Tài liệu Soạn giáo trình môn Kỹ Thuật Truyền Thanh, chương 3 pptx

Chương 3:
Sự phân bố điện áp AM
Sóng mang chưa điều biến có thể được miêu tả theo
biểu thức toán học sau:
V
c
(t) = E
c
Sin 2f
c
t
Trong đó : V
c
(t) là điện áp thay đổi theo thời
gian (Volt).
E
c
là biên độ đỉnh của sóng mang
(Volt)
f
c
là tần số sóng mang (Hz).
Trong phần trước chúng ta chỉ chú ý đến tín hiệu ngõ ra
mà tần số của hình bao AM bằng với tần số tín hiệu điều biến.
Biên độ của dạng sóng AM thay đổi tỷ lệ với biên độ của tín
hiệu điều biến và biên độ cực đại của sóng được điều biến bằng
E
c
+ E
m
. Vì vậy, biện độ tức thời của dạng sóng điều biến được

diễn tả như sau:
V
am
(t) = [ E
c
+ E
m
.Sin 2f
m
.t ] x [ Sin 2f
c
.t ]
(2.9a)
Trong đó : E
c
+ E
m
.Sin 2f
m
.t là biên độ của sóng mang điều
biến.
E
m
là biên độ đỉnh hình bao AM
(Volt).
f
m
là tần số của tín hiệu điều biến
(Hz)
Nếu thay E

m
= m x E
c
vào 2.9a, ta được:
V
am
(t) = [ E
c
+ m.E
c
Sin 2f
m
.t ] x [ Sin 2f
c
.t ]
(2.9b)
V
am
(t) = E
c
Sin 2f
c
.t [ 1 + Sin 2f
m
.t ]
(2.9c)
Trong đó : 1 + Sin 2
f
m
.t = Hằng số + Tín hiệu điều biến

E
c
Sin 2f
c
.t là sóng mang chưa điều biến.
Hình 2.4 Phần trăm điều biến của hình bao AM DSBFC
(a) Tín hiệu điều biến
(b) Sóng mang chưa điều biến
(c) Dạng sóng điều biến 50%
E
m
E
c
E
c
E
m
E
m
=E
c
E
m
=E
c
/2
E
c
E
m

(a)
(b)
(c)
(d)
(d) Dạng sóng điều biến 100%

Hình 2.5_ Phổ điện áp của sóng AM DSBFC
Trong biểu thức 2.9c, ta nhận thấy rằng: Tín hiệu điều
biến bao gồm một thành phần là hằng số và một thành phần là
tín hiệu hình sin tại tần số tín hiệu điều biến [m. Sin 2
f
m
.t ].
Quá trình phân tích sau đây sẽ trình bày cách tạo ra thành phần
hằng số “1” từ thành phần sóng mang trong dạng sóng điều biến
và cách tạo ra thành phần hình sin từ tần số biên.
f(KHz)
Điện áp V
p

f
lsf
f
c
f
usf
m.E
c
/2
m.E

c
/2
f
c
Kết hợp hai biểu thức 2.9b & 2.9c , Ta được :
V
am
(t) = E
c
Sin 2.t + [m. Sin 2f
m
.t ] x [ E
c
Sin 2f
c
.t ]
(2.10)
= E
c
Sin 2f
c
.t -
2
c
mE
cos [2 (f
c
+ f
m
).t] +

2
c
mE
cos [2
(f
c
- f
m
).t]
Trong đó :
 E
c
Sin 2f
c
.t là tín hiệu sóng mang.
 +
2
c
mE
cos [2 (f
c
- f
m
).t] là tín hiệu tần số biên dưới.
 -
2
c
mE
cos [2 (f
c

+ f
m
).t] là tín hiệu tần số biên trên.
Đặc điểm chung của biến điệu biên độ sóng mang dải
biên kép đầy đủ (DSBFC) được chỉ ra trong biểu thức (2.10).
Trước tiên, biên độ sóng mang sau khi điều biến cũng giống như
biên độ trước khi điều biến. Vì vậy, biên độ của sóng mang
không ảnh hưởng đến quá trình điều biến.
Biên độ của tần số biên trên và tần số biên dưới phụ
thuộc vào biên độ sóng mang lẫn hệ số điều biến. Khi điều biến
100% thì m = 1, biên độ của tần số biên trên và tần số biên dưới
đều bằng nhau và bằng 1/2 biên độ sóng mang (E
c
/2)
Do đó, khi điều biến 100% thì:
V
max
= E
c
+ E
c
/2 + E
c
/2 = 2E
c
(V)
V
min
= E
c

-E
c
/2 - E
c
/2 = 0V
Từ mối quan hệâ biểu diễn ở trên và kết hợp với biểu
thức (2.10) có thể chứng minh rằng quá trình điều biến không
thể nào vượt quá 100%. Biên độ đỉnh cực đại của hình bao AM
V
max
= 2E
c
và biên độ đỉnh cực tiểu của hình bao AM V
min
= 0V.
Mối quan hệ này được vẽ trên hình (2.4d). Hình 2.5 trình bày
phổ điện áp của dạng sóng AM DSBFC. Nhưng chú ý rằng tất
cả các giá trò điện áp đều cho dưới dạng điện áp đỉnh.
Biểu thức (2.10) cũng đã minh họa mối quan hệ giữa tần
số sóng mang, tần số biên trên và tần số biên dưới. Thành phần
tần số sóng mang là một hàm điều hòa hình sine, tần số biên
trên là hàm “-cosine”, tần số biên dưới là hàm “+cos”, hình bao
là dạng sóng mô phỏng. Tại thời điểm bắt đầu của mỗi chu kỳ
hình bao AM, sóng mang dòch pha 90
0
cho cả tần số biên trên
lẫn tần số biên dưới, tần số biên trên và tần số biên dưối lệch
pha nhau 180
0
.

Sự phân bố công suất AM
Trong các mạch điện tử công suất tiêu tán luôn bằng
bình phương điện áp, sự phân chia điện áp này được thực hiện
bằng điện trở. Như vậy công suất tiêu tán trung bình trên tải của
sóng mang chưa điều biến bằng với bình phương điện áp của
sóng mang được phân chia bởi điện trở tải. Công thức toán học
của công suất sóng mang chưa điều biến là:

R
Ec
R
).(
P
c
2
7070
22

(2.11)
Trong đó : P
c
là công suất sóng mang (W)
E
c
là điện áp đỉnh của sóng mang (V)
R là điện trở tải (Ohm)
Công suất dải biên trên & dải biên dưới được diễn tả bằng công
thức toán học sau:

R

)E.m(
R
)/E.m(
PP
cc
lsbusb
82
2
22

(2-12)
Trong đó :
2
c
E.m
là điện áp đỉnh của tần số biên trên & tần số
biên dưới
P
usb
là công suất dải biên trên (W)
P
lsb
là công suất dải biên dưới (W)
Thay biểu thức 2.11 vào 2.12 , Ta được :