Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114

Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114 Báo cáo Thực tập viễn thông: Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK MODEL-COM114

Lớp 061170B

Nhóm 1

Thành viên :

Nguyễn Toàn Văn Huỳnh Thị Phương Yến Phùng Thị Thanh Thủy

Hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK

MODEL-COM114

Giới thiệu

Bộ thí nghiệm này đươc thiêt kế với ý định cung cấp những kiến thức thực nghiệm/ thực hành về

kỹ thuật điều chế/ giải điều chế biên độ (ASK) như là những dụng cụ thiết thực trên hệ thống thông tin số, trên một bảng mạch in đơn

Thông số kỹ thuật

1 Yêu cầu nguồn cung cấp: 230V AC, 50Hz

2 Chân nguồn IC được định sẵn

3 Bảng máy phát tín hiệu dữ liệu số điều chế để tạo ra những từ đầu vào nhị phân với xung nhịp bit và xung nhịp từ

Định dạng dữ liệu: NRZ

4 Bảng bộ phát tín hiệu sóng mang âm tần:

Khoảng tần số: 200 KHz đến 1 MHz

6 Kiểu giải điều chế: bộ tách sóng dùng diode

7 Tất cả các linh kiện được hàn gắn vào những miếng chân cắm đơn trên bảng mạch in có kích thước 12 inch ×9 inch với sơ đồ mạch in hoàn chỉnh

8 Tiêu chuẩn phụ: 1 Sách thực tập

2 Các liên hệ giữa đường kết nối

Các chi tiết mạch của điều chế/ giải điều chế khóa dịch biên.

Sơ đồ khối của một hệ thống điều chế và giải điều chế ASK bao gồm những thành phần sau:

1 Máy phát dữ liệu số

2 Bộ dao động tạo sóng mang âm tần

3 Bộ phận điều chế ASK

4 Bộ phận giải điều chế ASK

5 Nguồn cung cấp

(1) Máy phát dữ liệu số:

Các IC số ở đây được sử dụng để phát ra dữ liệu NRZ Bộ phát này tạo ra xung nhịp bit, xung nhịp từ và dữ liệu NRZ Những bit ngõ ra trong từ NRZ có thể được chọn bởi công tắc bộ chọn dữ liệu Những Led tương ứng trở thành ON cho bit 1 và OFF cho bit 0 Công tắc S1 bên tay trái tạo ra bit có trọng số cao và công tắc S8 bên tay phải tạo ra bit có trọng số thấp

(2) Bộ dao động tạo sóng mang âm tần:

Transistor BC548 thứ nhất được dùng để tạo ra tín hiệu sóng sin âm tần Biến trở 15K được dùng để thay đổi tần số Phạm vi thay đổi tần số là từ 100KHz đến 1MHz Cặp transistor BC558/BC548 và BC 548/BC558 được dùng để khuếch đại tín hiệu dao động âm tần Biên độ tín hiệu sin âm tần đạt được ở cực phát của BC 558/BC548 được cho qua thiết bị đầu cuối “sóng mang âm tần” biên độ đặt trước và cổng Có hai tín hiệu “sóng mang âm tần” Một là thiết bị đầu cuối “RF I/P” cho trước của bộ điều chế cân bằng Tín hiệu âm tần thứ hai được kết nối tại “RF I/P” của bộ tách sóng nhân Cổng 10K (10K Pot) được dùng để thay đổi biên độ của tín hiệu sóng sin Biên độ ngõ ra thay đổi từ 0 đến 10V

(3) Bộ phận điều chế ASK:

IC 1496 được dùng như là bộ điều chế cân bằng Tín hiệu NRZ điều chế thì được kết nối tại chân 1 qua transistor đệm BC548B IC này có hai ngõ ra làm vịệc như bộ điều chế cân bằng Ngõ ra thứ hai có thể được kêt nối với chân 4 qua transistor đệm BC548B Tín hiệu sóng mang âm tần thì được kết nối tại chân 8 qua tụ ghép từ bộ dao động sóng mang âm tần Những ngõ ra được điều chế có được ở chân 12 và 6 của IC này, sau đó được khuếch đại cân bằng bởi cặp transistor BC548B và BC 558B Ngõ ra điều chế cân bằng cuối cùng được xác định tại thiết bị đầu cuối ASK O/P biến trở 100K để được sóng mang cân bằng trong khi biến trở 1 K thì được tín hiệu âm tần ngõ vào cân bằng Đặt trước ngõ ra 100K để điều chỉnh mức 0 DC ngõ

ra Biến trở ngõ ra 2K2 để thay đổi mức (bậc) của tín hiệu điều chế ASK

+5 đến 5V DC được xác định bởi ngõ ra thứ 2 của bộ điều chế cân bằng để đưa vào sóng mang ở ngõ ra ASK

(4) Bộ phận giải điều chế ASK:

Giải điều chế ASK bằng bộ tách sóng dùng diode:

Mạch này bao gồm diode OA79 và các tụ C1, C2 và tải R Nó làm việc như một mạch tách sóng hình bao R và tụ C dạng phương pháp lọc thông thấp để giảm gợn sóng tần số sóng mang ở ngõ ra Giá trị của R và C được chọn sao cho loại bỏ bằng thành phần tần số tín hiệu điều chế Đại lượng điện áp DC sẽ thay đổi như biên đô sóng mang ở tín hiệu ngõ ra và trở nên độc lập độ cao của sự điều chế và tần số tín hiệu điều chế C1, C2 có thể được chọn thông qua công tắc

(5) Phần nguồn cung cấp:

Điện áp nguồn cung cấp được điều chỉnh dùng cho nhiều điện áp cung cấp khác nhau

Tiếp đó, các điện áp DC ngõ ra đươc yêu cầu để kích họat (khởi động) hệ thống điều chế/ giải điều chế ASK như sau:

+15V, 250mA -15V, 250mA +5V, 250mA

Ba bộ điều chỉnh thiết bị đầu cuối được dùng cho các điện áp khác nhau nghĩa là IC

7805 là +5V, IC 7815 là +15V, IC 7915 là -15V

Ba IC được cung cấp điện áp ngõ vào DC khác nhau bằng bộ chỉnh lưu cầu bao gồm D1-D4 và D5-D8 & hai 1000/25 EC và 1000/10 EC Tụ ở mỗi ngõ vào và mỗi ngõ ra có mục đích để lọc

Sơ đồ khối của bộ điều chế và giải điều chế ASK

Cách thực hiện và kết quả dạng sóng

1. Kết nối kênh 1 tại ngõ ra NRZ DATA của bộ phát dữ liệu số.

Ta có dạng sóng :

H=5u

V=2V

nhận xét :

- Dạng sóng ra ứng với chuổi số “ 10011010”

- khi thay đổi các công tắc thì dạng sóng ra cũng thay đổi theo

2. Nối kênh 2 tại ngõ ra sóng mang RF của bộ dao động RF Hiệu chỉnh tần số ngõ ra tới 455KHZ và biên độ tới 10V pp

Ta có dạng sóng 2:

V=2V

3. Thay đổi dữ liệu số bằng các switches

4. Bây giờ nối kênh 2 tại ngõ ra ASK MOD O/P của bộ điều chế cân bằng Kích hoạt CRO bởi kênh 1, quan sát dạng sóng điều chế ASK.

H=5u

V=2V

nhận xét :

- có sự sai lệch về biên độ so với lý thuyết nhưng tần số vẩn không đổi

5. xem ảnh hưởng trên ngõ ra điều chế ASK bằng cách thay đổi bit dữ liệu NRZ.

6. thay đổi tần số và biên độ của bộ phát sóng mang, chú ý ảnh hưởng trên tín hiệu điều chế ASK.

7. Quan sát dạng sóng giải điều chế dữ liệu NRZ thô tại ngõ ra của diode tách sóng.

Ta có dạng sóng 4:

H =20us

V= 2V

8. Thay đổi tần số và biên độ của bộ dao động RF Ngoài ra, thay đổi hằng số RC tại diode tách sóng bằng cách lựa chọn qua lại tụ C1, C2 bởi switch, biến trở

9. Quan sát dữ liệu NRZ thuần túy tại ngõ ra của dữ liệu sóng vuông.

Ta có dạng sóng 5:

H=5V

V=2V

Những IC dùng trong COM114

1 IC 7495

Dạng sóng ngõ ra

Chân 1:ngõ vào nối tiếp

Chân 2,3,4,5: ngõ vào song song

Chân 6:chọn chế độ (mức 1 là load dữ liệu song song, mức 0 là load dữ liệu nối tiếp) Chân 8: chọn chế độ dịch shift left (hướng từ QD đến QA), dùng khi load dữ liệu song song

Chân 9: chọn chế độ dịch shift right (hướng từ QA đến QD), dùng khi load dữ liệu song song

Chân 10,11,12,13: ngõ ra dữ liệu

2 IC 7404

Bảng trạng thái:

L H

H L

3 IC 7493

Sơ đồ logic

Bảng trạng thái:

count output

QD QC QB QA

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

L L L L

L L L H

L L H L

L L H H

L H L L

L H L H

L H H L

L H H H

H L L L

H L L H

H L H L

H L H H

H H L L

H H L H

H H H L

H H H H

R0(1) R0(2) QD QC QB QA

H H

L X

X L

L L L L

COUNT COUNT

4 IC 7421

5 IC 1496

Chân 1,4:tín hiệu ngõ vào

Chân 2,3: hiệu chỉnh độ khuếch đại

Chân 5: Bias

Chân 6,12: ngõ ra

Chân 8,10: ngõ vào sóng mang

6 IC 311

Nguyên lý hoạt động

1 Nguyên lý hoạt động theo sơ đồ khối

Dữ liệu NRZ (được điều chế từ bộ phát dữ liệu) kết hợp với sóng mang (được điều chế từ

bộ tạo dao động) tại bộ điều chế cân bằng ASK để tạo ra tín hiệu ASK

Tín hiệu ASK qua diode tách sóng thu được dữ liệu thô (Raw data), rồi cuối cùng tại ngõ ra cũa bộ giải điều chế ASKta thu được tìn hiệu NRZ ban đầu

2 Nguyên lý hoạt động của mạch

a Bộ phát dữ liệu 8 bit

Mạch tạo dữ liệu số 8 bit sử dụng 2 IC thanh ghi dịch ( SN7495AN ), nguồn xung kích được lấy từ Master Clock thông qua bộ đếm ( SN74LS93N)

Trong bảng trạng thái này của 7495, ta thấy khi Mode điều khiển ở mức thấp, dữ liệu dịch

ra ngoài theo kiểu nối tiếp, và khi Mode ở mức cao, dữ liệu dịch ra theo kiểu song song Ta

sẽ dùng IC cổng AND 4 ngõ vào ( 7421) điều khiển mode này Ngõ vào của cổng AND là ngõ ra của bộ đếm 7493

Ở xung CK thứ 15, các ngõ ra QA, QB, QC, QD, đều lên mức 1, ngõ ra cổng AND vì vậy

mà lên 1, từ đó kích cho 7495 dịch theo chế độ song song

Dữ liệu đưa vào bằng cách thay đổi vị trí các Switch ( nối đến ngõ vào của thanh ghi dịch như trên hình ) Khi Mode ở mức 1 (sau 15 xung CK ), mức logic ở các Switch này dịch song song đến các ngõ ra tương ứng của 7495 Sau đó, khi Mode xuống mức thấp, dữ liệu được dịch ra ở chế độ nối tiếp Như vậy, việc nối QD của 7495 thứ nhất đến ngõ vào của

7495 thứ hai nhằm thực hiện việc dịch trạng thái của các Switch ( 5, 6, 7, 8) đến ngõ ra Công việc thực hiện dịch nối tiếp các ngõ A, B, C, D của 7495 thứ nhất và A, B, C của

7495 thứ hai, được thực hiện trong 7 xung clock của BK Ngõ vào D của 7495 thứ hai được dịch ra ở dạng dịch song song, khi Mode lên mức 1 Ngõ vào nối tiếp SDI của 7495 có thể nối mass hoặc nối lên mức 1, vì trong các lần dịch, ta không lấy giá trị của bit này Và như vậy, sau mỗi 15 xung CK, công việc lại quay về từ đầu

b Mạch điều chế cân bằng

MC1496 được sử dụng với ứng dụng điều chế cân bằng Xem sơ đồ nguyên lý tương tự như cho trong datasheet của IC Tuy nhiên, ở đây ngõ vào 1 và 4 ( ngõ vào tín hiệu điều chế ) dùng thêm 2 transistor BC548B có chức năng đệm Sóng mang được đưa đến chân số

8 thông qua tụ ghép C2 Biến trở 10K dùng để chỉnh cân bằng cho sóng mang, trong khi đó biến trở 1K chỉnh cân bằng cho tín hiệu điều chế

Mạch khuếch đại:

Q1 và Q2 đóng vai trò là gương dòng điện cơ bản, Q1 điều khiển nguồn dòng ổn định cho Q2 Q3 và Q4 đóng vai trò tạo dòng ổn định, phân cực cho Q1 và Q2 Bốn transistor này cùng nhau tạo nên một gương dòng điện, có tổng trở ngõ ra lớn, tạo điều kiện phối hợp trở kháng khi ghép thêm các phần mạch phía sau Q2 đóng vai trò khuếch đại, mắc theo kiểu khuếch đại B chung, với ưu điểm là băng thông rộng

c Bộ giải điều chế ASK

(xem phần giới thiệu bộ giải điều chế ASK) Phần này, LM311 có chức năng so sánh, biến trở dùng để tạo mức điện áp so sánh