error trong sự lấy mẫu,biến điện xung

Hình 6.10: Mạch tạo ra sóng biến điệuBiến đổi F của tín hiệu đã lấy mẫu ở ngõ vô của lọc được tìm từ định lý lấy mẫu.. Output của mạch lấy mẫu bằng xung lực lý tưởng có biến đổi F.. Đáp

error trong sự lấy mẫu,biến

điện xung

Bởi:

phạm văn tấn

BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ XUNG: PAM

- Hình 6.7 : Vẽ một sóng mang sC(t) một tín hiệu chứa tin s(t) và tín hiệu PAM sm(t) Ở

đó ta thấy chỉ có biên độ của xung sóng mang bị thay đổi, còn dạng xung vẫn giữ không đổi

Nhớ là sm(t) không phải là tích của s(t) với sC(t)

Ta gọi sm(t) trong trường hợp này là PAM đỉnh phẳng ( flat top PAM ) hoặc PAM lấy mẫu tức thời ( Instantanous Sampling PAM )

Hình 6.8: PAM lấy mẫu tự nhiên

Bây giờ ta lấy biến đổi F của PAM để xác định kênh sóng cần thiết Trước hết là xem trường hợp của PAM lấy mẫu tự nhiên Dựa vào định lý lấy mẫu Khai triển sC(t) thành chuỗi F Rồi nhân với s(t) Kết quả thu được là 1 tổng gồm nhiều sóng AM với các tần

số sóng mang là tần số căn bản và các hoạ tần sC(t) Xem hình 6.9

Hình 6.9: Biến đổi F của PAM lấy mẫu tự nhiên

Biến đổi F của PAM đỉnh phẳng thì khó tính hơn Để đơn giản ta xem hệ thống vẽ ở hình 6.10 Lấy mẫu s (t) bằng một chuỗi xung lực lý tưởng Rồi định dạng mỗi xung lực thành dạng xung như ý muốn, trong trường hợp này là một xung vuông đỉnh phẳng

Hình 6.10: Mạch tạo ra sóng biến điệu

Biến đổi F của tín hiệu đã lấy mẫu ở ngõ vô của lọc được tìm từ định lý lấy mẫu Chuỗi

F của chuỗi xung lực có những trị Cn bằng nhau với mọi n Biến đổi F của sóng được

lấy mẫu xung lực vẽ ở hình 6.11

Hình 6.11:Biến đổi F của sóng được lấy mẫu xung lực

Biến đổi F của output của mạch lọc là tích của biến đổi trên đây với hàm chuyển của mạch lọc Hàm chuyển này được vẽ ở hình 6.12

Hình 6.12: Hàm chuyễn của mạch lọc

Hình 6.13: Biến đổi F của PAM đỉnh phẳng

Thí dụ 1: Một tín hiệu chứa tin có dạng: s(t) = sin(pi.t)/pi.t

Được truyền bằng cách dùng PAM Sóng mang là chuỗi xung tam giác tuần hoàn như hình 6.14 Tìm biến đổi F của sóng biến điệu

Hình 14: Sóng mang.

Giải:

Ta xem hình 6.10 Output của mạch lấy mẫu bằng xung lực lý tưởng có biến đổi F

Trong đó S(f) là biến đổi F của sin(pi.t)/pi.t

Biến đổi này là một xung như hình vẽ

Mạch lọc phải thay đổi mỗi xung lực thành một xung tam giác Đáp ứng xung lực của chúng là một xung tam giác mà biến đổi của nó là:

Cuối cùng, biến đổi F của sóng PAM được cho bởi tích của Sδ(f).H(f) như hình vẽ 6.15

Hình 6.15: Biến đổi F của ví dụ 1.

Sự quan sát tổng quát có ý nghĩa về PAM là sóng PAM chiếm tất cả những tần số từ

zero đến vô hạn Như vậy, nó bị xem là không thể truyền có hiệu quả trong không khí

cũng như Multiplexing

Vì phần có ý nghĩa nhất của biến đổi F của sóng PAM nằm xung quanh tần số zero, ta

thường dùng AM hoặc FM để gửi sóng PAM Đó là, ta xem sóng PAM như là tín hiệu

chứa tin và nó biến điệu một sóng mang hình sin Nhưng tại sao ta phải thực hiện một

biến điệu kép, mà không truyền tín hiệu gốc bằng AM hoặc FM ? Hãy nhớ là tín hiệu gốc không có dạng Analog liên tục mà là tín hiệu rời rạc

Sau khi biến điệu AM hoặc FM với sóng PAM, khổ băng trở nên rất rộng Vì lý do này biến điệu xung được kết hợp với AM hoặc FM thường không được truyền theo cùng cách thức như tín hiệu biến điệu khác Nó thường truyền trên cáp đồng trục, vốn có khả năng truyền một khoảng rộng của tần số Đôi khi nó cũng được truyền qua không khí tại tần số microwave Tần số này đủ cao để khổ băng rộng không bị xem như là sự quá công suất ( over powering ) đối với sóng mang

Vì Multiplexing tần số không được, nó chỉ truyền một tín hiệu tại một thời điểm Tuy

nhiên, ta sẽ thấy một dạng khác của Multiplexing thích hợp với tín hiệu biến điệu xung

Khối biến điệu.

Những mạch cổng đã dùng để biến điệu AM đều có thể dùng để biến điệu PAM lấy mẫu

tự nhiên Chỉ cần loại bỏ lọc dãy thông từ khối biến điệu ( Hình 6.16.a) Hình 6.16b chỉ khối biến điệu dùng cầu diode

Hình 6.16: Khối biến điệu cho PAM

Khối biến điệu cho PAM phẳng đỉnh thì đơn giản hơn cho PAM lấy mẫu tự nhiên Ta

chỉ cần dùng một mạch lấy mẫu và giữ ( Sample and Hold ) Mạch này được lý tưởng

hoá như hình 6.17

Hình 6.17: Mạch lấy mẫu và giữ

S1 đóng tuần hoàn tại những thời điểm lấy mẫu Tụ C nạp điện đến trị mẫu mỗi khi s1 đóng và rồi S1 ngắt Vì tụ không có đường xã điện, nên sẽ giữ trị giá mẫu và tạo nên đường phẳng của đỉnh sóng PAM Khi S2 đóng, tụ sẽ xã đến zero Ta tính trước tụ và mạch điện tử sao cho thời gian nạp thật nhanh và ta cũng chọn mạch có tổng trở ra thật nhỏ để thời hằng xã ngắn

chu kỳ lấy mẫu Kết quả vẽ ở hình 6.18 Hàm bậc thang có thể được lọc bởi một LPF để

dạng sóng được trơn phẳng, gần giống với dạng sóng gốc

Hình 6.18: Hoàn điệu dùng mạch S/H

- Biến đổi F của sóng PAM đỉnh phẳng như hình 6.11 Ta có được bằng cách nhân biến đổi F của tín hiệu mẫu hoá cho H(f) ( hàm chuyển của mạch lọc ) để đổi xung lực mẫu hoá thành xung mẫu hoá Phần băng gốc ( base band ) của biến đổi F có dạng S(f)H(f) Vậy s(t) có thể được hồi phục từ sm(t) bằng cách dùng một mạch lọc LPF mà hàm chuyển của nó thì vẽ ở hình 6.19 Mạch lọc với hàm chuyển 1/H(f) được xem như

là một mạch cân bằng vì nó triệt những hiệu quả của sự tạo dạng xung

Hình 6.19: Hàm chuyển của hoàn điệu PAM

Tách sóng kiểu lấy mẫu và giữ cần một thông tin về thời gian để đồng bộ với đài phát

Đó là, máy thu phải lấy mẫu sóng nhận được tại những thời điểm lấy mẫu lúc đầu

Thông tin về thời gian có thể lấy sóng thu được Hoặc nó cũng có thể được gửi theo (Analog) dưới dạng những xung đánh dấu ( Marker Pulse )

Nếu sóng thu được có thời gian tăng, các bờ tăng có thể được dò bằng một mạch vi phân Xung rộng kết quả có thể được dùng để thực hiện thời điểm lấy mẫu

Ngược lại, xung đánh dấu tuần hoàn có thể được chen vào tín hiệu truyền Các xung đánh dấu có biên độ lớn hơn xung tín hiệu, nên chúng có thể được nhận dạng dễ dàng tại máy thu