điều chế được
minh họa trên hình 4.1-1.
Luận Văn Tốt Nghiệp 19
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
 Như có thể thấy từ hình vẽ, biên độ tức thời E
c
(t) thay đổi theo thời gian
theo quy luật của tín hiệu tin tức m(t), quay với tốc độ gốc thay đổi theo
thời gian 
c
(t) và đi qua một quãng đường là (t). Hình
chiếu của vectơ này lên trục hoành tại một thời điểm t
bất kỳ chính là giá trò của tín hiệu điều chế e(t) tại thời
điểm đó. Cách biểu diễn vectơ cho tín hiệu ở biểu thức
(4.1-2) chính là biểu diễn tín hiệu đó nhờ dao động
tổng quát.
 Ta biết rằng, tín hiệu tin tức chỉ làm thay đổi một trong
các thông số của sóng mang, cho nên:
- Nếu biên độ thay đổi còn góc pha (t) không đổi ta sẽ có tín hiệu điều chế
biên độ (điều biên).
)cos()()(

 ttEte

cc
(4.1-7)
- Còn nếu (t) thay đổi theo m(t) và E
c
(t) giữ nguyên ta sẽ có tín hiệu điều
chế góc.

)(cos)( tEte
c


(4.1-8)
 Sau đây ta sẽ khảo sát một số loại điều chế liên tục tương ứng với các
thông số sóng mang bò thay đổi theo tín hiệu tin tức.
II./ ĐIỀU CHẾ BIÊN ĐỘ
 Như trên đã khảo sát, tín hiệu điều chế sẽ làm thay đổi biên độ sóng mang
gọi là điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation) hay điều biên. Có các
loại điều chế biên độ là:
- Điều biên hai dải bên (điều chế song biên) triệt sóng mang AM-SC
(Amplitude Modulation with Suppressed Carrier) hay còn gọi là AMDSB-
SC (AM Double Sideband with Suppressed Carrier).
- Điều biên hai dải bên truyền sóng mang (AM thông thường hay AMDSB-
TC- AM Double Sideband with Transmitted Carrier).
- Điều biên một dải bên (điều chế đơn biên) triệt sóng mang (AM-SSB-AM
Single Sideband with Suppressed Carrier).
- Điều biên một dải bên truyền sóng mang (AMSSB-TC- AM Single
Sideband with Transmitted Carrier).
- Điều biên theo dạng truyền biên tần cụt AMVSB (AM Vestigal Sideband).
e(t)= E
c

cos(t)

Hình 4.1-1
E
c
(t)
(t)

c
(t)
Luận Văn Tốt Nghiệp 20
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
II.1./ Hệ thống AMDSB-SC (Hệ thống điều chế AM hai dải biên
triệt sóng mang).
 Như ta đã biết, cách tái đònh vò một tín hiệu trong miền tần số là nhân
dạng sóng của tín hiệu đó với một hàm sine(cosine) điều hòa trong miền
thời gian.
- Tín hiệu tin tức, được biểu diễn bởi:

)
cos()(
mmm
tEtm


(4.2.1-1)
Trong đó:
E
m
: biên độ cực đại của tín hiệu tin tức.


m
: tần số góc của tín hiệu tin tức.

m
: góc pha ban đầu của tín hiệu tin tức.
Để dễ dàng tính toán ta giả sử góc pha ban đầu của tín hiệu tin tức bằng 0, tức
là: 
m
= 0.
- Và tín hiệu sóng mang là:

)cos()(
ccc
tEte


(4.2.1-2)
Trong đó:
E
c
: biên độ cực đại của tín hiệu sóng mang.

c
: tần số góc của tín hiệu sóng mang.

c
: góc pha ban đầu của tín hiệu sóng mang.
Cũng để dễ dàng tính toán ta giả sử 
c

= 0.
 Thực hiện nhân phương trình (4.2.1-1) với (4.2..1-2) ta sẽ được tín hiệu
điều chế AMDSB-SC và được viết:
ttmEte
ccDSB

cos)()(  (4.2.1-3)
- Theo biến đổi Fourier:
Nếu g(t)  G(t) thì
)()(
0
0


 Getg
tj
(4.2.1-4)
- Nên thành phần tần số của e
DSB
được cho bởi:

 
 
)()(
2
)()(
00

 MM
E

teFE
c
DSBDSB
(4.2.1-5)
Trong đó:
 
)()(

MtmF 
- Nếu )(

M được vẽ trong hình 4.2.1-1a) thì )(

DSB
E được vẽ trong hình
4.2.1-1b).
- Dạng sóng trong hình 4.2.1-1 được gọi là sóng AM Double Sideband with
Suppressed Carrier (AMDSB-SC).
 Thành phần tần số trong khoảng 
c
<  < 
c
+ 
m
được gọi là dải biên
trên (USB) và thành phần tần số trong khoảng 
c
-
m
   

c
được gọi là
Luận Văn Tốt Nghiệp 21
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
dải biên dưới (LSB). Tín hiệu vật lý chỉ đònh nghóa ở tần số dương và m(t)
được yêu cầu bởi dạng của thành phần tần số trong hình 4.2.1-1a trong
khoảng 0   
m
. Ta thấy USB trong hình 4.2.1-1b có dạng giống như
M() và LSB cũng có dạng giống như vậy nếu nó được dòch đi một
khoảng  = 
c
. Vì dạng này được bảo toàn, nên mỗi một bên đã chứa
đựng đầy đủ thông tin để có thể tái tạo lại được m(t).
Hình 4.2.1-1: Thành phần tần số của tín hiệu tin tức và tín hiệu song biên.
a./ Tín hiệu tin tức; b./ Tín hiệu song biên.
 Thuật ngữ triệt sóng mang (Suppressed Carrier) có được là từ thực tế mặc
dù trong phương trình 4.2.1-3 vẫn tồn tại thành phần cos
c
t, mà ở đây
không có thành phần tần số ở  = 
c
trong E
DSB
(), điều mà đã không có
trong tín hiệu gốc ở  = 0 trong M().
 Trong tín hiệu e
DSB
(t), ta đã giả sử là 
c

>
m
. Nếu không có điều kiện này
thì M(-
c
) và M(+
c
) sẽ trùng lấp lên nhau vì vậy sẽ gây ra méo tín
hiệu. Trong hầu hết các ứng dụng để truyền sóng đều chọn 
c
>> 
m

(
c
>10
m
).
 Phép nhân trong phương trình (4.2.1-3) có ảnh hưởng trong việc tái đònh vò
M() trong miền tần số thì phép nhân này cũng yêu cầu băng thông gấp
đôi. Trong miền tần số dương, băng thông của M() là 
m
trong khi đó
băng thông của E
DSB
() là 2
m
.
 Biểu diễn của e
DSB

(t) trong phương trình (4.2.1-3) được vẽ trong hình 4.2.1-
2b với tín hiệu tin tức trong miền thời gian được vẽ trong hình 4.2.1-2a.
Đường nét đứt trong hình 4.2.1-2b là dạng tín hiệu tin tức ban đầu m(t) và
đối xứng của nó qua trục thời gian. Đường nét đứt được gọi là đường bao
của tin tức.

M
0


m
-
m
M()

0

0
-
c
-
m

E
DSB
()
MSB MSB LSB
-
c
+

m
-
c

c
-
m

c

c
+
m


LSB
a./ b./
2
0 c
EM
Luận Văn Tốt Nghiệp 22
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
Hình 4.2.1-2: Dạng sóng trong miền thời gian của phương trình 4.2.1-3.
a./ Tín hiệu tin tức; b./Tích của m(t) và E
c
cos
c
-tức tín hiệu e
DSB
(t).

 Tín hiệu e
DSB
(t) là sóng điều chế và sẽ là tín hiệu được truyền đi trong hệ
thống truyền thông dùng điều chế AMDSB-SC. Tuy nhiên, ta phải chứng
minh rằng m(t) có thể được khôi phục từ e
DSB
(t) và chắc chắn rằng đó là
điều kiện cần thiết cho bất kỳ hệ thống nào. Để mô tả việc lấy lại m(t) ta
xét hình 4.2.1-3. Hình 4.2.1-3a là sơ đồ khối phần phát, hình 4.2.1-3b là sơ
đồ khối phần thu.
Hình 4.2.1-3 Sơ đồ khối hệ thống AMDSB-SC.
a./ Phần phát; b./ Phần thu.
 Từ hình 4.1.2-3b ta có:
     






 ttmEttetx
cccDSB

2cos
2
1
2
1
cos (4.2.1-6)
- Từ phương trình (4.2.1-6), trong miền tần số ta có thêm một phiên bản của

M() ở =0 và
0
2

 . Vì vậy, nếu mạch lọc thông thấp LPF (Low Pass
Filter) trong hình 4.2.1-3b là không méo trong khoảng tần số
m

0 và
tần số cắt 
co
là 
m
< 
co
< 2
c
-
m
, thì m(t) có thể được khôi phục chính
xác giống với dạng sóng ban đầu.
 Tín hiệu sóng mang ở khối thu là cos
c
t, được tạo ra từ mạch dao động nội
(LO-Location Oscillator). Độ chính xác của LO là thực sự quan trọng cho

LPF

co

m(t)
E
c
cos
c
t
Anten Anten
cos
c
t
x(t) y(t)
s
DSB
(t) s
DSB
(t)
a./
b./
Đường bao
Sóng mang
m(t)
Luận Văn Tốt Nghiệp 23
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
việc khôi phục m(t) được chính xác. Trong hình 4.2.1-3, sóng mang dùng
trong khối phát và dao động nội LO dùng trong khối thu phải giống nhau
chính xác cả về tần số lẫn về pha. Vì vậy, sóng mang và dao động nội LO
được đồng bộ trong tần số và pha, nên đôi khi loại giải điều chế này còn
được gọi là giải điều chế đồng bộ hay giải điều chế kết hợp.
 Nếu dao động nội không đồng bộ với sóng mang thì sẽ dẫn đến việc méo
tín hiệu và tín hiệu thu được sẽ không còn chính xác nữa.

II.2./ Hệ thống AM thông thường – AMDSB-TC (Hệ thống điều chế
AM hai dải biên truyền sóng mang).
 Hầu hết các ứng dụng của điều chế biên độ là phát thanh AM. Trong
những ứng dụng này có nhiều máy thu và một ít máy phát. Nếu dùng hệ
thống AMDSB-SC thì phải thiết kế ở máy thu một mạch dao động nội mà
có tần số và pha phải đồng bộ với sóng mang của máy phát. Vì vậy mà giá
thành của hệ thống AMDSB-SC cao, nên một loại điều chế khác được
hình thành.
 Tín hiệu phát được cho là:
   
 
 
 
ttmmEttmEmEte
cnccAM

cos.1cos. 
(4.2.2-1)
Trong đó:
 
 
 
 
m
n
E
tm
tm
tm
tm 

max
là dạng bình thường của m(t). E=E
c
E
m
và
0<m<1 được gọi là hệ số điều chế. Với yêu cầu
 
max
. tmEmE
c

thì tín hiệu
e
AM
(t) trong 4.2.2-1 được gọi là AMDSB-TC (điều chế AM song biên truyền
sóng mang hay điều chế AM thông thường). Lý thuyết thiết kế hệ thống
AMDSB-TC hầu hết được lấy từ biến đổi Fourier của e
AM
(t). Tín hiệu trong
phương trình (4.2.2-1) được gọi là AM thông thường vì nó được dùng phổ biến
trong phát thanh quảng cáo.
 Giả sử rằng
    

MtmF  như trong hình 4.2.1-1a. Biến đổi Fourier của
e
AM
(t) được vẽ ở hình 4.2.2-1 và cho bởi biểu thức:
     

 
   
 
cc
c
ccAM
MM
mE
EE


2
(4.2.2-2)
rõ ràng từ hình 4.2.2-1 và phương trình(4.2.2-2) ta thấy có thành phần sóng
mang hiện diện, và dó nhiên là vẫn còn cả hai biên.

Luận Văn Tốt Nghiệp 24
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
Hình 4.2.2-1: Thành phần tần số của AMDSB-TC.
 Giả sử m(t) được vẽ ở hình 4.2.1-2a, ta xét e
AM
(t) trong miền thời gian.
Dạng sóng này được vẽ trong hình 4.2.2-2. Điểm quan trọng trong hình
này là đường bao dương bên ngoài của e
AM
(t) có hình dạng giống với m(t).
Nếu ta có thể xây dựng một mạch thu mà theo sát đường bao này thì có
thể phục hồi m(t) lại dể dàng. Trong hình 4.2.2-2 phải có điều kiện
E>mE
c

(t)m(t)
max
= mE
c
E
m
. Mục đích của yêu cầu này là để bảo đảm
đường bao không vượt quá mức âm và vì vậy mà đường bao mới giống hệt
với m(t).
Hình 4.2.2-2: Dạng sóng trong miền thời gian của e
AM
(t).
 Ta phải chứng minh mục đích của sóng mang trong e
AM
(t) là để giữ đường
bao dương của tín hiệu phát trong hình dạng của m(t). Cách thực hiện điều
này là sử dụng mạch tách sóng hình bao tại máy thu. Sơ đồ mạch của
mạch tách sóng hình bao được vẽ ở hình 4.2.2-3.
Hình 4.2.2-3: Mạch tách sóng hình bao.
Đường bao
Sóng mang
0
-
c
-
m

E
AM
()

-
c
+
m
-
c

c
-
m

c

c
+
m


2
0 c
EmM
E E
Luận Văn Tốt Nghiệp 25
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU DÙNG MÁY TÍNH
 Nguyên lý hoạt động của mạch tách sóng hình bao có thể được trình bày
sơ lược như sau:
- Xung dương đầu tiên của tín hiệu AM sẽ nạp cho tụ điện C đến giá trò điện
áp đỉnh. Ở nửa chu kỳ âm của sóng mang, diode ngưng dẫn, tụ C xả điện
qua điện trở R và điện áp trên tụ C giảm xuống, thời hằng nạp xả là RC.
Quá trình xả của tụ C sẽ kéo dài đến lúc xuất hiện xung dương tiếp theo

của sóng mang tại vò trí mà sóng mang có giá trò điện áp vượt quá giá trò
sẵn có trên tụ C. Hằng số thời gian RC được chọn sao cho không quá lớn
để quá trình xả điện của tụ biến thiên kòp với sự thay đổi của hình bao. Tín
hiệu đầu ra của mạch tách sóng hình bao chỉ khác tín hiệu m(t) ở chỗ là có
thêm thành phần một chiều (E+mE
c
m(t)), nhưng việc lọc bỏ thành phần
một chiều này không có gì khó khăn cả. Mạch tách sóng hình bao không
yêu cầu độ chính xác về tần số và pha của sóng mang. Vì vậy điều kiện về
độ chính xác của tín hiệu dao động nội LO trong AMDSB-SC được khắc
phục.
 Trong các hệ thống thông tin AM thực tế, việc giải điều chế không thực
hiện trực tiếp từ tín hiệu AM thu được mà là tín hiệu sau bộ biến đổi tần
số, được gọi là bộ trộn tần. Nhiệm vụ của bộ trộn tần là chuyển phổ của
tín hiệu AM từ tần số sóng mang 
c
xuống tần số 
c
’. Tần số đó thường
không đổi đối với các máy thu (gọi là tần số trung tần thường là 455KHz).
Trong máy thu phải có mạch tạo dao động điều hòa tần số 
c
”=
c
+
c
’
(hoặc 
c
”=

c
-
c
’). Tín hiệu AM thu được sẽ đem nhân với tín hiệu này
(tức điều chế cân bằng) để đưa về tín hiệu có tần số là 
c
’=
c
”- 
c
. Các
thành phần phổ không cần thiết xuất hiện trong quá trình nhân này sẽ
được lọc bỏ bằng các mạch lọc tương ứng. Tín hiệu sau bộ trộn tần là tín
hiệu AM có tần số sóng mang là 
c
’ và đó là tần số cố đònh ở đầu vào
mạch tách sóng hình bao. Máy thu làm việc theo nguyên lý này gọi là máy
thu ngoại sai. Trong máy thu ngoại sai việc khuếch đại tín hiệu sẽ không
phụ thuộc vào tần số sóng mang của tín hiệu.
 Hệ thống điều chế AM có nhược điểm cơ bản so với hệ thống AMDSB-SC
đó là hiệu suất năng lượng không cao. Để phân tích vấn đề này người ta
đònh nghóa hệ số hiệu suất năng lượng của tín hiệu AM, là tỉ số:
%100%
y
b
P
P
k  (4.2.2-3)
Trong đó: P
b

là công suất trung bình của các dải biên.
P
y
là công suất toàn phần của tín hiệu AM.