Thông tin trong cự li ngắn đảm bảo và bí mật qua việc thiết kế máy thông tin nội bộ truyền trong điện lưới
§å ¸n tèt nghiÖp
Nh chóng ta ®· biÕt, trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y do sù ph¸t triÓn cña c¸c
c«ng nghÖ viÔn th«ng, tin häc dÉn ®Õn sù bïng næ vÒ th«ng tin vµ cha lóc cã
nµo nhu cÇu vÒ th«ng tin l¹i lín nh b©y giê. Nhu cÇu th«ng tin cã ë mäi n¬i,
mäi lóc, nã xuÊt ph¸t tõ nhu cÇu tù nhiªn cña con ngêi muèn giao tiÕp hoµ
nhËp víi m«i trêng xung quanh. Th«ng tin còng ngµy cµng trë lªn ®a d¹ng vµ
phong phó nh : lêi nãi, h×nh ¶nh, sè liÖu... . Trong c¸c lo¹i th«ng tin th× th«ng
tin vÒ lêi nãi vÉn lµ th«ng tin c¬ b¶n vµ kh«ng thÓ thiÕu trong ®êi sèng con ngêi.
Víi viÖc gi¶i quyÕt c¸c nhu cÇu th«ng tin, nguêi ta ®a ra rÊt nhiÒu kÜ
thuËt,c«ng nghÖ kh¸c nhau kh¸c nhau ®Ó tho¶ m·n c¸c nhu cÇu ®ã. §îc sù
®éng viªn khuyÕn khÝch cña thÇy §inh H÷u Thanh, ®Ó n¾m v÷ng vµ kh¼ng ®Þnh
nh÷ng kiÕn thøc mµ thÇy ®· truyÒn ®¹t cho em trong nh÷ng k× ®Çu cña chuyªn
ngµnh, trong ph¹m vi ®å ¸n nµy em chØ ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò th«ng tin trong mét
khÝa c¹nh nhá ®ã lµ th«ng tin trong cù li ng¾n ®¶m b¶o vµ bÝ mËt qua viÖc
thiÕt kÕ m¸y th«ng tin néi bé truyÒn trong ®iÖn líi.
§îc sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy céng víi sù gióp ®ì cña b¹n bÌ nhng do
thêi gian vµ tr×nh ®é cã h¹n. H¬n n÷a, em cßn ph¶i tËp trung vµo viÖc l¾p r¸p
m¹ch thùc tÕ nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Em rÊt mong nhËn ®îc
c¸c ý kiÕn nhËn xÐt cña thÇy c« vµ b¹n bÌ ®Ó ®å ¸n cña em ®îc hoµn thiÖn
h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n!.
1
§å ¸n tèt nghiÖp
Môc lôc
PhÇn 1: LÝ thuyÕt chung.
Trang
PhÇn
Ch¬ng 1. C¸c hÖ th«ng tin néi bé..................................................................... ................ 4
1.1.Kh¸i niÖm chung............................................................................................... 4
1.2.HÖ thèng th«ng tin truyÒn tÝn hiÖu ©m tÇn......................................................4
1.3.HÖ th«ng th«ng tin néi bé sö dông tæng ®µi.....................................................5
1.4.HÖ thèng th«ng tin néi bé ghÐp kªnh theo tÇn sè.......................................... 6
Ch¬ng 2. C¸c ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ........................................................8
2.1.Kh¸i niÖm............................................................................................................8
2.2.§iÒu tÇn (FM).................................................................................................. 8
2.2.1.§iÒu chÕ................................................................................................. 8
2.2.2.Gi¶i ®iÒu chÕ......................................................................................... 13
2.3.§iÒu biªn (AM)............................................................................................... 16
2.3.1.§iÒu chÕ..................................................................................................16
2.3.2.Gi¶i ®iÒu chÕ......................................................................................... 22
2. 4.§iÒu chÕ xung (PCM).......................................................................................
27
2.4.1.Kh¸i niÖm........................................................................................................
27
2.4.2.Nguyªn lÝ...................................................................................................
27
2.4.2.1.LÊy mÉu........................................................................................
29
2.4.2.2Lìng tö..................................................................................... 30
2.4.2.3.M· ho¸..........................................................................................
36
2.4.2.4.TruyÒn dÉn...................................................................................
40
2.4.2.5.Gi¶i ®iÒu chÕ................................................................................
41
Chong 3. C¸c ph¬ng ph¸p ghÐp kªnh..............................................................................43
3. 1. GhÐp kªnh theo tÇn sè.....................................................................................
44
3. 2. GhÐp kªnh theo thêi gian..............................................................................46
3. 3. GhÐp kªnh theo m·.........................................................................................49
Ch¬ng 4 Vßng kho¸ pha (PLL)..........................................................................................51
4. 1.Nguyªn lÝ t¸c dông..........................................................................................52
4. 2.C¸c khèi c¬ b¶n cña vßng kho¸ pha..............................................................
52
4.2.1.Bé t¸ch sãng pha....................................................................................52
4.2.2.Bé läc th«ng thÊp...................................................................................53
4.2.3.Bé dao ®éng cã ®iÒu khiÓn......................................................................
53
2:
ThiÕt
kÕ
m¸y
th«ng
tin
néi
bé.
54
54
54
55
57
59
60
Ch¬ng 5.Yªu cÇu thiÕt kÕ vµ x©y dùng ph¬ng ¸n thùc hiÖn............................................
62
5.1. C¸c yªu cÇu thiÕt kÕ..........................................................................................
62
5.2.C¸c ph¬ng ¸n thùchiÖn....................................................................................
62
Ch¬ng 6.X©y dùng s¬ ®å khèi...............................................................................................
64
6.1.La chän s¬ ®å khèi...........................................................................................
65
6.2.Chøc n¨ng ho¹t ®éng cña c¸c khèi...................................................................
67
6.3.Nguyªn lÝ ho¹t ®éng dùa trªn s¬ ®å khèi........................................................68
Ch¬ng 7.Thùc hiÖn m¹ch nguyªn lÝ....................................................................................68
7.1.Lùa chän m¹ch nguyªn lÝ c¸c khèi..................................................................
7.1. 1. Khèi t¹o dao ®éng................................................................................
7.1. 2. Khèi khuÕch ®¹i thu............................................................................
2
7.1. 3. Khèi khuÕch ®¹i ©m tÇn.......................................................................
7.1. 4. Khèi khuÕch Micro...............................................................................
7.1. 5. Khèi lùa chän tÇn sè tÇn sè .................................................................
7.1. 6. Khèi ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ..............................................................
71
7.1. 7. Khèi khuÕch ®¹i c«ng suÊt.............................................................71
§å ¸n tèt nghiÖp
71
7.1. 8. Khèi vµo ra......................................................................................71
71
7.1. 9. Khèi h¹n chÕ...................................................................................71
71
7.1.10. Khèi nguån.....................................................................................72
72
7.2. Nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña m¸y.............................................................75
75
7. 2. 1. C¸c chÕ ®é ph¸t..............................................................................75
75
7. 2. 2. ChÕ ®é thu......................................................................................75
Ch¬ng 8. ThiÕt kÕ tÝnh to¸n chi tiÕt..................................................................................75
76
8. 1. M¹ch khuÕch ®¹i Micro...........................................................................76
80
8. 2. M¹ch vµo ra...............................................................................................80
84
8. 3.M¹ch khuyÕch c«ng suÊt...........................................................................84
89
8. 4.Mach chän tÇn............................................................................................89
90
8. 5. M¹ch ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ................................................................90
91
8. 6. M¹ch khuÕch ®¹i ©m tÇn..........................................................................91
PhÇn 3: Thùc nghiÖm vµ kÕt qu¶
94
Ch¬ng 9.ThiÕt kÕ vµ l¾p r¸p m¹ch ...................................................................................
94
9 1. ThiÕt kÕ m¹ch IN ......................................................................................94
95
9. 2. L¾p r¸p vµ vËn hµnh................................................................................95
95
9. 3. NhËn xÐt.................................................................................... ................95
Ch¬ng 10.Nh÷ng ®Ò xuÊt c¶i tiÕn..................................................................................97
97
10.1.C¸c chØ tiªu................................................................................................97
97
10.2.C¸c ph¬ng ¸n c¶i tiÕn.............................................................................97
98
10.3.N©ng sè lîng kªnh th«ng tin .................................................................98
99
10.3.1.Ph¬ng ¸n thùc hiÖn.......................................................................99
99
10.3.2.TÝnh to¸n chi tiÕt m¹ch vµo ra .....................................................99
3
§å ¸n tèt nghiÖp
PhÇnI: LÝ thuyÕt chung
Ch¬ng 1
C¸c hÖ thèng th«ng tin néi bé.
I.1. kh¸i niÖm hÖ thèng Th«ng tin néi bé Vµ viÖc ghÐp kªnh.
§Ó ®¸p øng nhu cÇu th«ng tin cña con ngêi ngay tõ xa xa ®· con ngêi
®· t×m c¸ch trao ®æi th«ng tin víi nhau nhng chØ ë nh÷ng møc ®é ®¬n
gi¶n .Ngµy nay cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh khoa häc kh¸c ®· t¹o
®iÒu kiÖn sù ra ®êi cña c¸c hÖ thèng th«ng tin nh»m phôc vô cho nh÷ng
nhu cÇu kh¸c nhau cña con ngêi. C¸c néi dung th«ng tin cÇn trao ®æi còng
ngµy cµng phong phó vµ ®a d¹ng nh: tiÕng nãi, h×nh ¶nh, truyÒn sè
liÖu,...§Ó truyÒn ®îc c¸c th«ng tin ®ã ngêi ta ph¶i x©y dùng c¸c hÖ thèng
th«ng tin kh¸c nhau ®Ó truyÒn c¸c th«ng tin ®ã.Trong mçi hÖ thèng th«ng
tin ®ã ngêi ta x©y dùng mét lo¹t c¸c c¸ch thøc, c¸c qui t¾c,...®Ó xö lÝ vµ
truyÒn tÝn hiÖu lµm sao c¸c ®èi tîng trong hÖ thèng cã thÓ th«ng tin cho
nhau.
HiÖn nay ë níc ta viÖc trao ®æi th«ng tin chñ yÕu diÔn ra trªn m¹ng
th«ng tin c«ng céng do nhµ níc hay c¸c c«ng ty lín qu¶n lÝ. §Æc ®iÓm cña
hÖ thèng nµy cho phÐp trao ®æi víi sè lîng lín th«ng tin, ë c¸c kho¶ng
c¸ch kh¸c nhau, víi sù ®a d¹ng cña c¸c lo¹i th«ng tin. Ta cã thÓ gäi ®ã lµ
hÖ thèng th«ng tin c«ng céng.
Tuy nhiªn trong thùc tÕ vÉn tån t¹i mét nhu cÇu kh¸c th«ng tin kh¸c ®ã
lµ trao ®æi trong mét cù li hÑp, sè lîng th«ng tin nhá cã thÓ ho¹t ®éng ®éc
lËp hoÆc cã thÓ giao tiÕp víi m¹ng th«ng tin c«ng céng.ViÖc qu¶n lÝ hÖ
thèng chØ do nh÷ng ngêi tham gia hÖ thèng nµy quyÕt ®Þnh.§Ó ®¸p øng nhu
cÇu ®ã ngêi ta ®a ra kh¸i niÖm hÖ thèng th«ng tin néi bé.
Còng t¬ng tù nh c¸c hÖ th«ng tin kh¸c, trong hÖ thèng th«ng tin néi bé
ngêi ta còng x©y dùng c¸c ph¬ng ph¸p ®Ó xö lÝ vµ truyÒn tÝn hiÖu, nghÜa lµ
lµm thÕ nµo ®ã ®Ó tÝn hiÖu cã thÓ truyÒn ®i vµ bªn thu nhËn ®îc víi hiÖu
qu¶ nhÊt ®Þnh. V× vËy díi ®©y trong ch¬ng 2 xin tr×nh bµy lý thuyÕt chung
4
§å ¸n tèt nghiÖp
vÒ ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ,t¸ch sãng vµ vÊn ®Ò ghÐp kªnh tÝn hiÖu trong hÖ
thèng th«ng tin...
1. 2 HÖ thèng th«ng tin néi bé truyÒn tÝn hiÖu ©m tÇn
Tríc ®©y ®Ó truyÒn th«ng tin néi bé ngêi ta thêng sö dông ph¬ng ph¸p
truyÒn trùc tiÕp tÝn hiÖu ©m tÇn qua ®êng d©y dÉn tíi ®èi tîng cÇn th«ng
tin. §©y lµ mét m« h×nh hÖ thèng th«ng tin kh¸ l¹c hËu. Trong ®ã c¸c m¸y
th«ng tin chØ lµm nhiÖm vô ®¬n thuÇn lµ khuÕch ®¹i c¸c tÝn hiÖu ©m tÇn cÇn
truyÒn ®i. Nh vËy gi÷a thiÕt bÞ ph¸t vµ thiÕt bÞ nhËn ph¶i cã ®êng d©y dÉn
riªng, bªn thu cã thÓ nhËn trùc tiÕp hoÆc khuÕch ®¹i tÝn hiÖu thu ®îc. HÖ
thèng nµy rÊt ®¬n gi¶n, dÔ l¾p ®Æt. Trong h×nh minh ho¹ qu¸ tr×nh th«ng tin
gi÷a A vµ B.
D©y dÉn
A
KhuyÕch
®¹i ©m tÇn
.....
.....
KhuyÕch
®¹i ©m tÇn
B
Hinh 1.1a: Qu¸ tr×nh A truyÒn sang B
D©y dÉn
A
KhuyÕch
®¹i ©m tÇn
.....
.....
KhuyÕch
®¹i ©m t©n
B
H×nh1.1 b: Qu¸ tr×nh B truyÒn sang A
Tuy nhiªn hÖ thèng cã nhiÒu h¹n chÕ:
- C«ng suÊt ph¸t ph¶i lín.
- Cù li th«ng tin kh«ng cao, ®Ó n©ng cao cù li th«ng tin cÇn ph¶i dïng
nhiÒu bé khuÕch ®¹i, cÇn c«ng suÊt ph¶i lín, do vËy hÖ thèng trë
nªn cång kÒnh, phøc t¹p, mµ cù li th«ng tin kh«ng c¶i thiÖn ®îc lµ
bao v× suy hao do viÖc truyÒn trùc tiÕp tÝn hiÖu ©m tÇn trªn ®êng d©y
dÉn lµ rÊt lín.
- ChÊt lîng th«ng tin kh«ng cao do ¶nh hëng nhiÒu cña nhiÔu vµ t¹p
©m.
- H¹n chÕ vÒ sè kªnh th«ng tin. Mçi ®«i d©y chØ ®îc dïng ®Ó trao ®æi
th«ng tin gi÷a hai ®èi tîng cè ®Þnh. Muèn t¨ng kªnh th«ng tin th×
ph¶i t¨ng sè ®êng ®©y, ®iÒu ®ã sÏ rÊt tèn kÐm.
Do cã qu¸ nhiÒu nhîc ®iÓm trªn nªn hiÖn nay hÖ thèng th«ng tin néi
bé nµy hÇu nh kh«ng cßn ®îc sö dông.
5
§å ¸n tèt nghiÖp
1.3. HÖ thèng th«ng tin sö dông tæng ®µi
§©y lµ m« h×nh hÖ thèng th«ng tin kh¸ hiÖn ®¹i. Díi ®©y lµ h×nh minh
ho¹ m« h×nh hÖ thèng nµy:
Tæng ®µi
H×nh 1.2: M« h×nh tæng ®µi néi bé
PhÇn chÝnh cña hÖ thèng lµ tæng ®µi ®iÖn tho¹i néi bé cã dung lîng nhá
hay cßn gäi lµ m¸y mÑ. C¸c ®èi tîng th«ng tin trong hÖ m¸y mÑ ®îc nèi
víi tæng ®µi néi bé b»ng mét ®«i d©y dÉn riªng. Sè lîng m¸y con trong hÖ
kh¸ lín cã thÓ lªn ®Õn hµng tr¨m m¸y vµ cã tèc ®é xö lÝ t¬ng ®èi cao.
Tæng ®µi néi bé qu¶n lÝ mäi ho¹t ®éng th«ng tin trong hÖ, c¸c m¸y con
muèn liªn l¹c víi nhau ph¶i thøc hiÖn ®éng t¸c quay sè, tæng ®µi xö lÝ ®Ó
truy cËp tíi ®èi tîng cÇn th«ng tin. Trong mét sè trêng hîp tæng ®µi néi bé
cã thÓ ®îc nèi víi m¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng nh vËy khi cÇn thiÕt c¸c m¸y
con cã thÓ liªn l¹c ®îc víi c¸c m¸y ®iÖn tho¹i bªn ngoµi vµ ngîc l¹i c¸c
m¸y ®iÖn tho¹i bªn ngoµi còng cã thÓ liªn l¹c ®îc víi c¸c m¸y con trong hÖ
thèng néi bé. Tuú theo m« h×nh vµ møc ®é hiÖn ®¹i mµ tæng ®µi néi bé cã
thÓ lµ tù ®éng hoµn toµn hoÆc b¸n tù ®éng. NÕu lµ b¸n tù ®éng ph¶i cã ngêi
trùc tæng ®µi ®Ó thùc hiÖn viÖc trao ®æi th«ng tin.
Víi nh÷ng u ®iÓm trªn hiÖn nay m« h×nh hÖ thèng th«ng tin néi bé sö
dông tæng ®µi néi bé ®ang ®îc øng dông trong thùc tÕ. §Æc biÖt rÊt thuËn
tiÖn khi sö dông tæng ®µi néi bé trong mét c¬ quan. Tuy nhiªn hÖ sö dông
thiÕt bÞ hiÖn ®¹i nªn gi¸ thµnh cao.
1.4. HÖ thèng th«ng tin néi bé ph©n ®êng theo tÇn sè
HÖ th«ng tin ho¹t ®éng theo nguyªn lÝ FDM. Mçi m¸y th«ng tin ph¸t ®i
c¸c tÇn sè kh¸c nhau. Nãi c¸ch kh¸c mçi ®èi tîng th«ng tin ®îc qui ®Þnh
6
§å ¸n tèt nghiÖp
®Þa chØ b»ng mét tÇn sè nhÊt ®Þnh, khi muèn liªn l¹c ®èi tîng th«ng tin ph¸t
®i tÇn sè lµ ®Þa chØ cña ®èi tîng cÇn liªn l¹c. §Ó t¨ng chÊt lîng vµ cù li
th«ng tin ë n¬i ph¸t ngêi ta thùc hiÖn viÖc ®iÒu chÕ tÝn hiÖu ©m tÇn b»ng
mét tÇn sè ph¸t. Bªn thu muèn nhËn ®îc ph¶i cã tÇn sè thu trïng víi tÇn sè
ph¸t (t¬ng øng víi viÖc ®· x¸c ®Þnh ®îc ®Þa chØ) khi ®ã tÝn hiÖu míi ®îc
gi¶i ®iÒu chÕ ®Ó lÊy ra tÝn hiÖu ©m tÇn ban ®Çu. HÖ thèng nµy cã thÓ sö
dông ®êng truyÒn lµ c¸c d©y dÉn riªng nèi gi÷a c¸c m¸y hoÆc ph¸t sãng v«
tuyÕn nhng ph¬ng ph¸p tèt nhÊt lµ lîi dông ®êng d©y ®iÖn líi ®Ó lµm ®êng
truyÒn dÉn tÝn hiÖu.
Do sö dông kÜ thuËt FDM nªn sè ®êng th«ng tin bÞ h¹n chÕ bëi d¶i ®iÒu
tÇn dÉn tíi sè lîng ®èi tîng th«ng tin còng kh«ng thÓ lín ®îc. Tuy nhiªn hÖ
sö dông thiÕt bÞ ®¬n gi¶n gän nhÑ, gi¸ thµnh rÎ thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn níc
ta hiÖn nay.
A, B, C, D...
A, B, C, D...
A, B, C, D...
A, B, C, D....
FA
FB
FC
FD
H×nh 1.3: S¬ då hÖ thèng th«ng tin néi bé ph©n ®êng
theo tÇn sè.
7
§å ¸n tèt nghiÖp
Ch¬ng 2
C¸c Ph¬ng Ph¸p ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ
(Modulation And Demodulation)
2.1.Kh¸i niÖm
§iÒu chÕ lµ qu¸ tr×nh ghi tin tøc vµo mét tÝn hiÖu dao ®éng cao tÇn nhê
biÕn ®æi mét sè th«ng sè nµo ®ã (vÝ dô nh: biªn ®é, pha, tÇn sè, ®é réng
xung,...) cña dao ®éng cao tÇn theo tin tøc. Nh vËy th«ng qua qu¸ tr×nh ®iÒu
chÕ, tin tøc ë miÒn tÇn sè thÊp ®îc chuyÓn lªn miÒn tÇn sè cao ®Ó truyÒn ®i
xa, v× ë miÒn tÇn sè cao nã kh«ng nh÷ng tr¸nh ®îc nhiÔu mµ cßn tr¸nh suy
hao n¨ng lîng. Trong qu¸ tr×nh ®ã tin tøc gäi lµ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ, dao ®éng
cao tÇn gäi lµ t¶i tin, cßn dao ®éng cao tÇn mang tin tøc gäi lµ dao ®éng cao
tÇn ®· ®iÒu chÕ. Th«ng thêng t¶i tin lµ ®iÒu hoµ. Díi ®©y ta xÐt víi lo¹i t¶i
tin nµy, ta cã ®iÒu pha, ®iÒu tÇn vµ ®iÒu biªn, trong ®ã ®iÒu tÇn vµ ®iÒu pha
cßn ®îc gäi lµ ®iÒu gãc.
Gi¶i ®iÒu chÕ cßn gäi lµ t¸ch sãng lµ qu¸ tr×nh t×m l¹i tÝn hiÖu ®iÒu chÕ.
TÝn hiÖu sau khi t¸ch sãng ph¶i gièng tÝn hiÖu ®iÒu chÕ ban ®Çu. Thùc tÕ tÝn
hiÖu ®iÒu chÕ us sau khi qua ®iÒu chÕ vµ qua kªnh truyÒn dÉn ®a ®Õn bé t¸ch
sãng ®· bÞ mÐo d¹ng thµnh us’. Do mÐo phi tuyÕn trong c¸c bé t¸ch sãng,
nªn sau khi t¸ch sãng ta nhËn ®îc us” kh¸c d¹ng víi us’. Nh vËy tÝn hiÖu sau
khi t¸ch sãng thêng kh¸c víi d¹ng tÝn hiÖu nguyªn thuû (tin tøc) u s. V× vËy
mét trong nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi qu¸ tr×nh t¸ch sãng lµ mÐo phi
tuyÕn. T¬ng øng víi c¸c lo¹i ®iÒu chÕ: tÇn sè, pha, biªn ®é, ngêi ta còng
ph©n biÖt c¸c lo¹i t¸ch sãng tÇn sè, pha, biªn ®é.
2.2. §iÒu tÇn -FM (Frequency modulation):
2.2.1. §iÒu chÕ :
§iÒu tÇn lµ qu¸ tr×nh ghi tin vµo t¶i tin, lµm cho tÇn sè tøc thêi cña t¶i tin
biÕn thiªn theo d¹ng tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. §Ó xem xÐt qu¸ tr×nh ®iÒu tÇn, ®Ó ®¬n
gi¶n ta gi¶ thiÕt t¶i tin vµ tin tøc lµ c¸c dao ®éng ®iÒu hoµ.
Trong ®ã t¶i tin:
u (t) =Ut cos (ωt t+0) =Ut cos (t) (2. 1)
Gi¶ thiÕt tÝn hiÖu ®iÒu chÕ lµ tÝn hiÖu ®¬n ©m:
us=Us cosωst
(2. 2)
8
§å ¸n tèt nghiÖp
Ta biÕt r»ng gi÷a gãc pha vµ tÇn sè cã quan hÖ ω=
dψ
dt
nªn :
t
ψ (t ) = ∫ω(t )dt + ϕ(t )
(2.3)
0
Khi ®iÒu chÕ tÇn sè th× tÇn sè dao ®éng cao tÇn biÕn thiªn tØ lÖ víi tÝn
hiÖu ®iÒu chÕ vµ ®îc x¸c ®Þnh:
ω (t) =ωt+k®tUs cos (ωs t).
(2.4)
Trong ®ã k®f Us lµ lîng di pha cùc ®¹i=ωm
Thay (2.4) vµo (2.3) sau ®ã thay vµo (2.1) víi gãc pha ban ®Çu cña tÝn
hiÖu kh«ng ®æi (t) =0, biÕn ®æi ta nhËn ®îc:
u®t=Ut cos (ωt + ωm/ωs sinωs t+0)
(2.5)
us
t
H×nh a
us
t
H×nh b
u®t
t
H×nh c
H×nh 2.1: Qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ tÇn sè
H×nh a: §å thÞ thêi gian cña tin tøc.
H×nh b: §å thÞ thêi gian t¶i tin.
H×nh c: §å thÞ thêi gian cña tÝn hiÖu ®iÒu
tÇn.
9
§å ¸n tèt nghiÖp
Cho gãc pha ban ®Çu 0 =0 vµ ®Ætωm/ωs =Mf trêng hîp tÝn hiÖu ®iÒu chÕ
phøc t¹p cã tÇn sè ωsmin ®Õn ωsMax Mf =ωm/ωsMax
Khi ®ã biÓu thøc (2.5) cã thÓ biÓu diÔn díi d¹ng chuçi víi c¸c hÖ sè lµ
hµm sè Betxen lo¹i mét bËc n:
+
∞
( −j )
u®t=Re[Ut ∑
n+
1
−
∞
.Jn( M
f
).e
j (ω
t −nω
s )t
]
(2.6)
Qua ®©y ta thÊy phæ cña tÝn hiÖu hiÖu ®iÒu tÇn gåm cã thµnh phÇn t¶i tÇn
ωt (øng víi n=0) biªn ®é J0Ut vµ v« sè biªn tÇn ωt+nωs (n=-∞÷+∞) cã biªn
®é Jn.Ut víi Jn phô thuéc Mf. Theo b¶ng Betxen khi Mf =2, 045 th× J0=0 nghÜa
lµ tÝn hiÖu ®iÒu tÇn kh«ng chøa t¶i tin.Trong trêng hîp Mf > 1 th× tÊt c¶ c¸c
thµnh phÇn cã cã bËc n > Mf ®Òu cã biªn ®é nhá h¬n 5% biªn ®é t¶i tÇn vµ
®Òu cã thÓ bá qua ®îc.V× vËy cã thÓ coi ®é réng d¶i tÇn cña tÝn hiÖu ®iÒu chÕ
tÇn sè lµ h÷u h¹n vµ ®îc x¸c ®Þnh lµ: D®t =2Mf ωs= 2ωm
*C¸c m¹ch ®iÒu tÇn:
VÒ nguyªn t¾c cã thÓ ph©n biÖt c¸c m¹ch ®iÒu tÇn gi¸n tiÕp vµ m¹ch ®iÒu
tÇn trùc tiÕp. Trong ®ã ®iÒu tÇn gi¸n tiÕp th«ng qua ®iÒu pha nhê mét tÝch
ph©n minh ho¹ nh h×nh vÏ díi ®©y:
TÝn hiÖu ®iÒu chÕ tÇn sè
∫dt
§iÒu
chÕpha
H×nh2.2. S¬ ®å ®iÒu tÇn th«ng qua ®iÒu pha.
C¸c m¹ch ®iÒu tÇn trùc tiÕp: Díi ®©y ta xÐt mét sè m¹ch ®iÒu tÇn trùc
tiÕp thêng hay sö dông.
+§iÒu tÇn dïng diot biÕn dung:
Diode biÕn dung cã ®iÖn dung thay ®æi theo ®iÖn ¸p ®Æt vµo mÆt ghÐp
cña nã.
Rd
Cd
H×nh 2.3a. Diode biÕn dung vµ s¬ ®å t¬ng ®¬ng
10
§å ¸n tèt nghiÖp
k
Khi ph©n cùc ngîc cã Rd=∞ vµ Cd= (U + ϕ )γ
d
k
Trong ®ã:
K: HÖ sè tû lÖ;
ϕk: HiÖu ®iÖn thÕ tiÕp xóc cña mÆt ghÐp.
γ: HÖ sè tû lÖ.
M¾c diot song song víi hÖ dao ®éng cña bé t¹o dao ®éng, ®ång thêi ®Æt
+Ucc
R1
Lc
CB1
R1
D
R3
L
us
C
+
CB2
CB3
R4 - Eo’
CB4
E0
H×nh 2.3b: S¬ ®å m¹ch ®iÒu tÇn b»ng diot biÕn dung.
®iÖn ¸p ®iÒu chÕ lªn diot th× CD thay ®æi theo ®iÖn ¸p ®iÒu chÕ, do ®ã tÇn sè
céng hëng riªng cña bé t¹o dao ®éng còng biÕn ®æi theo. Trong m¹ch ®iÖn
díi ®©y diot ®îc ph©n cùc ngîc nhê nguån E0.
NhËn xÐt: M¹ch cã u ®iÓm gän nhÑ, cã thÓ dïng ë tÇn sè siªu cao tÇn
kho¶ng vµi tr¨m MHz nhng ®é t¹p t¸n cña tham sè lín nªn kÐm æn ®Þnh.
+§iÒu tÇn dïng transitor ®iÖn kh¸ng:
PhÇn tö ®iÖn kh¸ng hoÆc dung tÝnh hoÆc c¶m tÝnh cã trÞ sè biÕn thiªn
theo ®iÖn ¸p ®iÒu chÕ ®Æt trªn nã ®îc m¾c song song víi hÖ dao ®éng cña bé
t¹o dao ®éng lµm cho tÇn sè dao ®éng thay ®æi theo tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. PhÇn
tö ®iÖn kh¸ng ®îc thùc hiÖn nhê mét m¹ch di pha m¾c trong m¹ch håi tiÕp
cña mét transitor. Cã tÊt c¶ 4 c¸ch m¾c phÇn tö ®iÖn kh¸ng, díi ®©y ta xÐt
c¸ch m¾c m¹ch dao ®éng ®iÒu tÇn b»ng phÇn tö ®iÖn kh¸ng ph©n ¸p RC:
11
§å ¸n tèt nghiÖp
CB1
LC
R
T1
Lk
T2
C
us
CB1
Lgh
Ck
R3
-Ucc
CB4
CB2
R2
R1
H×nh 2.4.S¬ ®å m¹ch t¹o dao ®éng ®iÒu tÇn b»ng phÇn tö ®iÖn kh¸ng ph©n ¸p
RC.
+§iÒu tÇn trong c¸c bé t¹o xung.
Trªn h×nh vÏ sau lµ s¬ ®å m¹ch dao ®éng ®a hµi mµ d·y xung ra cña nã
cã tÇn sè lÆp thay ®æi theo ®iÖn ¸p ®iÒu chÕ u s. TÇn sè lÆp cña m¹ch dao
®éng ®a hµi nh trong h×nh vÏ ®îc x¸c ®Þnh bëi qu¸ tr×nh phãng cña tô C qua
+Ucc
Rc
C
C
Rb
Rc
Rb
uc
H×nh 2.5.§iÒu tÇn trong bé dao ®éng ®a hµi.
®iÖn trë RB sau khi cã mét sôt ¸p trªn ®iÖn trë collector RC.
12
§å ¸n tèt nghiÖp
Víi m¹ch nµy cã thÓ ®¹t ®îc lîng di tÇn t¬ng ®èi
∆f m
f1
kho¶ng vµi phÇn
tr¨m vµ hÖ sè mÐo phi tuyÕn kho¶ng vµi phÇn ngh×n.
Nhîc ®iÓm cña c¸c m¹ch ®iÒu tÇn trùc tiÕp lµ ®é æn ®Þnh tÇn sè trung
t©m thÊp trung t©m thÊp, v× kh«ng thÓ dïng m¹ch th¹ch anh thay cho m¹ch
céng hëng trong bé t¹o dao ®éng ®Ó æn ®Þnh trùc tiÕp ®îc. Do ®ã, ®Ó ®¹t ®îc
®é æn ®Þnh tÇn sè trung t©m cao, trong m¹ch ®iÒu tÇn trùc tiÕp ph¶i dïng
m¹ch tù dao ®éng ®iÒu chØnh tÇn sè. Tuy nhiªn, víi m¹ch ®iÒu tÇn trùc tiÕp
cã thÓ ®¹t ®îc lîng di tÇn t¬ng ®èi lín.
Khi ®iÒu tÇn trùc tiÕp, tÇn sè dao ®éng riªng cña m¹ch t¹o dao ®éng ®îc ®iÒu khiÓn theo tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. M¹ch ®iÒu tÇn trùc tiÕp thêng ®îc thùc
hiÖn bëi c¸c m¹ch t¹o dao ®éng mµ tÇn sè dao ®éng riªng cña nã ®îc ®iÒu
khiÓn bëi dßng hoÆc ¸p (VCO: voltage controlled vµ CCO) hoÆc bëi c¸c
m¹ch biÕn ®æi ®iÖn ¸p tÇn sè. C¸c m¹ch t¹o dao ®éng LC cã kh¶ n¨ng biÕn
®æi tÇn sè kh¸ réng vµ cã tÇn sè trung tÇn cao. Nguyªn t¾c thùc hiÖn ®iÒu
tÇn trong c¸c bé t¹o dao ®éng lµ lµm biÕn ®æi trÞ sè ®iÖn kh¸ng cña bé t¹o
dao ®éng theo ®iÖn ¸p ®Æt vµo. Ph¬ng ph¸p phæ biÕn nhÊt lµ dïng diot biÕn
dung (varicap) vµ transitor ®iÖn kh¸ng.
2. 2. 2. T¸ch sãng
Qu¸ tr×nh t¸ch sãng ®îc ®Æc trng bëi ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t sau:
us
A
f
B
H×nh 2.6.§Æc tÝnh truyÒn ®¹t cña bé t¸ch sãng tÇn sè.
§Ó h¹n chÕ mÐo phi tuyÕn, ph¶i chän ®iÓm lµm viÖc trong ph¹m vi t¬ng
®èi th¼ng cña ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t, trong h×nh vÏ trªn ®ã lµ ®o¹n AB. HÖ sè
truyÒn ®¹t cña bé t¸ch sãng lµ ®é dèc lín nhÊt cña ®Æc tuyÕn truyÒn ®¹t.
Theo h×nh trªn ta x¸c ®Þnh ®îc hÖ sè truyÒn ®¹t.
St =
du s
d∆ f
∆f =0
(2.7)
13
§å ¸n tèt nghiÖp
T¸ch sãng tÇn sè thêng ®îc thùc hiÖn theo mét sè nguyªn t¾c sau:
+
BiÕn ®æi tÝn hiÖu ®iÒu tÇn thµnh tÝn hiÖu ®iÒu biªn, råi thùc hiÖn t¸ch
sãng biªn ®é.
+
BiÕn tÝn hiÖu ®iÒu tÇn thµnh tÝn hiÖu ®iÒu chÕ ®é réng xung nhê mét
m¹ch tÝch ph©n.
+
Lµm cho tÇn sè cña tÝn hiÖu cÇn t¸ch sãng b¸m theo tÇn sè cña mét
sè bé t¹o dao ®éng nhê hÖ thèng vßng gi÷ pha PLL (Phase Locked
Loop) ®iÖn ¸p sai sè chÝnh lµ ®iÖn ¸p cÇn t¸ch sãng.
*C¸c m¹ch t¸ch sãng tÇn sè:
+Bé t¸ch sãng tÇn sè dïng m¹ch lÖch céng hëng: díi ®©y lµ s¬ ®å bé
t¸ch sãng tÇn sè dïng m¹ch lÖch céng hëng:
D1
M
1
u®t L
C U1
C
R us1
C U2
C
R us1
2
us
D2
H×nh 2.7. M¹ch ®iÖn bé t¸ch sãng tÇn
sè dïng m¹ch lÖch céng háng
Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña m¹ch nh sau:
§Çu vµo hai bé t¸ch sãng biªn ®é (D1, D2) lµ hai m¹ch céng hëng ®iÒu
chØnh céng hëng t¹i c¸c tÇn sè ω1vµ ω2. NÕu gäi tÇn sè trung t©m cña tÝn
hiÖu ®iÒu tÇn ®Çu vµo lµ ω0=ωt th×:
ω1=ω0+∆ω0;
ω 2=ω0-∆ω0;
Sù ®iÒu chuÈn m¹ch céng hëng lÖch khái tÇn sè trung b×nh cña tÝn hiÖu
vµo lµm biªn ®é ®iÖn ¸p vµo cña hai bé t¸ch sãng biªn ®é (U1, U2) thay ®æi
phô thuéc ®iÖn ¸p vµo. Tõ m¹ch ®iÖn ta x¸c ®Þnh ®îc:
U1=mU®tZ1
(2.8)
U2=mU®tZ2
(2.9)
14
§å ¸n tèt nghiÖp
Trong ®ã, m lµ hÖ sè ghÐp cña biÕn ¸p vµo, m=M/L, Z 1vµ Z2 lµ trë kh¸ng
cña hai m¹ch céng hëng 1vµ 2:
Z1 =
Z2 =
Rtd 11
Rtd 1
=
(ω − ω1 ) 2
1 + (ξ − ξ 0 ) 2
1 + [2Q
]
ω1
(2.10)
Rtd 2
Rtd 2
=
(ω − ω 2 ) 2
1 + (ξ + ξ 0 ) 2
1 + [2Q
]
ω2
(2.11)
Rtd1, Rtd2 lÇn lît lµ trë kh¸ng cña hai m¹ch céng hëng t¹i tÇn sè céng hëng cña hai m¹ch céng hëng ω1, ω2.
Q1, Q2 lµ phÈm chÊt cña hai m¹ch céng hëng t¬ng øng.
Chän hai m¹ch céng hëng nh nhau: Rtd1 =Rtd2 =Rt®
Q1=Q2 +Q
ξ0 =
(2.12)
2Q ω0 −ω1, 2
ω0
lµ ®é lÖch tÇn sè t¬ng ®èi gi÷a tÇn sè céng hëng riªng
cña m¹ch dao ®éng so víi tÇn sè trung b×nh cña tÝn hiÖu vµo.
ξ=
2Q ω0 −ω1, 2
ω0
lµ ®é lÖch t¬ng ®èi gi÷a tÇn sè tÝn hiÖu vµo vµ tÇn sè trung
b×nh. Ta thÊy khi tÇn sè tÝn hiÖu vµo ω thay ®æi th× Z1. Z2 còng thay ®æi vµ
kÐo theo sù thay ®æi cña biªn ®é ®iÖn ¸p vµo U 1 vµ U2 nghÜa lµ qu¸ tr×nh biÕn
®æi tÝn hiÖu ®iÒu tÇn thµnh tÝn hiÖu ®iÒu biªn ®· ®îc thùc hiÖn. Qua bé t¸ch
sãng ta nhËn ®îc c¸c ®iÖn ¸p ra:
u s1 = KTS .U1 = KTS .m.U dt
us 2 = KTS .U 2 = KTS .m.U dt
Rtd 1
(2.13)
1 + (ξ0 − ξ ) 2
Rtd 2
(2.14)
1 + (ξ0 + ξ ) 2
§iÖn ¸p ra tæng : us=us1-us2=KTSmRt®U®tψ(ξ,ξ0).
Trong ®ã ψ(ξ,ξ0)=
1
1 + (ξ 0−ξ )
2
−
1
1 + (ξ 0 + ξ ) 2
ψ=ψMax khi ξ=±ξ0
T¸ch sãng dïng m¹ch lÖch céng hëng cã nhîc ®iÓm lµ khã ®iÒu chØnh
cho hai m¹ch céng hëng hoµn toµn ®èi xøng nªn Ýt ®îc dïng.
+T¸ch sãng dïng céng m¹ch hëng ghÐp:
15
§å ¸n tèt nghiÖp
M¹ch ®iÖn t¸ch sãng dïng céng hëng ghÐp nh h×nh 2.8
M¹ch lµm viÖc theo nguyªn t¾c chuyÓn biÕn thiªn tÇn sè thµnh biÕn
thiªn vÒ pha, sau ®ã thùc hiÖn t¸ch sãng pha nhê bé t¸ch sãng biªn ®é.
us/u0
0, 5
u®b
D2
Cgh
Lc
u1
C1
us
C2
0, 4
β=2
0, 3
β=3
0, 2
β=1
β=0, 5
0, 1
D1
0
0, 5 1 1, 5 2
s
H×nh 2. 8: a) S¬ ®å t¸ch sãng tÇn sè dïng m¹ch céng hëng ghÐp.
b) §Æc tÝnh truyÒn ®¹t cña bé t¸ch sãng.
§Æc ®iÓm t¸ch sãng dïng m¹ch céng hëng ghÐp Ýt g©y mÐo vµ dÔ ®iÒu
chØnh, v× c¶ hai m¹ch ®Òu céng hëng ë cïng tÇn sè f0. Tuy nhiªn trÞ sè ®iÖn
¸p ra trong bé t¸ch sãng nµy võa phô thuéc tÇn sè võa phô thuéc biªn ®é tÝn
hiÖu vµo, nªn nã sinh ra nhiÔu biªn ®é. §Ó kh¾c phôc hiÖn tîng nµy ph¶i ®Æt
tríc bé t¸ch sãng mét bé h¹n chÕ biªn ®é.
2.3. §iÒu biªn-AM (Amplititude Modulation)
2.3.1.§iÒu chÕ
*§Þnh nghÜa :§iÒu biªn lµ qu¸ tr×nh lµm cho biªn ®é t¶i tÝn hiÖu biÕn ®æi
theo tin tøc. §Ó ®¬n gi¶n cho viÖc minh ho¹ vµ gi¶i thÝch díi ®©y ta còng gi¶
thiÕt tin tøc vµ t¶i tin lµ c¸c tÝn hiÖu ®iÒu hoµ:
Tin tøc: us = Uscosωst
(2.15)
T¶i tin: ut=Utcosωtt
(2.16)
Khi ®ã tÝn hiÖu ®iÒu biªn:
u®b= (Ut+Uscosωst) cosωtt=Ut (1+mcosωst) cosωtt
(2.17)
Qua biÕn ®æi lîng gi¸c ta cã:
u®b=Ut cosωtt+ (m/2) Ut cos (ωt +ωs) t+ (m/2) Utcos (ωt-ωs)t (2.18)
U
s
Trong ®ã m = U lµ hÖ sè ®iÒu chÕ.
t
16
§å ¸n tèt nghiÖp
NhËn xÐt r»ng phæ tÝn hiÖu ®iÒu biªn gåm:
+T¶i tinUt cosωtt.
+Hai biªn tÇn:
- biªn tÇn trªn: mU/2 cos (ωt +ωs) t.
- biªn tÇn díi: mU/2cos (ωt -ωs).
HÖ sè ®iÒu chÕ m ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: m≤ 1. Khi m >1 th× m¹ch cã
hiÖn tîng qu¸ ®iÒu chÕ vµ tÝn hiÖu bÞ mÐo trÇm träng. H×nh 2.10 díi ®©y
minh ho¹ phæ cña tÝn hiÖu ®iÒu biªn víi c¸c trêng hîp trªn.
us
us
H×nh a
ωsmin
ωsMax
ω
u®b
t
u®b
H×nh b
t
ωt-ωsax ωt-ωsmin ωt+ωsmin ωt+ωsax ω
udb
H×nh c
t
H×nh 2.10.TÝn hiÖu ®iÒu biªn
a. §å thÞ thêi gian vµ phæ tin tøc
b. §å thÞ thêi gian vµ phæ tÝn hiÖu ®iÒu biªn víi m≤1
c. §å thÞ thêi gian cña tÝn hiÖu ®iÒu biªn víi m>1
*Quan hÖ n¨ng lîng trong ®iÒu biªn:
17
§å ¸n tèt nghiÖp
Trong tÝn hiÖu ®· ®iÒu biªn chØ cã biªn tÇn mang tin tøc ,cßn t¶i tin
kh«ng mang tin tøc .Ta cÇn xem xÐt n¨ng lîng ®îc ph©n bè nh thÕ nµo ®èi
víi c¸c thµnh phÇn phæ cña tÝn hiÖu ®É ®iÒu biªn.
Ta biÕt r¨ng c«ng suÊt t¶i tin lµ c«ng suÊt trung b×nh trong mét chu k×
1
t¶i tin do ®ã :P~t= 2 U t2
(2.19)
mU t 2
)
Cßn c«ng suÊt biªn tÇn: P~bt= 2
2
(
(2.20)
C«ng suÊt cña tÝn hiÖu ®· ®iÒu biªn lµ c«ng suÊt b×nh qu©n trong mét
chu kú cuat tÝn hiÖu ®iÒu chÕ:
P~®b=P~t+2P~bt=P~t(1+m2/2).
(2.21)
Nh vËy c«ng suÊt cña tÝn hiÖu ®iÒu biªn phô thuéc vµo hÖ sè ®iÒu chÕ
m .HÖ sè ®iÒu chÕ cµng l¬n th× c«ng suÊt cña tÝn hiÖu ®· ®iÒu biªn cµng lín
vµ cùc ®¹i khi m=1.Nhng ®Ó gi¶m mÐo phi tuyÕn thêng ngêi ta chän m<1 ,
do ®ã c«ng suÊt biªn tÇn thøc tÕ chØ b»ng mét phÇn ba c«ng suÊt t¶i tÇn
.NghÜa lµ phÇn lín c«ng suÊt ph¸t x¹ ph©n bè cho thµnh phÇn phá kh«ng
mang tin tøc ,cßn thµnh phÇn phæ ch¸ tin tøc(c¸c biªn tÇn ) chØ chiÕm mét
phÇn nhá .§©y chÝnh lµ nhîc ®iÓm cña ®iÒu biªn.
*C¸c m¹ch ®iÒu biªn:
C¸c m¹ch ®iÒu biªn ®îc x©y dùng dùa vµo hai nguyªn t¾c sau ®©y:
−Dïng phÇn tö tuyÕn tÝnh: céng t¶i tin vµ tÝn hiÖu ®iÒu chÕ trªn ®Æc tÝnh
cña phÇn tö phi tuyÕn ®ã.
−Dïng phÇn tö tuyÕn tÝnh cã tham sè ®iÒu khiÓn ®îc: nh©n t¶i tin vµ tÝn
hiÖu ®iÒu chÕ nhê ph©n tö tuyÕn tÝnh ®ã.
VÒ m¹ch ®iÖn ngêi ta ph©n biÖt c¸c lo¹i m¹ch ®iÒu biªn sau: m¹ch ®iÒu
biªn ®¬n, m¹ch ®iÒu biªn c©n b»ng, vµ m¹ch ®iÒu biªn vßng.
§Ó gi¶m mÐo phi tuyÕn ngêi ta thêng dïng m¹ch ®iÒu biªn vßng nh
h×nh(2.11) .Ta lÊy vÝ dô ®èi víi m¹ch sö dông diot ®Ó minh ho¹ ph¬ng ph¸p
nµy.
Ta cã ®iÖn ¸p dÆt lªn c¸c diot D1vµ D2 lÇn lît lµ :
u1=Uscosωst+Utcosωtt
(2.22)
u2=-Uscosωst+Utcosωtt
Dßng ®iÖn qua c¸c diot ®îc biÓu diÔn theo chuçi Taylor:
i1=a0+a1u1+a2u12+a3u13+...
(2.23)
18
§å ¸n tèt nghiÖp
i2=a0+a1u2+a2u22+a3u23+...
Do ®ã dßng ®iÖn ra i=i1-i2
(2.24)
Thay (2.22)vµ (2.23) vµo (2.24) ta lÊy 4 thµnh phÇn ®Çu :
i=Acosωst+Bcos3ωst +C[cos(ωs+ωt)t+cos(ωt-ωst)+D[cos(2ωt+ωs)t+cos(2ωtωs)t]
(2.25)
Trong ®ã:
+
A=Us(2a1+3a3U12+(1/2)a3Us2)
+
B= 2 a3Us3
+
C=2a2UsUt
+
D= 2 a3UsUt
1
3
Phæ cña m¹ch ®iÒu biªn c©n b»ng ®îc biÓu diÔn nh sau:
D1
i1
CB
u®b
us
CB
D2
i2
ut
ωt-ωs
0 ωs 3ωs
ωt-3ωs
ωt
ωt+ωs
ωt+3ωs
ωt-ωs
2ωt
ωt-ωs
ω
H×nh 2.11.M¹ch ®iÒu biªn c©n b»ng vµ phæ tÝn hiÖu tÝn hiÖu ®iÒu
biªn .
§Ó gi¶m ®é réng d¶i tÇn vµ gi¶m c«ng suÊt ph¸t ®i víi cïng mét cù li
th«ng tin ngêi ta thêng thùc hiÖn ®iÒu chÕ ®¬n biªn. Do phæ cña dao ®éng ®·
®iÒu biªn gåm t¶i tÇn vµ hai d¶i biªn tÇn, trong ®ã chØ cã c¸c biªn tÇn mang
tin tøc. V× hai d¶i biªn tÇn mang tin tøc nh nhau, nªn chØ cÇn truyÒn ®i mét
d¶i ®i lµ ®ñ th«ng tin vÒ tin tøc. T¶i tÇn chØ cÇn dïng ®Ó t¸ch sãng, do ®ã cã
19
§å ¸n tèt nghiÖp
thÓ nÐn toµn bé hoÆc mét phÇn t¶i tÇn tríc khi truyÒn ®i. Qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ
nh»m t¹o ra mét d¶i biªn tÇn gäi lµ ®iÒu chÕ ®¬n biªn.
2. 3. 2. T¸ch sãng.
§èi víi tÝn hiÖu biªn ®é qu¸ tr×nh t¸ch sãng ®îc ®Æc trng bëi c¸c tham
sè sau:
− HÖ sè t¸ch sãng: tÝn hiÖu vµo bé t¸ch sãng lµ tÝn hiÖu ®· ®iÒu biªn:
uv, TS=UVTS (t) cosωtt=Uωtcosωtt.
(2.26)
trong ®ã, UVTS biÕn thiªn theo qui luËt tin tøc. TÝn hiÖu ra bé t¸ch sãng
biªn ®é:
URTS (t) =KtÇn sèUVTS (t)
(2.27)
U
RTS
Víi KTS = U
VTS
(2.28)
Trong ®ã URTS (t) vµ UVTS (t) ®Òu gåm cã thµnh phÇn mét chiÒu vµ thµnh
phÇn biÕn thiªn chËm theo thêi gian:
UVTS (t) =U0’+us’
(2.29)
URTS (t) =U0”+u0”
Thùc tÕ ®èi víi qu¸ tr×nh t¸ch sãng chØ quan t©m ®Õn c¸c thµnh phÇn
biÕn thiªn chËm (mang tin tøc) do ®ã KTS=us”/us’
Trong ®ã us” ®Æc trng cho sù biÕn ®æi chËm cña ®iÖn ¸p ra theo thêi gian,
cßn us’ ®Æc trng cho sù biÕn ®æi cña biªn ®é ®iÖn ¸p vµo trªn bé t¸ch sãng.
HÖ sè t¸ch sãng cµng lín th× hiÖu qu¶ t¸ch sãng cµng lín, Trong bé t¸ch
sãng NÕu cã KTS=const lóc ®ã bé t¸ch sãng kh«ng g©y mÐo tuyÕn tÝnh vµ ®îc gäi lµ bé t¸ch sãng tuyÕn tÝnh.
− Trë kh¸ng vµo bé t¸ch sãng lµ tØ sè gi÷a biªn ®é ®iÖn ¸p cao tÇn vµ
biªn ®é dßng ®iÖn cao tÇn ®Æt vµo bé t¸ch sãng.
U
U
VTS
= ωt
ZVTS= I
I ωt
VTS
TrÞ sè ZVTS thêng cho biÕt møc ®é ¶nh hëng cña bé t¸ch sãng ®Õn nguån
tÝn hiÖu vµo .
-MÐo phi tuyÕn :k=
I 22ωs + I 32ωs + I 42ωs + ...
I ωs
.100%
Trong ®ã Iωs, I2ωs,...lÇn lît lµ biªn ®é thµnh phÇn dßng ®iªn bËc nhÊt ,bËc
hai ...cña tÝn hiÖu ®iÒu chÕ .
20
- Xem thêm -
.PDF 
111 
208 
130 
