Bài giảng Lý thuyết tín hiệu Chương 3

Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

CHƯƠNG 3: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ
1. Mục đích:
- Bức xạ tín hiệu dao động sáng điện từ
- Chống nhiễu
- Sử dụng kênh truyền tín hiệu
- Chuyển từ băng tần thấp lên băng tần cao.
2. Phân loại:
a. Điều chế liên tục:
- AM: điều chế biên độ.
- FM: điều chế tần số.
- PM: điều chế pha.
* Cho tín hiệu tin tức x (t), sóng mang S(t) = Acos (0t + )
+ Tín hiệu AM: yAM (t) = x(t)cos (0t + )
+ Tín hiệu FM: yFM (t) = Acos (0t + Kf

 x t  dt

+ Tín hiệu PM: yPM (t) = Acos (0t + KP.x(t))
Kf, KP: hệ số điều chế.
b. Điều chế rời rạc:
- PAM: Điều chế biên độ xung.
- PPM: Điều chế vò trí xung.
- PDM: Điều chế độ rộng xung.

Trang 34

)

Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

BÀI 1: ĐIỀU BIÊN
I. Điều chế AM – SC (DCB – SC):
1. Biểu thức: yAM – SC (t) = x(t) cos0t
2. Dạng sóng:

x(t)

t
0

yAM-SC(t)

t

0

3. Phổ và mật độ phổ AM – SC:
YAM  SC   

1
 X    0   X    0  
2

1
 y     x    0    x   0  
4

Trang 35


Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

Y()

- min  0 -max

0

- Bề rộng phổ:

BAM SC  2max

- Công suất:

1
PAM SC  Px
2

f

-min 0 -max

- Cách tạo tín hiệu yAM – SC(t)
x(t)

yAMSC(t)


Cos0t

- Giải điều chế: tách sóng đồng bộ
yg  t   y AM  SC  t  .cos 0t
 x  t  cos 2 0t
1
1
x  t   x  t  cos 20t
2
2
1
1
Yg     X     X    20   X   20  
2
4
1
1
 y     x      x   20    x   20  
4
16


Ví dụ: Cho tín hiệu x (t) = cos2.103t
Điều chế AM – SC của tín hiệu có tần số f = 104Hz
1. Vẽ x (t), yAM – SC (t)
2. Xác đònh phổ, mật độ phổ.
3. Tính công suất x(t), yAM – SC (t)

* Điều chế AM
Trang 36


Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

YAM(t) = {A + x(t)} cos0t
Điều kiện tách sóng hình bao bò méo
A  x  t  max

 A2
1
   0      0     x   0    x   0  
2
4

 y   

- Tạo AM:
x(t)



yAM(t)



Cos0t

ACos0t

Giải điều chế AM bằng phương pháp tách sóng hình bao
Diode

R

YAM

x(t)

C

Vd: Cho x (t) = acost, sóng mang Acos0t, 0>>
 y AM  t    A  a cos t  cos 0t
 A1  m cos t  cos 0t
m

a
: Hệ số điều
A

chế

1
1
y AM  t   A cos 0t  mA cos    0  t  mA cos   0  t
2
2

Hình vẽ:
Y()
A
mA/2

mA/2

f
0- 

0

0+

1
1
2
 mA   a 2
2
2
Trang 37
B  2max
Px 


Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

Bề rộng phổ:
Các loại điều chế AM khác:

- Điều chế SSB - SC
- Điều chế SSB
- Điều chế VSB
* Điều chế FM, PM:
y (t) = Ycost, t là pha tức thời
Nếu   t   0t  K f  x  t  dt  Điều chế
  t    t  K x  t   ĐiềuFM
chế
0

P

- Tần số góc tức thời:  F M PM
t    0  K f . x  t 
 P M t    0  K P

- Độ di pha:     t  0t 

dx  t 
dt

max

 PM  K P .x  t  max  K P x  t  max
 FM  K f

 x  t  dt

- Độ di tần:  r  r  t   r

  PM  K P

max

max

dx  t 
dt

max

  FM  K f x  t  max
- Điều chế xung:

3.4. ĐIỀU BIÊN XUNG PAM
3.4.1. PAM lý tưởng:
- Cho tín hiệu x (t), biểu thức điều chế biên xung PAM có dạng:
yPAM  t   x  t  .

1
t 
III  
T
T 

Dựa vào phép chuyển đổi: trong miền thời gian nhân tín f thì trong miền tần
số là thích hợp. Ta có:
Trang 38

Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

    0 
    1 
1 
1
III      X   n0 
 X   * III 
 X   *
 
2 
0
  0   2 
 0   T 
1 
    X   n0 
T 

YPAM   
YPAM

Lưu ý:

 0  2 max ,  max

là tần số tín hiệu
Là điều kiện để phổ tín hiệu không chồng chập.

Ví dụ: cho



; y  t      t  n
4
n 
z  t   x t  .y  t 

x  t   cos

Hãy vẽ Z(t) và xác đònh Z ()
Z(t)
1

-7 -6 -5 -4 -3 -2

-1 0

1 2

3 4 5 6



z  t   x t  .    t  n 
n

Z   

1

2


1
  
 X   *2 * 2 III  2 
 






 X   2 n 

n 

Với
:



X    2

 X    n  , 
n

0

0

n



2 

4 2


t
Ta có: xT  t   cos t.  
4

X T   
 Xn 

4

1

 


4 Sa  2    4 Sa  2   

2
4
4 




X T  n0 
T

Trang 39

1
1
1 


  Sa  n    Sa  n   
2
2
2 



7

t


Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

3.4.2. PAM thöïc teá:

 t  nT 

yPAM  t   x  t  .  Y  

  
n 

y(t)

-T

-/2

/2

t 
  
yT  t   Y     YT     Y Sa 


 
 2 
Y  n0  Y 
n 
Yn  T

.Sa 0
T
T
2
Y  n


Sa
T
T

n
 Y     2  Sa
   n0 
T
n 0
1
 X   .Y   
YPAM  t  
2 
y n

Sa
X (  n0 )
T
T

Trang 40

t
T


Bài giảng Lý thuyết tín hiệu
Biên soạn Ths Thái Quang Tâm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lý thuyết tín hiệu.
Tác giả: Phạm Thò Cư.
2. F. De Coulon
Lý thuyết và xử lý tín hiệu
Giáo trình của ĐHBK Romande 1984
3. P. Chenevier
Xử lý tín hiệu – Giáo trình của ENSER 1991.
4. Lê Trung Tương – Lê Hồng Vân – Huỳnh Văn Sáu.
Giáo trình lý thuyết xác suất thống kê toán học ĐHBK TP.HCM 1992.
5. Toán cao cấp 2 và 3
Giáo trình đại học Bách Khoa TPHCM

Trang 41