0.3 Biến điệu biên độ  (Page 12/12)

Hình 4.43: Biến điệu cho LSB, SSB

Bây giờ ta khai triển băng cạnh dưới:

sLsb(t) =

=

Vậy ta có thể thấy tại sao sơ đồ khối hình 4.43 có thể tạo ra LSB. Số hạng thứ nhất của phương trình (4.24) là sóng DSB AM. Số hạng thứ nhì có được là do sự dời pha 900 cho mỗi sóng Cosine.

Sơ đồ trên đây có thể cải biến để tạo ra băng cạnh trên (USB). Chỉ cần thay bộ phận tổng bằng một bộ phận lấy hiệu số hai outputs của 2 mạch nhân.

khối hoàn điệu cho ssb:

Khối hoàn điệu đồng bộ hình 4.44 có thể dùng để hoàn điệu SSB

* Về phương diện tần số, ta đã biết sự nhân cho một Sinusoide sẽ làm dời tần biến đổi F cả chiều lên và chiều xuống.

- Hình 4.45, chỉ biến đổi F của susb(t) khi nhân nó với một Sinusoide tại tần số fC.

Hình 4.45: Biến đổi F của hoàn điệu USB và SSB

2fc-2fcfc-fc

* Về phương diện thời gian ta thấy:

fSSB(t) cos2fCt =

Dấu + cho LSB và dấu - cho USB. Khai triển lượng giác

=

Output của LPF (với một input như vậy ) sẽ là s(t)/4

Và ta đã hoàn tất được sự hoàn điệu.

* Ghi chú: Ŝ(t) là biến đổi Hilbert của s(t)

Ŝ(t) =

• Biến đổi Hilbert của một hàm thời gian có được bằng cách quay tất cả thành phần tần số đi một góc 900.

Ví dụ: s(t)= cos(2fCt+) Ŝ(t)= sin(2fCt+)

Biến điệu am trực pha:

Ta đã chứng tỏ rằng những tín hiệu không phủ nhau về tần số và thời gian thì có thể tách ra khỏi nhau. DSBAM giữa sự tách biệt về tần số và thời gian thì có thể tách biệt tần số để các kênh không bị giao thoa với nhau. Nhưng nó phải cần dùng khổ băng rộng gấp đôi SSBAM.

Tuy nhiên, trong trường hợp 2 tín hiệu DSBAM được gửi đi đồng thời mà có tần số và thời gian phủ nhau, chúng vẫn có thể tách ra tại máy thu. Thực vậy, biến điệu biên độ trực pha sẽ thực hiện được việc ấy. ( Quadrature Amplitude Modulation QAM ) .

Giả sử, có 2 tín hiệu s1(t) và s2(t) có tần số giới hạn nhỏ hơn fm. Hai tín hiệu nầy biến điệu 2 sóng mang có tần số bằng nhau.

s1m(t) = s1(t).cos2fCt

s2m(t) = s2(t).sin2fCt

Tổng của 2 sóng:

AM = sm1(t) + sm2(t) = s1(t). cos2fCt + s2(t).sin2fCt

Mặc dù hai sóng phủ lên nhau, nhưng chúng có thể tách ra bởi máy thu như hình vẽ trên.

- Tín hiệu ngỏ vào LPF1:

sa(t) = [s1(t) cos2fCt + s2(t) sin2fCt].cos2fCt

= s1(t).cos22fCt + s2(t).sin2fCt.cos2fCt

= [s1(t)+ s1(t) cos4fCt + s2(t) sin4fCt]

Mạch lọc LPF1 sẽ chỉ cho qua số hạng thứ nhất, là s­1(t)/2

- Tín hiệu ở ngỏ vào LPF2:

sb(t) = s1(t) cos2fCt.sin2fCt + s2(t) sin22fCt

= [s1(t) sin4fCt + s2(t) - s2(t) cos4fCt]

Ngỏ ra của LPF1 là số hạng thứ hai, s2(t)/2

Biến điệu băng cậnh sót ( vestigial sideband ) vsb.

Biến điệu SSB có lợi hơn DSB về mặt sử dụng tần số. Đó là SSB chỉ dùng phân nữa khổ băng cần thiết tương ứng của DSB. Nhưng SSB có bất lợi là khó thiết kế một máy phát và một máy thu có hiệu quả. Một vấn đề nổi bật của SSB là việc thiết kế mạch lọc để loại bỏ một băng cạnh - Tính chất pha của mạch lọc sẽ tạo nên sóng dư. Việc nầy sẽ gây hậu quả xấu. Ví dụ, trong truyền hình, khổ băng rộng hơn trong truyền thanh (tiếng nói). Sự méo pha tín hiệu video gây nên hiệu ứng offset lên hình ảnh được quét, ( tạo ra bóng ma )- mắt người rất nhạy với dạng méo như vậy (hơn là sự méo tương tự của tiếng nói).

Vậy ta có lý do để nói đến một kiểu biến điệu nằm giữa SSB và DSB. Đó là kiểu băng cạnh sót (VSB). [ Một băng cạnh bị loại trừ không hoàn toàn bởi mạch lọc để tránh méo ].

-fc+fcsm(f)-fc+fcH(f)-fc+fcSm(f).H(f)VSB có xấp xĩ cùng khổ băng tần với SSB và không khó thiết kế mạch hoàn điệu. Như tên gọi, VSB có chứa phần sót lại của băng cạnh thứ nhì (không loại bỏ hoàn toàn như SSB).

Hình 4.48: Biến điệu VSB

Mạch lọc được dùng cho VSB không giống như trong SSB - nó không chặt chẽ.

Hình 4.48 chỉ biến đổi của DSB, đặc tính mạch lọc và biến đổi của output.

Nếu SV(f) là biến đổi F của tín hiệu VSB, thì:

SV(f) = Sm (f)H(f) = [ s(f + fC) + s(f - fC)]H(f) (4.27)

Output của bộ hoàn điệu đồng bộ có biến đổi:

S0(f) =

Thay (4.27) vào (4.28), ta tìm được:

S0(f) =

Phương trình (4.29) được dùng để đặt các điều kiện cho mạch lọc.

Tổng nằm trong [ ] được vẽ ở hình 4.49. Với một H(f) tiên biểu.

Giã sữ rằng một số hạng sóng mang được cộng vào (TCAM). Sóng mang được truyền VSB có dạng

sv(t) + A cos2fCt

Số hạng sóng mang này được rút ra tại máy thu bằng cách dùng hoặc một lọc băng rất hẹp hoặc một vòng khóa pha. Nếu số hạng sóng mang đủ lớn, có thể dùng tách sóng bao hình [ ta đã thấy điều đó ở SSB. Ở đó, sóng mang lớn hơn nhiều so với tín hiệu. Còn ở DSB, sóng mang chỉ cần lớn cùng cở với tín hiệu. Đối với VBS, Biên độ sóng mang thì nằm giữa 2 kiểu ấy ].

Khi cộng một sóng mang vào, hiệu suất sẽ giảm. Sự dễ dàng trong việc thiết kế một mạch tách sóng bao hình khiến hệ nầy được chọn dùng trong truyền hình.

Am stereo.

Ta chỉ giới thiệu những điểm chủ yếu về AM stereo. Sự phân giải sâu hơn cần đến những hiểu biết về biến điệu pha, mà ta sẽ nói ở chương 5.

Nguyên lý AM Stereo là gửi 2 tín hiệu audio độc lập trong khổ băng 10kHz nằm trong mỗi đài phát thanh thương mại. Những hiệu chỉnh cần thiết để có thể tương thích với các máy thu mono đang hiện hữu (nếu 2 tín hiệu biểu diển cho 2 kênh trái và phải, thì một máy thu mono phải hồi phục tổng của 2 tín hiệu nầy).

Nếu 2 tín hiệu kí hiệu là sL(t) và sR(t), tín hiệu tổng hợp có thể viết :

q(t) = sL(t) cos2fCt + sR(t) sin2fCt (4.30)

Nếu cả 2 tín hiệu sL(t) và sR(t) là tín hiệu aodio với tần số tối đa là 5kHz, q(t) chiếm dãy tần giữa fC - 5kHz đến fC+5KHz. ( khổ băng tổng cộng là 10kHz ).

Tín hiệu tổng hợp có thể viết lại như là một Sinusoide duy nhất:

q(t) = A(t) cos[2fCt+(t)](4.31)

Trong đó: A(t) =

(t) = -tan-1

Mạch tách sóng bao hình trong một máy thu mono sẽ tạo A(t). Đó là một phiên bản bị méo của tỏng của 2 kênh và không cần cho yêu cầu tương thích.

Hình 4.50 Chỉ sơ đồ của khối biến điệu và hoàn điệu. Khối vẽ chấm chấm là một vòng khóa pha, được dùng để hồi phục sóng mang. Output của vòng khóa pha là cos(2fCt-450)

Các hàm thời gian khác được ghi trong hình là:

s1(t) = (2fCt - 450)

s2(t)= cos2fCt

s3(t)= sin2fCt

s4(t) = sL(t) cos22fCt + sR(t) sin2fCt + cos2fCt

s5(t)= sL(t) sin2fCt cos2fCt + sR(t) sin22fCt

s6(t)=

s7(t)=

Hình 4.50: Hệ thống AM STEREO