›
›

Giáo trình Mạch điện tử thông tin - Chương 8: Điều chế và giải điều chế tương tự

Download
155  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
Chöông 8  
A. ÑIEÀU CHEÁ VAØ GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ TÖÔNG TÖÏ  
Ñònh nghóa  
Ñieàu cheá laø quaù trình bieán ñoåi moät trong caùc thoâng soá soùng  
mang cao taàn (bieân ñoä, hoaëc taàn soá, hoaëc pha) tyû leä vôùi tín hieäu ñieàu  
cheá baêng goác (BB - base band).  
Ñieàu kieän ñieàu cheá  
1- Taàn soá soùng mang cao taàn: fC (8 10) Fmax  
trong ñoù Fmax laø taàn soá cöïc ñaïi tín hieäu ñieàu cheá BB.  
2- Thoâng soá soùng mang cao taàn (hoaëc bieân ñoä, hoaëc taàn soá, hoaëc  
pha) bieán ñoåi tyû leä vôùi bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá BB maø khoâng phuï  
thuoäc vaøo taàn soá cuûa noù.  
3- Bieân ñoä soùng mang cao taàn V> Vm (bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá BB)  
4- Trong ñieàu cheá xung - soá, taàn soá laáy maãu  
fmaãu 2Fmax  
vôùi Fmax laø taàn soá cöïc ñaïi tín hieäu baêng goác.  
Caùc phöông phaùp ñieàu cheá töông töï: AM, FM, PM, SSB, DSB  
Caùc phöông phaùp ñieàu cheá soá: ASK, FSK, PSK, QPSK, ...  
Caùc phöông phaùp ñieàu cheá xung:  
- PAM (pulse amplitude modulation)  
- PWM (pulse width modulation)  
- PPM (pulse position modulation).  
Ñieàu cheá xung maõ PCM (pulse code modulation) ñieàu cheá xung vaø  
ñieàu cheá Delta khoâng ñeà caäp trong taøi lieäu naøy.  
ÑIEÀU CHEÁ - GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ AM, SSB, DSB, VSB  
8.1 ÑIEÀU CHEÁ BIEÂN ÑOÄ AM (AMPLITUDE MODULATION)  
Bieân ñoä soùng mang cao taàn tyû leä vôùi tín hieäu ñieàu cheá baêng goác  
goïi laø ñieàu bieân AM. Ta coù ñöôøng bao cao taàn AM laëp laïi daïng tín hieäu  
ñieàu cheá mt Vm cosmt  
156  
Chöông 8  
m(t) = Vmcosm  
t
0
t
VAM  
(IAM)  
V1max  
V1  
V1T  
V1min  
t
0
Soùng mang fo  
Hình 8.1  
ÔÛ cheá ñoä soùng mang (Vr = 0) ñieän aùp haøi 1 laø V1T cosot  
V1T laø bieân ñoä soùng mang.  
.
Khi coù tín hieäu ñieàu cheá (Vm 0), ñieän aùp tín hieäu AM bieán ñoåi  
theo haøm: vAM(t) V1T (1 mA cosmt).cosot  
vAM(t) V1T cosot Vm cosot.cosot  
Vm  
V1V  
V1~  
V1V  
V1max V1min  
V1max V1min  
mA  
(goïi laø heä soá ñieàu cheá AM) 1  
V1T  
2
vAM(t) V1V cosot   
.mA[cos(o  m)t cos(o  m)t]  
Tín hieäu AM ñieàu cheá ñôn aâm goàm thaønh phaàn soùng mang vaø  
hai bieân.  
Phoå AM ñieàu cheá ñôn aâm (H.8.2a), vaø phoå AM phöùc taïp (H.8.2b).  
Bieân döôùi LSB  
Bieân treân uSB  
V1T  
B = 2max  
mA  
2
m
2
A 1V  
V
1T  
1T  
2
m  
a)  
b)  
o  
-
m  
o  
o + m  
o  
o + m  
o  
-
m  
Hình 8.2 a) Phoå AM ñieàu cheá ñôn aâm; b) Phoå AM phöùc taïp.  
V1max V1T (1 mA)  
;
V1min V1T (1 mA)  
Ñeå ñieàu cheá AM khoâng meùo thì mA 1  
Coâng suaát ra ôû cheá ñoä soùng mang:  
V12T  
2.Req  
1
2
P
Ic2 T.Req  
1T  
1
157  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
V1T Ic T.Req laø bieân ñoä ñieän aùp soùng mang treân taûi töông  
1
ñöông Req  
Khi coù ñieàu cheá, coâng suaát ra töùc thôøi:  
P P (1 mA)2  
P
1max  
t
1T  
Khi ñieàu cheá cöïc ñaïi: mA = 1;  
PAMMAX 4P  
1T  
Trong ñieàu cheá AM collector taàng cuoái, ñieän aùp ra cöïc ñaïi baèng  
boán laàn ñieän aùp nguoàn cung caáp. Do ñoù VCEMAXBJT 4V  
cc  
Coâng suaát trung bình AM:  
2  
mT2B  
2
1
PAMTB  
1P (1 mTB cosmt)2 dmt P (1   
)
2P  
1T  
o
mTB  
m12 m22 m32 ... heä soá ñieàu cheá trung bình tín  
hieäu phöùc hôïp.  
PAMTB P PbieântreânUSB Pbieândöôùi LSB  
1T  
Ví duï 8.1 Cho tín hieäu AM coù V1max = 50V; V1min = 10V. Tính mA? Vm?  
PAM treân taûi Req = 50  
50 10  
Giaûi: mA  
0,667  
50 10  
50 10  
Vm mA.V1T 0,667.  
20 V  
peak  
2
V12T  
2Req  
P
2/250 9 W  
50 10  
1T  
2
m2A  
2
PAMTB P 1   
11 W  
1T   
Giaû söû ta coù ñieàu cheá AM gheùp bieán aùp tín hieäu ñieàu cheá m vaøo  
taàng ñieàu cheá.  
P
21  
1T  
Pm(t) laø coâng suaát tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp, Pm(t)  
P
Po  
1T  
1 laø hieäu suaát taàng ñieàu cheá, 1   
V
IC  
cc  
Trôû khaùng ra veà maët AC cuoän thöù caáp Raudio  
O
158  
Chöông 8  
VAA  
Vcc  
Vm  
m(t)  
m(t)  
(t)  
0,1  
F
F
vc  
fo  
RFC  
RA  
0,1  
RA  
30  
fo  
a)  
Hình 8.3 Maïch ñieàu cheá AM duøng BJT  
b)  
vaø ñeøn ñieän töû  
-VG  
Ñoái vôùi AM coâng suaát raát lôùn trong phaùt thanh AM, duøng ñeøn  
ñieän töû, phöông phaùp phaân tích töông töï.  
Ví duï 8.2 Cho coâng suaát soùng mang AM ñieàu cheá anod (töông töï ñieàu  
cheá collector) P1T = 7,5kW;   0,75 doøng IAo = 1A.  
1
Tính: Pm  
vaø Raudio  
Max  
(t)  
P
1  
1T  
Giaûi: Po   
10 kW  
Po  
2
Pm  
5 kW  
Max  
(t)  
Po  
IA2o  
10kW  
1 A  
Raudio  
10   
Khi tín hieäu ñieàu cheá phöùc hôïp, khoâng coøn laø sin, tín hieäu AM  
coù daïng:  
vAM(t) V1T cosot m(t) cosot  
Bieán ñoåi Fourier:  
V1T  
2
1
2
vAM(t)  
[(f fo)  (f fo)]   
M(f f M(f f )   
)
o
o
159  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
vAM(t)  
m(t)  
t
t
b)  
d)  
a)  
vAM(t)  
m(f)  
LSB  
USB  
f
f
c)  
Fmax  
fo = Fmax  
fo  
fo + Fmax  
Hình 8.4 a) Tín hieäu ñieàu cheá; b) Tín hieäu AM  
c) Maät ñoä phoå moät bieân tín hieäu ñieàu cheá; d) Maät ñoä phoå AM moät phía  
Tröôøng hôïp rieâng cuûa ñieàu cheá AM: tín hieäu ñieàu cheá m(t) daïng soá  
goàm chuoãi bit 1 vaø 0. Ta coù ñieàu cheá soá ASK (Amplitude Shift Key)  
Quaù trình thöïc hieän taét môû maùy phaùt taïo ASK goïi laø OOK (On-Off  
Keying)  
m(t)  
3
T
t
1
vAM(t)  
fo   
t
1
fo   
vAM(t)  
f
1
T
1
4  
Hình 8.5 Tín hieäu vaø maät ñoä phoå ASK  
Xeùt ASK ñieàu cheá bôûi xung heïp:  
2
2
Acos2f t,   t   
o
v(t)  
0
ngoaøikhoaûng treân  
Bieán ñoåi Fourier:  
160  
Chöông 8  
sin(nd f )  
(nd fo)  
sin(nd f )  
(nd fo)  
Ad  
2
o
o
V(f )  
T
d   
sin X  
X
n
Maät ñoä phoå ASK coù daïng haøm  
baèng khoâng taïi fo   
1
Baêng thoâng ASK trong khoaûng f fo   
+12V  
22n  
33k  
RFC  
22n  
47k  
RFC  
22n  
22k  
100k  
12  
12  
39  
68  
39  
4/20  
36MHz  
39  
220  
680  
SF 136  
Key  
BF 173  
TTL  
47k  
10k  
Hình 8.6 Maïch ñieàu cheá ASK  
Nhaän xeùt AM:  
- Coâng suaát soùng mang khoâng taûi tin lôùn, voâ ích.  
- Coâng suaát cao taàn taûi tin nhoû cuûa hai bieân nhö nhau vaø phuï  
thuoäc heä soá ñieàu cheá mA.  
- Baêng thoâng lôùn gaáp ñoâi caàn thieát neân chi phí taêng vaø taêng  
nhieãu.  
- Hieäu quaû söû duïng coâng suaát cao taàn keùm, (P1bieân/P1Max) raát nhoû.  
- Tính choáng nhieãu keùm.  
- Deã thöïc hieän AM vaø maùy thu giaûi ñieàu cheá ñôn giaûn, giaù reû.  
- AM duøng trong phaùt thanh quaûng baù MW - SW, neân thoâng tin  
CB nhoû hôn thoâng tin AM haøng khoâng. Ñieàu cheá tín hieäu hình trong  
truyeàn hình laø moät daïng ñaëc bieät AM  
- Ñoåi taàn laø moät daïng ñaëc bieät AM vôùi muïc ñích dòch chuyeån taàn soá.  
161  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
8.2 MAÏCH ÑIEÀU CHEÁ AM  
1- Ñieàu cheá AM duøng diod  
R1  
m(t) = Vmcosm  
t
D1  
vo = Vocoso  
t
R2  
L
C
R3  
a)  
+Vcc  
R1  
m(t)  
R6  
R2  
R4  
R5  
CB  
Zo  
RFC  
C6  
C7  
C2  
75  
L3  
R7  
C5  
C1  
R3  
C8  
C4  
C3  
b)  
Hình 8.7  
2- AM duøng FET  
Rf  
C1  
Rf  
Ri  
Av  
1  
Ri  
+
m(t)  
RG  
vo = Vocoso  
t
-VG  
Hình 8.8  
Ñieän trôû ra Ri cuûa FET tuyeán tính trong khoaûng roäng theo, do ñoù  
coù AM tuyeán tính ngoõ ra.  
3- AM duøng PIN diod ôû VHF, VHE, Microwave  
D1  
D2  
Pin diod - diod ñaëc bieät ñöôïc duøng ôû  
taàn soá lôùn hôn 100MHz. Khi phaân cöïc  
thuaän, diod hoaït ñoäng nhö ñieän trôû thay  
ñoåi tuyeán tính theo doøng chaûy qua noù. Tín  
hieäu ñieàu cheá vr laøm thay ñoåi doøng thuaän  
qua diod taïo neân AM.  
vo  
R1  
RL  
C1  
m(t)  
R2  
-V  
Hình 8.9  
162  
Chöông 8  
4- AM duøng vi maïch tuyeán tính XR - 2206  
0,001  
Vc  
DC bias supply  
Vout  
4,7k  
4,7k  
Audio signal  
generator  
1
2
3
4
5
6
7
8
16  
15  
14  
13  
12  
11  
10  
9
m(t)  
10  
47k  
1k  
+12V  
XR 2206  
+12V  
1
C1  
0,001  
4,7k  
10k  
R1  
1
Hình 8.10 AM duøng vi maïch tuyeán tính  
Taàn soá soùng mang fo 1/R1C1 xaùc ñònh bôûi ñieän trôû vaø tuï R1C1  
cuûa VCO beân trong vi maïch.  
5- AM trong truyeàn hình (video)  
Vcc  
+
+6V  
10  
0,02  
6,8k  
1N914  
3/13  
47k  
33  
10p  
100  
1k  
100  
1k  
0,005  
33  
100  
H
100H  
470  
Video  
m(t)  
33  
Hình 8.11 VHF Modulator  
Caùc maïch ñieàu cheá AM treân coøn goïi laø ñieàu cheá AM möùc thaáp,  
ñieän aùp vaø coâng suaát ra AM thaáp neân caàn phaûi khueách ñaïi theâm sau  
ñoù tröôùc khi phaùt.  
Tín hieäu  
AM  
vo = Vocoso  
t
Ñieàu cheá AM  
möùc thaáp  
Khueách ñaïi coâng suaát  
cao taàn ngoõ ra  
Khueách ñaïi tuyeán tính  
m(t) = Vmcosm  
t
Hình 8.12 Ñieàu cheá AM möùc thaáp  
163  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
Ñieàu cheá AM möùc thaáp duøng trong truyeàn hình, thoâng tin AM -  
SSB .... Caùc taàng KÑCS cao taàn tuyeán tính coù theå ôû cheá ñoä A, AB, B.  
vo = Vocoso  
t
A
RF  
Amp  
Ñieàu cheá AM  
möùc cao  
RF  
carrier osc  
m(t) = Vmcosm  
t
Hình 8.13 Ñieàu cheá AM möùc cao  
Ñieàu cheá AM möùc cao thöïc hieän ôû taàng cuoái coâng suaát cao taàn,  
möùc coâng suaát lôùn. Kieåu naøy coù hieäu suaát cao, duøng nhieàu trong phaùt  
thanh quaûng baù AM, thoâng tin AM.  
Caûm bieán chænh coâng suaát  
A
hoaëc chæ thò coâng suaát  
Soùng mang  
fo  
RFC  
Vocoso  
t
RFC  
+2Vcc  
+
m(t) = Vmcosm  
t
Hình 8.14 Ñieàu cheá AM - collector taàng cuoái vaø tröôùc cuoái  
cuûa ñieän thoaïi voâ tuyeán  
Ñieàu cheá AM - collector töùc laø ñöa tín hieäu aâm taàn ñieàu cheá vaøo  
collector. Doøng cao taàn Ic tyû leä vôùi bieân ñoä Vm töùc laø coù AM.  
1
Vcc  
Vcc  
m(t)  
Q1  
m(t)  
RFC  
Q2  
Q
RA  
vo  
vo  
RA  
RFC  
RFC  
Hình 8.15 Ñieàu cheá AM - collector möùc cao  
164  
Chöông 8  
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM - collector Ic (Vc Vcc Vm cosot) phi  
1
tuyeán (meùo AM) khi ñieàu cheá saâu (mA lôùn).  
Bieän phaùp khaéc phuïc: ñieàu cheá AM ñoàng boä taàng cuoái vaø tröôùc cuoái  
(H.8.10) cho ñoä tuyeán tính cao, mA lôùn, ñaùp tuyeán ñieàu cheá coù daïng:  
IC  
1
Vm  
Vcc  
vc = Vcc + Vmcosm  
t
Hình 8.16 Ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM - collector  
2MSD 6100  
+
28V  
1
D1  
D2  
+13,6V  
+
m(t)  
RFC  
10  
0,01  
0,01  
RFC  
0,001  
RFC  
10  
RFC  
L2  
0,001  
0,001  
1,5/20  
RFC  
C2  
L3  
L1  
1,2k  
RA  
8/60  
C1  
8/60  
RFC  
100  
470p  
1,5/20  
100  
10  
39  
0,001 RFC  
2N 4072  
2N 3866  
2N 5641  
Hình 8.17 Ñieàu cheá AM ñoàng boä taàng cuoái - tröôùc cuoái  
Moät kieåu ñieàu cheá AM möùc cao taàng cuoái vaø tröôùc cuoái (H.8.17).  
Ñieàu cheá AM-bazô: ñöa aâm taàn vaøo bazô. Doøng cao taàn Ic1 tyû leä  
vôùi ñieän aùp vm. Ta coù AM. Tuy nhieân ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM-bazô:  
Ic (V  
tuyeán tính trong khoaûng nhoû do ñoù ít duøng rieâng,  
V cost)  
1
BB  
m
m
maø duøng keát hôïp vôùi ñieàu cheá colletor AM ñeå caûi thieän ñoä tuyeán tính  
ñaùp tuyeán ñieàu cheá collector.  
165  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
+Vcc  
C3  
C1  
C2  
C4  
RFC  
vo  
RFC  
+Vcc  
vocoso  
t
RA  
RFC  
Vcc  
CB  
CB  
vmcosm  
t
m(t)  
VBB  
Hình 8.19 Ñieàu cheá  
Hình 8.18 Ñieàu cheá AM bazô  
AM emitter  
+Vce  
RFC  
vocoso  
t
RA  
vmcosm  
t
Khueách ñaïi  
ñieàu roäng xung  
So saùnh  
Hình 8.20 Ñieàu cheá AM qua ñieàu roäng xung  
(Thöïc teá duøng trong phaùt thanh AM coâng suaát lôùn baèng ñeøn ñieän töû).  
8.3 GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ AM  
Giaûi ñieàu cheá: khoâi phuïc laïi tín hieäu nguyeân thuûy töø tín hieäu bò  
ñieàu cheá.  
1- Giaûi ñieàu cheá AM duøng diod  
D1  
Zi  
+
inaïp C1  
R1  
IF  
AM  
ixaû  
C1  
ZA  
RL  
Hình 8.21 Giaûi ñieàu cheá AM-diod  
Tín hieäu AM coù ñöôøng bao cao taàn laëp laïi daïng tín hieäu aâm taàn  
ñieàu cheá. Diod D1 taùch soùng nöûa baùn kyø tín hieäu cao taàn If. ÔÛ baùn chu  
kyø döông, D1 daãn, C1 naïp ñeán giaù trò bieân ñoä tín hieäu cao taàn. ÔÛ baùn  
chu kyø aâm, D1 taét, tuï C1 xaû qua R1. Maïch naøy coøn goïi laø taùch soùng  
ñænh hay taùch soùng ñöôøng bao.  
166  
Chöông 8  
Vôùi söï löïa choïn R1, C1 thích hôïp, ñieän aùp treân tuï C1 coù daïng  
ñöôøng bao cao taàn laø tín hieäu giaûi ñieàu cheá AM. Giaù trò thích hôïp:  
(1/ mA)2 1  
2FmaxR1  
2  
1
maxC1R1   
1 hay C1   
m
A   
Giaù trò trung bình ñieän aùp ra taùch soùng ôû cheá ñoä soùng mang  
khoaûng 0,8V bieåu thò ñoä maïnh tín hieäu thu vaø duøng cho AGC.  
Thoâng thöôøng: C1 = 0,010,008; R1 khoaûng vaøi k.  
Bieán trôû R1 ñieàu chænh möùc ngoõ vaøo boä khueách ñaïi aâm taàn.  
Tuï gheùp Cc ñuû lôùn ñeå cho qua tín hieäu giaûi ñieàu cheá taàn soá thaáp  
nhaát ñoàng thôøi caùch ly ñöôïc giöõa hai phaàn. Trôû khaùng vaøo khueách ñaïi  
zA >> R1 ñeå traùnh meùo (xeùn ñænh) xaûy ra khi doøng ñænh qua zA lôùn hôn  
doøng trung bình.  
2- Giaûi ñieàu cheá AM duøng PLL (xem phaàn öùng duïng PLL)  
8.4 ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG ÑIEÀU CHEÁ AM  
Chaát löôïng tín hieäu AM truyeàn qua keânh voâ tuyeán ñaùnh giaù theo  
ba thoâng soá cô baûn:  
1- Heä soá haøi  
1
Vm  
K  
Vm2n  
n2  
1
trong ñoù: Vmm - bieân ñoä haøi n ôû ngoõ ra giaûi ñieàu cheá maùy thu gaây bôûi  
keânh truyeàn khoâng lyù töôûng.  
Vm1 - bieân ñoä haøi 1.  
2- Ñoä leäch heä soá ñieàu cheá cho pheùp trong daûi taàn tín hieäu  
ñieàu cheá so vôùi giaù trò trung bình  
mA  
mA  
3- Möùc ñieàu cheá kyù sinh  
Pn  
PAMTB  
trong ñoù: Pn - coâng suaát nhieãu; PTB - coâng suaát tín hieäu trung bình.  
Caùc giaù trò khuyeán nghò: K 2 5%  
mA  
mA  
Pn  
PAMTB  
10lg  
  (1 1,5) dB; 10lg  
  60 dB  
167  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
Ñaùnh giaù K vaø mA/mA theo ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh vaø ñoäng.  
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh, laø söï phuï thuoäc bieân ñoä soùng mang cao  
taàn ngoõ ra boä ñieàu cheá vaø yeáu toá ñieàu cheá. Yeáu toá ñieàu cheá ñöôïc hieåu  
laø caùc ñaïi löôïng ñieän nhö ñieän aùp nguoàn cung caáp, ñieän aùp phaân cöïc,  
ñieän aùp kích cao taàn, bieán ñoåi döôùi taùc ñoäng tín hieäu taàn soá thaáp.  
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm khi  
ñöa soùng mang vaøo boä ñieàu cheá maø khoâng coù tín hieäu ñieàu cheá taàn  
thaáp (Vm = 0). Ví duï ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM - colletor: Ic (V )  
.
1
c
Döïa vaøo ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh, ta choïn heä soá ñieàu cheá mA  
cöïc ñaïi (Vm cöïc ñaïi) vôùi meùo haøi K nhoû nhaát, choïn nguoàn Vcc ôû giöõa  
ñoaïn tuyeán tính ñaùp tuyeán ñieàu cheá Ic (V )  
1
c
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá ñoäng - thöôøng laø bieân ñoä hay taàn soá.  
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá bieân ñoä ñoäng: phuï thuoäc heä soá ñieàu cheá m,  
vaø bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp Vm.  
Ñaùp tuyeán ñieàu cheá taàn soá ñoäng: söï phuï thuoäc heä soá ñieàu cheá  
mA vaøo taàn soá tín hieäu ñieàu cheá Fm.  
mA  
mA  
1
mA  
a)  
b)  
Fmin  
Fmax Fm  
Vm  
Hình 8.22 a) Ñaùp tuyeán ñieàu cheá bieân ñoä ñoäng  
b) Ñaùp tuyeán ñieàu cheá taàn soá ñoäng  
Döïa vaøo ñaùp tuyeán a, xaùc ñònh bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá taàn  
thaáp caàn thieát ñeå coù ñöôïc heä soá ñieàu cheá m.  
Döïa vaøo ñaùp tuyeán b, xaùc ñònh thoâng soá mA /mA trong baêng  
thoâng tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp Fmin Fmax  
.
Ñaùp tuyeán ñoäng ñöôïc ño hoaëc tính toaùn khi ñöa vaøo boä ñieàu cheá  
soùng mang cao taàn vaø tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp.  
168  
Chöông 8  
Moâ phoûng ñieàu cheá AM baèng MATHCAD  
169  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
170  
Chöông 8  
8.5 ÑIEÀU CHEÁ ÑÔN BIEÂN SSB  
Ñieàu cheá ñôn bieân (SSB - single side band) laø quaù trình ñieàu cheá  
moät bieân taàn (bieân taàn hoaëc bieân döôùi) cuûa tín hieäu AM.  
Coâng vieäc naøy tuy thöïc hieän phöùc taïp, nhöng baêng thoâng cao taàn  
giaûm moät nöûa, tieát kieäm baêng taàn, giaûm nhieãu.  
Coâng suaát phaùt thaáp hôn nhieàu so vôùi AM ôû cuøng moät khoaûng  
caùch thoâng tin vì khoâng truyeàn coâng suaát soùng mang lôùn voâ ích vaø  
khoâng coù moät bieân. Hieäu quaû söû duïng coâng suaát cao. Tyû soá S/N maùy  
thu SSB lôùn hôn AM do nhieãu giaûm.  
SSB duøng trong thoâng tin soùng ngaén, quaân ñoäi, haøng haûi, nghieäp  
dö coù khoaûng caùch thoâng tin raát xa.  
Ñeå coù tín hieäu SSB caàn trieät soùng mang phuï cuûa tín hieäu AM ñeå  
coøn laïi hai bieân DSB (double - side band), sau ñoù loïc laáy moät bieân nhôø  
BPF, ñoåi taàn caân baèng, khueách ñaïi coâng suaát ñöa ra anten. SSB coøn  
phaân bieät theo thoâng soá trieät hoaëc neùn, hoaëc phaàn soùng mang phuï  
trieät hoaëc neùn moät phaàn bieân.  
Soùng mang phuï tín hieäu SSB trong khoaûng 100  
500kHz.  
Caùc giaù trò 100kHz; 200kHz thöôøng hay ñöôïc choïn ñeå söû duïng.  
AM neùn moät phaàn bieân goïi laø vestigial (VSB) duøng trong truyeàn hình  
quaûng baù.  
DSB - SC hai bieân trieät soùng mang.  
8.6 ÑIEÀU CHEÁ CAÂN BAÈNG (BALANCED MODULATOR)  
Ñieàu cheá caân baèng (ÑCCB): laø taïo tín hieäu DSB, trieät soùng  
mang, duøng trong thoâng tin ñôn bieân, FM phaùt thanh, ñieàu cheá soá  
BPSK (binary phase shift key), ñoåi taàn...  
Xeùt maïch ÑCCB:  
1
T1  
T2  
3
4
vo(t)  
m(t)  
A/2  
T
2
0
t
-A/2  
vo(t)  
Hình 8.23  
171  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
Ñaây laø boä ñoåi taàn caân baèng keùp goàm caëp D1–2 vaø D1–2 luaân phieân  
taét daãn baèng soùng mang vc(t). Soùng mang naøy coù theå laø hình sin hay  
chöõ nhaät vôùi bieân ñoä lôùn hôn tín hieäu ñieàu cheá (Vc Vm; c  m)  
.
+
+
D1-2 daãn, D3-4 taét  
D1-2 taét, D3-4 daãn  
Hình 8.24  
Giaû söû soùng mang coù bieân ñoä /2  
:
1
3
vc(t) sin2fct sin2(3fc)t ... sin2(nfc)t  
n = 1, 3, 5, 7...  
Maïch ñoåi taàn caân baèng (ñieàu cheá caân baèng) thöïc hieän nhaân hai tín  
hieäu: m(t).vc(t) vo(t)  
1
3
1
5
m sin2fct  
(t)   
sin2(3fc)tsin2(5fc)t...  
Giaû söû, tín hieäu ñieàu cheá coù bieân ñoä 2V; taàn soá F = 5kHz; soùng  
mang taàn soá fc = 45kHz. Vaäy:  
m(t) A.sin2Fmt 2.sin2(5kHz)t  
Vo(t) 2.sin2(5kHz)tsin2(45kHz)t   
2
3
( )sin2(5kHz)t.sin2(135kHz)t...  
1
2
Ta coù:  
sin x.sin y [cos x(x y) cos(x y)}  
Vo(t) cos240kHz)t cos2( 50kHz)t  
1
3
1
3
cos2 (130kHz)t cos2(140kHz)t  
Phoå tín hieäu DSB  
2
F
5
fc-F fc  
40 50  
+
F
3fc-F 3fc  
130 140  
+F  
f(kHz)  
172  
Chöông 8  
Daïng tín hieäu DSB  
vo(t)  
1
fc  
1
F
Tc  
Tc  
t(s)  
Daïng phoå vaø tín hieäu DSB sau BPF  
V
V
2
t
f(kHz)  
F
40 50  
Hình 8.25  
ÑCCB trieät soùng mang raát toát (>50dB), thöïc hieän baèng IC (LM  
1496, 1596, NE 602), taàn soá soùng mang tôùi 200MHz. Ngoaøi ra, caùc  
IC ñoù thöïc hieän ñoåi taàn caân baèng, giaûi ñieàu cheá caân baèng, giaûi ñieàu  
cheá SSB.  
+Vcc  
12V  
+
1k  
1k  
1k  
0,1  
1k  
15  
Carrier  
input  
0,1  
7
8
1
4
0,1  
2
3
6
9
5
MC 1496  
MC 1596  
+vo  
m(t)  
10  
10  
+
10k  
15  
100  
10k  
50k  
10k  
a) Ñieàu cheá caân baèng MC1496/1596  
173  
Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá töông töï  
+Vcc  
12V  
1k  
1k  
0,1  
2
1k  
39k  
39k  
Carrier  
0,1  
51  
51  
7
8
1
4
3
6
9
MC 1496  
10  
+Vcc  
DSB  
input  
5
10k  
10k  
51  
68k  
50k  
VEE  
-8V  
b) Giaûi ñieàu cheá caân baèng  
+Vcc  
12V  
1k  
13k  
820  
0,1  
2
3k  
3k  
51  
0,1  
7
8
1
4
3
6
10  
1k  
0,005  
MC 1496  
9
5
AF  
output  
10  
0,1  
Carrier  
0,005  
input  
1k  
10k  
0,1  
1k  
c) Giaûi ñieàu cheá SSB  
Hình 8.26  
Kyõ thuaät truyeàn hai bieân trieät soùng mang DSB xöû lyù tín hieäu  
stereo tröôùc khi FM duøng trong phaùt thanh quaûng baù FM-stereo vaø TV-  
stereo.  
DSB  
L-R  
L+R  
15  
L+R  
19 23 38  
53 kHz  
L
+
+
ÑCCB  
TO FM  
L-R  
X
19kHz  
Pilot  
R
38kHz  
Hình 8.27 DSB taïo FM stereo  
174  
Chöông 8  
Tín hieäu truyeàn hình goàm coù tín hieäu hình aûnh vaø tieáng ñieàu cheá  
ôû caùc soùng mang khaùc nhau. Tín hieäu hình aûnh ñöôïc ñieàu cheá AM coù  
neùn moät phaàn bieân döôùi theo tieâu chuaån truyeàn hình VSB ñeå giaûm  
baêng thoâng, maø khoâng maát maùt tín hieäu taàn thaáp khi giaûi ñieàu cheá.  
B = 8MHz  
Picture  
carrier  
Audio  
carrier  
Audio  
Video  
f
fc-0,75MHz  
fc+5MHz  
fc+6,5MHz  
Hình 8.28 Ñaùp tuyeán bieân ñoä tín hieäu truyeàn hình.  
Ñaùp tuyeán boä loïc IF maùy thu TV coù daïng (heä FCC)  
Carrier  
100%  
50%  
-0,75  
+0,75  
f
Hình 8.29  
8.7 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU CHEÁ SSB  
1- Phöông phaùp loïc (filler method)  
- Duøng ñieàu cheá caân baèng (troän caân baèng, nhaân tuyeán tính) trieät  
soùng mang ôû taàn soá soùng mang phuï (100 500kHz), roài loïc moät bieân  
baèng moät trong caùc boä loïc IF ñaõ xeùt. Ñeå naâng cao dung löôïng thoâng  
tin, gheùp keânh SSB theo taàn soá (H.8.30). Thöïc hieän ñoåi taàn caân baèng  
moät hoaëc hai laàn, loïc moät bieân roài khueách ñaïi tuyeán tính thöïc hieän  
thoâng tin SSB ôû taàn soá caàn thieát.  
- Caùc maïch ñieàu cheá caân baèng (ñoåi taàn caân baèng) duøng diod hay  
maïch nhaân tuyeán tính ñeàu taïo tín hieäu hai bieân trieät soùng mang.  
Tải về để xem bản đầy đủ
doc 29 trang baolam 29/04/2022 7620
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Mạch điện tử thông tin - Chương 8: Điều chế và giải điều chế tương tự", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • docgiao_trinh_mach_dien_tu_thong_tin_chuong_8_dieu_che_va_giai.doc