Giáo trình Điều chế biên độ xung (Pulse amplitude modualation) Điều chế tương tự cho tín hiệu số
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.58 MB, 60 trang )
MỤC LỤC
1. GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................................................2
2. ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ CHO TÍN HIỆU SỐ ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM
MODULATION-DEMOLATION......................................................................................5
2.1. Thiết bị sử dụng..................................................................................................5
2.2. Lý thuyết.............................................................................................................5
2.2.1 Các phương pháp điều chế tương tự cho tín hiệu số..................................5
2.2.1.1. Phương pháp điều chế - Giải điều chế biên độ ASK (Amplitude Shift
Keying)................................................................................................................5
2.2.1.2. Phương pháp điều chế - Giải điều chế biên độ FSK (Frequency Shift
Keying)................................................................................................................6
2.2.1.3. Phương pháp điều chế - Giải điều chế pha PSK (Phase Shift Keying) 7
2.2.1.4. Phương pháp điều chế - Giải điều chế hỗn hợp pha và biên độ QAM
(Quadrature Amplitude Modulation).................................................................12
2.2.1.5. Phương pháp điều chế - Giải điều chế pha vi phân DPSK (Differential
Phase Shift Keying)..........................................................................................13
2.2.1.6. Mã truyền và tái lập tín hiệu nhịp........................................................15
2.2.2 Sơ đồ thí nghiệm.........................................................................................16
2.2.2.1. Bộ điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM.........................................16
2.2.2.2. Bộ Giải điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK............................................23
2.3. Cấp nguồn và nối dây.......................................................................................26
2.4. Các bài thực hành............................................................................................27
2.4.1 Khảo sát các phần chức năng....................................................................27
2.4.1.1. Máy phát nhịp tài liệu (Data Sequence Generator).............................27
2.4.1.2. Các sơ đồ tạo mã tài liệu....................................................................27
2.4.1.3. Bộ hình thành sóng mang (carrier generator).....................................30
2.4.1.4. Bộ tái lập tín hiệu nhịp và giải mã tài liệu (DECODER & CLOCK
RECOVERY)....................................................................................................30
2.4.2 Điều chế & giải điều chế tương tự cho tín hiệu số.....................................33
2.4.2.1. Điều chế & giải điều chế ASK..............................................................33
2.4.2.2. Điều chế & giải điều chế FSK..............................................................38
2.4.2.3. Điều chế và giải điều chế BPSK..........................................................42
2.4.2.4. Điều chế & giải điều chế QPSK (hình 2-34)........................................46
2.4.2.5. Điều chế và giải điều chế D-QPSK (Hình 2-35)..................................47
2.4.2.6. Điều chế QAM (hình 2-36)..................................................................51
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
1
HỆ THỰC HÀNH VỀ ĐIỆN TỬ THÔNG TIN
1.
GIỚI THIỆU CHUNG
Hệ thống thiết bị thực hành điện tử viễn thông chuyên đề bao gồm các khối thí nghiệm,
thiết kế theo khối chuẩn (Module), và thiết bị chính TCPS-900.
Các khối thí nghiệm chức năng cho phép tiến hành các bài thực hành về điện tử thông
tin chuyên đề về cơ sở kỹ thuật truyền thông tin (xem mục lục đã liệt kê ở trên).
Các khối thí nghiệm sử dụng chốt 2 ly để kết nối nguồn và tín hiệu. Trên bảng mặt khối
có biểu thị trực quan sơ đồ nguyên lý và các chốt thử (Test Point) để kiểm tra tín hiệu.
Thiết bị chính TCPS-900 (Hình 1) dùng cho 1 bàn thí nghiệm, bao gồm:
• Khung gá có kích thước 1.200 x 750 mm chứa 2 tầng với rãnh trượt để gắn các
module 297 mm x aM (M = 100mm, a = 1; 2; 3; 4)
• Nguồn chuẩn TCPS-900, cung cấp thế chuẩn:
- Nguồn 1 chiều (DC) +12V/2A, -12V/0.75A, +5V/2A, -5V/0.75A. Sử dụng để
ni các Module thí nghiệm.
- Nguồn AC 220V với công tắc tự động, dùng để cấp điện cho các thiết bị khác như
dao động ký, máy phát,...
Phân loại tổng quát các phương pháp điều chế - giải điều chế phục vụ cho việc truyền
thông tin được giới thiệu trong Bảng 1.
Truyền các tín hiệu tương tự (lời nói, nhạc,...) theo phương pháp điều biên, điều tần và
điều pha được thực hiện trong phần thực tập điện tử thông tin cơ sở.
Các phương pháp cơ bản điều chế tín hiệu tương tự hoặc số còn lại trong Bảng 1 được
thực hiện trong phần thực hành điện tử thông tin chuyên đề.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
2
Bảng 1
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
3
Hình 1. Thiết bị chính TCPS-900
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
4
2. ĐIỀU CHẾ TƯƠNG TỰ CHO TÍN HIỆU SỐ ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM
MODULATION-DEMOLATION.
2.1. Thiết bị sử dụng
1. Khung chính cho thực tập điện tử viễn thông cơ bản TCPS-900.
2. Các khối thí nghiệm TC-946M, TC-946D cho bài thực tập về điều chế tương tự cho
tín hiệu số (Hình 2-17 & 2-23).
3. Dao động ký 2 tia.
4. Phụ tùng: dây có chốt cắm hai đầu.
2.2. Lý thuyết
2.2.1
Các phương pháp điều chế tương tự cho tín hiệu số
2.2.1.1. Phương pháp điều chế - Giải điều chế biên độ ASK (Amplitude Shift Keying)
Phương pháp điều chế ASK (Hình 2-1) cho phép tạo tín hiệu ASK dạng sin với hai
biên độ. Biên độ tín hiệu ASK tuỳ thuộc giá trị bit tài liệu:
- Khi Data bit = 1 sẽ điều khiển khoá K đóng (Hình 2-1a), sóng ASK nhận được ở lối
ra chính là sóng mang truyền qua, có biên độ bằng biên độ sóng mang (Hình 2-1b).
- Khi Data bit = 0 sẽ điều khiển khố K ngắt, sóng mang khơng truyền qua khố. Tín
hiệu ASK có biên độ = 0.
Hình 2-1. Phương pháp điều chế ASK
Giải điều chế ASK điều chế thực hiện theo các sơ đồ trên Hình 2-2.
Ở sơ đồ kiểu 2-2a, bộ thu nhận có tái lập sóng mang (Carrier Regenerator) và nhân sóng
này với tín hiệu thu. Bộ lọc thông thấp và sơ đồ ngưỡng cho phép tái lập tài liệu số được
truyền.
Sơ đồ 2-2b đơn giản hơn, thường được sử dụng trong thực tế. Tín hiệu được tách sóng
trực tiếp, sau đó lọc thơng thấp và hình thành.
Phương pháp ASK có sơ đồ rất đơn giản, được sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật điện báo.
Hệ thống có các đặc trưng sau:
- Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) cao hơn tốc độ truyền bit (Fb).
- Hiệu suất truyền nhỏ hơn 1 (xác định bằng (Fb/ FW)<1).
- “Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng tốc độ truyền Fb.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
5
Hình 2-2. Phương pháp giải điều chế ASK
2.2.1.2. Phương pháp điều chế - Giải điều chế biên độ FSK (Frequency Shift Keying)
Phương pháp điều chế FSK (Hình 2-3) cho phép tạo tín hiệu FSK dạng sin với hai tần
số. Giá trị tần số của tín hiệu ASK tuỳ thuộc giá trị bit tài liệu. Ví dụ sử dụng kiểu sơ đồ 2-3a:
- Khi Data bit = 1, điều khiển khoá K ở vị trí nối sóng mang tần số F1 với lối ra FSK.
- Khi Data bit = 0, điều khiển khố K ở vị trí nối sóng mang tần số F2 với lối ra FSK.
- Giản đồ tín hiệu FSK cho trên hình 2-3D.
Hình 2-3. Phương pháp điều chế FSK
Ở sơ đồ điều chế FSK kiểu 2-3b, sử dụng máy phát điều khiển bằng thế VCO (Voltage
Control Oscillator). Ứng dụng trạng thái “0” hoặc “1” của tài liệu, VCO sẽ phát hai tần số
F1 và F2 tương ứng.
Trên hình 2-3c là sơ đồ điều chế sử dụng các bộ chia với các hệ số chia khác nhau: N
và: M. Data bit sử dụng để điều khiển chọn hệ số chia. Ví dụ, khi Data bit = 1, bộ chia có hệ
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
6
số chia N, tạo chuỗi xung ra có tần số F1 = f Clock /N. còn khi Data bit = 0, bộ chia có hệ số
chia M, tạo chuỗi xung ra có tần số F2 = f Clock /M.
Giải điều chế FSK có thể thực hiện trên cơ sở Hình 2-4. Tín hiệu FSK chứa hai thành
phần tần số được giải điều chế bằng sơ đồ vịng giữ pha (PLL).
Hình 2-4. Phương pháp giải điều chế FSK
Phương pháp FSK có sơ đồ phức tạp hơn ASK, được sử dụng chủ yếu trong modem
truyền số liệu (kiểu CCITT V21, CCITT V23, BELL 103, BELL 113, BELL 202 ) và
trong kỹ thuật radio số.
- Sai số ít hơn phương pháp ASK.
- Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) cao hơn tốc độ truyền bit (Fb).
- Hiệu suất truyền nhỏ hơn 1 (xác định bằng (Fb/ FW)<1).
- “Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng tốc độ truyền Fb.
2.2.1.3. Phương pháp điều chế - Giải điều chế pha PSK (Phase Shift Keying)
a. Điều chế - Giải điều chế pha kiểu 2-PSK (BPSK)
Phương pháp điều chế 2-PSK hay BPSK (Binary PSK) hay điều chế ngược pha PRK
(Phase Reversal Keying) được giới thiệu trên Hình 2-5. Sơ đồ tạo tín hiệu BPSK dạng sin
với hai giá trị pha tuỳ thuộc giá trị bit tài liệu:
- Khi Data bit = 1, điều khiển sơ đồ cho sóng BPSK cùng pha với sóng mang.
- Khi Data bit = 0, điều khiển sơ đồ cho sóng BPSK ngược pha (1800) với sóng mang.
Sơ đồ điều chế thường được thực hiện trên bộ nhân sóng mang với Data bit. Giản đồ tín
hiệu và giản đồ poha BPSK cho trên Hình 2-5.
Hình 2-5. Phương pháp điều chế PSK
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
7
Giải điều chế BPSK có thể thực hiện trên sơ đồ Hình 2-6. Sơ đồ gồm bộ tái lập sóng
mang và bộ nhân.
Hình 2-6. Phương pháp giải điều chế PSK.
Bộ tái lập sóng mang bao gồm:
-
Sơ đồ lấy bình phương ( )2 để chuyển các tín hiệu khác pha về cùng 1 pha.
-
Vòng giữa pha PLL phát lại nhịp với tần số gấp đôi tần số mang
-
Bộ dịch pha ∆Φ để hiệu chỉnh pha.
-
Bộ chia hai để đưa tần số tín hiệu tái lập về bằng tần số sóng mang.
Bộ nhân tín hiệu thực hiện nhân sóng điều chế BPSK với sóng mang tái lập.
Giả sử tần số sóng mang là fC, ωC = 2πfC, ta có hai trường hợp:
-
Khi tín hiệu BPSK là +sin(ωCt) ứng với Data bit = 1, sóng mang tái lập là
sin(ωCt), sơ đồ nhân sẽ cho tín hiệu sin(ωCt) sin(ωCt) = sin2(ωCt) = ½(1-cos(2
ωCt) = ½ - ½cos(2ωCt).
Trong biểu thức trên thành phần thứ hai là xoay chiều, có tần số gấp đơi tần số sóng
mang. Khi sử dụng bộ lọc thơng thấp với tần số cắt bằng tần số sóng mang, có thể khử bỏ
thành phần xoay chiều và thế dương của thành phần 1 chiều thứ nhất được giữ lại sẽ biểu diễn
trạng thái “1” của Data bit.
-
Khi tín hiệu BPSK là -sin(ωCt) ứng với Data bit =1, sơ đồ nhân sẽ cho tín hiệu :
-sin(ωCt) sin(ωCt) = -sin2(ωCt) = -½(1-cos(2 ωCt) = -½ + ½cos(2ωCt).
Trong biểu thức trên thành phần thứ hai là xoay chiều, có tần số gấp đơi tần số sóng
mang. Khi sử dụng bộ lọc thơng thấp với tần số cắt bằng tần số sóng mang, có thể khử bỏ
thành phần xoay chiều và thế âm của thành phần 1 chiều thứ nhất được giữ lại sẽ biểu diễn
trạng thái “0” của Data bit.
Sơ đồ điều chế PSK có độ phức tạp trung bình, được sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật
radio số. Hệ thống có các đặc trưng sau:
-
Sai số ít hơn phương pháp FSK.
-
Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) bằng tốc độ truyền bit (Fb).
-
Hiệu suất truyền = 1 (xác định bằng (Fb/ FW) = 1).
-
“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng tốc độ truyền Fb.
b. Điều chế - Giải điều chế pha kiểu 4-PSK (QPSK)
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
8
Phương pháp điều chế 4-PSK hay QPSK (Quadrature PSK) được giới thiệu trên Hình
2-7. Sơ đồ tạo tín hiệu QPSK dạng sin với bốn giá trị pha, xác định bởi tổ hợp (cặp) 2 bit liền
nhau của tài liệu nhị phân. Tổ hợp 2 bit liền nhau này được gọi là Dibit có độ dài 2 khoảng
bit.
Tài liệu nhị phân trước khi đưa vào sơ đồ điều chế được tạo mã Dibit nhờ trigger đếm
đôi đơn giản. Mã Dibit được biểu thị bằng tín hiệu I và Q:
- Tín hiệu tài liệu I (cùng pha – In Phase) gồm các mức thế ứng với giá trị bit đầu của
cặp bit khảo sát.
- Tín hiệu tài liệu Q (bậc 2 – Quadrature) gồm các mức thế ứng với giá trị bit thứ hai
của cặp bit khảo sát.
Hình 2-7. Phương pháp điều chế QPSK
Các tín hiệu I và Q được nhân với các sóng mang lệch pha nhau 90 0 (gọi là Φ0 =
sin(ωCt) và Φ90 = cos(ωCt) ). Kết quả là khi lấy tổng tín hiệu ở cả hai nhánh của sơ đồ Hình
2-7, sẽ nhận được các tín hiệu Φ0 +Φ90; -Φ0 +Φ90; Φ0 -Φ90; -Φ0 -Φ90.
Bộ điều chế QPSK như vậy được xây dựng trên hai bộ BPSK, tạo ra hai tín hiệu
BPSKI và BPSKQ cho bộ lấy tổng để hình thành tín hiệu 4 pha. Giản đồ pha và dạng sóng
QPSK cho trên Hình 2-7. Trên đồ thị cho thấy với 4 giá trị của Dibit (I-Q), tín hiệu QPSK
có 4 pha khác nhau.
Giải điều chế QPSK có thể thực hiện trên sơ đồ Hình 2-8. Sơ đồ gồm bộ tái lập sóng
mang và các bộ nhân để tái lập Dibit. Mã Dibit sau đó được giải mã để chuyển về trạng thái
tài liệu thông thường.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
9
Hình 2-8. Phương pháp giải điều chế QPSK
Bộ tái lập sóng mang (hình 2-9) bao gồm:
Hình 2-9. Sơ đồ tái lập sóng mang cho giải điều chế QPSK
-
Hai sơ đồ lấy bình phương ( )2 để chuyển các tín hiệu khác pha về cùng 1 pha.
-
Vòng giữ pha PLL phát lại nhịp với tần số gấp bốn tần số mang.
-
Bộ dịch pha ∆Φ để hiệu chỉnh pha.
-
Bộ chia hai chung để đưa tần số tín hiệu tái lập cịn gấp đơi tần số sóng mang.
-
Hai bộ chia hai với nhịp điều khiển đếm lệch pha 900 (lấy từ Q đến Q của bộ chia 2
chung) để tạo các sóng mang tái lập lệch pha nhau 900.
Hai bộ nhân tín hiệu thực hiện nhân sóng điều chế QPSK với các sóng mang tái lập lệch
pha. Tín hiệu giải điều chế được lọc thơng thấp để tái lập tín hiệu Dibit. Qua sơ đồ trigger,
chuyển mã Dibit về mã tài liệu nhị phân thơng thường.
Sơ đồ điều chế QPSK có độ phức tạp cao, được sử dụng chủ yếu trong modem truyền
số liệu (kiểu CCITT V22, CCITT V26, BELL 201) và trong kỹ thuật radio số.
Hệ thống có các đặc trưng sau:
-
Sai số ít hơn phương pháp FSK.
-
Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) bằng nửa tốc độ truyền bit (=Fb/2).
-
Hiệu suất truyền = 2 (xác định bằng (Fb/ FW) = 2).
-
“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng nửa tốc độ truyền
(=Fb/2).
c. Điều chế - Giải điều chế pha kiểu 8-PSK
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
10
Phương pháp điều chế 8-PSK tạo tín hiệu dạng sin với tám giá trị pha lệch nhau 45 0,
xác định bởi tổ hợp 3 bit liền nhau của tài liệu nhị phân. Tổ hợp 3 bit liền nhau này được gọi
là Tribit.
Tài liệu nhị phân trước khi đưa vào sơ đồ điều chế được tạo mã Tribit nhờ các trigger
đếm đơi đơn giản. Mã Tribit được biểu thị bằng tín hiệu I, Q và C.
Trên sơ đồ Hình 2-10 là giản đồ “chòm sao” tài liệu được mã ở dạng tribit tương ứng
với các pha tín hiệu lệch so với nhau 450.
Sơ đồ điều chế 8-PSK có độ phức tạp cao, được sử dụng chủ yếu trong modem truyền
số liệu (kiểu CCITT V27, BELL 208) và trong kỹ thuật radio số.
Hệ thống có các đặc trưng sau:
-
Sai số ít hơn phương pháp QPSK.
-
Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) bằng 1/3 tốc độ truyền bit (=Fb/3).
-
Hiệu suất truyền = 3 (xác định bằng (Fb/ FW) = 3).
-
“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/3 tốc độ truyền (=Fb/3).
Hình 2-10. Giản đồ “chịm sao cho điều chế 8-PSK và 16-PSK
d. Điều chế - Giải điều chế pha kiểu 16-PSK
Phương pháp điều chế 16-PSK tạo tín hiệu dạng sin với tám giá trị pha lệch nhau 22.50,
xác định bởi tổ hợp 4 bit liền nhau của tài liệu nhị phân. Tổ hợp 4 bit liền nhau này được gọi
là Quadbit.
Tài liệu nhị phân trước khi đưa vào sơ đồ điều chế được tạo mã Quadbit nhờ các trigger
đếm đơi đơn giản.
Trên sơ đồ Hình 2-10 là giản đồ “chòm sao” tài liệu được mã ở dạng Quadbit tương
ứng với các pha tín hiệu lệch so với nhau 22.50.
Sơ đồ điều chế 16-PSK có độ phức tạp cao, được sử dụng chủ yếu kỹ thuật radio số.
Hệ thống có các đặc trưng sau:
-
Sai số ít hơn phương pháp 8-PSK.
Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) bằng 1/4 tốc độ truyền bit (=Fb/4).
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
11
-
Hiệu suất truyền = 4 (xác định bằng (Fb/ FW) = 4).
“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/4 tốc độ truyền
(=Fb/4).
2.2.1.4. Phương pháp điều chế - Giải điều chế hỗn hợp pha và biên độ QAM (Quadrature
Amplitude Modulation)
Trong phương pháp điều chế QAM, thông tin số được điều chế chứa trong cả pha và
biên độ tín hiệu truyền. Các giá trị tín hiệu điều chế có dạng sin với pha và biên độ được xác
định bởi tổ hợp các bit liên nhau của tài liệu nhị phân.
Hệ thống 8-QAM điều chế tín hiệu trên cơ sở tổ hợp Tribit của tài liệu. Một nhóm trong
chúng thay đổi biên độ và 2 nhóm cịn lại thay đổi về phía pha. Tín hiệu điều chế sẽ nhận 4
pha và 2 biên độ khác nhau (xem Bảng 2-1).
Trên sơ đồ hình 2-11 là giản đồ “chịm sao” tài liệu được mã ở dạng Tribit cho điều chế
8-QAM.
Hệ thống 16-QAM điều chế tín hiệu trên cơ sở tổ hợp Quadbit của tài liệu. Tín hiệu điều
chế sẽ nhận 16 trạng thái khác nhau về pha và biên độ (xem Bảng 2-2).
Bảng 2-1
STT
LỐI VÀO NHỊ PHÂN
LỐI RA 8-QAM
1
0
0
0
0.716V
-1350
2
0
0
1
1.848V
-1350
3
0
1
0
0.765V
-450
4
0
1
1
1.848V
-450
5
1
0
0
0.765V
+1350
6
1
0
1
1.848V
+1350
7
1
1
0
0.765V
+450
8
1
1
1
1.848V
+450
Hình 2-11. Giản đồ “chòm sao” cho điều chế 8-QAM và 16-QAM
Bảng 2.2
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
12
STT
LỐI VÀO NHỊ PHÂN
LỐI RA 16-QAM
1
0
0
0
0
0.311V
-1350
2
0
0
0
1
0.850V
-1750
3
0
0
1
0
0.311V
-450
4
0
0
1
1
0.850V
-150
5
0
1
0
0
0.850V
-1050
6
0
1
0
1
1.161V
-1350
7
0
1
1
0
0.850V
-750
8
0
1
1
1
1.161V
-450
9
1
0
0
0
0.311V
1350
10
1
0
0
1
0.850V
1750
11
1
0
1
0
0.850V
450
12
1
0
1
1
0.850V
150
13
1
1
0
0
0.850V
1050
14
1
1
0
1
1.161V
1350
15
1
1
1
0
0.850V
750
16
1
1
1
1
1.161V
450
Trên sơ đồ Hình 2-11 là giản đồ “chòm sao” tài liệu được mã ở dạng Quadbit cho điều
chế 16-QAM.
Sơ đồ điều chế QAM có độ phức tạp cao, được sử dụng chủ yếu trong modem truyền số
liệu (kiểu CCITT V22bis, CCITT V29, CCITT V32, CCITT V33, BELL 209 ) và trong
kỹ thuật radio số.
Hệ thống có các đặc trưng sau:
-
Sai số ít hơn phương pháp PSK.
-
Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế ( FW) bằng 1/n tốc độ truyền bit (=Fb/n), với n là
số bit khảo sát điều chế, ví dụ, n-3 cho 8-QAM, n=4 cho 16-QAM.
-
Hiệu suất truyền = n (xác định bằng (Fb/ FW) = n).
-
“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng 1/n tốc độ truyền
(=Fb/n).
2.2.1.5. Phương pháp điều chế - Giải điều chế pha vi phân DPSK (Differential Phase Shift
Keying)
Trong hệ thống điều chế PSK, việc giải điều chế được thực hiện khi so pha tức thời của
PSK với tín hiệu mang tái lập ở bộ thu. Hệ thống PSK với thông tin chứa trong giá trị pha
tuyệt đối còn được gọi là PSK tuyệt đối. Khó khăn của hệ thống này là cần giữ pha của sóng
mang tái lập khơng đổi.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
13
Hệ thống DPSK được xây dựng cho phép giải quyết khó khăn nêu trên. Thơng tin trong
hệ DSPK khơng chứa trong các giá trị tuyệt đối của pha sóng mang điều chế mà chứa trong
sự lệch pha của hai khoảng điều chế liên tiếp.
a. BPSK vi phân
Phương pháp điều chế BPSK vi phân được mơ tả trên Hình 2-12 và 2-13. Trong đó tài
liệu đầu tiên được chuyển thành mã vi phân, sau đó sử dụng bộ BPSK để điều chế pha.
Sơ đồ EX-OR (hoặc - loại trừ) đã được làm chậm đi 1 khoảng bit. Lối ra EX-OR sẽ
đảo bit ra thứ (n+1) nếu bit thứ (n) là “1” và giữ lối ra không đổi nếu bit (n) = “0”.
Kết quả là ở lối ra bộ tạo mã vi phân có sự thay đổi pha 1800 ứng với mỗi bit tài liệu =
“1”.
Hình 2-12. Giản đồ mã vi phân.
Bộ giải điều chế BPSK vi phân có hai phần: giải điều chế BPSK thông thường để nhận
lại mã vi phân. Sau đó bộ giải mã vi phân chứa sơ đồ EX-OR và bộ làm chậm 1 khoảng bit sẽ
tái lập lại tài liệu.
Hình 2-13. Phương pháp điều chế và giải điều chế BPSK vi phân
b. QPSK vi phân.
Phương pháp điều chế QPSK vi phân được mơ tả trên Hình 2-14. Trong đó tài liệu đầu
tiên được chuyển thành mã vi phân dạng Dibit cho tín hiệu D-I và D-Q, sau đó sử dụng bộ vi
phân Dibit để điều chế pha vi phân là các sóng sin lệnh pha nhau 00, 900, 1800 và 2700.
Sơ đồ EX-OR (hoặc - loại trừ) được sử dụng làm bộ so sánh tài liệu NRZ lối vào với
tài liệu lối ra bộ so sánh (EX-OR) đã được làm chậm đi một khoảng bit. Lối ra EX-OR sẽ
đảo bit ra thứ (n+1) nếu bít thứ (n) là “1” và giữ lối ra không đổi nếu bit (n)= “0”.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
14
Hình 2-14. Phương pháp điều chế và giải điều chế QPSK vi phân
Kết quả là ở lối ra bộ tạo mã vi phân có sự thay đổi pha 1800 ứng với mỗi bit tài liệu =
“1”.
Bảng 2-3 mô tả sự tương ứng giữa tài liệu Dibit và sự dịch pha tín hiệu ra.
Bảng 2-3
DIBIT
DỊCH PHA
0
0
00
0
1
900
1
1
1800
1
0
2700
2.2.1.6. Mã truyền và tái lập tín hiệu nhịp
a. Mã NRZ.
Mã NRZ (Non Return-to-Zero) là dạng mã nhị phân thể hiện bằng bít “0” và bit “1”,
là xung chữ nhật, có mức “-a” hoặc “+a” được giữ trong độ dài khoảng bit. Mã NRZ thường
được chia thành 2 loại NRZ-L (Non Return to Zero-level ) và NRZ-I (Non Return to
Zero-inverted).
Trong thí nghiệm, sử dụng trường hợp đặc biệt của mã NRZ-L (Hình 5-5a):
-
NRZ - Data có phân cực ngược với tài liệu xác lập bằng các cơng tắc Dip-Switch.
Đó chính là dạng mã NRZ-L.
-
Mức tín hiệu “+a” và “-a” tương ứng với mức “1” và “0” tín hiệu TTL.
Cách tạo mã trên sẽ làm đơn giản thí nghiệm khảo sát các phương pháp truyền số liệu.
Ở phía thu nhận, các mức “0” và “1” được đọc lại tương ứng với tín hiệu đồng bộ. Tín
hiệu đồng bộ có thể gửi theo đường truyền riêng. Tuy nhiên, thường tín hiệu đồng bộ được
tách từ chuỗi tín hiệu tài liệu nhờ sơ đồ có vịng giữ pha (PLL).
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
15
Hình 2-15. Giản đồ mã NRZ và mã Manchester
b. Tái lập tín hiệu nhịp
Sơ đồ tái lập xung nhịp được mơ tả trên Hình 2-16.
Sơ đồ EX-OR được sử dụng để so sánh giữa tín hiệu tài liệu với tín hiệu tài liệu được
làm trễ (thường là khoảng ½ độ dài khoảng bit). Lối ra EX-OR có tín hiệu với thành phần
phổ tần số gấp đơi tín hiệu tài liệu. Sơ đồ vòng giữ pha PLL sẽ nhận phát lại tín hiệu này với
tần số nhịp tái lập bằng đúng tín hiệu nhịp sóng mang. Tín hiệu nhịp tái lập được sử dụng để
tạo nhịp cho các sơ đồ giải điều chế.
Hình 2-16. Sơ đồ tái lập tín hiệu nhịp
c. Mã Manchester
Khi chuỗi tín hiệu tài liệu có bit 0 hoặc 1 kéo dài liên tục, tần số tín hiệu vào PLL có thể
vượt ra ngồi khoảng đồng bộ, vì vậy chuỗi xung nhịp lối ra được tái lập có thể sẽ khơng cịn
chính xác. Để tránh sai lệch này có thể biểu diễn tài liệu dưới dạng mã Manchester, trong đó
bit 1 kéo dài được biểu diễn bằng chu kỳ xung nhịp trực tiếp, còn bit 0 kéo dài - biểu diễn
bằng chu kỳ xung ngược. Trên Hình 2-15 mơ tả giản đồ hình thành xung Manchester từ
xung NRZ.
2.2.2
Sơ đồ thí nghiệm
2.2.2.1. Bộ điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM
Sơ đồ khối thí nghiệm TC-946M để điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM được
trình bày trên Hình 2-17. Sơ đồ ngun lý cho trong phần phụ lục (Hình PL2-1÷ PL2-4).
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
16
Hình 2-17. Khối điều chế tương tự cho tín hiệu số TC-946D.
a. Máy phát nhịp tài liệu (Data Sequence Generator)
Máy phát xung đồng hồ (Clock Generator):
-
Máy phát xung đồng hồ tạo tín hiệu nhịp chuẩn cho các bộ hình thành tài liệu thí
nghiệm. Máy phát tạo trên U1 (NE555), phát xung vuông tần số 2400Hz. Biến trở
P1 (Frequency Adjust) cho phép hiệu chỉnh chính xác tần số nhịp (Hình PL2-1).
-
Bộ chia 2 trên trigger d U2A (74LS74) tạo xung nhịp chuẩn 1200Hz.
-
Trigger R-S trên cổng U4A,D (74LS00) và nút nhấn START tạo tín hiệu xố và
khởi động đồng bộ cho việc hình thành tài liệu.
Sơ đồ tạo tín hiệu mẫ thời gian CKI, CKQ, CKC (Timing Circuit):
-
Sơ đồ tạo các xung mẫu thời gian được xây dựng trên bộ ghi dịch U3(74LS96) và
chuyển mạch MODE (S2A) chọn kiểu làm việc (hình PL2-1). Ở chế độ Dibit và
Tribit, lối ra song song bộ ghi dịch (QB hoặc QC) được đưa trở về lối vào nối tiếp
(Serial). Nhờ vậy, bộ ghi dịch U3 có thể phát chuỗi xung lặp lại.
-
Khi nhấn nút START, bộ ghi dịch được xoá và xác lập trạng thái ban đầu từ các lối
vào song song (A = “1”, B, C = “0”) theo nhịp CK .
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
17
-
Khi chuyển mạch S2A ở vị trí Dibit, lối ra song song QC được đưa về lối vào nối
tiếp (SER).
-
Tín hiệu lối vào CK sẽ dịch trạng thái ghi trong U3 và chạy theo vịng, hình thành
tín hiệu CKI và CKQ (giản đồ Dibit trên Hình 2-18). Các tín hiệu này lệch nhau một
chu kỳ xung nhịp, được sử dụng cho thí nghiệm điều chế QPSK và DQPSK.
-
Khi chuyển mạch S2A ở vị trí Tribit, lối ra song song QB được đưa về lối vào nối
tiếp (SER).
-
Tín hiệu lối vào CK sẽ dịch trạng thái ghi trong U3 và chạy theo vịng, hình thành
tín hiệu CKI, CKQ và CKC (giản đồ Tribit trên Hình 2-18). Các tín hiệu này lệch
nhau một chu kỳ xung nhịp, được sử dụng cho thí nghiệm điều chế QAM.
Hình 2-18. Giản đồ thời gian tín hiệu mẫu CKI, CKQ và CKC
Sơ đồ tạo chuỗi xung tài liệu (Data Sequence):
-
Sơ đồ tạo chuỗi xung tài liệu được xây dựng trên các bộ ghi dịch U5÷ U7
(74LS165) và chuyển mạch SW1÷ SW24 đặc số liệu (Hình PL2-1).
-
Bộ ghi dịch tạo chuỗi xung 24 bit gồm 3 tầng được nối theo vòng: lối ra nối tiếp tầng
trước nối với lối vào nối tiếp tầng sau. Vì vậy khi dịch số liệu, chuỗi tài liệu 24 được
lặp lại.
-
Lối vào song song của 3 bộ ghi dịch nối với 24 công tắc. Với việc đặt các công tắc
này (ON = 1, OFF=0), nhờ tín hiệu START và CK có thể nạp số liệu ban đầu lựa
chọn từ công tắc vào bộ ghi để dịch thành chuỗi tài liệu DATA tương ứng.
-
Trên Hình 2-18 là ví dụ một chuỗi xung tài liệu NRZ tương ứng với cấu hình cơng
tắc lựa chọn.
b. Các sơ đồ tạo mã tài liệu.
Bộ tạo mã Manchester (Biphase Coder):
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
18
Bộ tạo mã Manchester từ tài liệu DATA được xây dựng trên vi mạch U8D,C (Hình
PL2-2), thực hiện so sánh mã tài liệu DATA với CK bằng sơ đồ EX-OR. Tín hiệu ra sẽ là
xung nhịp CK trực tiếp nếu Data bit = 1 và là CK nếu Data bit = 0 (Hình 2-19).
Hình 2-19. Hình thành mã Manchester.
Bộ tạo mã vi phân 1-bit:
-
Mã vi phân bit được tạo khi chuyển mạch S2B và S2D/MODE (Hình PL2-2) ở vị
trí Bit (1). Mã tài liệu DATA qua chuyển mạch này vào sơ đồ EX-OR/U8A để so
sánh với tín hiệu lối ra bộ so sánh ( EX-OR) đã được làm chậm đi một khoản bit
(xem sơ đồ khối Hình 2-13). Bộ làm trễ một khoảng bit là trigger D/ U2B làm việc
theo nhịp CK. Tín hiệu trễ truyền khơng đảo qua U9C đưa trở về lối vào bộ so sánh
U8A.
-
Kết quả là bộ tạo mã vi phân sẽ đảo ngược bit ra thứ (n+1) nếu bit vào thứ n = 1 và
giữ lối ra không đổi nếu bit (n) = 0.
-
Giản đồ tín hiệu mã vi phân 1- bit cho trên Hình 2-20.
Hình 2-20. Hình thành mã vi phân 1-bit
Bộ tạo mã Dibit:
-
Để tạo mã Dibit, cần đặt chuyển mạch S2/MODE ở vị trí Dibit (2). Sơ đồ tạo mã
Dibit có lỗi ra I và Q, xây dựng trên các vi mạch U10A,B và U11A (Hình PL2-2).
-
Tín hiệu I được tạo nhờ 2 trigger D mắc nối tiếp (U10A,B). Trigger U10A được
điều khiển bởi nhịp CKI còn trigger U10B - bằng nhịp CKQ. Lối ra I sẽ có các mức
tương ứng với bit thứ nhất của Dibit với độ dài bằng 2 khoảng bit (Hình 2-21).
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
19
Hình 2-21. Hình thành mã Dibit
Bộ tạo mã Dibit vi phân:
-
Trong hệ điều chế QPSK vi phân, pha của các sóng sin mang có các giá trị 00, 900,
1800 và 2700, được xác định như hàm của tài liệu Dibit (xem Hình 2-14).
-
Bộ tạo mã Dibit vi phân lấy các tín hiệu I và Q ở bộ tạo mã Dibit (đã trình bày ở
phần trên) để tạo mã Dibit vi phân với các lối ra DIFF.I và DIFF.Q.
-
Để tạo mã Dibit vi phân, cần đặt chuyển mạch S2/MODE ở vị trí Dibit (2).
-
Tín hiệu I và Q được đưa vào hai bộ mã vi phân 1-bit để hình thành tín hiệu ra:
-
Tín hiệu DIFF.I hình thành trên bộ so sánh U8A, trigger D làm trễ U2B (Hình
PL2-2)
-
Tín hiệu DIFF.Q hình thành trên bộ so sánh U8B, trigger D làm trễ U2A.
-
Trong Bảng 2-4 cho các trạng thái mã ra I&Q, DIFF.I và DIFF.Q ứng với mã Dibit
thứ (n) và (n+1).
Bảng 2-4
Bit thứ (n)
DIFF.I
Bit thứ (n)
DIFF.Q
0
0
0
1
1
1
Bit thứ (n+1)
I
Q
DIFF.I
DIFF.Q
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
20
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
Bộ tạo mã Tribit:
-
Để tạo mã Tribit, cần đặt chuyển mạch S2/MODE ở vị trí Tribit (3). Sơ đồ tạo mã
Tribit có lối ra I, Q và C, xây dựng trên các vi mạch U10A,B và U11A,B và U12B
(Hình PL2-2).
-
Tín hiệu I được tạo nhờ 2 trigger D mắc nối tiếp (U10A,B). Trigger U10A được
điều khiển bởi nhịp CKI còn trigger U10B- bằng nhịp CKC. Lối ra I sẽ có các mức
tương ứng với bit thứ nhất của Tribit với độ dài bằng 3 khoảng bit (Hình 2-22).
-
Tín hiệu Q được tạo nhờ 2 trigger D mắc nối tiếp (U11A,B). Trigger U11A được
điều khiển bởi nhịp CKQ còn trigger U11B- bằng nhịp CKC. Lối ra Q sẽ có các
mức tương ứng với bit thứ hai của Tribit với độ dài bằng 3 khoảng bit. (Hình 2-22).
-
Tín hiệu C được tạo nhờ 2 trigger D - U12B được điều khiển bởi nhịp CKC. Lối ra
C sẽ có các mức tương ứng với bit thứ ba của Tribit với độ dài bằng 3 khoảng bit.
(Hình 2-22).
Hình 2-22. Hình thành mã Tribit
Máy phát sóng mang (Carrier Generator):
Bộ tạo sóng mang dạng sin sử dụng cho điều chế là các bộ lọc thông thấp xây dựng trên
U14 & U15 (Hình PL2-3). Sơ đồ biến đổi các sóng vng 1200Hz và 2400Hz từ máy phát
nhịp thành sóng son. Sơ đồ dịch pha ( Phase Adj.) nhờ các mạch RC (P1-C7, P3-C14, P5C20) mắc ở lối vào các tầng khuếch đại tương ứng cho phép hiệu chỉnh pha của sóng mang.
Nhánh 1200Hz có hai bộ dịch pha được hiệu chỉnh lệch nhau 900 cho tín hiệu sin ra
1200Hz-Φ0 và 1200Hz-Φ90.
Bộ điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK, QAM:
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
21
Các phương pháp điều chế được khảo sát tiến hành trên sơ đồ điều chế cân bằng U17 và
U18 (Hình PL2-4) có bổ sung bộ cộng U19B và bộ suy giảm 6dB-R49, R53, Q1.
Điều chế ASK:
-
Chỉ sử dụng 1 trong hai bộ điều chế cân bằng U17 và U18.
-
Khi đưa mã tài liệu tới lối vào DATA và sóng mang tới lối vào CARRIER, bộ điều
chế cân bằng sẽ thực hiện nhân hai tín hiệu này.
-
Nếu điều chỉnh biến trở cân bằng sóng mang CARRIER NULL sao cho hệ mất cân
bằng, lối vào DATA sẽ tác động điều khiển đóng ngắt khố cho tín hiệu sóng mang
truyền qua. Sơ đồ trong chế độ này hoạt động theo kiểu điều chế ASK.
Điều chế FSK:
-
Chỉ sử dụng cả hai bộ điều chế cân bằng U17 và U18.
-
Mã tài liệu được đưa tới lối vào DATA cho cả hai bộ điều chế.
-
Sóng mang 1200Hz cấp cho lối vào CARRIER của U17, cịn sóng 2400Hz – cho
lối vào CARRIER của U18.
-
Mỗi bộ điều chế cân bằng sẽ thực hiện hai tín hiệu DATA và CARRIER ở các lối
vào tương ứng.
-
Khi điều chỉnh biến trở cân bằng sóng mang CARRIER NULL sao cho U17 cho
tín hiệu ra 1200Hz ứng với DATA bit = 0, còn U18 cho tín hiệu ra 2400Hz ứng
với DATA bit = 1.
-
Các tín hiệu này được lấy tổng trên U19B và cho tín hiệu FSK ở lối ra OUT.
Điều chế BPSK:
-
Chỉ sử dụng 1 trong hai bộ điều chế cân bằng U17 và U18.
-
Khi đưa mã tài liệu tới lối vào DATA và sóng mang tới lối vào CARRIER, bộ điều
chế cân bằng sẽ thực hiện nhân hai tín hiệu này.
-
Nếu điều chỉnh biến trở cân bằng sóng mang CARRIER NULL sao cho hệ cân
bằng, lối vào DATA sẽ tác động điều khiển pha cho tín hiệu sóng mang truyền qua.
Sơ đồ trong chế độ này hoạt động theo kiểu điều chế BPSK.
-
Nếu cấp tín hiệu dạng vi phân 1-bit, tài liệu điều chế sẽ là BPSK vi phân (DBPSK).
Điều chế QPSK:
-
Trong kiểu điều chế QPSK, các sóng mang lệch nhau 1200Hz-Φ0 và 1200Hz-Φ90
từ máy phát sóng mang được đưa tới lối vào CARRIER của hai bộ điều chế cân
bằng. Tín hiệu Dibit I và Q từ bộ tạo mã Dibit được cấp cho các lối vào DATA của
sơ đồ điều chế.
-
Bộ điều chế cân bằng sẽ cấp sóng ra trực tiếp nếu DATA bit = 1 và cấp sóng ra đảo
pha nếu DATA bit = 0. Bộ lấy tổng sẽ hình thành tín hiệu 1200Hz với 4 pha lệch
nhau 900 (Hình 2-7).
-
Khi sử dụng tín hiệu I & Q làm mã tài liệu DATA, sơ đồ là QPSK tuyệt đối. Còn
khi sử dụng mã DIFF.I và DIFF.Q – sơ đồ là QPSK vi phân (D-QPSK).
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
22
Điều chế QAM:
Điều chế QAM có thể xem như QPSK có biên độ nhận hai giá trị khác nhau. Khi đó
khoảng điều chế phụ thuộc trạng thái Tribit I, Q và C. Hai giá trị I và Q xác định pha tín hiệu
ra giống như QPSK. Tín hiệu C sử dụng điều chỉnh bộ suy giảm 6dB (Q1) để thay đổi biên
độ sóng ra.
2.2.2.2. Bộ Giải điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK.
Sơ đồ khối thí nghiệm TC-946D để giải điều chế ASK, FSK, PSK, QPSK được trình
bày trên Hình 2-23. Sơ đồ nguyên lý cho trong phần phụ lục (Hình OL2-5÷ Pl2-8).
Hình 2-23. Khối giải điều chế TC-946D.
1. Bộ giải điều chế ASK
Bộ giải điều chế ASK là tập hợp các sơ đồ (Hình 2-2) sau:
Bộ thu tín hiệu ASK trong mảng DEMODULATORS / TC-946D (Hình PL2-5).
Bộ lọc thơng thấp (tần số cắt ở 1200Hz) trên U7-U8 (Hình PL2-6) và bộ hình thành
xung trên U9 và EX-OR – U10 trong mảng DECODER & CLOCK RECOVERY / TC946D.
Dạng tín hiệu ra như trên Hình 2-2.
2. Bộ giải điều chế FSK
Bộ giải điều chế FSK là tập hợp các sơ đồ tương ứng với Hình 2-4 như sau:
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
23
-
Bộ thu tín hiệu FSK (U2-PLL) trong mảng DEMODULATORS / TC-946D
(Hình PL2-5).
-
Bộ lọc thơng thấp (tần số cắt ở 1200Hz) trên U7-U8 (Hình PL2-6) và bộ hình
thành xung trên U9 và EX-OR – U10 trong mảng DECODER & CLOCK
RECOVERY / TC-946D.
3. Bộ giải điều chế BPSK
Bộ giải điều chế BPSK là tập hợp các sơ đồ tương ứng với Hình 2-6 như sau:
• Bộ thu tín hiệu PSK/QPSK (U3 và U4) trong mảng DEMODULATORS / TC946D (Hình PL2-5).
• Bộ tái lập sóng mang (CARRIER RECOVERY) bao gồm:
-
Các sơ đồ lấy bình phương sử dụng bộ nhân U5 và U6 cho lối ra SQR4 (Hình PL25).
-
Vịng giữ pha PLL (U15) phát lại tín hiệu vng góc. Chuyển mạch S2 ở vị trí
QPSK cho phép chọn tần số trung tâm của PLL ứng với lối ra nhân bốn của 2 sơ đồ
bình phương.
-
Bộ dịch pha (U4, P4-C28).
-
Các sơ đồ chia 2 trên U2B, U2A và U5A. Các tín hiệu sóng mang tái lập lối ra lệch
nhau 900 lấy ở Φ0 và Φ90. Các tín hiệu này được đưa điều khiển khố U4 ở sơ đồ
DEMODULATORS.
• Bộ lọc thơng thấp (tần số cắt ở 1200Hz) trên U7-U8 (Hình PL2-6) và bộ hình thành
xung trên U9 và EX-OR – U10 trong mảng DECODER & CLOCK RECOVERY /
TC-946D.
Tài liệu hình thành ở lối ra U4 (I và Q) tương ứng với Dibit.
4. Bộ giải điều chế QPSK
Bộ giải điều chế QPSK là tập hợp các sơ đồ tương ứng với Hình 2-9 như sau:
• Bộ thu tín hiệu PSK/QPSK (U3 và U4) trong mảng DEMODULATORS / TC946D (Hình PL2-5).
• Bộ tái lập sóng mang (CARRIER RECOVERY) bao gồm:
-
Các sơ đồ lấy bình phương sử dụng bộ nhân U5 và U6 cho lối ra SQR4 (Hình PL25).
-
Vịng giữ pha PLL (U15) phát lại tín hiệu vng góc. Chuyển mạch S2 ở vị trí
QPSK cho phép chọn tần số trung tâm của PLL ứng với lối ra nhân bốn của 2 sơ đồ
bình phương.
-
Bộ dịch pha (U4, P4-C28).
-
Các sơ đồ chia 2 trên U2B, U2A và U5A. Các tín hiệu sóng mang tái lập lối ra lệch
nhau 900 lấy ở Φ0 và Φ90. Các tín hiệu này được đưa điều khiển khố U4 ở sơ đồ
DEMODULATORS.
• Bộ lọc thông thấp (tần số cắt ở 1200Hz) trên U7-U8 (Hình PL2-6) và bộ hình thành
xung trên U9 và EX-OR – U10 trong mảng DECODER & CLOCK RECOVERY /
TC-946D.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
24
Tài liệu hình thành ở lối ra U4 (I và Q) tương ứng với Dibit.
5. Bộ giải mã tài liệu
Để khơi phục lại tài liệu NRZ, tín hiệu lối ra từ các sơ đồ giải điều chế như trình bày ở
phần trên cần được giải mã.
Bộ giải mã (DECODER & CLOCH RECOVERY) chứa các mảng sơ đồ:
• Bộ tái lập xung nhịp tài liệu (PLL & TIMING)
• Bộ giải mã Manchester (MANCHESTER DECODER)
• Bộ giải mã 1-bit vi phân (DIFFERENTIAL BIT DECODER)
• Bộ giải mã Dibit vi phân (DIFFERENTIAL DIBIT DECODER)
• Bộ giải mã Dibit (BIT COMBINER)
Bộ tái lập xung nhịp tài liệu (PLL & TIMING):
-
Sơ đồ tái lập xung nhịp được xây dựng theo sơ đồ khối Hình 2-15, bao gồm bộ trễ
thời gian R88-C30 và cổng EX-OR để tạo xung có phổ tần số gấp đơi tín hiệu tài
liệu. Vịng giữ pha PLL(U16 – Hình PL2-7) sẽ phát xung CK1 và CK 1 có tần số
bằng xung nhịp truyền. Bộ chia 2 trên U17A tạo xung CK2 có chu kỳ gấp đôi CK1.
-
Chuyển mạch S1 cho phép xác lập tần số chuẩn của vòng giữ pha tương ứng với chế
độ giải mã Manchester hoặc BPSK hoặc QPSK.
Bộ giải mã Manchester (MANCHESTER DECODER):
-
Giải mã Manchester được thực hiện bằng cách lấy mẫu tín hiệu giải điều chế ở nửa
đầu của khoảng bit. Bộ giải mã gồm Trigger U19 (Hình PL 2-7) ghi tài liệu mã
theo nhịp CK2. Tín hiệu từ các trigger U19 qua sơ đồ EX-OR U20D và đơn hài
trên U23B tạo các xung hẹp mỗi khi có sự thay đổi từ 0 -> 1 hoặc ngược lại của tài
liệu mã. Các xung này đồng bộ với nhịp CK1 ở U21A để tạo tị ra có mặt dương ứng
với nửa đầu của khoảng bit. Tín hiệu lấy mẫu này sẽ điều khiển U21B ghi nhận tín
hiệu mã lối vào để tái lập mã NRZ từ mã Manchester.
-
Giản đồ thời gian của sơ đồ giải mã Manchester cho trên Hình 2-24.
Hình 2-24. Giản đồ thồi gian của sơ đồ giải mã Manchester.
PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM)
25
