Tài liệu Thiết kế bộ bảo mật điện thoại, chương 5 doc

CHƯƠNG 5 :
ĐIỀU BIẾN – GIẢI ĐIỀU BIẾN
Điều biến tín hiệu gốc là biến đổi tín hiệu này ra một sóng có
mang nội dung thông tin của tín hiệu gốc. Sóng có mang thông tin gọi là
sóng đã điều biến.
Việc điều biến nhằm hai mục đích:
- Cho sóng đã điều biến thõa mãn điều kiện truyền của môi
trường truyền tin vì môi trường này không truyền được tín
hiệu gốc. Sóng truyền được tin gọi là sóng mang hay tải tin.
- Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng
một môi trường.
Có nhiều kỹ thuật điều biến tùy thuộc vào bản chất của tín hiệu
gốc và môi trường truyền.
H III.1
.1 Điều biên (AM : Amplitude Modulation )
.1.1 Đònh nghiã
:
CÁC HỆ THỐNG
ĐIỀU CHẾ
LIÊN TỤC
XUNG
BIÊN ĐỘ
GÓC
AM-SC
AM
VSB
SSB
TƯƠNG TỰ SỐ
PM
SSB-SC
FM

PAM
PDM
PPM
PCM
DELTA
Kỹ thuật điều biến là kỹ thuật thay đổi biên độ của một
sóng có tần số cao, có khả năng phát xạ sóng điện từ theo biên độ của tín
hiệu gốc có nội dung tin tức cần truyền đi trong không gian.
Tín hiệu gốc
e
m
 E
m
cos
m
t
e
m
: điện áp tức thời tín hiệu điều biến
E
m
: biên độ cực đại tín hiệu điều biến


m
 2f
m
: tần số gốc tín hiệu điều biến
f
m

: tần số tín hiệu điều biến
Sóng cao tần có thể truyền được trong gian gọi là sóng mang
hay tải tin.
e
c
 E
c
sin
c
t
e
c
: điện áp tức thời của sóng mang
E
c
: biên độ cực đại của sóng mang


c
2f
c
: tần số gốc của sóng mang
f
c
: tần số của sóng mang
Khi sóng đã điều biến biên độ thì :
e
E
c
(1+mcos

m
t)sin
c
t
m
E
m
/E
c
: hệ số điều chế

1.2 Phổ tần – bề rộng phổ tần:
Ta có:
e
E
c
(1+mcos
m
t)sin
c
t
e
E
c
sin
c
t+mE
c
/2sin(
c

+
m
)t+mE
c
/2sin(
c
-
m
)t
mE
c
/2sin(
c
+
m
)t : sóng biên trên
mE
c
/2sin(
c
-
m
)t : sóng biên dưới
E
c
sin
c
t : sóng mang
Phổ sóng điều biên:


c
-
m

c

c
+
m
mE
c
/2 mE
c
/2
E
c
BW


BW : bề rộng dãi tần (băng thông)
BW
 (
c
+
m
) – (
c
-

m
)
= 2

m





H.III.2
BW = (f
c
+f
m
) – (f
c
-f
m
)
= 2f
m
1.3 Sự phân bố công suất trong sóng đã điều biến:

Hình vẽ phổ sóng đã điều biến bởi tín hiệu e
m
E
m
cos
m

t
cho thấy sự phân bố điện áp trong sóng. Điều này cho thấy công suất
được phân bố theo tỷ lệ bình phương của các giá trò điện áp là
mE
c
/2,E
c
,mE
c
/2.
Công suất sóng mang:
Công suất mỗi sóng biên:
Công suất của sóng đã điều biến:
f
c
-f
m
f
c
f
c
+f
m

mE
c
/2
mE
c
/2

E
c
BW
R
E
P
c
c
2
2

c
c
c
SB
P
m
R
Em
R
mE
P









482
2
2
22
2







2
1
44
222
m
PP
m
PP
m
P
ccccAM
Công suất được phân bố thành các thành phần:

H.III.3

lsf: tần số biên dưới
usf: tần số biên trên
Ta thấy công suất được phân bố cho các tần số biên lệ thuộc

vào hệ số điều chế m.
2 Đơn biên SSB (Single sideband):
2.1 Đònh nghóa
:



Ta biết tin tức chỉ chứa trong biên tần,nên chỉ cần truyền đi
một biên tần là đủ thông tin về tin tức. Qúa trình điều chế nhằm tạo ra
một dải biên tần gọi là điều chế đơn biên. Tải tần chỉ cần dùng để tách
sóng, do đó có thể nén toàn bộ hoặc một phần tải tần trước khi truyền đi.



e
AM
f
c
f
e
SSB
f
f
P
f
c
-f
m
f
c

f
c
+f
m
P
c
=E
c
2
/2R
P
lsf
=m
2
/4P
c
P
usf
=m
2
/4P
c


H.III.2 Phổ tần của AM và SSB

Một số ưu điểm của điều chế đơn biên (SSB) so với điều biên:
-Độ rộng dải tần giảm đi một nữa
Bởi vậy trong cùng một dải tần số thì số đài có thể bố trí tăng gấp
đôi

-Hiệu suất rất cao. Đối với điều chế AM:
Khi m =1
Đối với điều chế đơn biên : P
hữu ích
= P
bt
= P
SSB
Xét hệ số lợi dụng công suất :
K
AM
=1/3 và K
SSB
=1 khi m =1
K
AM
=1/9 và K
SSB
=1 khi m =0,5
Vậy khi m càng nhỏ thì máy phát đơn biên càng có công suất hữu
ích lớn hơn nhiều lần so với P
hữu ích
của máy phát điều biên.
-Do D
SSB
 2D
AM
nên đối với các loại nhiễu nói chung
(S/N)
SSB

>(S/N)
AM
và riêng đối với nhiễu trắng (nhiễu có cường độ như
nhau) thì (S/N)
SSB
 (S/N)
AM
.Như vậy để máy phát AM và SSB có cùng
S/N ta phải tăng P
AM
lên hai lần.
-Do hiện tượng pha đỉnh trong truyền sóng mà tần số sóng
mang f
o
có thể bò suy giảm. Đối với mát thu AM khi thu có lúc m >1 sẽ
gây ra hiện tượng méo do quá điều chế. Nếu pha đỉnh rất lớn làm mất
hẳn tần số sóng mang thì máy thu AM sẽ không thu được gì. Còn đối với
máy thu SSB pha đỉnh làm suy giảm hay triệt tiêu tần số sóng mang
không gây ra ảnh hưởng gì.
-Đối với tín hiệu AM trong dải sóng ngắn, do sự phân tán của
đặc tuyến pha mà xảy ra sự chia pha các dao động trong dải biên. Điều
đó làm méo tín hiệu truyền và làm giảm biên độ điện áp ở đầu vào bộ
AMSSB
DD
2
1

AMbthưch
PPP
3

1
