Cơ sở viễn thông_ Chương 4

Tài liệu tham khảo Môn kỹ thuật viễn thông, học phần Cơ sở viễn thông_ Chương " Biến điệu biên độ" dành cho các sinh viên, học viên đang theo học ngành công nghệ viễn thông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở viễn thông_ Chương 4Cơ Sở Viễn Thông Phạm Văn Tấn Chương IV: BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ • ĐẠI CƯƠNG. • SỰ BIẾN ĐIỆU ( MODULATION). • BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ SÓNG MANG BỊ NÉN 2 BĂNG CẠNH: (DSB SCAM). ( DOUBLE - SIDE BAND SUPPRESSED CARRIED AMPLITUDE MODULATION ). • BIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ SÓNG MANG ĐƯỢC TRUYỀN 2 BĂNG CẠNH. • HIỆU SUẤT. • CÁC KHỐI BIẾN ĐIỆU. • CÁC KHỐI HOÀN ĐIỆU ( DEMODULATORS). • TRUYỀN MỘT BĂNG CẠNH (SINGLE SIDEBAND) SSB. • BIẾN ĐIỆU AM TRỰC PHA. • BIẾN ĐIỆU BĂNG CẠNH SÓT ( VESTIGIAL SIDEBAND ) VSB. • AM STEREO. Trang IV.1Cơ Sở Viễn Thông Phạm Văn TấnĐẠI CƯƠNG Hình 4.1 trình bày một mẫu dạng sóng của tiếng nói mà ta muốn truyền đi. Nó không cómột đặc trưng riêng biệt nào và tùy thuộc rất nhiều vào âm thanh được tạo ra. Vì dạng sóngchính xác không được biết, nên ta có thể nói như thế nào về hệ thống cần thiết để truyền nó ? Trong trường hợp tiếng nói ( hay bất kỳ một tín hiệu Audio nào ), câu trả lời dựa vào sinhlý học. Tai người ta chỉ có thể đáp ứng với những tín hiệu có tần số khoảng dưới 15kHz ( số nàygiảm theo tuổi tác ). Vậy nếu mục đích cuối cùng của ta là nhận những tín hiệu audio, phải giả sửrằng ảnh F của tín hiệu là zero khi f >15kHz. S(f) = 0 , f > fm ; Với fm = 15kHz . Hình 4.1: Dạng sóng của tiếng nói Những hòa âm hoặc những dụng cụ phát âm khác, có thể tạo ra những thành phần tần sốcao hơn 15kHz, dù tai người không thể nghe được. Tuy nhiên, nếu một trong những tín hiệu nayđi qua một lọc hạ thông có tần số cắt 15kHz, thì ngỏ ra của lọc ( nếu đưa đến loa ) sẽ tạo lạigiống như tín hiệu vào. Như vậy, ta đã giả sữ rằng tín hiệu đã bị giới hạn bởi một tần số trên (upper frequency ) vào khoảng 15kHz. Bây giờ ta giả sử lấy một tín hiệu audio và cố truyền qua không khí - Bước sóng của tínhiệu 3KHz trong không khí khoảng 100km. Một anten 1/4 sóng sẽ dài 25km! Điều ấy không thểthực hiện. Và nếu giả sử ta có thể dựng được anten thì ta còn gặp phải 2 vấn đề. Thứ nhất, liênquan đến những tính chất của không khí và tần số audio. Những tần số này truyền không hiệuquả trong không khí. Thứ hai, sự giao thoa do các dãy tần các đài phát phủ lên nhau. Vì những lý do đó, ta phải cải biến tín hiệu tần số thấp trước khi gửi nó đi từ nơi này đếnnơi khác. Tín hiệu đã cải biến ít nhạy cảm với nhiễu so với tín hiệu gốc. Phương pháp chung nhất để thực hiện sự cải biến là dùng tín hiệu tần số thấp để biến điệu (cải biến những thông số của ) một tín hiệu tần số cao hơn. Tín hiệu nầy thường là hình sin.SỰ BIẾN ĐIỆU SC(t) là tín hiệu hình sin cao tần, được gọi là sóng mang (carrier). Gọi như thế vì nó đượcdùng để chuyển tải tín hiệu tín tức từ đài phát đến máy thu. SC(t) = Acos (2πfet+θ) (4.1) Nếu fC(t) được chọn thích hợp, sóng mang có thể được truyền đi có hiệu quả. Thí dụ, cóthể chọn những tần số trong khoảng giữa 0.5 và 3MHz để truyền xa đến 250 km. Bước sóng củacác tần số tương ứng cỡ 100MHz, và chiều dài hợp lý của anten có thể chấp nhận được: c 3.10 8 λ= = = 3m f 10 8 Biểu thức (4.1) chứa 3 thông số có thể thay đổi: biên độ A; tần số fC; và pha θ. Như vậy,hậu quả là có 3 kiểu biến điệu: biến điệu biên độ, biến điệu tần số hoặc biến điệu pha. Trang IV.2Cơ Sở Viễn Thông Phạm Văn TấnBIẾN ĐIỆU BIÊN ĐỘ SÓNG MANG BỊ NÉN 2 BẰNG 2CẠNH: (DSB SCAM)( double - side band suppressed carried amplitude modulation ). Nếu ta biến điệu biên độ của sóng mang ở phương trình (4.1), ta có kết quả: Sm(t) = A(t) cos ( 2πfCt+θ ) (4.2) Tần số fC và pha θ không đổi Biên độ A(t) thay đổi cách này hay cách khác theo s(t). Để đơn giản, ta giả sử θ = 0. Điều này không ảnh hưởng đến kết quả căn bản vì góc thực tếtương ứng với một độ dời thời gian θ . ( Một sự dời thời gian không được xem là sự méo 2πfcdạng trong một hệ thông tin ). A(t) thay đổi như thế nào với s(t)? Câu trả lời đơn giản nhất là chọn A(t) bằng với s(t).Điều đó sẽ đưa đến dạng sóng biến điệu AM. sm(t) = s(t) cos 2πfCt (4.3) Tín hiệu loại nay gọi là biến điệu AM sóng mang bị nén 2 băng cạnh vì những lý do mà tasẽ thấy ngay sau đây: Đặt S(f) là biến đổi F ...