Ưu Khuyết điểm Của điều Chế đơn Biên: - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Kỹ thuật >
3. Điện - Điện tử - Viễn thông >

Ưu khuyết điểm của điều chế đơn biên:

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (946.18 KB, 94 trang )

CHƯƠNG 2ĐIỀU CHẾ ĐƠN BIÊN SSB: single sideband

1. Ưu khuyết điểm của điều chế đơn biên:

Ta biết tin tức chỉ chứa trong biên tần, nên chỉ cần truyền đi mộtbiên tần là đủ thông tin về tin tức. Quá trình điều chế nhằm tạo ra mộtdải biên tần gọi là điều chế đơn biên. Tải tần chỉ cần dùng để táchsóng do đó có thể nén toàn bộ hoặc một phần tải tin trước khi truyền đi.Một số ưu điểm của điều chế đơn biên SSB so với điều biên1 Độ rộng dải tần giảm một nữa : DSSB12DAMBởi vậy trong cùng một dải tần số thì số đài có thể bố trí tănggấp đôi.2 Hiệu suất rất cao đối với điều chế AM: Phữu ích= Pbt= 13PAMkhi m=1 Đối với điều chế đơn biên Phữu ích= Pbt= PSSB. Xét hệ số lợi dụng công suất :kAM=13 và kSSB=1 khi m = 1 kAM= 19 và kSSB=1 klhi m = 0,5 Vậy khi m càng nhỏ thì máy phát đơn biên càng có công suất hữu ích lớn hơnnhiều lần so với Phữu íchcủa máy phát điều biên.3 Do DSSB≤ 2DAMnên đối với các loại nhiễu nói chung SNSSBSNAMvà riêng đối với nhiễu trắng nhiễu có cường độ như nhau thì SNSSB≥ Như vậy để máy phát AM và SSB có cùng SN, ta phải tăng PAMlên hai lầnAMN S2f ff Hình 2-1:Phổ của SSB4 Do hiện tượng pha đinh trong truyền sóng mà tần số sóng mang f có thể bò suygiảm. Đối với máy thu AM có lúc m 1 sẽ gây méo do quá điều chế. Nếu pha đinh rất lớn làm mất hẳn tần số sóng mang thì máy thu sẽ không thu được gì.Còn đối với máy thu SSB pha đinh làm suy giảm hay triệt tiêu tần số sóng mang không gây ảnh hưởng gì.5 Đối với tín hiệu AM trong giải truyền sóng ngắn, do sự phân tán của đặc tuyến pha mà xẩy ra sự chia pha các dao động trong dải biên. Điều đó làm méo tínhiệu truyền và làm giảm biên độ điện áp ở đầu vào bộ tách sóng của máy thu AM. Tổn hao công suất ở đầu ra, do đó được đánh giá là 50. Còn đối với tínhiệu SSB thì mọi tin tức điều được phát trong một dải biên nên không có hiện tượng chia pha.6 Dùng tín hiệu SSB sẽ thực hiện được sự bảo mật tốt, do nếu không biết tần số sóng mang thì sẽ không thu được tin tức. Do vậy máy phát và máy thu SSB đượcsử dụng rất nhiều trong lónh vực quân sự.Tuy có nhiều ưu điểm nhưng do yêu cầu kỹ thuật khá cao như mạch lọc dải phải rất hẹp và dốc đứng; việc tạo lại tần số sóng mang ftrong máy thu phải rất chính xác mới không méo tín hiệu… nên máy phát và máy thu hiệu SSB cấu tạophức tạp hơn so với máy phát và máy thu AM. Bởi vậy nó chỉ được dùng trong các máy thu phát thông tin chuyên dụng như trong máy phát thoại và phát tín hiệu nhiềukênh.Ta có tín hiệu điều chế đơn biên sau đây:Trong đó:Trong biểu thức 2-1, m không mang ý nghóa về độ sâu điều chế nữa và gọi là hệ số nén tải tin.Đồ thò vecto của tín hiệu đơn biên được biểu diễn trên hình 2-2. Ta thấy, vectơ đặc trưng cho dao động điều chế đơn biên thay đổi cả về biên độ lẫn góc pha,nghóa là điều chế đơn biên bao giờ cũng kèm theo điều chế pha. Tải tin bò nén một phần hoặc bò nén hoàn toàn, do đó vectơ tải tin Ucó thể nhỏ hơn vectơ biên tần UΩ. Trong kỹ thuật truyền hình tín hiệu điều chế video một phần là tín hiệu điều biênkhi fs≤ 0,75MHz, phần còn lại 0,75 MHz≤ fS≤ 5 MHz là tín hiệu điều chế đơnbiên hình2-3. Bằng cách đó giảm được dải tần của tín hiệu điều chế video. Nếu cắt bỏ hoàn toàn một tín hiệu biên tần thì vấn đề lọc dải sẽ khó khăn, hơn nữa sẽxuất hiện sai pha. uđbt = U 2m cosω +ωΩ2-1ΩU U= m2 . Các phương pháp điều chế đơn biên:Phương pháp đầu tiên để tạo ra tín hiệu đơn biên SSB là từ tín hiệu điều biên AM người ta dùng bộ lọc dải để tách một biên tần cần thiết củatín hiệu ra. Nhưng do yêu cầu chất lượng cao nên bộ lọc dải rất phức tạp. Bởi vậy người ta tạo hai phương pháp tạo tín hiệu SSB khác nhau: phươngpháp quay pha và phương pháp lọc-phaNhưng do hai phương pháp này lại tạo ra một số sản phảm không cần thiết như tần số sóng mang f, dải biên thứ hai..Mặt kác hai phương pháp này không thể tạo ra bộ điều chế có chỉ tiêu kỹ thuật cao và ổn đònh, bởi vậy nó cũng ít được dùng. Ngày nayphương pháp tạo tín hiệu SSB đã được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp tổng hợp: tạo tín hiệu SSB bằng các tần số sóng mang khác nhau. Đặc biệtlà khi bộ lọc thạch anh ra đời thì phương pháp này được sử dụng rất rộng rãi.FMHz fth+5 Fth+5,5 = fttfthfth- 0,75 fth- 1,75 5,5 MHzUĐBω ωΩU UΩHình 2-2:Đồ thò vector của dao động điều chế đơn biênHình 2-3: Đặc tính biên độ của tín hiệu hình. fth: tải tần tin; ftt: tải tần tiếng2 _2 == Xminω Ωω Δa Điều chế đơn biên theo phương pháp lọc:Tín hiệu điều chế VΩvà tải tin Vωđược đưa vào bộ điều chế cânbằng. Sau bộ điều chế cân bằng tathu được hai dải biên DSB. Sauđó dùng bộ lọc dải ta sẽ thu đïc biêntrên hoặc biên dưới như hình 2-4.Nhưng doΩ ωnên ω± Ωrất gần ω, vì vậy việc lọc rất khó khăn. Tacó tỷ số lọc:ω :tần số sóngmang. ∆: khoảng cách giữa tần số cần lọcvà tần số cho qua.Ta thấy X càng lớn, càng dễ lọc có nghóa là tần số sóng mang f càng gầntần số điều chế Ωcàng dễ lọc. Trong thực tế ta chọn tần số trung gian nằm trong khoảng 100÷ 500MHz vì ở dải tần số đó ta có bộ lọc thạch anh và bộ lọc cơ điệntốt nhất. Sau đó để chuyển fTGlên tần số tải tin f ta dùng thêm một vài bộ điều chếcân bằng và bộ lọc dải ở các tần số khác nhau. Mỗi lần lọc thì tỷ số X lớn hơn nên dễ thực hiện lọc hơn. Phương pháp đó gọi là phương pháp tổng hợp.Điều chế cân bằngBộ lọc dải hẹpΩminΩmaxω -Ωmaxω +Ωminω -Ωmaxω +Ωminωω -Ωmaxω -Ωmin4 31 2ω fff 432 1V ωVΩVSSBVΩ,Vω oVDSBHình 2.4: Sơ đồ khối và phổ tín hiệu của phương pháp lọcb Phương pháp tổng hợp:Bộ lọc 1 thường là bộ lọc thạch anh hay bộ lọc cơ điện chất lượng cao vì ∆rất nhỏ. Tần số sóng mang thứ 2 có f1f và∆ =ω1+ Ωminkhá lớn nên dễ lọc hơn. Vì vậy bộ lọc 2 thường là bộ lọc L, C đơn giản. Nếu f2chưa ở trong dải tần số làm việc thì ta lại dùng tới tần số thứ 2 : dùng bộ điều chế cân bằng 3. Bộ lọc 3 cũng đơngiản như bộ lọc 2 vì ∆lớn: ∆= ω1+ ω2+ ΩminCứ thế cho đến khi nào ta đạt được tần số làm việc f0.tần số tải tinc Phương pháp quay pha:Nguyên tắc tạo tín hiệu đơn biên bằng phương pháp quay pha được minh họa trên đồ thò vectơ hình 2-6Tín hiệu âm tần VΩvà dải tin Vω otrước khi đưa vào bộ ĐCCB II được di pha một góc 90. Còn tín hiệu âm tần VΩvà tải tin Vω ođược đưa thẳng vào bộ ĐCCB I. Tín hiệu ở đầu ra của hai bộ ĐCCB sẽ qua bộ tổng hoặc hiệu và ở đầu ra của bộtổng hoặc hiệu là tín hiệu đơn biên SSB như hình 2-7Phương pháp quay pha được thực hiện ở ngay dải tần số làm việc. αα αα 1234 III ωΩt = α34 1,2I IIωΩt = 0Hình 2-6: Đồ thò vector của dao động điều chế đơn biên theo phương pháp quay phaVSSBĐCCB IĐCCB IIDi Pha 90Mạch tổngDao động tải tinDi Pha 90VIVIIVΩHình 2-7: Sơ đồ khối mạch điều chế SSB theo phương pháp quay pha• Ở đầu ra bộ ĐCCB I ta nhận được:• Ở đầu ra bộ ĐCCB II ta nhận được:• Ở đầu ra bộ tổng ta nhận được:VSSB= Vω oVΩcos ω- Ωt 2.2Đây chính là biên tần dưới của tín hiệu SSB. Nếu ta thay mạch tổng bằng mạch hiệu ta sẽ nhận được biên tần trên.Phương pháp này có thể mở rộng cho trường hợp hệ thống điều chế có số lượng bộ điều chế n≥ 3, lúc đó sẽ có n mạch quay phaΠ n.Biểu thức 2.2 chỉ đúng khi hai bộ ĐCCB hoàn toàn giống nhau để VI, VIIcó biên độ như nhau và hai bộ di pha phải tạo ra di pha chính xác đúng 90. Nếu không ở đầu ra ta sẽ thu được cả hai biên tần. Đây là khó khăn lớn vì thực hiện quaypha chính xác đối với một tín hiệu có dải tần rộng Ωmin+ Ωmaxkhông phải đơn giản. Vì vậy phương pháp này ngày nay ít được sử dụng.c Phương pháp lọc và quay pha kết hợp:[ ]t Ω_ oω cos+ tΩ +o ωcos 2V V= VΩ oω I[ ][ ]{ }{ }Ω _o ωcos +t Ω+ oω cos_ 2V V= +t Ω_ oω cos+ 180_ tΩ +o ωcos 2V V= VΩ oω Ωo ωIIDi pha 90Dao độngω1Lọc thông dưới 1Dao độngω2Mạch tổngVΩVIIVIIVIVIIIVIVSSBHình 2-8: Sơ đồ khối mạch điều chế SSB theo phương pháp lọc và quay pha kết hợpDi pha 90ĐCCB IVLọc thông dưới 2ĐCCB IIĐCCB IĐCCB III• Ta chọn tải tin thứ nhất có tần số dao động : để dễ dàng lọclấy thông dưới• Ở đầu ra bộ ĐCCB I và II ta nhận được:• Qua bộ lọc thông dưới 1, 2 ta nhận được:• Ở đầu ra bộ ĐCCB III và IV ta nhận được:2 Ω+ Ω= ωmax min1[ ][ ][ ]{ }1 1Ω II1 1Ω ω190 +t ω_ Ωcos +90 _t ω+ Ωcos 2V V= Vt _cos +t ω+ Ωcos 2V V= V1 1ωω Ω[ ]1 Ωω II1 Ωω 190 +t ω_ Ωcos 2V V= Vt ω_ Ωcos 2V V= V1 1[ ][ ][ ]{ }{ }t ωΩ ωcos tω Ωω cos4 VV V90 90t ωΩ ωcos 9090 tω Ωω cos4 VV VV tω Ωω cost ωΩ ωcos 4V VV V1 21 2Ω ωω 12 12 Ωω ωIV 12 12 Ωω ωIII2 12 12 1+ −− −+ =− −+ −+ +− −+ =+ −+ −+ =• Ở đầu ra bộ tổng ta nhận được:Đây là biên tần trên của tín hiệu SSB. Nếu ta thay bộ tổng bằng bộ hiệu ta sẽ thu được biên tần dưới. Phương pháp không cần dùng mạch quaypha đối với tín hiệu điều chế nên dễ thực hiện hơn.Phổ của tín hiệu đơn biên và đồ thò vectơ của nó theo phương pháp lọc – quay pha kết hợp được biểu diễn trên hình 2-9.

3. Ví dụ minh họa:

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Khảo sát tín hiệu điều chế dùng Matlab
  • 94
  • 1,810
  • 9

Tải bản đầy đủ (.doc) (94 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(1.21 MB) - Khảo sát tín hiệu điều chế dùng Matlab-94 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×