Có tín hiệu tải tin: V
0
(t) = 10 cos (2 *10
6
) t
Và tín hiệu điều chế: V
(t) =7 cos (*10
4
) t
Hãy tìm giá trò của hệ số điều chế m và biểu thức của tín hiệu đã điều chế.Vẽ
dạng tín hiệu đã điều chế.
Giải:
- Hệ số điều chế m: m =
7.0
10
7
V
V
0
- Biểu thức của tín hiệu đã điều chế:
V
AM
tín hiệu tải tin: V
0
(t) = 5 cos (2*1.7*10
6
) t.
Và tín hiệu điều chế: V
(t) = 5 cos (2*5*10
4
) t.
Giải:
- Biểu thức của tín hiệu điều chế:
Ta có: m=
1
5
5
V
V
0
Do đó: V
AM
(t) = 5 cos(2*1.7*10
6
) t*[ 1+ 1cos(2*5*10
4
-4
-2
0
2
4
6
8
10
CHƯƠNG 2
ĐIỀU CHẾ ĐƠN BIÊN (SSB: single sideband)
1. Ưu khuyết điểm của điều chế đơn biên:
Ta biết tin tức chỉ chứa trong
biên tần, nên chỉ cần truyền đi một
biên tần là đủ thông tin về tin tức.
Quá 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 tin trước khi truyền đi.
Một số ưu điểm của điều chế
đơn biên (SSB) so với điều biên
(1) Độ rộng dải tần giảm một nữa :
D
SSB
<1/2D
AM
Bởi vậy trong cùng một dải
tần số thì số đài có thể bố trí tăng
gấp đôi.
(3) 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
Như vậy để máy phát AM và SSB có cùng S/N, ta phải tăng P
AM
lên hai lần
AM
N/S2
>>
0
f
0
0
trong máy thu phải rất
chính xác mới không méo tín hiệu… nên máy phát và máy thu hiệu SSB cấu tạo
phức tạp hơn so với máy phát và máy thu AM. Bởi vậy nó chỉ được dùng trong các
máy thu phát thông tin chuyên dụng như trong máy phát thoại và phát tín hiệu
nhiều kênh.
Ta có tín hiệu điều chế đơn biên sau đây:
Trong đó:
Trong biểu thức (2-1), m không mang ý nghóa về độ sâu điều chế nữa
và gọi là hệ số nén tải tin. Đồ thò vecto của tín hiệu đơn biên được biểu diễn trên hình 2-2. Ta thấy,
vectơ đặc trưng cho dao động điều chế đơn biên thay đổi cả về biên độ lẫn góc
pha, nghóa là điều chế đơn biên bao giờ cũng kèm theo điều chế pha. Tải tin bò
nén một phần hoặc bò nén hoàn toàn, do đó vectơ tải tin U
0
có thể nhỏ hơn vectơ
biên tần U
. Trong kỹ thuật truyền hình tín hiệu điều chế video một phần là tín
hiệu điều biên (khi f
s
0,75MHz), phần còn lại (0,75 MHz f
S
5 MHz) là tín
hiệu điều chế đơn biên (hình2-3). Bằng cách đó giảm được dải tần của tín hiệu
điều chế video. Nếu cắt bỏ hoàn toàn một tín hiệu biên tần thì vấn đề lọc dải sẽ
khó khăn, hơn nữa sẽ xuất hiện sai pha.
Bởi vậy người ta tạo hai phương pháp tạo tín hiệu SSB khác nhau: phương
pháp quay pha và phương pháp lọc-pha
Nhưng do hai phương pháp này lại tạo ra một số sản phảm không cần thiết
như tần số sóng mang f
0
, dải biên thứ hai Mặt kác hai phương pháp này không thể tạo ra bộ điều chế có chỉ
tiêu kỹ thuật cao và ổn đònh, bởi vậy nó cũng ít được dùng. Ngày nay
phương pháp tạo tín hiệu SSB đã được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp
tổng hợp: tạo tín hiệu SSB bằng các tần số sóng mang khác nhau. Đặc biệt
là khi bộ lọc thạch anh ra đời thì phương pháp này được sử dụng rất rộng rãi.
F(MHz)
f
th
+5
F
th
+5,5 = f
tt
f
th
f
th
-
0,75
0
ω
Ω
ω
Δ
a) Điều chế đơn biên theo phương pháp lọc:
Tín hiệu
điều chế V
và tải
tin V
được đưa
vào bộ điều chế
cân bằng. Sau bộ
điều chế cân bằng
ta thu được hai dải
biên (DSB). Sau
đó dùng bộ lọc dải
ta sẽ thu đïc biên
trên hoặc biên
dưới như hình 2-4.
Nhưng do <<
0
nên
0
rất gần
bằng
Bộ lọc dải
hẹp
min
max
0
-
max
0
+
min
0
-
max
0
+
f
f
f
4
3
2
1
V
0V
V
SSB
V
,V
o
Bộ lọc 1 thường là bộ lọc thạch anh hay bộ lọc cơ điện chất lượng cao vì
rất nhỏ. Tần số sóng mang thứ 2 có f
1
>>f
0
và =
1
+
min
khá lớn nên dễ lọc
hơn. Vì vậy bộ lọc 2 thường là bộ lọc L, C đơn giản. Nếu f
2
chưa ở trong dải tần số
làm việc thì ta lại dùng tới tần số thứ 2 : dùng bộ điều chế cân bằng 3. Bộ lọc 3
cũng đơn giản như bộ lọc 2 vì lớn:
=
1
+
2
+
min
Cứ thế cho đến khi nào ta đạt được tần số làm việc f
0.
(tần số tải tin)
Dao động
n
Dao động
2
= 2
1
+ 2
min
2
+
1
+
min
2
+
1
+
max
-
max
1
-
min
1
+
min
1
+
max
2
min
min
max
1
ĐCCB
n
Lọc
n
c) Phương pháp quay pha:
Nguyên tắc tạo tín hiệu đơn biên bằng phương pháp quay pha được
minh họa trên đồ thò vectơ hình 2-6
Tín hiệu âm tần V
và dải tin V
o
trước khi đưa vào bộ ĐCCB II được di
pha một góc 90
0
. Còn tín hiệu âm tần V
và tải tin V
o
được đưa thẳng vào bộ
ĐCCB I. Tín hiệu ở đầu ra của hai bộ ĐCCB sẽ qua bộ tổng (hoặc hiệu) và ở đầu
ra của bộ tổng (hoặc hiệu) là tín hiệu đơn biên SSB như hình 2-7
t =
0
3
4
1,2
I
II
t = 0
0
Hình 2-6: Đồ thò vector của dao động điều chế đơn biên theo
phương pháp quay pha
V
SSB
ĐCCB I
ĐCCB
II
Ở đầu ra bộ tổng ta nhận được:
V
SSB
= V
o
V
cos(
0
- )t (2.2)
Đây chính là biên tần dưới của tín hiệu SSB. Nếu ta thay mạch tổng
bằng mạch hiệu ta sẽ nhận được biên tần trên.
Phương pháp này có thể mở rộng cho trường hợp hệ thống điều chế
có số lượng bộ điều chế n 3, lúc đó sẽ có n mạch quay pha /n.
Biểu thức 2.2 chỉ đúng khi hai bộ ĐCCB hoàn toàn giống nhau để V
I
, V
II
có
biên độ như nhau và hai bộ di pha phải tạo ra di pha chính xác (đúng 90
0
). Nếu
không ở đầu ra ta sẽ thu được cả hai biên tần. Đây là khó khăn lớn vì thực hiện
quay pha chính xác đối với một tín hiệu có dải tần rộng (
min
+
max
) không phải
đơn giản. Vì vậy phương pháp này ngày nay ít được sử dụng.
Ω_oωcos+tΩ+oωcos_
2
VV
=
0+tΩ_oωcos+180_tΩ+oωcos
2
V
V
=V
Ωoω
00
Ωoω
II
Di pha
90
0
Dao
động
1
Lọc thông
dưới 1
Dao
động
2
Mạch
tổng
V
Ta chọn tải tin thứ nhất có tần số dao động : để dễ dàng lọc
lấy thông dưới
Ở đầu ra bộ ĐCCB I và II ta nhận được: Qua bộ lọc thông dưới 1, 2 ta nhận được: Ở đầu ra bộ ĐCCB III và IV ta nhận được:
2
Ω
+
Ω
=ω
maxmin
1
( )
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
0
1
Ωω
II
1
Ωω
1
90+tω_Ωcos
2
VV
='V
tω_Ωcos
2
V
V
='V
1
1
tωΩωcostωΩωcos
4
VVV