Bài giảng Lý thuyết tín hiệu: Chương 4 - Võ Thị Thu Sương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (936.83 KB, 44 trang )
Chương IV: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ
1. Một số khái niệm cơ bản
2. Các hệ thống điều chế liên tục
3. Rời rạc tín hiệu
4. Điều chế xung
5. Phân kênh theo tần số và thời gian
CuuDuongThanCong.com
/>
1. Một số khái niệm cơ bản
1. 1 Sơ đồ hệ thống thông tin
1. 2 Mục đích điều chế
1.3 Phân lọai điều chế
CuuDuongThanCong.com
/>
1.1 Sơ đồ hệ thống thông tin
Hệ thống truyền tin tức từ nguồn đến nơi
nhận tin
Ví dụ:
- Điện thọai
- Truyền hình
- Phát thanh
- Vệ tinh
CuuDuongThanCong.com
/>
Sơ đồ hệ thống thông tin
Nguồn tin
Bộ biến đổi
ngõ vào
Máy phát
Kênh truyền
Máy thu
Bộ biến đổi
Nhận tin
ngõ ra
Nguồn tin: tương tự, số
Ví dụ: Tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh….
Bộ biến đổi ngõ vào: Chuyển tin tức thành tín hiệu phù hợp cho các hệ
thống thông tin.
Ví dụ: Tiếng nói Microphone Điện áp
Máy phát: Khuếch đại, Điều chế
Ví dụ: Đài truyền hình, đài phát thanh, web server…
Kênh truyền : Môi trường trung gian thực hiện việc truyền dẫn.
Ví dụ: không gian, dây dẫn, cáp đồng trục, cáp quang …
Máy thu: Giải điều chế, khuếch đại, lọc nhiễu
Ví dụ: TV, radio, …
CuuDuongThanCong.com
/>
1.2 Mục đích điều chế
Chuyển phổ của tín hiệu từ tần số thấp lên tần số
cao và biến đổi thành dạng sóng điện từ lan
truyền trong không gian
Cho phép sử dụng hữu hiệu kênh truyền
Tạo ra các tín hiệu có khả năng chống nhiễu cao
CuuDuongThanCong.com
/>
• Tần số tín hiệu
CuuDuongThanCong.com
/>
1.3 Phân loại điều chế
Các hệ thống điều chế
Liên tục
Biên độ
AM-SC AM SSB-SC SSB VSB
CuuDuongThanCong.com
Xung
Góc
Tương tự
PM FM
PAM PDM PPM
/>
Số
PCMDelta
Chương IV: TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ
1. Một số khái niệm cơ bản
2. Các hệ thống điều chế liên tục
3. Rời rạc tín hiệu
4. Điều chế xung
5. Phân kênh theo tần số và thời gian
CuuDuongThanCong.com
/>
2. Các hệ thống điều chế liên tục
2.1 Sóng mang điều hòa
2.2 Điều chế biên độ
2.3 Điều chế góc
CuuDuongThanCong.com
/>
2. 1 Sóng mang điều hòa
y (t )
Y cos
trong đó: Y biên độ ,
(t) =
t+
t
0
tần số là hằng số
0
góc pha tức thời
Nếu tín hiệu tin tức x(t) tác động làm thay đổi biên độ của
sóng mang ta có tín hiệu điều biên
y (t )
Y (t ) c o s
t
0
Y(t) đường bao biên độ, là hàm của thời gian biến thiên theo quy luật
của TH x(t).
Nếu tín hiệu tin tức x(t) tác động làm thay đổi tần số hoặc
góc pha của sóng mang ta có tín hiệu điều chế góc
y (t )
CuuDuongThanCong.com
Y cos
t
/>
2. 2 Tín hiệu điều biên
• Điều biên hai dải bên (DSB – Double Side band)
•Điều biên triệt sóng mang (AM-SC – Amplitude
Modulation with Suppressed Carrier)
•Điều biên (AM – Amplitude Modulation)
•Điều biên một dải bên (SSB – Single Side band)
•Điều biên một dải bên triệt sóng mang (SSB-SC –
Single Side band with suppressed Carrier)
•Điều biên một dải bên (SSB– Single Side band)
•Điều biên triệt một phần dải bên (VSB – Vestigal Side
band)
CuuDuongThanCong.com
/>
2. 2.1 Tín hiệu AM – SC
Giả sử tín hiệu CS x(t) có bề rộng phổ trong khỏang
( min- max) được đặc trưng bởi mật độ phổ CS x( )
TH x(t) tác động làm thay đổi biên độ của sóng mang ta
có tín hiệu AM-SC như sau:
y AM
SC
(t )
x (t ) c o s
t
trong đó: Y(t) = x(t)
0
CuuDuongThanCong.com
=0
/>
2. 2.1 Tín hiệu AM – SC
Để tìm mật độ phổ CS y( ) của tín hiệu điều chế AM-SC
ta xét nó trong khỏang thời gian T hữu hạn.
yT (t )
xT (t ) c o s
t
Trong đó: xT(t) = x(t) (t/T) là tín hiệu năng lượng có phổ
Fourier thông thường XT( ). Vậy yT(t) = xT(t)cos t cũng là
tín hiệu năng lượng, phổ của nó được xác định theo định
lý điều chế
YT (
)
CuuDuongThanCong.com
1
2
XT
XT
/>
2. 2.1 Tín hiệu AM – SC
Mật độ phổ năng lượng của yT(t)
T
(
1
4
)
2
YT
4
XT
XT
T
4
>>
m
CuuDuongThanCong.com
XT
n e ân X T
2
XT
XT
1
Do
1
X
2
XT
XT
X
T
2
0
/>
T
2. 2.1 Tín hiệu AM – SC
Mật độ phổ công suất của tín hiệu AM-SC theo định nghĩa
y
(
)
1
lim
4
y
2
XT
(
)
Do
CuuDuongThanCong.com
XT
lim
T
T
2
T
T
1
x
4
x
(
x
)
lim
T
2
XT
T
/>
2. 2.1 Tín hiệu AM – SC
Công suất của TH AM-SC:
Py
1
1
2
Px
1
2
1
Py
d
y
2
1
x
4
1
2 2
CuuDuongThanCong.com
x
d
x
d
1
2
Px
/>
Ví dụ
x (t )
x
0
t
max
y AM
SC
min
min
(t )
y
1
t
CuuDuongThanCong.com
4
0
/>
max
Giải điều chế
y g (t )
y AM
1
2
YgT (
2
1
)
2
1
gT
4
t cos
x (t )
1
y gT (t )
SC
1
2
2
1
XT
XT
CuuDuongThanCong.com
x (t ) c o s 2
1
xT (t )
x (t ) c o s
XT
1
16
XT
t
t
xT (t ) c o s 2
4
2
t
2
t
2
2
XT
2
2
XT
/>
2
2
Giải điều chế
1
yg
4
1
x
x
16
2
x
2
yg
1
4
0
2
2
Tín hiệu x(t) có thể nhận được sau khi lọc bỏ các thành
phần tín hiệu cao tần nhờ mạch lọc thông thấp
CuuDuongThanCong.com
/>
2.2.2 Tín hiệu AM
Tín hiệu AM có dạng :
y AM (t )
x (t ) c o s
y AM (t )
t
x (t ) c o s
A
A cos
t
trong đó: Y(t) = A+x(t)
t
Làm tương tự như tín hiệu AM-SC ta có:
y
(
A
)
2
+
CuuDuongThanCong.com
2
1
4
x
x
/>
0
=0
Ví dụ
x
x (t )
0
t
max
yc(t)
max
min
min
yc
A
A
t
2
2
A
y
AM
t
y
A
1
4
0
A
CuuDuongThanCong.com
/>
2.2.2 Tín hiệu AM
Sơ đồ khối tạo tín hiệu AM và mạch thực hiện
y AM (t )
x (t )
i
xt
cos
t
A cos
CuuDuongThanCong.com
t
a1u
R
a2u
C
2
L
Acos t
/>
y AM t
Giải điều chế tín hiệu AM
Tín hiệu AM đựơc giải điều chế trong mạch tách sóng
yu (t) t
hình bao như sau:
AM
c
A
R
y AM t
C
uc t
A
t
Nếu đường bao biên độ có giá trị âm:
y AM ( t )
u c (t )
t
t
quá điều chế
CuuDuongThanCong.com
/>
2.2.2 Tín hiệu AM
Như vậy A được chọn sao cho đường bao của TH AM là
Y(t) = x(t) +A không âm.
Điều này sẽ thỏa mãn nếu:
A
m ax
CuuDuongThanCong.com
x (t) : x (t)
0
/>
2.2.2 Tín hiệu AM
Bề rộng phổ của các TH DSB :
B AM
2
B AM
SC
m ax
Hệ số hiệu suất năng lượng :
Pb
k%
Py
Pb: Công suất trung bình các dải bên
Py: Công suất của TH AM
AM-SC :
AM :
Pb
Pb
Py
k%
Py
1
2
1
CuuDuongThanCong.com
2
Px
A
2
1
2
100%
k%
Px
100%
Px
A
2
Px
100%
/>
