Mạch điện tử - Điều chế

44
CHặNG 3
IệU CH
3.1. ởnh nghộa
ióửu chóỳ laỡ quaù trỗnh ghi tin tổùc vaỡo 1 dao õọỹng cao tỏửn õóứ chuyóứn õi xa nhồỡ
bióỳn õọứi mọỹt thọng sọỳ naỡo õoù (vờ duỷ : bión õọỹ, tỏửn sọỳ, goùc pha, õọỹ rọỹng xung...)
Tin tổùc goỹi laỡ tờn hióỷu õióửu chóỳ, dao õọỹng cao tỏửn goỹi laỡ taới tin. Dao õọỹng cao
tỏửn mang tin tổùc goỹi laỡ dao õọỹng cao tỏửn õaợ õióửu chóỳ.
Coù 2 loaỷi õióửu chóỳ; õióửu bión vaỡ õióửu tỏửn (gọửm õióửu tỏửn vaỡ õióửu pha).
3.2. ióửu bión
ióửu bión laỡ quaù trỗnh laỡm cho bión õọỹ taới tin bióỳn õọứi theo tin tổùc.
Giaớ sổớ tin tổùc V
s
vaỡ taới tin V
t
õóửu laỡ dao õọỹng õióửu hoỡa:
v
S
= V
S
cos
S
t vaỡ v
t
= V
t
cos
t
t vồùi
t

>>
S

Do õoù tờn hióỷu õióửu bión:
V
õb
= (V
t
+ V
s
cos
s
t ) cos
t
t
= V
t
(1 + mcos
s
t) cos
t
t (1)

t)cos(V
2
m
t)cos(.V
2
m
tcos.VV

sttsttttdb

++++=















Hỗnh 3.1. ọử thở thồỡi gian tờn hióỷu õióửu bión
V
õb
t

V
õb
V
t


t

-
s

t

t
+
s
Hỗnh 3.2 Phọứ tờn hióỷu õióửu bión
1/2 mV
t

1/2 mV
t




45
Phọứ cuớa tờn hióỷu õióửu bión coù daỷng nhổ hỗnh 3.2.
Khi tờn hióỷu õióửu chóỳ coù phọứ bióỳn thión tổỡ
maxmin SS

ữ
thỗ phọứ cuớa tờn hióỷu õióửu bión
coù daỷng nhổ hỗnh 3.3

Quan hóỷ nng lổồỹng trong õióửu bión:
Cọng suỏỳt taới tin laỡ cọng suỏỳt bỗnh quỏn trong 1 chu kyỡ cuớa taới tin:


====
T
t
t
hd
hdt
R
V
dtV
TRR
V
RIP
0
2
22
2
2
~
2
sin.
1
.
1

=>
2
V
~P
2
t
t~

Tổồng tổỷ:
t
tt
bt
P
m
V
m
Vm
P
~
2
2
22
~
.
42
.
4
1
)

2
.
(
2
1
~ ==

Cọng suỏỳt cuớa tờn hióỷu õaợ õióửu chóỳ bión laỡ cọng suỏỳt bỗnh quỏn trong mọỹt chu kyỡ cuớa
tờn hióỷu õióửu chóỳ:

)
2
1(2
2
~~~~
m
PPPP
tbttdb
+=+=

m caỡng lồùn thỗ P
~õb
caỡng lồùn
Khi m = 1
2
P3
P
t~
db~
=

vaỡ
tbt
PP
~~
4
1
=

Tổỡ bióứu thổùc (1) suy ra:
V
õbmax
= V
t
(1+m)
Do õoù
2
t
2
max~
V)m1(
2
1
~P +

Caùc chố tióu cồ baớn cuớa dao õọỹng õaợ õióửu bión
3.2.1 Hóỷ sọỳ meùo phi tuyóỳn

V
õb
V

t


t
-
smin

t
-
smax

t

t
+
smin

t
+
smax
Hỗnh 3.3 Phọứ tờn hióỷu õióửu bión



46
)(I
...)3(I)2(I
K
st
st

2
st
2
ω±ω
+ω±ω+ω±ω
=

I (ω
t
± nω
S
) (n ≥ 2 ): Biãn âäü dng âiãûn ỉïng
våïi hi báûc cao ca tên hiãûu âiãưu chãú.
I (ω
t
± ω
S
) : Biãn âäü cạc thnh pháưn biãn táưn
Trong âọ: I
t
: biãn âäü tên hiãûu ra
V
S
: giạ trë tỉïc thåìi ca tên hiãûu vo
A : giạ trë cỉûc âải
B : ti tin chỉa âiãưu chãú
Âỉåìng âàûc tuún thỉûc khäng thàóng tảo ra cạc hi báûc cao khäng mong mún.
Trong âọ âạng lỉu nháút l cạc hi (ω
t
± 2ω

S
) cọ thãø lt vo cạc biãn táưn m khäng
thãø lc âỉåüc. Âãø gim K thç phi hản chãú phảm vi lm viãûc ca bäü âiãưu chãú trong âëa
thàóng ca âàûc tuún. Lục âọ lüc phi gim hãû säú âiãưu chãú m.
3.2.2 Hãû säú mẹo táưn säú
Gi : m
o
: hãû säú âiãưu chãú låïn nháút
m : Hãû säú âiãưu chãú tải táưn säú âang xẹt.
Hãû säú mẹo táưn säú âỉåüc xạc âënh theo biãøu thỉïc :

m
m
M
o
=
Hồûc M
dB
= 20logM
Âãø âạnh giạ âäü mẹo táưn säú ny, ngỉåìi ta càn
cỉï vo âàûc tuún biãn âäü v táưn säú:
m = f(F
s
)
V
s
= cte
• Phỉång phạp tênh toạn mảch âiãưu biãn :
Hai ngun tàõc xáy dỉûng mảch âiãưu biãn :
- Dng pháưn tỉí phi tuún cäng ti tin v tên hiãûu âiãưu chãú trãn âàûc tuún ca

pháưn tỉí phi tuún âọ.
- Dng phán tỉí tuún tênh cọ tham säú âiãưu khiãøn âỉåüc. Nhán ti tin v tên hiãûu
âiãưu chãú nhåì phán tỉí tuún tênh âọ.
3.2.3 Âiãưu biãn dng phán tỉí phi tuún
A
B
V
I
t
Hçnh 3.4. Âàûc tênh âiãưu chãú ténh
F
s
mm
0
m
Hçnh 3.5. Âàûc tênh biãn âäü táưn säú

47
Phỏửn tổớ phi tuyóỳn õổồỹc duỡng õóứ õióửu bión coù thóứ laỡ õeỡn õióỷn tổớ, baùn dỏựn, caùc
õeỡn coù khờ, cuọỹc caớm coù loợi sừt hoỷc õióỷn trồớ coù trở sọỳ bióỳn õọứi theo õióỷn aùp õỷt vaỡo.
Tuỡy thuọỹc vaỡo õióứm laỡm vióỷc õổồỹc choỹn trón õỷc tuyóỳn phi tuyóỳn, haỡm sọỳ õỷc trổng
cuớa phỏửn tổớ phi tuyóỳn coù thóứ bióứu dióựn gỏửn õuùng theo chuọựi Taylo khi chóỳ õọỹ laỡm vióỷc
cuớa maỷch laỡ chóỳ õọỹ A ( = 180
o
) hoỷc phỏn tờch theo chuọựi Fourrier khi chóỳ õọỹ laỡm
vióỷc cuớa maỷch coù goùc cừt < 180
o
( chóỳ õọỹ AB, B, C)
Trổồỡng hồỹp 1: IệU BIN CH ĩ A
= 180

o

Maỷch laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ A nóỳu thoớa maợn õióửu kióỷn:
ost
EVV <+
(*)
Khai trióứn doỡng i
D
theo chuọựi Taylor:
)1(
3
3
2
21 DDDD
vavavai ++=

Vồùi v
D
: õióỷn aùp trón Diode D vaỡ trón taới R
t

Vồùi: v
D
= E
o
+ V
t
cos
t
t + V

s
cos
s
t

















t
-
S

t
+
S
2
t

-
S


S
2
S
3
S


t
- 3
S

t
- 2
S

t
+ 2
S

t
+ 3
S

t

2

t
- 2
S

2
t

2
t
+ 2
S
2
t
+
S

Hỗnh 3.8. Phọứ tờn hióỷu õióửu bión
khi laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ A
i
D
i
D
v
D
v
D
t

t

E
0
Hỗnh 3.7. ỷc tuyóỳn cuớa diode vaỡ õọử thở
thồỡi gian cuớa tờn hióỷu vaỡo ra
V
s

Hỗnh 3.6. Maỷch õióửu chóỳ duỡng Diode
V
t

R
t

+
E
O
C
S
D

48
Thay u
D
vo biãøu thỉïc (1) ta nháûn âỉåüc :
i
D
= a
1
(E

0
+ V
t
cosω
t
t + V
s
cosω
s
t) + a
2
(E
0
+ V
t
cosω
t
t + V
s
cosω
s
t)
2
+
+ a
3
( E
0
+ V
t

cosω
t
t + V
s
cosω
s
t )
3
+..... (2)
Khai triãøn (2) v b qua cạc säú hảng báûc cao n ≥ 4 s cọ kãút qu m phäø ca nọ
âỉåüc biãøu diãùn nhỉ hçnh 3.8.
Khi a
3
= a
4
= a
5
=.....a
2n+1
= 0 (n = 1,2,3) nghéa l âỉåìng âàûc tênh ca pháưn tỉí phi
tuún l 1 âỉåìng cong báûc 2 thç tên hiãûu âiãưu biãn khäng bë mẹo phi tuún.
Âãø tha mn âiãưu kiãûn (*) mảch lm viãûc chãú âäü A thç m phi nh v hản chãú cäng
sút ra. Chênh vç váûy m ngỉåìi ta ráút êt khi dng âiãưu biãn chãú âäü A.
♠ Trỉåìng håüp 2: ÂIÃƯU BIÃN CHÃÚ ÂÄÜ AB, B hồûc C θ < 180
o

Khi θ < 180
o
, nãúu biãn âäü âiãûn ạp âàûc vo diode â låïn thç cọ thãø coi âàûc tuún ca
nọ l mäüt âỉåìng gáúp khục.

Phỉång trçnh biãøu diãùn âàûc tuún ca diode lục âọ :
i
D
= 0 khi V
D
≤ 0
SV
D
khi v
D
> 0 S : Häùø dáùn ca âàûc tuún
Chn âiãøm lm viãûc ban âáưu trong khu tàõt ca Diode (chãú âäü C).














i
D
i
D

v
D
v
D
ωt
ωt

Hçnh 3.10. Âàûc tuún ca diode v âäư thë
ca tên hiãûu vo ra khi lm viãûc åí chãú âäü C
E
o
V
s

Hçnh 3.9. Mảch âiãưu chãú dng Diode
V
t

R
t

+
E
O
C
S
D

49
Doỡng qua diode laỡ 1 daợy xung hỗnh sine, nón coù thóứ bióứu dióựn i

D
theo chuọựi
Fourier nhổ sau :
i
D
= I
0
+ i
1
+ i
2
+ i
n
+
= I
o
+ I
1
cos
t
t + I
2
cos2
t
t + I
3
cos3
t
t + .......+ I
n

cosn
t
t (1)
I
0
: thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn mọỹt chióửu.
I
1
: bión õọỹ thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn cồ baớn õọỳi vồùi taới tin
I
2
, I
3
.....I
n
: bión õọỹ thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn bỏỷc cao õọỳi vồùi taới tin
I
0
, I
1
I
3
.....I
n
: õổồỹc tờnh toaùn theo bióứu thổùc cuớa chuọựi Fourrier :
tdtniI
tdtiI
tdiI
tt
c

Dn
tt
c
D
t
c
D









.cos
2
.....................
.cos.
2
.
1
1
0



=
=

=
(2)
Theo bióứu thổùc (*) ta coù thóứ vióỳt :
i
D
= S.v
D
= S( -E
0
+ V
S
cos
s
t + V
t
cos
t
t ) (3)
Khi
t
t = thỗ i
D
= 0 :
0 = S.v
D
= S( -E
0
+ V
S
cos

s
t + V
t
cos ) (4)
Lỏỳy (3) - (4) =>
)6(cos)2sin
2
1
(
)2sin
2
1
()2sin
4
1
2
1
(
2
sin.cos
4
2sin
2
12
cos .cos
2
2cos 1
.
2
.cos ).coscos (

2
)coscos (
1
0
0
0
1
t
SV
i
SVSV
t
tSV
tdt
t
SV
tdttSVI
tSVi
t
t
tt
t
tt
tt
t
t
o
tttt
ttD

=
==








+=

+
=
=
=


(5)
õỏy õổồỹc xaùc õởnh tổỡ bióứu thổùc (4) :
)7(
cos.cos.
cos
t
sso
t
sso
V
tVE
V
tVE



=

+
=
Tổỡ bióứu thổùc (6) vaỡ (7) bión õọỹ cuớa thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn cồ baớn bióỳn thión theo
tờn hióỷu õióửu chóỳ (V
s
).