Thực tập chuyên đề kỹ thuật điều chế xung số

Trong thêi ®¹i bïng næ th«ng tin, ®Æc biÖt thÕ kû XXI nµy cña chóng ta ®−îc xem lµ thÕ kû cña th«ng tin, tÊt c¶ çc ph−¬ng tiÖn truyÒn th«ng hiÖn ®¹i cña çc n−íc tiªn tiÕn trªn thÕ giíi ®ang ch¹y ®ua nhau trong sù ph¸t triÓn v« cïng m¹nh mÏ. Çc ph−¬ng tiÖn truyÒn thanh, truyÒn h×nh, th«ng tin vÖ tinh d−íi d¹ng t−¬ng tù vµ sè lµ çc kü thuËt thu ph¸t v« tuyÕn (wireless communication), mét phÇn rÊt quan träng trong sù ph¸t triÓn nµy. Víi nh÷ng nhËn ®Þnh trªn, viÖc x©y dùng néi dung cña hÖ thèng bµi thùc tËp v« tuyÕn ®iÖn tö chuyªn ®Ò nµy dùa trªn tinh thÇn x¸c ®Þnh nhu cÇu cÊp thiÕt cña viÖc ®µo t¹o V« tuyÕn §iÖn tö truyÒn th«ng theo h−íng c¬ b¶n vµ c«ng nghÖ; tham kh¶o çc hÖ thèng bµi thùc tËp cña çc tr−êng ®¹i häc trong n−íc vµ trªn thÕ giíi; çc nhµ s¶n xuÊt danh tiÕng cña Mü, NhËt, Italia, Hµn Quèc... TËp trung trang bÞ nh÷ng hÖ thèng bµi thùc tËp hiÖn ®¹i, tiªn tiÕn, môc ®Ých chÝnh dµnh cho c«ng t¸c ®µo t¹o sinh viªn, nghiªn cøu khoa häc cña häc viªn cao häc vµ nghiªn cøu sinh. Çc bµi thÝ nghiÖm mang ®Ëm nÐt mµu s¾c b¶n chÊt vËt lý cña chuyªn ngµnh VËt lý §iÖn tö V« tuyÕn hiÖn ®¹i mµ çc phßng thÝ nghiÖm tr−íc ®©y ch−a cã ®iÒu kiÖn trang bÞ. Çc bµi viÕt h−íng dÉn hÖ thèng çc bµi thùc tËp ®−îc dùa trªn tµi liÖu h−íng dÉn tham kh¶o khi nhËp mét hÖ bµi thùc tËp cña h·ng Veneta, Italia. Víi tõng bµi thùc tËp, sÏ bao gåm rÊt nhiÒu m«®un thùc tËp ®¬n lÎ chuyªn s©u cho tõng kü thuËt v« tuyÕn ®iÖn tö sÏ ®−îc giíi thiÖu lÇn l−ît trong bé s¸ch Thùc tËp chuyªn ®Ò. Cuèn “Thùc tËp chuyªn ®Ò kü thuËt ®iÒu chÕ xung sè” gåm 3 bµi thùc tËp lín, trong ®ã bµi 1 vµ bµi 2 th©u tãm tÊt c¶ çc kü thuËt ®iÒu chÕ xung vµ ®iÒu chÕ sè tõ c¬ b¶n cho ®Õn çc IC tÝch hîp. Riªng chuyªn ®Ò vÒ m· hãa PCM ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn trong thùc tÕ khoa häc kü thuËt ®−îc giíi thiÖu riªng trong bµi thùc tËp sè 3. Gi¸o tr×nh “Thùc tËp chuyªn ®Ò kü thuËt xung sè” nµy chÝnh thøc ®−îc viÕt cho sinh viªn chuyªn ngµnh V« tuyÕn, thùc tËp vµo 8 kú 2 n¨m thø 4, ngay tr−íc thêi gian khãa luËn cña sinh viªn, xem nh− lµ mét b−íc chuyÓn tiÕp quan träng gióp sinh viªn b−íc ®Çu lµm quen víi nh÷ng hÖ thèng kiÕn thøc thùc tiÔn phøc t¹p. Ngoµi ra, nh÷ng kiÕn thøc chuyªn s©u trong gi¸o tr×nh lµ phÇn thùc tËp vµ tham kh¶o quan träng cho häc viªn cao häc vµ nghiªn cøu sinh cña chuyªn ngµnh. Bé bµi h−íng dÉn nµy ®−îc xem lµ mét tµi liÖu nghiªn cøu vµ tham kh¶o cùc kú c¬ b¶n vµ phong phó. V× xuÊt b¶n lÇn ®Çu nªn ch¾c ch¾n cuèn s¸ch sÏ khã tr¸nh khái mét sè thiÕu sãt. RÊt mong sù céng t¸c cña çc thÇy c« gi¸o vµ çc b¹n sinh viªn cïng çc quý ®éc gi¶ ®Ó tµi liÖu nµy hoµn thiÖn h¬n cho çc thÕ hÖ ®µo t¹o vÒ sau.

Trang 1

ĐỖ TRUNG KIÊN (Chủ biên) TRẦN VĨNH THẮNG, LÊ QUANG THẢO

Kü THUËT §IÒU CHÕ XUNG - Sè

NHµ XUÊT B¶N §¹I HäC QuèC GIA Hµ NéINHµ XUÊT B¶N §¹I HäC QuèC GIA Hµ NéI

Trang 3

Mục lục

Lời nói đầu Lời nói đầu 7

Bài thực tập số 1 Bài thực tập số 1 9

Điều chế xung (Pu Điều chế xung (Pulse Modulations)lse Modulations)lse Modulations) 9

Bài 1.1 - Điều chế xung 9

1.1 Lý thuyết 9

1.2 Lý thuyết lấy mẫu (Sampling Theory) 12

Bài 1.2 - Điều chế biên độ xung 1 (Pulse Amplitude Modulation 1) 19

2.1 Lý thuyết 19

2.2 Thực nghiệm 24

Bài 1.3 - Điều chế biên độ xung 2 (Pulse Amplitude Modulation 2) 30

3.1 Lý thuyết 30

Bài 1.4 - Điều chế PWM/PPM 37

4.1 Lý thuyết 37

Bài 1.5 - Bộ thu PPM/PWM 44

5.1 Lý thuyết 44

Bài 1.6 - Hợp kênh phân chia theo thời gian - TDM 51

6.1 Lý thuyết 51

Bài 1.7 - Giới thiệu về điều chế mã xung - PCM 60

7.1 Lý thuyết 60

Trang 4

Bài 1.8 - PCM tuyến tính 72

8.1 Lý thuyết 72

Bài 1.9 - PCM vi sai 81

9.1 Lý thuyết 81

Bài 1.10 - CODEC và PCM/TDM 88

10.1 Lý thuyết 88

Bài 1.11 - Giới thiệu về điều chế Delta 100

Bài 1.12 - Bộ điều chế và giải điều chế Delta tuyến tính và tương thích 105

Điều chế số (Digital Modulations) Điều chế số (Digital Modulations) 116

Bài 2.1 - Điều chế số 116

1.2 Mục đích của điều chế số 117

1.3 BIT/GIÂY và BAUD 118

Bài 2.2 - Bộ phát và bộ mã hóa 122

Bài 2.3 - Điều chế ASK 134

Bài 2.4 - Điều chế FSK 144

Trang 5

Bài 2.5 - Điều chế PSK 155

Bài 2.6 - Điều chế 4-PSK (1) 173

Bài 2.7 - Điều chế 4-PSK (2) 182

Bài 2.8 - Điều chế biên độ trực giao QAM 189

PCM 4 kênh với mã hóa AMI/HDB3/CMI PCM 4 kênh với mã hóa AMI/HDB3/CMI 200

Bài mở đầu - Mô tả mô-đun thí nghiệm 200

Bài 3.1 - Giới thiệu về ghép kênh phân chia thời gian TDM 203

Bài 3.2 - Mã đường 213

Bài 3.3 - Định dạng của khung PCM-TDM 223

Bài 3.4 - Các bộ mã đường và điều khiển đường 236

Trang 6

4.1 Lý thuyÕt 236

4.2 Thùc nghiÖm 238

Bµi 3.5 - Bé gi¶ lËp kªnh, bé c©n b»ng ®−êng vµ ALBO 251

5.1 Lý thuyÕt 251

5.2 Thùc nghiÖm 254

Tµi liÖu tham kh¶o Tµi liÖu tham kh¶o 258

Trang 7

Lời nói đầuLời nói đầu

Trong thời đại bùng nổ thông tin, đặc biệt thế kỷ XXI này của chúng ta được xem là thế kỷ của thông tin, tất cả các phương tiện truyền thông hiện đại của các nước tiên tiến trên thế giới đang chạy đua nhau trong sự phát triển vô cùng mạnh mẽ Các phương tiện truyền thanh, truyền hình, thông tin vệ tinh dưới dạng tương

tự và số là các kỹ thuật thu phát vô tuyến (wireless communication), một phần rất quan trọng trong sự phát triển này

Với những nhận định trên, việc xây dựng nội dung của hệ thống bài thực tập vô tuyến điện tử chuyên đề này dựa trên tinh thần xác định nhu cầu cấp thiết của việc đào tạo Vô tuyến Điện tử truyền thông theo hướng cơ bản và công nghệ; tham khảo các hệ thống bài thực tập của các trường đại học trong nước và trên thế giới; các nhà sản xuất danh tiếng của Mỹ, Nhật, Italia, Hàn Quốc Tập trung trang bị những hệ thống bài thực tập hiện đại, tiên tiến, mục đích chính dành cho công tác đào tạo sinh viên, nghiên cứu khoa học của học viên cao học và nghiên cứu sinh Các bài thí nghiệm mang đậm nét màu sắc bản chất vật lý của chuyên ngành Vật lý Điện tử Vô tuyến hiện đại mà các phòng thí nghiệm trước

đây chưa có điều kiện trang bị Các bài viết hướng dẫn hệ thống các bài thực tập được dựa trên tài liệu hướng dẫn tham khảo khi nhập một hệ bài thực tập của hãng Veneta, Italia Với từng bài thực tập, sẽ bao gồm rất nhiều môđun thực tập đơn lẻ chuyên sâu cho từng kỹ thuật vô tuyến điện tử sẽ được giới thiệu lần lượt trong bộ sách Thực tập chuyên đề

Cuốn “Thực tập chuyên đề kỹ thuật điều chế xung - số” gồm

3 bài thực tập lớn, trong đó bài 1 và bài 2 thâu tóm tất cả các kỹ thuật điều chế xung và điều chế số từ cơ bản cho đến các IC tích hợp Riêng chuyên đề về mã hóa PCM được sử dụng rất phổ biến trong thực tế khoa học kỹ thuật được giới thiệu riêng trong bài thực tập số 3

Giáo trình “Thực tập chuyên đề kỹ thuật xung - số” này chính thức được viết cho sinh viên chuyên ngành Vô tuyến, thực tập vào

Trang 8

kỳ 2 năm thứ 4, ngay trước thời gian khóa luận của sinh viên, xem như là một bước chuyển tiếp quan trọng giúp sinh viên bước đầu làm quen với những hệ thống kiến thức thực tiễn phức tạp Ngoài

ra, những kiến thức chuyên sâu trong giáo trình là phần thực tập

và tham khảo quan trọng cho học viên cao học và nghiên cứu sinh của chuyên ngành Bộ bài hướng dẫn này được xem là một tài liệu nghiên cứu và tham khảo cực kỳ cơ bản và phong phú Vì xuất bản lần đầu nên chắc chắn cuốn sách sẽ khó tránh khỏi một số thiếu sót Rất mong sự cộng tác của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên cùng các quý độc giả để tài liệu này hoàn thiện hơn cho các thế hệ

đào tạo về sau

Trang 9

Bài thực tập số 1

Điều chế xung (Pulse Modulations)

Bài 1.1 - Điều chế xung

Nội dung:

- Giới thiệu những khái niệm cơ bản về các kỹ thuật điều chế xung như PAM, PWM, PPM, PCM và hợp kênh phân chia theo thời gian TDM

- Giới thiệu lý thuyết lấy mẫu

1.1 Lý thuyết

Điều chế là kỹ thuật mấu chốt trong việc truyền thông tin Những phương pháp phổ biến trong kỹ thuật vô tuyến là điều chế biên độ AM, điều chế tần số FM, và điều chế đơn biên SSB (Single Side Band) Trong lĩnh vực điện thoại, điều chế xung dùng để biến

đổi thông tin từ dạng tín hiệu tương tự sang dạng số

Sơ đồ chức năng của quá trình chuyển đổi từ tín hiệu tương

tự sang tín hiệu số được chỉ ra trên hình 1.1 trong khi hình 1.2 đưa

ra các dạng tín hiệu khác nhau qua các bước chuyển đổi

Hình 1.1- Biến đổi tín hiệu tương tự s(t) sang dạng số

Tín hiệu tương tự s(t) được lấy mẫu (sampled) trong các khoảng thời gian τ tại những thời điểm là bội nguyên lần của T(sampling period); giai đoạn tiếp theo là gán những giá trị chính xác cho các mẫu vừa được lấy nhờ phương pháp lượng tử hóa

Trang 10

(quantization) Tín hiệu mô tả trong hình 1.2b và 1.2c có tất cả là 5 mức lượng tử

Hình 1.2- a) Tín hiệu tương tự s(t), b) Tín hiệu đã được lấy mẫu s(nT)

c) Tín hiệu lượng tử hóa s’(nT), d) Tín hiệu số SN (mã 3 bit)

Số mức lượng tử hạn chế Độ chia mức lượng tử càng mịn thì

độ chính xác việc lượng tử hóa càng cao Các tín hiệu số sau khi lượng tử biểu diễn thông qua hệ nhị phân ‘0’ và ‘1’

PAM Tín hiệu đầu ra của bộ lấy mẫu s(nT) được xem là kết quả

của việc điều chế biên độ xung mang, với tín hiệu s(t)

được dùng để điều chế biên độ xung của sóng mang (chu

kỳ τ) Vì vậy ta gọi phương pháp là PAM - Pulse carrier Amplitude Modulation

PCM Tương tự, tín hiệu số SN được xem là kết quả của việc điều

chế mã xung, với xung mang được điều chế bởi tín hiệu mã, gọi là PCM - Pulse Code Modulation

PWM và PPM Xung mang không chỉ được điều chế theo biên độ,

mà còn theo cả thời gian Trường hợp này, chúng ta gọi là PTM - Pulse Time Modulation Hai dạng đặc biệt là điều

chế độ rộng xung PWM - Pulse Width Modulation và điều

chế vị trí xung PPM - Pulse Position Modulation (hình 1.3) Tín hiệu PWM là tín hiệu xung có độ rộng xung tỉ lệ thuận với biên độ của tín hiệu tương tự được dùng để điều chế Tín hiệu PPM là tín hiệu xung mà vị trí của xung tỉ lệ thuận với biên độ của tín hiệu tương tự dùng để điều chế

Trang 11

Hình 1.3- a) Tín hiệu tương tự, b) Xung lấy mẫu, c) Tín hiệu PWM, d) Tín hiệu PPM

TDM Khi các mẫu tín hiệu chỉ xuất hiện trong những khoảng thời

gian nhất định nào đó, thì những khoảng thời gian rảnh rỗi còn lại có thể được dùng để truyền những mẫu từ các tín

hiệu khác Cách này được gọi là hợp kênh phân chia theo

thời gian TDM - Time Division Multiplexing của tín hiệu PAM (hình 1.4) hoặc tín hiệu PCM (hình 1.5)

Hình 1.4- a) Tín hiệu tương tự, b) Tín hiệu PAM, c) TDM của tín hiệu PAM

Trang 12

Hình 1.5- TDM của tín hiệu PCM

1.2 Lý thuyết lấy mẫu (Sampling Theory)

Quá trình lấy mẫu tín hiệu là việc ghi nhận lại giá trị độ lớn của tín hiệu tại những thời điểm tuần hoàn Điển hình, cơ chế lấy mẫu được tượng trưng bởi một khóa chuyển mạch lý tưởng nối với đường tín hiệu s(t) (hình 1.6) Chuyển mạch đóng trong khoảng thời gian τ (1.2b) và mở trong những thời điểm khác trong chu kỳ T Theo sơ đồ này, tín hiệu đầu ra s(nT) (tín hiệu mẫu) bằng với s(t) trong thời khoảng τ, và bằng không tại những thời

điểm khác trong T Quá trình lấy mẫu được thực hiện một cách có chu kỳ, tại những thời điểm t: t = nT (n = 0, 1, 2 )

Với T được gọi là chu kỳ lấy mẫu (sampling cycle) và F = 1/T

là tần số lấy mẫu (sampling frequency) Hiển nhiên là thông tin nằm trong tín hiệu mẫu s(nT) sẽ tăng khi τ tăng và T giảm

Hình 1.6- Bộ lấy mẫu lý tưởng

- Những mẫu trích được từ tín hiệu tương tự thông qua việc lấy mẫu chứa đựng những thông tin đặc trưng của tín hiệu Vì vậy, dưới một vài điều kiện ta có thể khôi phục chính xác tín hiệu s(t) ban đầu từ các mẫu đã được lấy

Trang 13

Kết quả này rất quan trọng trong các ứng dụng: thay thế cho việc truyền tín hiệu tương tự, ta có thể truyền đi các mẫu tín hiệu

mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng thông tin Nói cách khác, việc truyền tín hiệu rời rạc được thay thế cho truyền tín hiệu tương tự

Phổ của tín hiệu mẫu (Spectrum of the sampled signal)

Trước khi đưa ra các định lý về các điều kiện để khôi phục hoàn hảo tín hiệu ban đầu, chúng ta cần phải xem xét qua về phổ của tín hiệu mẫu Nhìn trên hình 1.7, tín hiệu mẫu có thể được xem là tích của tín hiệu s(t) với u(t) (hình 1.8), u(t) là sự lặp lại theo thời gian (chu kỳ T) của xung U(t)

Nếu U(f) là biến đổi Fourier của xung cơ bản U(t), và S(f) là biến đổi của s(t), lý thuyết phân tích phổ chỉ ra rằng phổ của s(nT)biểu diễn bởi Y(f):

f Y

Hình 1.7- a) Tín hiệu tương tự, b) Xung lặp U(t), c) Tín hiệu đã được lấy mẫu

Hình 1.8- Sơ đồ phát ra tín hiệu s(nT)

Trang 14

Phổ của U(f), S(f) và Y(f) được chỉ ra trên hình 1.9 Phổ của U(t) trên hình 1.9b không tương ứng với phổ của một xung chữ nhật lý tưởng (trường hợp lý tưởng là hình 1.9a) vì nó biểu diễn cho một xung thực có sườn thoai thoải Phổ của s(nT) (hình 1.9d) lặp lại tuần hoàn phổ của s(t) (hình 1.9c) bị sửa bởi biên độ phổ của U(t) Tần số lặp lại F được gọi là tần số lấy mẫu

Hình 1.9- a) Phổ xung chữ nhật lý tưởng, b) Phổ xung chữ nhật thực tế,

c) Phổ của s(t), d) Phổ của tín hiệu đã lấy mẫu s(nT)

Lý thuyết lấy mẫu ( Sampling Theorem )

Bây giờ ta có thể quay lại với định lý nêu lên các điều kiện để

có thể khôi phục lại tín hiệu một cách chính xác s(t) từ s(nT), được biết đến là lý thuyết lấy mẫu hay định lý Shannon Nếu s(t) là tín hiệu với biến đổi Fourier có băng tần giới hạn (hình 1.9c):

s(f) = 0 với |f| ≥ B

Điều kiện để khôi phục chính xác tín hiệu s(t) từ s(nT) là tần

số lấy mẫu không được nhỏ hơn hai lần độ rộng băng tần B của tín hiệu Tức là: F ≥ 2B

Một kiểm chứng cho lý thuyết này được chỉ ra ngay trên hình 1.9d Khi mà các phổ S(f) tách biệt, không chồng chập lên nhau (F ≥ 2B) thì tín hiệu sẽ được khôi phục lại chính xác Trên hình 1.10b, F = 1.5B, thì khi sử dụng bộ lọc tần thấp (1.10c), tín hiệu khôi phục (1.10d) không giống dạng ban đầu (1.10a)

Trang 15

Hình 1.10- a) Phổ của s(t), b) Phổ của tín hiệu mẫu s(nT) với F = 1.5B, c) Đáp tuyến của bộ lọc lý tưởng, d) Phổ của tín hiệu khôi phục khác dạng ban đầu

Chồng phổ ( Aliasing )

Khi lấy mẫu các tín hiệu tần số thấp hoặc khi sử dụng bộ lọc

có dải tần giới hạn không đủ cho việc khôi phục tín hiệu, sẽ gây ra một hiện tượng chồng phổ Hiện tượng này là việc tái tạo ra một tần số khác hoàn toàn với tần số tín hiệu ban đầu

Hình 1.11 Aliasing

Trang 16

Để giải thích, chúng ta xem xét ví dụ trên hình 1.11, với tín hiệu sin s(t) và bộ lấy mẫu lý tưởng Các giá trị mẫu được chỉ ra trên hình 1.11d ở hình 1.11e, có thể chỉ ra được s1(t) có tần số khác mà vẫn thỏa mãn điều kiện của bộ tín hiệu mẫu Đây là lý do tại sao rất khó hoặc không thể xác định được, khi khôi phục lại tín hiệu tương tự ban đầu, đâu là tần số tín hiệu ban đầu trong hai tần

số thu nhận được

Q1 Điều chế xung được sử dụng để:

a Đồng bộ hóa tín hiệu đồng hồ

b Phát ra những tín hiệu sin trong quá trình biến đổi

c Biến đổi tín hiệu tương tự sang dạng số

d Truyền tín hiệu đi với công suất cao

Q2 Những câu dưới đây đề cập về điều chế PAM Câu nào trong số chúng đúng?

a Tín hiệu điều chế là chuỗi các xung, có biên độ xung phụ thuộc vào biên độ tín hiệu tương tự dùng để điều chế

Để khôi phục lại tốt tín hiệu tương tự này, tần số những xung này phải ít nhất bằng tần số của tín hiệu tương tự

b Tín hiệu điều chế là chuỗi các xung, có độ rộng xung phụ thuộc vào tín hiệu muốn điều chế (là tín hiệu tương tự)

c Tín hiệu điều chế là chuỗi các xung, có biên độ xung phụ thuộc vào biên độ tín hiệu tương tự dùng để điều chế

Để khôi phục lại tốt tín hiệu tương tự này, tần số những xung này phải ít nhất bằng hai lần tần số của tín hiệu tương tự

d Tín hiệu điều chế là chuỗi các xung, có vị trí phụ thuộc vào tần số của tín hiệu tương tự cần điều chế

e Tín hiệu điều chế là chuỗi các xung, có vị trí phụ thuộc vào biên độ của tín hiệu tương tự cần điều chế

f Tín hiệu điều chế là sóng sin, có pha phụ thuộc vào biên

độ của tín hiệu tương tự cần điều chế

Q3 Câu nào trong những câu phía trên là đúng, khi miêu tả

điều chế PPM?

Q4 Câu nào trong những câu phía trên là đúng, khi miêu tả

điều chế PWM?

Trang 17

Q5 NÕu s(f) lµ phæ cña tÝn hiÖu t−¬ng tù s(t), phæ lý thuyÕt cña tÝn hiÖu s(t) lÊy mÉu t¹i tÇn sè F sÏ lµ phæ nµo?

a 600 Hz

b Lín nhÊt lµ 8 kHz

c Ýt nhÊt lµ 8 kHz

d Ýt nhÊt lµ 4 kHz

Q7 Lµm c¸ch nµo mét tÝn hiÖu s(t) b¨ng tÇn B lÊy mÉu t¹i tÇn

sè F ≥ 2B cã thÓ kh«i phôc l¹i?

a Nhê ®iÒu chÕ PCM

b Nhê bé läc d¶i th«ng víi tÇn sè c¾t F/2

c Nhê bé läc tÇn thÊp tÇn sè c¾t F

d Nhê bé läc tÇn cao tÇn sè c¾t B

Q8 Mét tÝn hiÖu t−¬ng tù s(t) víi b¨ng tÇn giíi h¹n B = 2.5 kHz,

cã thÓ kh«i phôc l¹i chÝnh x¸c nÕu lÊy mÉu t¹i tÇn sè:

Q9 Khi nµo hiÖn t−îng chång phæ xuÊt hiÖn:

a Khi tÇn sè lÊy mÉu F lín h¬n d¶i th«ng B cña tÝn hiÖu

b Khi F > 2B

c Khi F > 4B

d Trong tr−êng hîp tÝn hiÖu t−¬ng tù d¹ng sin, khi cã Ýt nhÊt hai mÉu ®−îc lÊy trong mét chu kú sin

Trang 18

Q10 Trong hợp kênh phân chia theo thời gian TDM:

a Các tín hiệu khác nhau đ−ợc đặt trong các dải tần số khác nhau

b Cùng một khoảng thời gian dùng cho các tín hiệu khác nhau

c Các tín hiệu khác nhau đ−ợc nhân với nhau

d Các tín hiệu khác nhau phân chia trong các khoảng thời gian khác nhau

Trang 19

Bài 1.2 - Điều chế biên độ xung 1

(Pulse Amplitude Modulation 1)

Lấy mẫu phẳng gây ra sự méo dạng cao hơn khi tái tạo lại tín hiệu tương tự ban đầu, và sự méo dạng này sẽ càng tăng khi độ rộng xung mẫu τ càng lớn Tuy nhiên, việc lấy mẫu phẳng này rất cần thiết cho các hệ thống có yêu cầu chuyển đổi sang tín hiệu số, chẳng hạn như hệ PCM Trong những trường hợp này, bộ biến đổi ADC được sử dụng với yêu cầu là trong suốt quá trình biến đổi A/D thì các tín hiệu mẫu tương tự phải được ổn định và đều đặn (vì vậy yêu cầu quá trình lấy mẫu phẳng)

Trang 20

Hình 2.1- a) Tín hiệu tương tự, b) Xung lấy mẫu, c) PAM lấy mẫu tự nhiên,

d) PAM lấy mẫu phẳng

2.1.2 Sơ đồ khối của bộ điều chế PAM

Lấy mẫu tự nhiên:

Sơ đồ khối của bộ điều chế PAM lấy mẫu tự nhiên được thể hiện trên hình 2.2 Tín hiệu tương tự lối vào qua một bộ lọc tần số thấp 3,4kHz, nhằm loại bỏ hiện tượng chồng phổ, rồi tới bộ lấy mẫu PAM1

Xung lấy mẫu (tín hiệu T2, chốt 6) có tần số 8kHz, tương ứng chu kỳ 125às Độ rộng xung lấy mẫu được xác định bởi SW3 (Pulse Width), có thể đạt 10 hoặc 20às

Hình 2.2- Bộ điều chế PAM lấy mẫu tự nhiên

Trang 21

Lấy mẫu phẳng:

Sơ đồ khối của bộ điều chế PAM lấy mẫu tự nhiên được chỉ

ra trên hình 2.3 Mạch Sample&Hold được thêm vào để cố định biên độ tín hiệu đầu ra trong quá trình xử lý mẫu (hình 2.4) Bộ lấy mẫu (PAM1) tạo ra xung có đỉnh phẳng và biên độ tỉ lệ với biên độ của tín hiệu tương tự Quá trình lấy mẫu S&H (tín hiệu T1, chốt 5) tương ứng với quá trình lấy mẫu của PAM1 (tín hiệu T2, chốt 6) Tần số lấy mẫu đương nhiên là 8kHz cho cả hai phần này

Hình 2.3- Bộ điều chế PAM lấy mẫu phẳng

Hình 2.4- a) Tín hiêu tương tự, b) Xung lấy mẫu, c) Đầu ra của bộ S&H,

d) PAM lấy mẫu phẳng

2.1.3 Khôi phục tín hiệu tương tự

Tín hiệu tương tự ban đầu có thể được khôi phục từ các mẫu khi sử dụng bộ lọc tần thấp (hình 2.3)

Trang 22

Khi tần số lấy mẫu bằng 2B, một bộ lọc thông lý tưởng có dải thông F/2 có thể cho ta một phổ hoàn toàn giống như tín hiệu gốc ban đầu, do đó khôi phục lại được tín hiệu ban đầu s(t)

Hình 2.5- a) Phổ của tín hiệu s(t), b) Phổ của s(t) lấy mẫu tại tần số F=2B c) Đáp tuyến lý tưởng của bộ lọc tần thấp, d) phổ của tín hiệu đã được tái tạo

Nếu tần số lấy mẫu tăng, bộ lọc sẽ hoạt động dễ dàng hơn, khi mà sự lặp lại của phổ của tín hiệu s(t) được phân tách ra xa (hình 2.6) Lúc này, thậm chí bộ lọc không phải lý tưởng thì vẫn có thể thu được phần đầu của phổ, tương ứng với tín hiệu tương tự ban đầu s(t)

Hình 2.6- a) Phổ của tín hiệu s(t), b) Phổ của s(t) lấy mẫu tại tần số F = 2B c) Đáp tuyến thực tế của bộ lọc tần thấp, d) Phổ của tín hiệu đã tái tạo

Trang 23

2.1.4 Chồng phổ

Nếu tín hiệu được lấy mẫu tại tần số thấp hơn tần số lý thuyết (lý thuyết lấy mẫu), hoặc bộ lọc có dải tần giới hạn không

đủ, sẽ xảy ra hiện tượng chồng phổ (aliasing)

Hiện tượng được minh họa trên hình 2.7, có thể nhận thấy sự lặp lại của S(f) không phân tách mà bị chồng lên nhau (overlaid) Khi bộ lọc lý tưởng được sử dụng để khôi phục tín hiệu thì phổ của tín hiệu tái tạo sẽ khác phổ của tín hiệu ban đầu

Hình 2.7- a) Phổ tín hiệu s(t), b) Phổ s(t) lấy mẫu tại tần số F = 1,5B, c) Đáp tuyến lý tưởng bộ lọc tần thấp, d) Phổ của tín hiệu khôi phục khác với phổ tín hiệu ban đầu

Hình 2.8- Chồng phổ

Trang 24

Quan sát ví dụ trên hình 2.8, với tín hiệu sin s(t) Các mẫu lấy được chỉ ra trên hình 2.8d, còn trên hình 2.8e, có thể nhận thấy tín hiệu s1(t) là tín hiệu có tần số khác mà vẫn phù hợp với các mẫu được lấy Vì hiện tượng này mà rất khó hoặc gần như không thể xác định được, trong quá trình hồi phục tín hiệu tương tự, tần

số nào trong hai tần số là tần số gốc

2.2 Thực nghiệm

2.2.1 Bộ điều chế PAM lấy mẫu tự nhiên

- Cấp nguồn cho module

- Thiết lập mạch điện cho chế độ kênh PAM-1 lấy mẫu tự nhiên (đặt SW1 = Nat, SW2 = 1CH, SW3 = 2, chỉ ra trên hình 2.9)

Hình 2.9- Module thí nghiệm PAM/PWM/PPM/TDM TX

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào tương tự của bộ điều chế PAM (nối chốt 24 với chốt 1 và chỉnh mức tín hiệu 2Vpp)

- Thực hiện các bước sau kèm theo việc vẽ dạng tín hiệu các bước

+ Nối que đo dao động ký (CH1) với đầu vào tương tự chốt 1

+ Nối que đo (CH2) với chốt 4, so sánh với tín hiệu tại chốt 1 + Chuyển que đo CH1 về chốt 5, que đo CH2 về chốt 6 để quan sát dạng xung lấy mẫu của bộ S&H và của bộ lấy mẫu PAM

Trang 25

- Nhận xét về hai chuỗi xung lấy mẫu này

- Kiểm tra tần số 8kHz của xung lấy mẫu

- Thay đổi SW3 = 1 và SW3 = 2, đo độ rộng xung trong hai trường hợp

+ Đưa CH1 về chốt 1, CH2 đến chốt 7, quan sát tín hiệu S&H

+ Chuyển CH2 lên chốt 11 lối ra, quan sát dạng tín hiệu PAM

+ So sánh tín hiệu PAM khi SW3 = 1 và SW3 = 2

Q1 Bạn có thể nói gì về tín hiệu PAM?

a Gồm một chuỗi xung có biên độ phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Đỉnh của xung PAM phẳng Xung PAM thu được bằng cách lấy mẫu tín hiệu lối vào Khoảng thời gian lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T2 (chốt 6)

b Gồm một chuỗi xung có biên độ phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Xung PAM thu được bằng cách lấy mẫu tín hiệu lối vào Khoảng thời gian lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T3 (chốt 3)

c Gồm một chuỗi xung có biên độ phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Xung PAM thu được bằng cách lấy mẫu tín hiệu lối vào Khoảng thời gian lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T2 (chốt 6)

d Gồm một chuỗi xung có biên độ phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Xung PAM thu được bằng cách lấy mẫu hai tín hiệu đưa vào IN1 (chốt 1) và IN2 (chốt 2) Khoảng thời gian lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T2 (chốt 6)

Q2 Điểm nào dùng để đo các xung lấy mẫu của bộ điều chế PAM1? Tần số, chu kỳ và độ rộng xung bằng bao nhiêu?

Trang 26

2.2.2 Bộ điều chế PAM lấy mẫu phẳng

- Thiết lập mạch điện cho chế độ kênh PAM-1 lấy mẫu phẳng (đặt SW1 = Flat, SW2 = 1CH, SW3 = 2, chỉ ra trên hình 2.9)

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào tương tự của bộ điều chế PAM (nối chốt 24 với chốt 1 và chỉnh mức tín hiệu 2Vpp)

- Kiểm định, vẽ dạng tín hiệu tương tự lối vào (chốt 1), tín hiệu lối ra bộ S&H (chốt 7), xung lấy mẫu S&H (chốt 5) (hình 2.10)

Hình 2.10- Quá trình tín hiệu của PAM lấy mẫu phẳng

- Chú ý là tín hiệu được lấy mẫu tại điểm bắt đầu của xung lấy mẫu, và biên độ được giữ không đổi cho đến khi gặp xung lấy mẫu kế tiếp Kiểm tra tín hiệu dạng nhảy bậc tại chốt 7 xấp xỉ dạng tín hiệu tương tự lối vào (chốt 1 hoặc 4)

- Kiểm tra dạng sóng xung lấy mẫu của bộ điều chế (chốt 6)

và tín hiệu PAM lối ra (chốt 11), và chú ý rằng tín hiệu dạng nhảy bậc tại chốt 7 chỉ được lấy mẫu khi mức biên độ không đổi

ổn định

Trang 27

khác khi thay đổi LE

t xung PAM có biên độ không đổi trong mỗi

i độ rộng xung lấy mẫu (đặt SW3=1), ghi nhận PAM

u PAM không có mặt tại chốt 11 Lý do tại sao

có tín hiệu tương tự đầu vào tại chốt 1

có tín hiệu qua bộ lọc chống chồng phổ tại chố

có xung mẫu tại chốt 6

u chế PAM không hoạt động tốt Tín hiệu P

Sơ đồ của điều chế PAM và hồi phục tín hiệu ban đầu

2Vpp với đầu vào tương tự của bộ điều chế P chốt 1 và chỉnh mức tín hiệu 2Vpp)

ra bộ điều chế với đầu vào bộ lọc tần thấp 3,4 EXT IN) Đặt LEVEL F1 lên vị trí cực đại

tín hiệu được tái tạo tại chốt 21 có dạng tưiệu phát ban đầu tại chốt 1 (có sự trễ và biên

ổi LEVEL F1)

mỗi lần nhận sự sao?

i chốt 4

ệu PAM

ệu PAM iệu dạng

u phẳng

hế PAM

p 3,4kHz

g tương biên độ

Trang 28

- Thay đổi độ rộng xung PAM (đặt SW3 = 1, 10às, SW3 = 2, 20às)

Q4 Tín hiệu tái tạo thay đổi như thế nào?

a Biên độ giảm khi xung PAM rộng hơn

b Biên độ tăng khi xung PAM hẹp hơn

c Biên độ giảm khi xung PAM rộng hơn và công suất thấp hơn

d Biên độ giảm khi xung PAM hẹp hơn và công suất thấp hơn

có thể rất nhỏ, cần điều chỉnh dao động ký để quan sát được tín hiệu tại chốt 21

Q5 Từ các dạng sóng, bạn có thể nhận thấy:

a Các tín hiệu mẫu có dạng giống tín hiệu sin tương tự lối vào Có trung bình nhiều hơn hai mẫu được lấy trong một chu kỳ Điều này thỏa mãn điều kiện để khôi phục lại hoàn hảo tín hiệu ban đầu

b Các tín hiệu mẫu có dạng giống tín hiệu sin tương tự lối vào Có trung bình ít hơn hai mẫu được lấy trong một chu kỳ Điều này thỏa mãn điều kiện để khôi phục lại hoàn hảo tín hiệu ban đầu

c Các tín hiệu mẫu có dạng giống tín hiệu sin tương tự lối vào Có trung bình nhiều hơn hai mẫu được lấy trong một chu kỳ Điều này không thỏa mãn điều kiện để khôi phục lại hoàn hảo tín hiệu ban đầu

Trang 29

d Các tín hiệu mẫu có dạng giống tín hiệu sin tương tự lối vào Trung bình nhiều hơn bốn mẫu được lấy trong một chu kỳ Điều này thỏa mãn điều kiện để khôi phục hoàn hảo tín hiệu ban đầu

Q6 Tại chốt 21, kiểm tra dạng tín hiệu hồi phục Bạn có thể thấy:

a Tín hiệu hồi phục (hơi bị méo) cùng tần số với tín hiệu ban đầu (3kHz)

b Tín hiệu hồi phục (hơi bị méo) có tần số khác với tín hiệu ban đầu (3kHz thay vì là 5kHz) Lý do là việc lấy quá mẫu của tín hiệu ban đầu (oversampling) Bộ lọc hồi phục sẽ thu được thành phần 8-5 = 3kHz

c. Tín hiệu hồi phục (hơi méo) có tần số khác với ban đầu

(1kHz thay vì 5kHz)

Trang 30

Bài 1.3 - Điều chế biên độ xung 2

(Pulse Amplitude Modulation 2)

Nội dung:

- Kiểm tra hoạt động của bộ thu PAM, bộ khuếch đại phía thu (reception amplifier), bộ khôi phục tín hiệu xung clock (clock regenerator), bộ giải điều chế (demodulator)

- Kiểm tra các dạng sóng của tín hiệu

xỉ tín hiệu khởi đầu Tín hiệu khôi phục từ tín hiệu bậc này có biên

độ lớn hơn tín hiệu nếu khôi phục trực tiếp từ các xung PAM khởi

đầu Nó có ít họa ba hơn tín hiệu ban đầu nên lọc dễ dàng hơn Sơ đồ khối của bộ thu PAM đ−ợc chỉ ra trên hình 3.2 Tín hiệu PAM tới từ bộ phát đ−ợc khuếch đại, sau đó gửi tới: bộ tái tạo xung lấy mẫu và bộ giải điều chế (S&H) Tín hiệu lối ra của bộ giải điều chế đ−ợc lọc qua bộ lọc thông thấp cho ta tín hiệu khôi phục cuối cùng Sự tái tạo lại xung lấy mẫu đ−ợc thực hiện bằng

Trang 31

khối PLL Khối di pha (Phase adj.) tạo nên sự đồng pha giữa tín hiệu lấy mẫu và tín hiệu đi vào S&H

Hình 3.1- Bộ thu tín hiệu PAM

Hình 3.2- Sơ đồ khối của module thu tín hiệu PAM

3.1.2 Hệ truyền tin PAM

Một hệ truyền tin PAM được chỉ ra trên sơ đồ hình 3.3 Tín hiệu PAM được truyền qua đường dây nhân tạo, từ đó có thể thay

đổi chiều dài (liên quan đến sự suy giảm) và dải thông có thể thay

đổi tới -3dB (5/10/20/40/100 kHz) Bộ phát nhiễu cho phép cộng nhiễu vào tín hiệu PAM, để có thể kiểm tra được hiệu ứng của tín hiệu khi có nhiễu chen vào đầu ra của đường dây

Vì rằng thông tin nằm trong chính biên độ của xung PAM nên bất kì nhiễu nào tác động vào đều làm thay đổi biên độ của các xung ban đầu Kết quả là tín hiệu lối ra của bộ điều chế PAM

sẽ bị méo dạng so với tín hiệu ban đầu phía phát

Bên cạnh ảnh hưởng của nhiễu, dải thông của kênh truyền dẫn cũng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng tín hiệu nhận được Như chỉ ra trên hình 3.4, với một băng thông không đủ của kênh truyền sẽ làm méo dạng các xung PAM, làm cho tỉ số tín hiệu/tạp tại lối vào của bộ thu kém đi và vì thế cũng sẽ làm giảm chất lượng tín hiệu nhận

Trang 32

Hình 3.3- Hệ truyền tin PAM

Hình 3.4- a) Dải thông của kênh truyền đủ khả năng đáp ứng,

b) Dải thông không đủ khả năng đáp ứng

3.2.1 Bộ tái tạo xung lấy mẫu (Sampling pulses regenerator)

- Thiết lập mạch điện cho chế độ kênh PAM-1 lấy mẫu phẳng (SW1=Flat, SW2=1CH, SW3=2, J1=20kHz, J2=c, hình 3.5)

- Nối tín hiệu đầu ra của bộ phát (chốt 11) với lối vào của

đường dây (chốt 12), đầu ra đường dây (chốt 13) với đầu vào của

bộ thu (chốt 14) Đặt Attenuation và Noise ở mức thấp nhất

- Kiểm tra dạng sóng tại đầu ra (chốt 14) và tại đầu ra của bộ khuếch đại bên nhận (chốt 15) Các xung PAM bị méo dạng bởi

đặc tuyến lọc thông thấp của đường dây

Trang 33

- Quan sát dạng tín hiệu xung nhịp sau khi đ−ợc tái tạo (chốt 17)

Q2 Nếu PLL bị khóa (đèn LOCK ON ), dạng sóng tại chốt

Trang 34

d Xung vuông tần số bằng tần số xung PAM vào bộ nhận (8kHz)

e Tín hiệu DC, sử dụng để làm trễ tín hiệu PAM nơi nhận

- Quan sát tín hiệu PAM sau khi ra khỏi bộ khuếch đại (chốt 15) và xung lấy mẫu tại khối điều chỉnh pha (Phase Adjust) (chốt 18) Ta thấy, với biến trở của Phase Adjust, xung lấy mẫu có thể

được chỉnh vào chính giữa của các xung PAM Điều này cho phép

bộ Demodulator có thể lấy mẫu chính xác tín hiệu PAM tại vị trí biên độ xung lớn nhất

3.2.2 Bộ giải điều chế và bộ lọc nhận

- Giữ trạng thái thiết lập như trong phần trước (hình 3.5)

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào bộ điều chế (nối chốt 24 với chốt 1 và điều chỉnh mức tín hiệu 2Vpp)

- Quan sát dạng tín hiệu PAM tại lối vào và lối ra bộ giải

điều chế (chốt 15, chốt 20)

- Điều chỉnh bộ điều chỉnh pha

Q3 Hiệu ứng nào tác động lên tín hiệu tại chốt chốt 20?

a Biên độ của tín hiệu giải điều chế thay đổi (dạng xung nhẩy bậc) khi qua bộ giải điều chế Biên độ tín hiệu lớn nhất khi xung lấy mẫu (chốt 18) được chỉnh đúng tại chính giữa xung PAM nhận

b Không có gì thay đổi

c Tần số của tín hiệu giải điều chế thay đổi (dạng xung nhẩy bậc) khi qua bộ giải điều chế Tần số sẽ bằng tần số tín hiệu phát (1kHz) khi xung lấy mẫu (chốt 18) được chỉnh đúng tại chính giữa của xung PAM nhận

d Biên độ của tín hiệu giải điều chế thay đổi (dạng sin) khi qua bộ giải điều chế

- Kiểm tra dạng sóng tín hiệu tại lối ra bộ lọc nhận (chốt 21,

điều chỉnh mức F1 ở vị trí trung gian), và ghi nhận sự tương ứng với tín hiệu tương tự phát đi (chốt 1)

3.2.3 ảnh hưởng của nhiễu lên tín hiệu giải điều chế và tín

hiệu xung nhịp được tái tạo

Trang 35

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào bộ điều chế (nối chốt 24 với chốt 1, chỉnh mức 2Vpp)

- Từ từ tăng mức nhiễu trên đường dây (Noise) và kiểm tra dạng sóng tại lối vào và lối ra đường dây (chốt 11 và 14) Nhiễu này làm cho biên độ của xung PAM lối ra thay đổi một cách liên tục

- Quan sát dạng sóng lối ra bộ giải điều chế (chốt 20) và xem xét nhiễu tác động thế nào đến biên độ của tín hiệu nhẩy bậc (điều chỉnh Phase Adjust để có được biên độ tín hiệu lớn nhất)

- Kiểm tra dạng sóng của tín hiệu xung nhịp tái tạo (chốt 17) Thấy rằng khi nhiễu tăng, độ bất ổn định xung nhịp cũng tăng Hiệu ứng sẽ rất rõ ràng nếu sự suy giảm đường dây được đưa vào đường truyền làm tỉ số tín hiệu/tạp khi qua bộ nhận sẽ kém đi rõ rệt

c Sự méo dạng của tín hiệu giải điều chế gây bởi nhiễu là

do tổng hợp cả hai nguyên nhân: biến thiên biên độ xung PAM và độ bất ổn định tín hiệu xung nhịp tái tạo

d Sự méo dạng của tín hiệu giải điều chế gây bởi nhiễu là

do độ bất ổn định của tín hiệu xung nhịp tái tạo

3.2.4 ảnh hưởng của dải thông kênh truyền tin

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào bộ điều chế (nối chốt 24 với chốt 1, chỉnh mức 2Vpp)

- Điều chỉnh Noise ở mức thấp nhất và kiểm tra dạng sóng tại đầu vào và đầu ra đường dây (chốt 11 và 14)

- Thay đổi dải thông đường dây (di chuyển J1 ở 5/10/40/100kHz) Thấy rằng, khi dải thông giảm, độ méo dạng của xung tăng lên và biên độ giảm (hình 3.6)

- Kiểm tra dạng sóng tại lối ra bộ giải điều chế và bộ lọc nhận (chốt 20 và 21) và xem dải thông hạn chế biên độ tín hiệu thế nào (mỗi lần đều cần điều chỉnh Phase Adjust để có được biên độ lớn nhất)

Trang 36

H×nh 3.6- D¹ng sãng cña hÖ truyÒn tin PAM

Trang 37

Như đã mô tả, khi xung mang được điều chế biên độ, ta có

điều chế PAM Trường hợp khác, điều chế thời gian xung PTM (Pulse Time Modulation) với hai ví dụ là điều chế độ rộng xung PWM (Pulse Width Modulation) và điều chế vị trí xung PPM (Pulse Position Modulation)

Hình 4.1- a) Tín hiệu tương tự, b) Xung lấy mẫu, c) Tín hiệu PWM, d) Tín hiệu PPM

Một tín hiệu PWM là tín hiệu xung có độ rộng xung tỉ lệ thuận với biên độ tín hiệu tương tự cần điều chế (hình 4.1c) Tín hiệu PWM cũng có thể được sử dụng để phát tín hiệu PPM Đây cũng là tín hiệu xung mà vị trí xung tỉ lệ thuận với biên độ tín hiệu tương tự (hình 4.1d) Các xung PPM được phát bởi sườn lên của các xung PWM

Trang 38

4.1.1 Bộ điều chế PWM

Sơ đồ khối của bộ điều chế PWM được chỉ ra trên hình 4.2

Bộ điều chế PWM thực tế còn có khối so sánh (comparator), được dùng để so sánh biên độ của:

- Tín hiệu PAM nhận được nhờ lấy mẫu tín hiệu tương tự lối vào

- Tín hiệu xung răng cưa được đồng bộ với xung lấy mẫu

Bộ so sánh sẽ chuyển trạng thái đầu ra khi tín hiệu PAM vượt quá biên độ của xung răng cưa, bằng cách này, ta thu được tín hiệu xung có khoảng thời gian xung tỉ lệ với biên độ của tín hiệu tương tự lối vào Chú ý, từ dạng sóng của bộ điều chế trong hình 4.3, ta nhận thấy rằng các xung PWM có sườn âm (sườn xuống) tương ứng với xung lấy mẫu và sườn dương (sườn lên) tương ứng với sự chuyển mạch của bộ so sánh

Hình 4.2- Bộ điều chế PWM

Hình 4.3- a) Tín hiệu tương tự, b) xung lấy mẫu, c) răng cưa,

d) tín hiệu PAM, e) PWM, f) PPM

Trang 39

4.1.2 Bộ điều chế PPM

Sơ đồ khối của bộ điều chế PPM được nêu trong hình 4.4 Tín hiệu PPM nhận được từ PWM bằng cách phát ra các xung có độ rộng cố định tại những thời điểm sườn lên của xung tương ứng PWM Kết quả là ta sẽ thu được một chuỗi xung có vị trí phụ thuộc vào tín hiệu tương tự lối vào (hình 4.3f)

Hình 4.4- Bộ điều chế PPM

4.2.1 Bộ điều chế PWM

- Thiết lập mạch điện cho chế độ PWM (đặt SW4=PWM, hình 4.5)

Hình 4.5- Sơ đồ thực nghiệm bộ điều chế PWM

- Nối 1kHz-2Vpp với đầu vào tương tự của bộ điều chế (nối chốt 24 với chốt 1 và điều chỉnh mức tín hiệu 2Vpp)

Trang 40

- Kiểm tra dạng sóng tín hiệu lối vào (chốt 1) và tín hiệu PWM (chốt 10)

Q1 Bạn có thể phát biểu thế nào về tín hiệu PWM?

a Nó gồm một chuỗi các xung có biên độ phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Phần trên của xung dạng phẳng

b Nó gồm một chuỗi các xung có độ rộng phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Các xung này thu được bằng việc lấy mẫu tín hiệu tương tự lối vào Các thời khoảng lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T3 (chốt 3)

c Nó gồm một chuỗi các xung có vị trí phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Các xung này thu được bằng việc lấy mẫu tín hiệu tương tự lối vào Các thời khoảng lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T1 (chốt 5)

d Nó gồm một chuỗi các xung có vị trí phụ thuộc vào dạng sóng của tín hiệu tương tự lối vào Các xung này thu

được bằng việc lấy mẫu tín hiệu tương tự lối vào Các thời khoảng lấy mẫu được xác định bởi tín hiệu T1 (chốt 5) Khi tín hiệu tương tự lối vào bằng không, tín hiệu PWM

có dạng xung vuông

- Tín hiệu PWM được phát ra như sau:

+ Tín hiệu tương tự lối vào được nối với đầu vào bộ S&H, cho đầu ra dạng tín hiệu nhẩy bậc (chốt 7) Xung lấy mẫu của S&H được quan sát tại chốt 5

+ Tại mỗi thời khoảng lấy mẫu, khối phát xung răng cưa cung cấp tín hiệu răng cưa (chốt 8)

+ Bộ điều chế PWM có khối so sánh sẽ so sánh biên độ của tín hiệu PAM (chốt 7) với biên độ tín hiệu răng cưa Bộ

so sánh sẽ chuyển trạng thái đầu ra khi tín hiệu PAM

Định dạng
Số trang	258
Dung lượng	22,68 MB
File đính kèm	75158nb05j.rar (254 KB)