Tín hiệu điều chế tương tự

Giảng viên: Th.S Lê Xuân KỳBài giảng: Lý thuyết tín hiệu 9/7/2009 2 5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu: Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ ¾ Điều chế Modulation là quá trình ánh xạ tin tức vào sĩng

Trang 1

Giảng viên: Th.S Lê Xuân Kỳ

Bài giảng: Lý thuyết tín hiệu

9/7/2009 1

Chương 5

TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ

Nội dung:

5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu

5.1.1 Vị trí của điều chế trong hệ thống thơng tin

Trang 2

9/7/2009 2

5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu:

Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ

¾ Điều chế (Modulation) là quá trình ánh xạ tin tức vào sĩng mang bằng cách

thay đổi thơng số của sĩng mang (biên độ, tần số hay pha) theo tin tức

¾ Điều chế đĩng vai trị rất quan trọng, khơng thể thiếu trong hệ thống thơng tin

5.1.1 Vị trí của điều chế trong hệ thống thơng tin:

Nguồn tin

Biến đổi tin tức- tín hiệu

Biến đổi tín hiệu - tin tức

Máy thu:

Khuếch đại

Giải điều chế

Receiver

Trang 3

9/7/2009 3

5.1 Cơ bản về điều chế tín hiệu (tt):

Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ

5.1.2 Mục đích của điều chế:

¾ Để cĩ thể bức xạ tín hiệu vào khơng gian dưới dạng sĩng điện từ

¾ Cho phép sử dụng hiệu quả kênh truyền

¾ Tăng khả năng chống nhiễu cho hệ thống

5.1.3 Phân loại các phương pháp điều chế:

Trang 4

5.2.1 Sĩng mang trong điều chế tương tự:

¾ Dạng sĩng mang ban đầu: y(t)=Ycos(Ωt + ϕ)

¾ Dạng sĩng mang sau điều chế: y(t) = Y(t)cosθ(t)

¾ Nếu θ(t): khơng đổi; Y(t): thay đổi Ỉ y(t)=Y(t)cos(Ωt +ϕ): điều chế biên độ

¾ Nếu θ(t): thay đổi; Y(t): khơng đổi Ỉ y(t) = Ycosθ(t): điều chế pha

( ) ( ) t d t

Y(t): biên độ tức thời (phương trình đường bao)

θ(t): pha tức thời

Pha ban đầuTần số gĩcBiên độ

Trang 5

9/7/2009 5

5.2.2 Điều chế biên độ

Chương 5 TÍN HIỆU ĐIỀU CHẾ (tt)

(Amplitude Modulation)

a Hệ thống AM-SC (Amplitude Modulation with Suppressed Carrier)

(cịn gọi là điều chế DSB-SC: Double Side Band with suppressed Carrier)

Dạng tín hiệu AM-SC: yAM −SC ( ) t = x t ( ) × cos t Ω

Trang 6

9/7/2009 6

a Hệ thống AM-SC (tt):

Mơ tả miền thời gian Mơ tả miền tần số

Trang 7

Trang 8

¾ Băng thơng (bandwidth):

¾ Cơng suất của tín hiệu AM-SC:

Trang 9

9/7/2009 9

5.2.2 Điều chế biên độ (Amplitude Modulation)

Trang 10

Trang 11

9/7/2009 11

a Hệ thống AM (tt)

Quá trình giải điều chế:

¾ Tách sĩng đồng bộ: (giống giải điều chế AM-SC)

¾ Tách sĩng đường bao: sơ đồ mạch đơn giản

¾ Điều kiện để tách sĩng đường bao khơng bị méo:

max{ ( ) ; ( ) 0}

Trang 12

9/7/2009 12

a.Hệ thống AM (tt)

Nhận xét:

¾ Mạch giải điều chế đơn giản

¾ Băng thơng (bandwidth):

¾ Hiệu suất năng lượng khơng cao:

P P

2 2

12

P b : cơng suất dải bên

P AM : cơng suất tồn bộ tín hiệu

Trường hợp, x(t) = acosωt, hiệu suất cực đại:

max 33.33%

Trang 13

2

Trang 14

9/7/2009 14

5.2.2 Điều chế biên độ (tt):

c Các hệ thống điều chế biên độ khác:

Hệ thống SSB-SC (Single Side Band with Suppressed Carrier)

Hệ thống SSB (Single Side Band) Đáp ứng tần

số của bộ lọcĐáp ứng tần

số của bộ lọc

Trang 15

Trang 16

Độ phức tạp giải điều chế

Băng thơng tín hiệu điều chế

Hiệu suất năng lượng

Trang 17

trong đĩ: x(t): tín hiệu tin tức

ϕ0: pha ban đầu

Trang 18

9/7/2009 18

a.Hệ điều pha PM (tt)

PM dải hẹp (NBPM-Narrow Band PM)

Trang 19

9/7/2009 19

a.Hệ điều pha PM (tt)

Trang 20

trong đĩ: x(t): tín hiệu tin tức

ϕ0: pha ban đầu

(*)

Trang 21

9/7/2009 21

b Hệ điều tần FM (tt)

FM dải hẹp (NBFM-Narrow Band FM)

¾ Tương tự như NBPM, biểu thức tín hiệu NBFM:

¾ Băng thơng tín hiệu NBFM:

FM dải rộng ( WBFM -Wide Band FM)

Trang 22

9/7/2009 22

c Nhận xét về PM và FM:

So sánh với điều chế biên độ:

¾ Khả năng chống nhiễu cao hơn AM

¾ Băng thơng tín hiệu WBPM và WBFM rộng hơn tín hiệu AM nhiều

Quan hệ giữa FM và PM:

( )

dx t dt

Bộ điều chế FM

Trang 23

9/7/2009 23

5.3 Điều chế xung (Pulse Modulation):

5.3.1 Sĩng mang trong điều chế xung:

¾ Dãy xung vuơng đơn cực

trong đĩ: Y: biên độ xung

T: chu kỳ lặp lại xungτ: độ rộng xung

Trang 24

9/7/2009 24

5.2 Điều chế tương tự:

5.3.2 Hệ thống điều chế PAM (Pulse Amplitude Modulation):

2 1

ω π

ω ω δ ω ω π

Trang 25

Trang 26

9/7/2009 26

a Hệ thống PAM lý tưởng (tt):

¾ Tín hiệu PAM được đưa qua bộ lọc cĩ đáp ứng tần số:

¾ Phổ của tín hiệu ngõ ra:

Trang 27

Trang 28

X0

9/7/2009 28

b Hệ thống PAM thực tế (tt):

Trang 29

9/7/2009 29

b Hệ thống PAM thực tế (tt):

¾ Tín hiệu PAM được đưa qua bộ lọc cĩ đáp ứng tần số:

¾ Phổ của tín hiệu ngõ ra:

Y

ω ω

2 Y

T

π τ

Trang 30

π

ω ω

Trang 31

Biên độ xung khơng đổi

Vị trí bắt đầu xung khơng đổi

Độ rộng của xung thay đổi theo x(t)

Biên độ xung khơng đổi

Độ rộng của xung khơng đổi

Vị trí bắt đầu xung thay đổi theo x(t)

Trang 32

9/7/2009 32

Vị trí của điều chế PAM trong hệ thống thơng tin

Tiêu đề	Tín Hiệu Điều Chế Tương Tự
Tác giả	Th.S Lờ Xuõn Kỳ
Người hướng dẫn	Th.S Lờ Xuõn Kỳ
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Lý Thuyết Tín Hiệu
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	504,66 KB