1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
------000------
TP.HCM – NĂM 2011
GV : LÊ VĂN HÙNG
Môn học
CÔ SÔÛVIEÃN THOÂNG
GV: LÊ VĂN HÙNG
CÔ SÔÛ VIEÃN THOÂNG
2. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 2/152
1. Tổng quan hệ thống thông tin tương tự và hệ
thống số
2. Điều chế và giải điều chế tương tự
3. Mã hóa nguồn-Mã đường dây
4. Điều chế và giải điều chế số
5. Kỹ thuật mã hóa và giải mã dữ liệu
6. Mã hóa kênh truyền
7. Đồng bộ kênh truyền
8. Kĩ thuật trải phổ
9. Ghép kênh và đa truy cập
10.Khảo sát kênh truyền Fading
45 tiết lý thuyết
Nôi dung môn học
3. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 3/152
2. Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
2.1.1. Tín hiệu và phân loại tín hiệu
2.1.2. Năng lượng và công suất tín hiệu
2.1.3. Mật độ phổ tín hiệu
2.1.4. Tương quan và tự tương quan
2.2. Điều chế tuyến tính
2.2.1. Điều chế biên độ AM
2.2.2. Điều chế DSB,SSB,VSB
2.3. Điều chế hàm mủ
2.3.1. Điều chế tần số và pha (FM và PM)
2.3.2. Giải điều chế FM, PM
4. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 4/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1.1 Tín hiệu và phân loại tín hiệu
Khái niệm tín hiệu: là sự biểu hiện vật lý của
tin tức mà nó mang từ nguồn tin đến nơi
nhận tin.
Phương cách biểu diễn tín hiệu: tín hiệu điện: dòng điện
hay điện áp.
Cách biểu diễn hay truyền đạt tín hiệu: mô hình toán
học.
Phân loại tín hiệu
Tín hiệu năng lượng
Tín hiệu công suất
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
5. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 5/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu năng lượng là tín hiệu tồn tại trong thời gian
ngắn và có năng lượng hữu hạn trong khoảng thời gian tồn
tại của tín hiệu
Tín hiệu công suất có công suất hữu hạn, thông thường tín
hiệu công suất có thời gian tồn tại vô hạn vì thế năng lượng
vô hạn, các tín hiệu tuần hoàn theo thời gian là tín hiệu
công suất
dttxdttxE
T
T
x
2/
2/
2
2/
2/
2
T
)()(lim
dttx
T
E
T
P
T
T
T
xx
2/
2/
2
)(
11
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
2.1.1 Tín hiệu và phân loại tín hiệu
6. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 6/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tỉ lệ lỗi bit trong hệ thống viễn thông phụ thuộc
vào năng lượng của tín hiệu nhận được
Công suất của tín hiệu là tốc độ mà năng lượng
thu được
Trong thực tế, tín hiệu phát đi là tín hiệu analog,
đó là tín hiệu công suất vì năng lượng sẽ tiến đến
vô hạnđại lượng công suất được quan tâm ở bên
phát
Trong phân tích tín hiệu viễn thông ở đầu thu,
người ta thường chỉ quan tâm điến năng lượng
của dạng sóng nhận được
2.1.1 Tín hiệu và phân loại tín hiệu
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
7. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 7/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
Năng lượng của tín hiệu Ex :
2
1
2 2
( )
t
x
t
E x x t dt
Với tín hiệu có thời hạn hữu hạn:
2
( )xE x t dt
Với tín hiệu có thời hạn vô hạn:
tín hiệu x là tín hiệu năng
lượng
0 xE Nếu
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
8. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 8/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu năng lượng có thời hạn hữu hạn
a. Xung vuông góc t
1
t
2
1
2
1
)(tx
c t
b
a
)(tx
0 1/ 2
1
( ) 1/ 2
2
1 1/ 2
t
x t t t
t
( )
t c
x t a
b
1/ 2
1/ 2
1x dt
1/ 2
1/ 2
1xE dt
x ab
2
Ex a b
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
9. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 9/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
1 1
( )
0 1
t t
x t t
t
1
t
11
)(tx
0 1
2 2
1 0
(1 ) (1 ) 2/3xE t dt t dt
0 1
1 0
(1 ) (1 ) 1x t dt t dt
A
t
Tt 0
)(tx
Tt 0 0t
0
( )
t t
x t A
T
b. Xung tam giác t
Tín hiệu năng lượng có thời hạn hữu hạn (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
10. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 10/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2( ) >0t
T
t
x t Xe
T
0
(1 )
T
t TX
x Xe dt e
Tín hiệu năng lượng có thời hạn hữu hạn (tt)
X
t
T0
)(tx
c. Xung hàm mũ
2
2 2 2
0
(1 )
2
T
t T
x
X
E X e dt e
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
11. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 11/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
d. Xung cosin
0
0
( ) cos
t
x t X t
0
0
2
0
0
2
2
cos
X
x X tdt
2
02
X
Ex
X
t
o
2
)(tx
o
2
Tín hiệu năng lượng có thời hạn hữu hạn (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
12. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 12/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu năng lượng có thời hạn vô hạn
a. Hàm mũ suy giảm
0
( ) >0
0 0
t
Xe t
x t
t
0
t X
x Xe dt
X
t
T0
)(tx
2
2 2
0
2
t
x
X
E X e dt
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
13. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 13/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
b. Tín hiệu sin suy giảm theo hàm mũ
0sin 0
( )
0 0
t
Xe t t
x t
t
0
2 2
0
x X
X
t
0
0
)(tx
-X
0
2
0
2 2
2 2 2
04
x
X
E
Tín hiệu năng lượng có thời hạn vô hạn(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
14. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 14/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
0
00
sin
0
( )
1 0
t
t
tx t Sa t
t
0
x
c. Tín hiệu Sa
0
xE
t
1
tx
0
0
2
0
3
0
0
2
0
3
Tín hiệu năng lượng có thời hạn vô hạn (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
15. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 15/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
d. Tín hiệu Sa20t
2
0
22
0 0
sin
t 0
( )
1 t = 0
t
x t Sa t t
0
x
0
2
3
xE
t
1
tx
0
0
2
0
3
0
0
2
0
3
Tín hiệu năng lượng có thời hạn vô hạn (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
16. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 16/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất trung bình của tín hiệu
2
1
2
2 1
( )
t
t
x
x t dt
P
t t
Với tín hiệu có thời hạn hữu hạn:
21
lim ( )
2
T
x
T
T
P x t dt
T
Với tín hiệu có thời hạn vô hạn:
Với tín hiệu tuần hòan:
2
0
1
( )
T
xP x t dt
T
tín hiệu x là tín hiệu công suất0 xP Nếu
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
17. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 17/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu CS không tuần hoàn
Tín hiệu tuần hòan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.2 Năng lượng và công suất tín hiệu
18. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 18/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Bước nhảy đơn vị 1(t)
0
1 1
lim
2 2
T
T
x dt
1 t > 0
( ) 1( ) 1/ 2 t = 0
0 t < 0
x t t
1
2
xP
1
t
0
)(tx X
t
0
0
( ) .1x t X t t
0
t
1
t
0
)(tnz
2
1
)(1 tZ
)(2 tZ
ntZn ),(
1
1
2
1 1 1
( )
2 2 2
1
0
2
n
t
n
z t nt t
n n
t
n
Tín hiệu CS không tuần hoàn (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
19. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 19/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
b. Hàm mũ tăng dần
X
t
0
)(tx
( ) 1 1( )t
x t X e t
0
1
lim (1 ) ;
2 2
T
t
T
X
x X e dt
T
2
2
x
X
P
1 t 0
( ) > 0
0 t < 0
t
X e
x t
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
Tín hiệu CS không tuần hoàn (tt)
20. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 20/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
1 t > 0
( ) ( ) 0 0
1 t < 0
x t Sgn t t
b. Tín hiệu Sgn(t)
1
t
0
)(tx
-1
0
2 2
0
1
lim ( 1) (1) 1
2
T
x
T
T
P dt dt
T
0
0
1
lim ( 1) (1) 0
2
T
T
T
x dt dt
T
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
Tín hiệu CS không tuần hoàn (tt)
21. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 21/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Tín hiệu điều hòa
x(t)
q
X
T
t
tX 0cos
tX 0cos
2
2
X
Px 0x
Tín hiệu CS tuần hòan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
22. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 22/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
x(t)
X
T
t
pha = 0
pha =/4
b. Dãy xung vuông góc lưỡng cực
0x
2
xP X
2/2/
X
t
......
T-T
x(t)
c. Tín hiệu xung vuông góc đơn cực
/ 2
/ 2
1
;
X
x Xdt
T T
/ 2 2
2
/ 2
1
;x
X
P X dt
T T
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
Tín hiệu CS tuần hoàn (tt)
23. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 23/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu và phổ tín hiệu
Tín hiệu và phân loại tín hiệu
Năng lượng và công suất tín hiệu
Mật độ phổ tín hiệu
Tương quan và tự tương quan
Điều chế tuyến tính
Điều chế biên độ AM
Điều chế DSB, SSB,VSB
Điều chế hàm mũ
Điều chế tần số và pha (FM và PM)
Giải điều chế FM, PM
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
24. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 24/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Phổ của tín hiệu năng lượng được xác định bởi biến đổi thuận
Fourier. Biến đổi Fourier là một công cụ tóan được định nghĩa
là một cặp biến đổi thuận – ngược như sau:
Định nghĩa
( ) ( ) ( ). j t
X F x t x t e dt
1 1
( ) ( ) ( ).
2
j t
x t F X X e d
x(t) và gọi là cặp biến đổi Fourier( )X
( ) ( )x t X Ký hiệu
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
25. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 25/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
. ( ) . ( ) . ( ) . ( )a x t b y t a X bY
1. Nếu x(t) là tín hiệu thực thì P(),|X()| là hàm chẵn theo
, Q(),() là hàm lẽ theo
3. Tính chất tuyến tính
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
x t X
x t X
x t X
x t X
2.
Các tính chất của phổ
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
26. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 26/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
( )
t
x a X a
a
4. Tính chất đối xứng
( ) ( )x t X
5. Tính chất đồng dạng
6. Tính chất dịch chuyển trong miền thời gian
0
0( ) j t
x t t X e
0
0( ) j t
x t t X e
( ) 2X t x
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
27. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 27/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
7. Tính chất dịch chuyển trong miền tần số (điều chế)
0
0( ) j t
x t e X
0 0 0
1
( )cos
2
x t t X X
0
0( ) j t
x t e X
0 0 0
1
( )sin
2
x t t X X
j
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
28. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 28/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
9. Vi phân trong miền thời gian
( )
( ) . ( )
n
n
n
d x t
j X
dt
( )
( ) 1,2,3...
n
n n
n
d X
j t x t n
d
8. Vi phân trong miền tần số
( )
1: ( )
dX
n tx t j
d
2
2
2
( )
2: ( )
d X
n t x t
d
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
29. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 29/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
11. Tích chập trong miền thời gian
( ) ( ) ( ) ( )x t y t X Y
12. Tích chập trong miền tần số
1
( ). ( ) ( ) ( )
2
x t y t X Y
10. Tích phân trong miền thời gian
1
( ) ( )
t
x d X
j
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
30. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 30/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
13. Phổ của hàm tương quan và tự tương quan
( ) ( ) ( ) ( ) ( )xy x t y t dt x t y t
Theo định nghĩa ta có
( ) ( ) ( )xyF X Y
Đối với hàm tự tương quan x(t) = y(t)
2
( ) ( ) ( )xF X mật độ phổ năng lượng
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
31. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 31/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
14. Định lý Parseval
1
( ) ( ) ( ) ( )
2
x t y t dt X Y d
Khi x(t) = y(t) 2 21
( ) ( )
2
xx t dt X d E
Đl Parseval cho ta một sự liên hệ giữa năng lượng được
xác định trong miền thời gian và miền tần số
2 21
( ) ( )
2
x t dt X d
Các tính chất của phổ(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
32. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 32/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Phổ một số tín hiệu thường gặp
( ) 1( ) ( >0)t
x t e t 1
t
0
( )x t
( )X
( )
1
2
2
11( )t
e t
j
2 2
1X
1tan
1( )X
j
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
33. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 33/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2 2
2t
e
1
t
( )x t ( )X
2
( )
t
x t e
2 2
2X
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
34. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 34/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
1
t
2
T
2
T
)(tx
t tx
T
( )X
2
T
4
T
2
T
4
T
1
2 2
2
t TT Sa
T
2
TX TSa
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
35. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 35/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
0
( ) tx t Sa
0
( )X
0
0
Áp dụng tính chất đối xứng ta có:
2
TSa
T
t T
t
1
tx
0
0
2
0
3
0
0
2
0
3
0
00 2
tSa
0 0
2 Sa t
0
2
2
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
36. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 36/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
( ) tx t
T
1
t
TT
)(tx
X
2
T
3
T
4
T
2
T
3
T
4
T
T
( )
2
x
TSa
T
T
T
t Tx t
Áp dụng tính chất phổ của hàm tự tương quan ta có:
2
2
T
F T TSa
T
2
2
Tt TSa
T
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
37. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 37/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2
0
( ) tx t Sa
t
1
tx
0
0
2
0
3
0
0
2
0
3
( )X
0
20
2
0
2
0
00 2
tSa
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
38. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 38/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2 2/2( ) tex t
( )x t1
t
( )X 2
2 2 2 22/2 /22te e
Phổ một số tín hiệu thường gặp(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
39. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 39/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Mật độ phổ năng lượng
Mật độ phổ công suất
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan
b. Tín hiệu tuần hòan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
40. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 40/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Mật độ phổ năng lượng của tín hiệu năng lượng là đại lượng
2
X
Theo tính chất của phổ(tc 13) ta có:
2
x X
Như vậy và ( là cặp biến đổi Fourier
j
x e d
1
2
j
x e d
Với tín hiệu thực, HTTQ chẵn, do đó mật độ phổ năng lượng
cũng là hàm chẵn theo .
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
41. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 41/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Như vậy năng lượng của TH có thể được xác định theo 3 cách sau:
Khi thay = 0 vào HTTQ ta có:
1
0
2
x xd E Năng lượng của TH được xác định
trong miền tần số
(1) Tính trực tiếp từ tích phân bình phương tín hiệu Ex = [x2].
(2) Tính từ hàm tự tương quan Ex= (0).
0
1 1
2
xE d ( khi chẵn)
(3) Tính từ mật độ phổ năng lượng
Mật độ phổ năng lượng
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
42. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 42/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Năng lượng một dải tần = 2- 1
1 2 2
2 1 1
1 1 1
2 2
x xE d d E d
( khi chẵn)
Mật độ phổ năng lượng (tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
43. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 43/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Ví dụ: Tìm mật độ phổ năng lượng và năng lượng của tín hiệu
x(t) = e-t1(t) (>0)
Ta có:
1
X
j
2 2
1
1 1
2
F e
1
2
xE
Năng lượng tín hiệu trong dải tần :
3
,
3
2 2
3
3
1 1 1 1
12 6
x xE d E
Mật độ phổ năng lượng(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
44. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 44/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Mật độ phổ năng lượng
Mật độ phổ công suất
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan
b. Tín hiệu tuần hòan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
45. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 45/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan
Ta có HTTQ của THCS x(t):
/ 2
/ 2
1
lim
T
T
T
x t x t dt
T
/ 2 / 2
/ 2 / 2
1
lim
T T
j
T
T T
F x t x t dt e d
T
/ 2
/ 2
1
lim
T
j t
T
T
T
e d
T
1
lim T
T T
Phổ Fourier giới hạn
/ 2 / 2
/ 2 / 2
1
lim
T T
j
T
T T
x t x t dt e d
T
Mật độ phổ công suất
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
46. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 46/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Như vậy HTTQ và mật độ phổ CS là cặp biến đổi Fourier giới hạn
trong đó T() là mật độ phổ năng lượng của tín hiệu xT(t) =
x(t)(t/T) tức x(t) được xét trong khỏang thời gian T
lim T
T T
và
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan(tt)
Mật độ phổ công suất(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
47. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 47/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất của TH
/ 2
2
/ 2
1
lim ( )
T
x
T
T
P x t dt
T
1
2
xP d
Tín hiệu xT(t) có năng lượng :
/ 2
2
/ 2
1
( )
2T
T
x T
T
E x t dt d
Công suất của x(t) được xác định theo biểu thức sau:
1 1
lim
2
T
T
d
T
1 1 1
lim
2 2
T
T
d d
T
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan(tt)
Mật độ phổ công suất(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
48. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 48/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Như vậy CS của tín hiệu có thể được xác định theo các cách sau:
(1) Tính trực tiếp từ trị trung bình bình phương tín hiệu Px = <x2>.
(2) Tính từ hàm tự tương quan Px= (0).
(3) Tính từ mật độ phổ công suất
0
1 1
2
xP d d ( khi chẵn)
1 2 2
2 1 1
1 1 1
2 2
xP d d d
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan(tt)
Mật độ phổ công suất(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
49. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 49/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Mật độ phổ năng lượng
Mật độ phổ công suất
a. Tín hiệu công suất không tuần hòan
b. Tín hiệu tuần hòan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
50. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 50/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Theo tính chất của phổ ta có:
2
x nX
Như vậy, mật độ phổ công suất của THTH:
2
0 02 2x n n
n n
X n n
2
n nX là hệ số khai triển Fourier của HTTQ
Mật độ phổ công suất của THTH là phổ của HTTQ
b. Tín hiệu tuần hòan
Mật độ phổ công suất(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
51. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 51/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất được xác định từ mật độ phổ công suất :
2 2
0
1
2
x n n
n n
P d X n d X
x n
n
P
0
1
2x n
n
P
Với tín hiệu thực, phổ biên độ là hàm chẵn, do đó
b. Tín hiệu tuần hòan(tt)
Mật độ phổ công suất(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
2.1.3 Mật độ phổ tín hiệu (tt)
52. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 52/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
2.1.1. Tín hiệu và phân loại tín hiệu
2.1.2. Năng lượng và công suất tín hiệu
2.1.3. Mật độ phổ tín hiệu
2.1.4. Tương quan và tự tương quan
2.2. Điều chế tuyến tính
2.2.1. Điều chế biên độ AM
2.2.2. Điều chế DSB,SSB,VSB
2.3. Điều chế hàm mủ
2.3.1. Điều chế tần số và pha (FM và PM)
2.3.2. Giải điều chế FM, PM
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
53. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 53/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Hệ số tương quan
b. Hàm tương quan
2.1.4 Tương quan và tự tương quan
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
54. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 54/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Hệ số tương quan
Hệ số tương quan giữa hai tín hiệu được định nghĩa như sau:
2
( ) ( )
,
,
( )
xy
x t y t dt
x y
x x
x t dt
2
( ) ( )
,
,
( )
yx
y t x t dt
y x
y y
y t dt
Hệ số tương quan chuẩn hóa
, ,
, ,
xy yx
x y y x
x x y y
0 1
0
1
khi x và y trực giao
khi x = y
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
55. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 55/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
HTQ tín hiệu năng lượng
HTQ tín hiệu công suất
Hàm tương quan THCS không tuần hòan
Hàm tương quan tín hiệu CS tuần hòan
a. Hàm tương quan
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
56. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 56/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
( ) ( ) ( ) ( )xy x t y t dt x t y t
( ) ( ) ( ) ( )yx y t x t dt y t x t
Hàm tương quan
Hàm tự tương quan
( ) ( )x x t x t dt
a. Hàm tương quan
HTQ tín hiệu năng lượng
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
Tích chập
57. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 57/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
• Tính chất:
2
(3) 0 ( )x xx t dt E
(4) 0
(1) xy xy
xy xy với tín hiệu thực
(2) x x
x x với tín hiệu thực
Hàm tự tương quan của tín hiệu thực là hàm chẵn
Năng lương của tín hiệu = giá trị HTTQ khi = 0
a. Hàm tương quan(tt)
HTQ tín hiệu năng lượng
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
58. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 58/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
• Ví dụ 1: Tìm hàm tương quan của hai tín hiệu sau:
1
t
1
0
)(ty
X
t
0
)(1)( ttXetx
X
t
)(tx
*Xét 1 1
2 2
1/ 2
0
t
xy Xe dt
+1/2-1/2
1/ 2
1
X
e
a. Hàm tương quan(tt)
HTQ tín hiệu năng lượng
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
59. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 59/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
HTQ tín hiệu năng lượng
HTQ tín hiệu công suất
Hàm tương quan THCS không tuần hòan
Hàm tương quan tín hiệu CS tuần hòan
a. Hàm tương quan(tt)
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
60. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 60/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Hàm tương quan THCS không tuần hòan
1
lim ( ) ( )
2
T
xy
T
T
x t y t dt
T
Hàm tương quan
Hàm tự tương quan
1
lim ( ) ( )
2
T
yx
T
T
y t x t dt
T
1
lim ( ) ( )
2
T
x
T
T
x t x t dt
T
a. Hàm tương quan(tt)
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
61. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 61/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
• Ví dụ 1: Tìm hàm tự tương quan của x(t) = X1(t)
X
t
0
)(tx
X
t
0
)(tx
T-T
0
2
21
lim
2 2
T
x
T
X
X dt
T
0
2
2
0
1
lim
2 2
T
x
T
X
X dt
T
2
2
x
X
X
t
0
)(tx
T-T
Hàm tương quan THCS không tuần hòan
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
62. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 62/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
HTQ tín hiệu năng lượng
HTQ tín hiệu công suất
Hàm tương quan THCS không tuần hòan
Hàm tương quan tín hiệu CS tuần hòan
a. Hàm tương quan
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
63. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 63/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Hàm tương quan tín hiệu CS tuần hòan
0
1
( ) ( )
T
xy x t y t dt
T
0
1
( ) ( )
T
yx y t x t dt
T
0
1
( ) ( )
T
x x t x t dt
T
a. Hàm tương quan(tt)
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
64. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 64/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
• Tính chất
2
(3) 0x xx P
(4) 0
(1) ;xy xy
xy xy (đối với TH thực)
(2) ;x x
x x (đối với TH thực)
a. Hàm tương quan(tt)
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
65. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 65/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tương quan giữa hai tín hiệu cho phép ta đo mức độ giống nhau
giữa 2 tín hiệu
Tương quan được ứng dụng nhiều trong các bộ thu của các thiết bị
viễn thông với mục đích đồng bộ, tách sóng, phát hiện mục tiêu
(radar), giải chập, loại nhiễu,…
Tự tương quan đại diện cho sự tương khớp của một tín hiệu và
một tín hiệu khác là phiên bản dịch chuyển của tín hiệu đó.
Hàm tự tương quan cho phép ta đo mức độ ( khoảng cách) tương
khớp của một tín hiệu và copy của tín hiệu đó đã được dịch chuyển
một khoảng thời gian
2.1.4 Tương quan và tự tương quan(tt)
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu(tt)
66. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Bài tập
Xác định mật độ phổ năng lượng của hàm
chữ nhật
1
t
2
1
2
1
)(tx
0 1/ 2
1
( ) 1/ 2
2
1 1/ 2
t
x t t t
t
67. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 67/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1. Tín hiệu và phổ tín hiệu
• 2.1.1. Tín hiệu và phân loại tín hiệu
• 2.1.2. Năng lượng và công suất tín hiệu
• 2.1.3. Mật độ phổ tín hiệu
• 2.1.4. Tương quan và tự tương quan
2.2. Điều chế tuyến tính
• 2.2.1. Điều chế biên độ AM
• 2.2.2. Điều chế DSB,SSB,VSB
2.3. Điều chế hàm mủ
• 2.3.1. Điều chế tần số và pha (FM và PM)
• 2.3.2. Giải điều chế FM, PM
68. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 68/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
i. Vai trò của điều chế trong hệ thống viễn thông
ii. Vị trí của điều chế trong hệ thống viễn thông
iii.Định nghĩa và định lý điều chế (A-A,D-A)
iv.Mục đích của điều chế
v. Phân loại điều chế
2.2. Điều chế tuyến tính
69. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 69/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
i. Vai trò của điều chế trong hệ thống viễn thông
Điều chế là một kỹ thuật rất quan trọng trong hệ thống
viễn thông, thông qua quá trình điều chế và giải điều chế ta
có thể hiểu được cơ chế truyền tải thông tin qua một hệ
thống viễn thông
Nắm bắt các kỹ thuật điều chế giúp ta nắm bắt được các
công nghệ viễn thông hiện tại cũng như các công nghệ viễn
thông đã phát triễn và được ứng dụng
Điều chế và giải điều chế (modem) được xem như là “bộ
nảo” của hệ thống trong khi đó bộ thu phát được xem như
là “cơ bắp” của hệ thống (theo BERNARD SKLAR)
2.2. Điều chế tuyến tính
70. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 70/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
ii. Vị trí của điều chế trong hệ thống viễn thông
Other Destination
Other Sources
Dmod
Mod UC PA
LNADC
Inf
Inf
Mux
Dmux
Hệ thống thông tin analog cơ bản
Carrier Frequency
2.2. Điều chế tuyến tính
71. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 71/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
LNA DC Dem Dmx SDeCDe ForDeE
TA
PA UC Mod Mux SEnCEn ForEnc
Transmitter Side
Inf
Source
Inf
Sink
Receiver Side
other sources
other destinations
Channel
RA
Communication
Hệ thống thông tin số cơ bản
Carrier Frequency (IF)
2.2. Điều chế tuyến tính
ii. Vị trí của điều chế trong hệ thống viễn thông
72. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 72/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
a. Định nghĩa điều chế
Điều chế (tương tự-tương tự và số-tương tự) là quá trình:
Biến đổi một trong các thông số sóng mang cao tần tỷ lệ
với tín hiệu điều chế băng gốc
b. Định lý điều chế
0
0( ) j t
x t e X
( )x t X
ω0
iii.Định nghĩa điều chế
2.2. Điều chế tuyến tính
73. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 73/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Chuyển phổ của tín hiệu từ tần số thấp lên tần
số cao và biến đổi thành dạng sóng điện từ
lan truyền trong không gian
Giảm bước sóng, thu nhỏ kích thước antenna
Cho phép sử dụng hữu hiệu kênh truyền
Tạo ra các tín hiệu có khả năng tránh nhiễu
iii.Mục đích của điều chế
2.2. Điều chế tuyến tính
74. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 74/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
iv.Phân loại điều chế
Các hệ thống điều chế
Liên tục Xung
Biên độ Góc Tương tự Số
AM-SC
AM
SSB-SC
VSB
PM
FM
PAM
PDM
PCM
DELTA
2.2. Điều chế tuyến tính
75. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 75/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.2 Điều chế tuyến tính
2.2.1 Điều chế biên độ AM
2.2.2 Điều chế DSB,SSB,VSB
2.3 Điều chế góc
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
2.3.2 Giải điều chế FM,PM
2.2. Điều chế tuyến tính
76. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 76/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Điều chế biên độ tác động lên biên độ
của sóng mang điều hòa làm thay đổi
tuyến tính biên độ của sóng mang điều
hòa làm dịch chuyển tần số sóng mang
điều hòa theo tần số của tín hiệu cần điều
chế
Yếu tố tác động tuyến tính lên sóng
mang điều hòa chính là tín hiệu tin tức
Định nghĩa điều chế biên độ
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
77. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 77/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.1 Điều chế biên độ (tuyến tính)
2.1.1 Điều chế biên độ AM
2.1.2 Điều chế DSB,SSB
2.2 Điều chế góc( hàm mũ)
2.2.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
2.2.2 Giải điều chế FM,PM
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
78. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 78/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Điều biên (AM – Amplitude Modulation)
Điều biên hai dải bên (DSB – Double Side band)
Điều biên triệt sóng mang (AM-SC – Amplitude Modulation
with Suppressed Carrier)
Điều biên một dải bên (SSB – Single Side band)
Điều biên một dải bên triệt sóng mang (SSB-SC – Single
Side band with suppressed Carrier)
Điều biên một dải bên (SSB– Single Side band)
Điều biên triệt một phần dải bên (VSB – Vestigal Side band)
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
Các tín hiệu điều biên
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
79. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 79/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Nếu tín hiệu tin tức x(t) âm tần tác động làm
thay đổi biên độ của sóng mang cao tần ta có tín
hiệu điều biên
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
80. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 80/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Nếu tín hiệu tin tức x(t) tác động làm thay đổi biên độ của sóng
mang ta có tín hiệu điều biên
Y(t) đường bao biên độ, là hàm của thời gian biến thiên theo
quy luật của TH x(t).
Định nghĩa: Sóng mang là các dao động điều hòa cao tần
Sóng mang điều hòa
)cos()( 0 tVty cC
trong đó: VC biên độ , tần số là hằng số
góc pha tức thời
c
)( 0 tc
)cos()()( 0 ttVty cC
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
81. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 81/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu âm tần là tín hiệu
của sóng âm thanh sau khi
được đổi thành tín hiệu
điện thông qua Micro.
Phổ
băng
tần
thoại
0 4kHz
Phổ băng
tần của
audio
0 20kHz 0
Phổ băng
tần của
video
4MHz(4.3MHz)
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
82. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 82/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Quá trình phát tín hiệu AM ở đài phát
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
83. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 83/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu AM có dạng :
Ví dụ với x(t) = Vm cos0t. Tín hiệu AM có dạng:
tVttxty cCcAM coscos)()(
ttxVty cCAM cos)]([)(
( )x t ( )AMy t
tV cC costccos
ttmVttVVty cccmCAM cos]cos1[cos]cos[)( 00
0 0
1
( ) cos [cos( ) cos( ) ]
2
AM C c c c cy t V t mV t t
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Điều chế và giải điều chế AM tổng quát là Switching
modulator, rectifier detector (TKTL:BP Lathi)
m
c
V
m
V
84. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 84/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2
c
m
V
2
c
m
V
Vc
0c 0c c
Phổ
trung
tâm
Phổ biên
trên USB
Phổ biên
dưới
LSB
Ví dụ với x(t) = Vm cos0t. Tín hiệu AM có dạng:
0
c
0 0
1
( ) cos [cos( ) cos( ) ]
2
AM C c c c cy t V t mV t t
tVtVty cccc cos)cos()( 0
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
85. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 85/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
x(t) = Vm cos0t.
Chỉ số điều chế
tVtVty cccc cos)cos()( 0
minmax
minmax
VV
VV
V
V
m
c
m
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
86. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 86/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất AM
Áp dụng cho một hài
của thông tin2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
87. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 87/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất trường hợp tổng quát
))()(21(
2
1
))(1(
2
1 22222
txmtmxVtmxVP ccAM
)1(
2
1
))(1(
2
1 22222
xcc SmVtxmV
sbcAM PPP 2 2
2
1
c
VPc cxxcsb PSmSmVP 222
2
1
4
1
ttmVttVVty cccmCAM cos]cos1[cos]cos[)( 00
ttx 0cos)(
2
)(txSx
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Với Sx=1/2 PAM=Pc(1+m2/2)
1)( tmx 12
xSm csb PP
2
1
AMsb PP
4
1
Tính cho một side band
Đặt
88. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 88/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
)1(
2
1
))(1(
2
1 22222
xccAM SmVtxmVP
Công suất sóng mang thông tin là
22
cos)(cos)( ttmxVttxVP cccmm
2
2 2 2
( )cos ( )
2
c
m c c
V
P V mx t t m x t
Tương
đương 2
dãy bên
Với X(t) là hàm sin
2 1( )
2
x t
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
sb
c
m Pm
V
P 2
4
2
2
2
2
22
2
2
2
)
2
1(
2
4
m
m
mV
m
V
H
c
c
Hiệu suất luôn tính
cho 2 sideband
89. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 89/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
1)( tmx 12
xSm csb PP
2
1
AMsb PP
4
1
Các đẳng thức xảy ra khi mx(t)=1
x(t) là hàm bất kỳ ta có
2
2 2 2 2
2 2 2
2 2
( ) ( ) 12 50%
21 ( )
(1 ( ) )
2
c
c
V
m x t m x t
H
V m x t
m x t
ít nhất 50% Công suất hao phí không mang thông tin
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Công suất trường hợp tổng quát
90. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 90/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Công suất AM
Sóng AM có công suất sóng mang là 30W, chỉ số
điều chế là 85%
Tính công suất toàn phần và công suất một dãi bên của sóng AM
trên
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
91. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 91/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
VD tính hiệu suất
Công suất của sóng AM giải điều chế so với tổng
công suất AM phát đi được gọi là hiệu suất phát
AM và được tính theo công thức
Ps là công suất của sideband,Pt là công suất AM
phát
Tính μ khi biết chỉ số điều chế m=0.5
Chứng minh rằng với AM hai dãi bên có hiệu suất cực đại=0.33 khi
m=1
100%
Ps
H
Pt
2 2 2
2
2 22
4 4
2
1
2 2
.
( )
m c
AM c
V m V
m
P mV m
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
92. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 92/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
t
)(tx
x
0
maxminminmax
y
0
4
1
yc(t)
t
A
A
cy
2
2
A
A
A
tyAM
Tín hiệu và phổ
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
93. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 93/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
R
C tyAM
tx
tA cos
L
( )x t
cos t
( )AMy t
cosA t
Sơ đồ khối tạo tín hiệu AM và mạch thực hiện
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
94. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 94/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Giải điều chế tín hiệu AM (tách không kết hợp)
R C tyAM
tuc
t
)(tuc
t
)(tyAM
quá điều chế
A
A
tyAM
Nếu đường bao biên độ có giá trị âm:
A
A
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
95. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 95/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
x(t) = acos0t.
0
y(t) = V cos t +φ t cosm c c
A
Chỉ số điều chế
( ) ( ) cosAM m
y t V x t t
Tách sóng đường bao được cho bởi biểu thức
( ) ( )m
e t V x t
Điều kiện tách
( ) 0m
V x t t chỉ số điều chế <1
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
96. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 96/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Chỉ số điều chế <1 Chỉ số điều chế =1 Chỉ số điều chế >1
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
97. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Chọn thời hằng RC hợp lý để tách sóng chính xác
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
/
( ) t RC
cv t Ee
Ta cần thời hằng
suy giảm theo hàm
mủ (RC) lớn hơn
rất nhiều so với chu
kỳ sóng AM (1/wc)
nên có thể xấp xỉ
Taylor như sau:
1
1( ) ( )cv t E t
RC
98. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Ta cần cdv E dE
dt RC dt
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Chọn thời hằng RC hợp lý để tách sóng chính xác
1( ) ( cos )
sin
m
m m
E t A t
dE
A t
dt
1
1
( cos )
sin
cos
sin
m
m m
m
m m
A t
A t t
RC
t
RC t
t
2
11
m
RC
99. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 99/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Giải điều chế tín hiệu AM (tách kết hợp)
LPF
Low Pass
FilterLocal
Oscillator
( Synchronous)
AM
input
infor
m(t)
+distortion
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
100. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 100/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Giải điều chế tín hiệu AM (tách kết hợp)
VX = AM input x LO
cos 2 cos 2
2 2 2 2
c c
x c c
x t x tV V
V = + t + + t
2
coscV + x t t
1 1
cos 2
2 2cV + x t + t
=
=
Khi qua LPF Vx=Vc/2+ x(t)/2
( ) ( ) cos cosAM c c c
y t LO V x t t t
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
101. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 101/152
Nếu băng thông tín hiệu điều chế là W
Băng thông của sóng AM : BAM =2W
2.2.1 Điều chế biên độ AM(tt)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
102. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Superheterodyne (Máy thu Amstrong)
IF=455kHz lý do: khó thiết kế bandpass filter có băng thông 10kHz nếu tần số fc
cao+ mạch khuếch đại lý tưởng ở tần số này (adequate selectivity), IF=455kHz là
tương đối thấp và có thể sử dụng mạch khếch đại 3 tầng + các mạch cộng hưởng dể
thiết kế, đồng bộ mạch khuếch đại và cộng hưởng cho tất cả các đài.
103. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 103/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
Định nghĩa điều chế đơn biên SSB: là quá trình điều chế
tạo một biên tần (biên trên hay biên dưới) của tín hiệu
AM.
2
A
c
m
V
2
A
c
m
V
VC
c m c m
2
A
c
m
V
c m
2
A
c
m
V
2
A
c
m
V
c m c m
AM DSB
SSB
Định nghĩa điều chế DSB: là quá trình điều chế AM
tạo 2 biên tần (biên trên và biên dưới) đồng thời triệt
sóng mang của tín hiệu AM (AM-SC – Amplitude
Modulation with Suppressed Carrier)
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
104. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 104/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Dùng công thức lượng giác
1
cos cos (cos( ) cos( ))
2
x y x y x y
x(t)
cosc cV t
0 0
1
( ) cos ( ) cos( ) cos( )
2c c c c cx t V t DSB V x t
2
A
c
m
V
2
A
c
m
V
c m c m
Băng thông BDSB=2W
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
105. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 105/152
Phổ tần DSB giống với phổ AM nhưng về mặt thời
gian thì có sự khác nhau
Amax=Vc
( ) ( ) ( )A t V t x t
( ) ( ) cosc c cx t x t V t
0
0 0
180 0
( )
( )
( )
x t
t
x t
2 21
2DSB c xP V m S
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
106. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 106/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
xDSB(t)
cos ct
LPF m’(t)
Local
oscillator
2 1
( ) ( )cos ( ) [1 cos2 ]
2
1 1
( ) cos2
2 2
c c c
c
DSB t Cos t m t t m t t
m t t
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
107. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 107/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
cos cos sin sin cos( )x y x y x y mDùng công thức lượng giác
2
2
cos ct
( )cos cm t t
( )m t
ˆ ( )m t ˆ ( )sin cm t t
( )SSB t
2.2.2 Điều chế SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Chặn bớt một band của DSB bằng bộ lọc
Yêu cầu: Độ dịch pha phải
chính xác
( )y tFilter
cos ct
( )m t ( )DSB t
Yêu cầu: Filter lý tưởng
108. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 108/152
B W 2 21
4SSB c xP V m S
2.2.2 Điều chế SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
109. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 109/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Giải Điều chế SSB
xSSB(t)
cos ct
LPF m’(t)
Local oscillator
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
110. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 110/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.2.2 Điều chế SSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
SSB: khó thiết kế lọc lý tưởng hoặc độ
dịch pha không chính xác
VSB
111. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 111/152
Điều chế VSB (Vestigial Sideband
Modulation)
Điều chế VSB tương tự như DSB nhưng chỉ
truyền một band của DSB bằng cách loại bỏ và
truyền một phần band còn lại
Đáp ứng bộ lọc
0( ) ( ) ( ),c c cH f u f f H f f f
2.2.2 Điều chế VSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
112. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 112/152
0( ) ( ) ( ),c c cH f u f f H f f f
( ) ( )H f H f
0( )H f f
VSBB W W
2.2.2 Điều chế VSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Thông thường
W VSB >25% W
SSB
113. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 113/152
1
2
( ) ( ( )cos ( )sin )VSB c c q cx t V x t t x t t
^
( ) ( ) ( )qx t x t x t
2( ) ( ) ( ) j t
x t j H f X f e df
0( ) ,= W x t VSB SSB
1 0
^
( ) ( ) ,x t x t VSB DSB
2 2 2 21 1
4 2c x VSB c xV m S P V m S
2.2.2 Điều chế VSB
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
114. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Diều chế QAM(tham khảo)
1 2( )cos ( )sinQAM c cm t t m t t
2.2. Điều chế tuyến tính(tt)
Thêm
khối trể
Pi/2 nếu
điều chế
SSB
1 1 2
1 1 2
2 2
2 2
( ) ( )cos [ ( )cos ( )sin ( )]cos
( ) ( )cos ( )sin ( )
QAM c c c c
c c
x t t t m t t m t t t
m t m t t m t t
Giải điều chế
Đòi hỏi độ chính xác về pha, được ứng dụng trong TV màu
115. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 115/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.2 Điều chế tuyến tính
2.2.1 Điều chế biên độ AM
2.2.2 Điều chế DSB,SSB
2.3 Điều chế góc
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
2.3.2 Giải điều chế FM,PM
116. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 116/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
( ) cos( ( )) cos ( )c c
u t A t t A t
Tín hiệu điều pha PM (Phase Modulation)
0
.PM p
t t k m t
.i p
d t dm t
f t k
dt dt
Tín hiệu điều tần FM (Frequency Modulation)
ω tần số sóng mang
0 góc pha ban đầu
kp hằng số tỉ lệ
0FM f
t t k m t dt
.FM ff t k m t
Tín hiệu tin tức được gắn vào tần số (pha) của sóng mang
2.3 Điều chế góc
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
( ) pk m t
fk m t
117. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 117/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
maxPM pk m t
Độ lệch pha và tần số:
•PM:
max
PM p
dm t
k
dt
•FM: max
FM fk m t dt
maxFM f
k m t
nếu
Tín hiệu PM dải hẹp
max
1PM pk m t
nếu
Tín hiệu FM dải hẹp
max
1FM fk m t dt
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
118. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 118/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Quan hệ giữa PM và FM
0FM f
t t k m t dt
0PM p
t t k m t
Mạch
tích
phân
ĐC
PM
m t dt tyFM
Mạch
vi
phân
ĐC
FM
dm t
dt
PMu t
0PM p
d
t k m t
dt
0
( )FM f
t t k m t
PM,FM khác nhau về cách thức điều chế (vi phân,
tích phân)
Giống nhau: Có pha và tần số thay đổi theo thời gian
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
119. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 119/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
120. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 120/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu điều pha PM
[ ]PM c pu t A Cos t k m t
Tín hiệu PM dải hẹp: max
1PM p
k m t
( )
1pjk m t j t j t
PM c c pZ t A e e A jk m t e
( )
1pjk m t
pe jk m t 1PM =Do nên có thể chấp nhận
RePM PM py t Z t ACos t Ak m t Sin t
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
cos sinj t
e j
121. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 121/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
•Bề rộng phổ BPM = 2wm,
2
2
2 4
p
PM m m m x m x m
k AA
mm
x
PM
m m
m m
m2
RePM PM pu t Z t ACos t Ak m t Sin t
Tín hiệu điều pha PM dải hẹp
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
Công suất PM, FM dãi hẹp=
với Ac biên độ sóng mang
21
2 cA
122. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 122/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu PM dải rộng (điều chế ở mức cao):
(Rất khó phân tích với tín hiệu x(t) tổng quát)
Xét x(t) = asinwmt. Ta có: [ sin ]PM c c p m
u t A Cos t k a t
( )p
f
m
k a cho PM
k a
cho FM
sin
( ) c mj t t
PM c
Z t A e
Re ( ) cosPM PM c n c m
n
u t Z t A J n t
có thể được khai triển thành chuỗi Fourier phức nhờ đẳng
thức Bessel
tj m
e sin
n
tjn
n
tj mm
eJe
sin
Tín hiệu điều pha PM dải rộng
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
max
FM fdo k m t dt
123. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 123/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Hàm Bessel
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
Re ( ) cosPM PM c n c m
n
u t Z t A J n t
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
124. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 124/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Re ( ) cosPM PM c n c m
n
y t Z t A J n t
Chú ý: Bề
rộng phổ
phụ thuộc
vào giá trị
Δθ không
phụ thuộc
vào giá trị
n, β càng
lớn Công
suất sóng
mang nhỏ
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
2.3 Điều chế góc(tt)
125. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 125/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Jo J1 J2 J3 J4 J5 J6 . . .
0 1
0.5 .94 .24 .03
1 .77 .44 .11 .02
2.4 0.0 .52 .43 .20 .06 .02
5.5 0.0 -.34 -.12 .26 .40 .32 .19 . . .
Hàm Bessel(tt)
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
2.2.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)(tt)
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
126. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 126/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
0.94 cos 0.24 cos 0.24 cos
+ 0.03 cos 2 0.03 cos 2
PM m m
m m
y t Y t Y t Y t
Y t Y t
0.5 Với ta có J0 = 0.94; J1 = 0.24; J2 = 0.03
mm
x
PM
m m
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
127. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 127/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
Độ rộng phổ có thể được lý luận theo quan điểm trộn tần
(heterodyne ), khi ta trộn 3 giá trị liên quan đến tần số
với nhau (fc, fm và Df ) ta được phổ là tổng của ba giá trị
tần số đó.
Băng tần trên sẽ là fc + fm + Δf và băng tần dưới sẽ là
fc - fm – Δf, do Δf =ß fm độ rộng phổ sẽ là 2(fm+ ßfm)
=2(β + 1) fm
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
mmm
f
fFM
f
fXk
dttxkdo
max
128. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 128/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Cố định fm cho denta f lớn ta
có B lớn hài trong phổ tăng
m
f
f
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
129. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 129/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
m
f
f
Cố định denta f,
thay đổi tần số điều
chế fm B lớn số
hài tăng
2.3 Điều chế góc(tt)
130. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 130/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Chú ý: Với Δf cố định, một hài duy nhất với tần số fm sẽ cho ra
nhiều hài nằm trong Δf đó, nghĩa là khác với điều chế AM cho ánh
xạ đơn ánh, một hài trong băng gốc chỉ cho ra một hài trong
bandpass. Ngược lại trong FM muốn điều chế tín hiệu fm ta phải
khôi phục tất cả phổ rời rạc của nó trong Δf
Khi tần số băng góc là một dãi tần W có tần số lớn nhất là fmax thì
tất cả các hài trong W đều được trải rời rạc trong khoảng Δf cố định
. Lúc đó công thức tính băng thông FM là
1
2 1
max
( ) ,FM
f
B f D
D f
Khi khôi phục hoàn toàn một hài trong W ta sẽ khôi phục được
biên độ sóng FM cho một hài là hằng số nếu ta khôi phục
được tất cả các hài trong W thì cũng khôi phục lại dạng sóng
FM có phổ tín hiệu điều chế là W
2.3 Điều chế góc(tt)
131. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 131/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Ví dụ
Ở bắc Mỹ khoảng tần số Δf được chọn cố định trong
điều chế FM là 75kHz, sử dụng phổ tần điều chế là
W=15kHz tương ứng với tần số lớn nhất của âm thanh,
tính băng thông của sóng FM.
Giải
75
5
15
1
2 1 2 75 1 15 75 180
max
( ) ( / )
f
D
f
B f x KHz
D
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
132. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 132/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
PM
m m
BPM
Bề rộng phổ được tính gần đúng theo công thức Carson
)0.5()1(2 PMmPMPMB
)01(2 PMmPMPMB
1 ?Với thì bề rộng phổ của TH PM không xác định
2 ( 0.5 )PM m PMB PM dải hẹp
Tín hiệu điều pha PM dải rộng(tt)
PM dải rộng
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
133. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 133/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Với m(t)=cos(wmt)
[ ]FM c fu t A Cos t k m t dt
w w+m
NBFMB2m
w-m
WBFMB2m
.25Y2J2
n()
w w+mw-m
Tín hiệu điều tần FM Phân tích tương tự điều
pha
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
134. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 134/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
2
kp
+
-m(t)
cosA t
NBPMX
sinA t
NBFMX
2
kf
+
-
m(t)
cosA t
sinA t
Cách gián tiếp
Tạo tín hiệu FM
dãi hẹp sau đó
cho qua bộ nhân
tần
2.3 Điều chế góc(tt)
135. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 135/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
x(t)
Tín hiệu điều tần FM Phân tích tương tự điều pha
Frequency
multiplier
NB
signal
WB
signal
x(t) y(t)
X n
Cách trực
tiếp
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
136. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 136/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Giải điều chế FM,PM
cos( ( ))FM c
x A t t
'
( ) sin( ( ))FM c c
d
x t A t t
dt
Envelope
detector
d
dt
( )c
x t
,
( )c
x t
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
137. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 137/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
FM
BFM
Đáp ứng tần số của
mạch cộng hưởng
Giải iều chế tần số và pha (FM và PM)
2.3 Điều chế góc(tt)
2.3.1 Điều chế tần số và pha (FM và PM)
138. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 138/152
Chương 2: Điều chế và giải điều chế tương tự
Bài tập về nhà
139. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 139/152
Tài liệu tham khảo
Analog Communication Techniques, Copyright
by Upamanyu Madhow, 2008-2011
Modern Digital and analog Communication
System, B.P Lathi
Communication System, Simon Haykin
140. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Tổng kết điều chế PM, FM
Điều chế PM, FM
Trong đó
Phương trình passband
Do đó
Nếu m(t) là thông tin, pha của PM lúc này
liên quan đến m(t)
Trong khi đó tần số FM liên quan trực tiếp
m(t)
140/152
141. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Tổng kết điều chế PM, FM
Trong đó kp và kf liên quan trực tiếp
đến độ lệch pha và độ lệch tần số
Suy ra
141/152
142. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Tổng kết điều chế PM, FM
Mối liên hệ giữa điều chế PM, FM
142/152
Mạch điều chế FM
tương đương mạch
tích phân và mạch
điều chế PM
Mạch điều chế PM
tương đương mạch vi
phân và mạch điều
chế FM
143. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông 143/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Xung vuông
qua mạch tích
phân thành
xung tam giác
qua mạch điều
chế PM tương
đương với
xung vuông đó
trực tiếp qua
mạch điều chế
FM
144. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Độ lệch pha cực đại PM
Độ lệch tần cực đại FM
144/152
Tổng kết điều chế PM, FM
145. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Ví dụ cho tín hiệu thông tin
được sử dụng để điều chế tần số hoặc
điều pha với sóng mang
Tìm tín hiệu điều chế trong mỗi trường
hợp
145/152
Tổng kết điều chế PM, FM
146. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Giải:
Trong PM ta có
Trong FM
Do đó tín hiệu điều chế là
146/152
Tổng kết điều chế PM, FM
147. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Đặt
147/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Ta có tín hiệu điều chế
Được gọi là chỉ số điều chế
Tín hiệu điều chế là
sóng sin hoặc cos
148. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Đặt W là băng thông của tín hiệu
thông tin m(t) và Δϕmax và Δfmax là độ
lệch pha cực đại và độ lệch tần cực đại
ta có
148/152
Tổng kết điều chế PM, FM
149. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Xác định phổ tần của điều chế góc
Trường hợp tín hiệu điều chế là sóng sin
β là chỉ số điều chế chung cho PM, FM
Do tuần hoàn chu kỳ
Nên cũng tuần hoàn
Khai triển chuổi Fouier cho u(t) ta được
149/152
Tổng kết điều chế PM, FM
150. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Sử dụng hàm Bessel
u(t)
150/152
Tổng kết điều chế PM, FM
β nhỏ
Phổ u(t) dịch chuyển số nguyên lần fm theo các hệ số jn(β)
151. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Ví dụ: sóng mang được cho bởi c(t)=10cos(2πfct ) và tín
hiệu thông tin là cos(20πt ), giả sử chỉ số điều chế là kf=50,
tìm tín hiệu điều chế FM và xác định có bao nhiêu hài chứa
99% công suất của tín hiệu điều chế
Giải:
Công suất chứa trong sóng mang là
Tín hiệu điều chế
Chỉ số điều chế
151/152
Tổng kết điều chế PM, FM
152. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Tín hiệu điều chế
152/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Theo đề ta cần xác định k sao cho
153. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Thông thường băng thông hiệu dụng của tín hiệu
điều chế góc chứa ít nhất 98% công suất tín hiệu
được cho bởi công thức xấp xĩ sau:
153/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Nếu
Thì
154. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Dựa vào công thức tính băng thông
154/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Ta thấy: Nếu tăng biên độ a băng thông của PM
và FM đều tăng nhưng với PM tăng theo tích còn
FM tăng theo tổng theo fm do đó PM sẽ không
thực tế nếu β lớn
Số hài trong băng thông của điều chế góc
155. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Dựa vào công thức tính số hài
155/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Số hài trong băng thông của điều chế góc PM, FM
tăng khi a tăng, tuy nhiên khi tăng fm số hài trong
PM không đổi trong khi đó số hài trong băng thông
FM giảm ( băng thông tổng cộng tăng theo tổng tuy
nhiên khoảng cách được tính theo fm nên số hài
giảm lại) và khoảng cách giữa các hài tăng lên
156. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Dựa vào công thức tính số hài
156/152
Tổng kết điều chế PM, FM
157. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Nếu tín hiệu điều chế bất kỳ và tuần hoàn
chu kỳ Tm=1/fm. Ta có công thức tính băng
thông theo CarSon
157/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Với W là băng thông của tín hiệu thông tin cần
điều chế
158. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Điều chế góc cần bộ tạo dao động theo điện
thế (VCO). VCO gồm một varactor diode là
một tụ điện thay đổi theo điện thế
Mạch varator diode
158/152
Tổng kết điều chế PM, FM
159. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
159/152
Tổng kết điều chế PM, FM
160. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Cách điều chế thứ 2 là tạo ra tín hiệu điều chế góc băng
hẹp sau đó tạo ra băng rộng ( cách gián tiếp)
Mạch tạo tín hiệu điều chế góc băng hẹp
160/152
Tổng kết điều chế PM, FM
161. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Tạo tín hiệu điều chế góc băng rộng
161/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Bằng cách chọn một cách tự do n và fLO ta có thể tạo ra chỉ
số điều chế băng rộng
162. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Giải điều chế góc
Tạo tín hiệu AM có biên độ tỉ lệ với tần số từ tín hiệu FM
sau đó giải điều chế cho tín hiệu AM này
Mạch tạo tín hiệu AM phải có đáp ứng tần số
162/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Nếu tín hiệu điều chế là
Thì tín hiệu AM
163. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Mạch giải điều chế FM
163/152
Tổng kết điều chế PM, FM
Nếu tín hiệu điều chế là
Thì tín hiệu AM
164. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
AM thương mại có dãy tần số 535–1605 kHz, sóng mang
nằm trong khoảng 540–1600 kHz với khoảng cách 10-kHz
164/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
Băng thông
cố định bằng
10kHz cho
mọi đài phát
165. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
FM Radio Broadcasting tần số 88-108MHz có khoảng cách
sóng mang 200kHz và độ lệch tần bằng 75kHz, tần số IF
=10.7 MHz
165/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
166. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
FM Stereo Broadcasting
166/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
Tạo FDM cho tín hiệu baseband, pilot 19kHz để dể khôi
phục và giải điều chế cho DSB-SC
167. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Giải điều chế FM stereo
167/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
168. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Television Broadcasting
168/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
169. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Television Broadcasting
169/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
Tín hiệu quét trong 2 field, mỗi field quét trong 1/60(s)
trong 262.5 line để chống hiện tượng flicker
170. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Television Broadcasting
170/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
Băng thông được tính 485row x 485 x 4/3 colume
=313633pixl trong 1/30 s tần số sampling là 10.5MHz
băng thông tín hiệu là 5.25 Mhz
171. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Television Broadcasting- Phát
171/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING
172. Cơ Sở Viễn Thông
Khoa CNĐT-Bộ môn Viễn Thông
Television Broadcasting- Thu
172/152
RADIO AND TELEVISION BROADCASTING