ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
LỜI NÓI ĐẦU
Vào đầu thế kỷ 20 Marconi thành công trong việc liên lạc vô tuyến qua Đại Tây
Dương, Kenelly và Heaviside phát hiện một yếu tố là tầng điện ly hiện diện ở tầng
phía trên của khí quyển có thể dùng làm vật phản xạ sóng điện từ. Những yếu tố đó đã
mở ra một kỷ nguyên thông tin vô tyuến cao tần đại quy mô.
Chiến tranh thế giới lần thứ hai là một bước ngoặt trong thông tin vô tuyến.
Thông tin tầm nhìn thẳng - lĩnh vực thông tin sử dụng băng tần số cực cao (VHF) đã
được nghiên cứu liên tục sau chiến tranh thế giới - đã trở thành hiện thực nhờ sự phát
triển các linh kiện điện tử dùng cho VHF và UHF, chủ yếu là để phát triển ngành
rađa.Với sự gia tăng không ngừng của lưu lượng truyền thông, tần số của thông tin vô
tuyến đã vươn tới các băng tần siêu cao (SHF) và cực cao (EHF). Vào những năm
1960, phương pháp chuyển tiếp qua vệ tinh đã được thực hiện và phương pháp chuyển
tiếp bằng tán xạ qua tầng đối lưu của khí quyển đã xuất hiện. Do những đặc tính ưu
việt của mình như dung lượng lớn, phạm vi thu rộng, hiệu quả kinh tế cao, thông tin
vô tuyến được sử dụng rất rộng rãi trong phát thanh truyền hình quảng bá, vô tuyến
đạo hàng, hàng không, quân sự, quan sát khí tượng, liên lạc sóng ngắn, thông tin vệ
tinh - vũ trụ v.v Tuy nhiên, can nhiễu với lĩnh vực thông tin khác là điều không tránh
khỏi, bởi vì thông tin vô tuyến sử dụng chung phần không gian làm môi trường truyền
dẫn.
Chính vì thế điều chế tín hiệu là một phần không thể thiếu được trong truyền dẫn
của thông tin vô tuyến. Điều chế giúp chúng ta có thể truyền đi thông tin hoặc tín hiệu
mong muốn và nhận được những tín hiệu mà mình muốn có.
Đồ án được chia làm ba phần :
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU CHẾ
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ LOẠI ĐIỀU CHẾ
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG TÍN HIỆU VỚI MATLAB
Do thời gian không nhiều nên trong khi tìm hiểu chúng em còn nhiều thiếu sót
mong thầy cô và các bạn góp ý để bài làm hoàn chỉnh hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG

biên độ nhị phân
OOK On –off keying Điều chế khóa on-off
STR Symbol Timing Recovery Bộ khôi phục đồng bộ
BPSK Binary Phase Shift Keying
Điều chế khóa dịch
pha nhị phân
BFSK Binary Frequency Shift Keying
Điều chế khóa dịch
tần nhị phân
QPSK Quadrature Phase Shift Keying
Điều chế khóa pha
cầu phương
FM Frequency Modulation
Điều chế tần số tương
tự
DFM Differential Frequency Modulation
Phổ của tín hiệu điều
tần số
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
4
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐIỀU CHẾ
1.1 Khái niệm điều chế
Điều chế (modulation) nói chung là làm biến đổi các đặc tính của một tín hiệu
theo một tín hiệu khác. Trong hệ thống thông tin tín hiệu bị biến đổi theo sóng mang
(carrier). Có thể định nghĩa điều chế là sự biến đổi các thông số của tín hiệu mang tin
theo sóng mang.
1.2 Mục đích điều chế
Mục đích chính của điều chế là gắn tín hiệu mang tin (thường là băng gốc) vào tín hiệu
song mang có phổ thích hợp hơn, tạo thành tín hiệu thông dải để:

2.1 Điều chế tín hiệu tương tự
2.1.1 Điều chế tần số (FM)
FM là viết tắt của ( Fryquency Moducation : Điều chế tần số ) là điều chế theo phương
thức làm thay đổi tần số của tín hiệu cao tần theo biên độ của tín hiệu âm tần, khoảng tần số
biến đổi là 150KHz
Sóng FM là sóng cực ngắn đối với tín hiệu Radio, sóng FM thường phát ở dải tần từ
76MHz đến 108MHz
Hình 2.1 Mạch điều chế tần số FM
Với mạch điều chế tần số thì sóng mang có biên độ không đổi, nhưng tần số thay
đổi theo biên độ của tín hiệu âm tần, khi biên độ tín hiệu âm tần tăng thì tần số cao tần
tăng, khi biên độ âm tần giảm thì tần số cao tần giảm. Như vậy sóng mang FM có tần
số tăng giảm theo tín hiệu âm tần và giới hạn tăng giảm này là +150KHz và -150KHz ,
như vậy tần số sóng mang điều tần có dải thông là 300KHZ.
Thí dụ nếu đài tiếng nói việt nam phát trên sóng FM 100MHz thì nó truyền đi
một dải tần từ 99,85 MHz đến 100,15 MHz.
Hình 2.2 Dạng sóng của mạch điều chế tần số FM.
a Tín hiệu điều chế; b Sóng mang; c Tín hiệu sau khi điều chế
Ưu và nhược điểm của sóng FM.
Sóng FM có nhiều ưu điểm về mặt tần số, dải tần âm thanh sau khi tách sóng điều
tần có chất lượng rất tốt, cho âm thanh trung thực và có thể truyền âm thanh Stereo ,
sóng FM ít bị can nhiễu hơn só với sóng AM.
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
6
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
Nhược điểm của sóng FM là cự ly truyền sóng ngắn, chỉ truyền được cự ly từ vài
chục đến vài trăm Km , do đó sóng FM thường được sử dụng làm sóng phát thanh trên
các địa phương.
2.1.2 Điều chế biên độ (AM)
Điều chế AM là quá trình điều chế tín hiệu tần số thấp( như tín hiệu âm tần, tín
hiệu video ) vào tần số cao tần theo phương thức => Biến đổi biên độ tín hiệu cao tần

điểm của mạch tách sóng điều biên, do đó chất lượng âm thanh bị hạn chế.
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
8
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
2.1.3 Điều chế cầu phương QAM
Điêu biên cầu phương QAM là phương pháp mã hóa dữ liệu trên một tần số sóng
mang đơn. Sự mã hóa dữ liệu bằng cách thay đổi cả biên và pha cua sóng mang. QAM
dùng một dạng sóng sine và một dạng sóng cosine với cùng bộ phận tạo tần số để
chuyển đổi thông tin. Các sóng này được gửi đông thời lên kênh truyền, biên độ mỗi
sóng chứa tin được gửi.
Hình 2.6 Mô hình điều chế QAM
Trong bộ điều chế QAM, nhánh thực hiện biên độ sóng cosine còn gọi là nhánh phase,
biên độ cosine gọi là phase hay I. nhánh thực hiện biên độ sóng sine gọi là nhánh cầu
phương, biên độ sine gọi là cầu phương hay Q.
Tính trực giao giữa sóng sine và cosine cho phép truyền dữ liệu đồng thời trên
kênh. Xem xét một chu kỳ đơn mỗi sóng, nguyên lý trực giao có thể trình bày như mô
hình 2.6.
Ứng dụng điều chế QAM
- 64-QAM và 256-QAM thường sử dụng trong truyền hình cáp, kỹ thuật số và các
ứng dụng modem cáp.
- Hệ thống truyền thông được thiết kế để đạt được mức độ rất cao về hiệu quả
quang phổ thông thường sử dụng các chòm sao QAM rất dày đặc.
2.1.4 Điều chế pha ( PM)
Là tác động tín hiệu điều chế vào sóng mang làm cho pha của sóng mang thay đổi
theo quy luật của tín hiệu điều chế. Điều chế pha tương tự được gọi là PM (Phase
Modulation).
Nếu góc pha thay đổi theo tín hiệu thông tin ta có điều chế pha.
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
9
Thiết

Tần số tức thời cho bởi :
( ) ( )
( )
/
i c
dg t
t d t dt mp
dt
ω φ ω
= = +
Nếu g(t) có dạng
cos
m
t
ω
thì
( ) sin
( ) cos sin
i c p m m
PM c c p m m
t m t
e t A t m t
ω ω ω ω
ω ω ω
= −
 
= −
 
So sánh hai công thức trên xem mp là chỉ số điều chế pha, tương đương với mr trong
FM, ta có thể xác định được băng thông của tín hiệu PM. Là độ di tần tương đương


+








Π








Π
=
φπ
π
tf
T
t
A
tf
T
t

b Phổ điện áp của tín hiệu băng gốc
c Bộ điều chế OOK
d Tín hiệu OOK thông dải
e Phổ điện áp của tín hiệu OOK thông dải
Thời điểm quyết định ở bộ quyết định bên thu là f(nT
0
) và điện áp quyết định là:



=
0
)(
1
0
kE
nTf
Trong đó E là năng lượng chuẩn hóa chứa trong ký tự 1 và k là hằng số, có thể đặt
bằng 1.
Trường hợp sử dụng bộ lọc phối hợp, xác xuất lỗi được tính như sau:











thì E
0
=0, ta được:
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
11
Chọn số 1
Chọn số 0
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG


















−=
2
1
0

1
tạo ra sóng mang có tần số f
1
, LOo tạo
ra sóng mang có tần số fo.
- Mo và M
1
: các cổng truyền dẫn được điều khiển bởi tín hiệu điều chế.
- Σ: bộ cộng có nhiệm vụ kết hợp các sóng mang fo và f
1
để tạo thành tín hiệu 2
FSK.
Nguyên lý hoạt động của mạch ở hình 4.14 như sau: Mạch dao động LO
0
tạo ra
tín hiệu sóng mang có tần số fo đưa đến ngõ vào của cổng truyền dẫn Mo. Mạch dao
động LO
1
tạo ra sóng mang có tần số f
1
đưa đến ngõ vào của cổng truyền dẫn M
1
. Tín
hiệu điều chế được đưa đến điều khiển các cổng truyền dẫn Mo và M
1
. Khi tín hiệu
điều chế là bit 0 thì cổng truyền dẫn M
1
không được điều khiển nên không cho tín hiệu
sóng mang f

chế có hai trạng thái pha so với pha của sóng mang chưa điều chế.
Số liệu nhị phân cần điều chế trước hết được đưa vào mạch chuyển mã để biến
đổi từ mã NRZ đơn cực sang NRZ luỡng cực. Sau đó, số liệu được đưa đến bộ nhân M
để nhân với sóng mang
2. cos( )A t
o
ω ϕ
+
tạo ra từ mạch tạo dao động sóng mang. Ở
ngõ ra của bộ nhân ta thu được một tín hiệu mà thành phần chính là d(t)
2. cos( )A t t
o
ω ϕ ϕ
+ +
và một số thành phần phát sinh không mong muốn. Các tín hiệu
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
14
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
này được đưa qua mạch lọc băng để loại bỏ các thành phần không cần thiết. Kết quả,
ở ngõ ra ta thu được một tín hiệu đã điều chế 2 PSK:

U t d t A t
o
( ) ( ) . cos( )= +2
ω ϕ
. Trong đó: d(t) là số liệu số cần điều chế, ϕ
o
: pha ban
đầu của sóng mang, A
2

chưa điều chế (khi điều chế bit 0) và ngược pha với sóng mang chưa điều chế (khi điều
chế bit 1). Phía thu sẽ dựa vào sự chuyển pha của sóng mang để thực hiện giải điều
chế.
2.2.5 Điều chế ASK
Điều chế ASK là điều chế biên độ áp dụng cho tín hiệu điều chế là tín hiệu số.
Hình 2.13 Điều chế ASK
- S(t): tín hiệu điều chế (tín hiệu số)
- LO: mạch dao động tạo sóng mang (Local Ocsilator)
- A.sinωt: sóng mang được tạo ra từ mạch dao động LO
- M: Bộ nhân
- BPF: bộ lọc thông băng (BPF: Band Pass Filter)
- S(t).Asinωt: sóng mang đã được điều chế biên độ.
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
15
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
Hình 2.14 Dạng sóng của điều chế ASK
a) Tín hiệu điều chế b) Sóng mang c) Sóng mang sau điều chế
Tín hiệu điều chế S(t) là tín hiệu số được đưa đến đầu vào thứ nhất của bộ nhân
M. Sóng mang A.sinωt tạo ra từ bộ dao động LO được đưa đến đầu vào thứ hai của bộ
nhân. Bộ nhân M sẽ nhân tín hiệu điều chế S(t) với tín hiệu sóng mang A.sinωt. Ở đầu
ra của bộ nhân ta thu được thành phần cơ bản là S(t).Asinωt và một số thành phần
khác (ví dụ A.sin2ωt, S(t).A sin3ωt ). Tín hiệu này được đưa qua bộ lọc thông giải
để loại bỏ các thành phần không mong muốn. Kết quả ở đầu ra của bộ lọc ta thu được
tín hiệu đã điều chế biên độ (ASK) là S(t).Asinωt.
Điều chế ASK có ưu điểm là mạch điện điều chế và giải điều chế đều rất đơn
giản. Tuy nhiên có nhược điểm rất lớn là khả năng chống nhiễu thấp vì nhiễu dễ dàng
tác động vào vùng biên độ (vùng mang tin của sóng mang điều chế ASK).
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
16
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG

Điều chế QAM (Quadrature Amplitude Modulation) điều chế biên cầu phương
Hình 3.8 Kết thúc chương trình điều chế số
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
20
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
3.2 Mô phỏng tín hiệu điều chế tương tự
Hình 3.9 Tín hiệu điều chế AM
Hình 3.10 Tín hiệu điều chế PM
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
21
ĐỒ ÁN TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN GVHD: THS. NGUYỄN VŨ ANH QUANG
Hình 3.11 Tín hiệu điều chế FM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Các hệ thống thông tin hiện nay – Proakis J.G và Salehi M
Biên Dịch – TS. Nguyễn Quốc Bình – KS. Nguyễn Huy Quân
[2] Tóm tắt bài giảng điện tử thông tin - Th.S. Nguyễn Trọng Hải
[3] Lý thuyết tín hiệu - Th.S Lê Xuân Kỳ
SVTH: VĂN BÌNH – HỒNG PHONG
22