<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Nguyên lý của siêu hoán thì đơn giản. Ta hãy xem thí dụ ở hình 6.22, vẽ một bánh xe giao hoán ( Commutator Wheel ) 32 khe và 2 bánh xe giao hoán phụ. Giả sử ta muốn Multiplex 44 kênh sau:

1 Kênh lấy mẫu tại 80 KHz

1 Kênh lấy mẫu tại 40 KHz

18 Kênh lấy mẫu tại 10 KHz

8 Kênh lấy mẫu tại 1250 Hz

16 Kênh lấy mẫu tại 625 Hz

Nhớ là tất cả nhịp lấy mẫu là bội số của 625 Hz. Ta chọn để đặt nhịp căn bản của bánh xe giao hoán ở 10.000 vòng /sec. Vậy mỗi kênh ( của 18 kênh lấy mẫu tại 10 kHz ) đem về một khe của bánh xe - Kênh lấy mẫu 40 kHz cần 4 khe cách đều nhau trên bánh xe; vậy nó được lấy mẫu 4 lần trong mỗi vòng quay ( 0,1 ms ) của bánh xe - Tương tự kênh lấy mẫu 80 kHz cần 8 khe cách đều nhau trên bánh xe.

Đối với những kênh có nhịp lấy mẫu nhỏ hơn 10 kHz, ta chỉ cần lấy mẫu chúng tại những vòng quay được chọn lựa của bánh xe. Thí dụ, 1 kênh 1250 Hz cần được lấy mẫu một lần khi bánh xe quay 8 vòng. Trong khi đó, kênh 625 Hz lấy mẫu 1 lần/mỗi 16 vòng quay của bánh xe. Ta thực hiện việc ấy bằng cách dùng hai bánh xe giao hoán phụ. Tám kênh 1250 Hz được giao hoán nhau nhờ một bánh xe 8 khe, với nhịp 1250 vòng/sec. Cứ mỗi 0,1 ms, một trong các kênh được nối vào một khe của bánh xe chính. Tương tự, 16 kênh 625 Hz được giao hoán nhờ bánh xe 16 khe , quay 625 vòng/sec.

Hình 6.22: Siêu giao hoán

Biến điệu độ rộng xung pwm: (pluse width modulation).

Như trường hợp của PAM, ta lại bắt đầu với một sóng mang là một chuỗi xung tuần hoàn. Hình 6.23, chỉ một sóng mang chưa biến điệu, một tín hiệu chứa tin s(t) và sóng biến điệu PWM. Độ rộng của mỗi xung biến điệu thay đổi tuỳ theo trị mẫu tức thời của s(t). Trị mẫu lớn hơn sẽ làm độ rộng xung biến điệu rộng hơn. Vì độ rộng xung thay đổi, nên năng lượng của sóng cũng thay đổi. Vậy khi biên độ tín hiệu tăng, công suất truyền cũng tăng.

Hình 6.23: Biến điệu PWM

Cũng như trong trường hợp FM, PWM là một phép biến điệu phi tuyến. Xem một thí dụ đơn giản để minh chứng điều đó. Giả sử tín hiệu chứa tin là một hằng, s(t) = 1. Sóng PWM sẽ gần những xung có độ rộng bằng nhau, vì mỗi trị mẫu thì bằng với mỗi trị mẫu khác. Bây giờ nếu ta truyền s(t) = 2 theo PWM, thì ta lại có một chuỗi xung có độ rộng bằng nhau, nhưng độ rộng của chúng lớn hơn khi truyền s(t) = 1. Nguyên lý tuyến tính sẽ cho kết quả là độ rộng xung của trường hợp sau gấp đôi trường hợp trước. Nhưng ở đây không phải như vậy, như hình 6.24.

Hình 6.24: PWM là phép biến điệu phi tuyến.

Nếu ta giả sử tín hiệu s(t) biến đổi chậm ( lấy mẫu với nhịp nhanh hơn so với nhịp Nyquist ) thì các xung lân cận sẽ có độ rộng hầu như bằng nhau. Với giả thiết này, có thể phân giải xấp xĩ cho sóng biến điệu, theo chuỗi Fourier. Mỗi số hạng của chuỗi là một sóng FM, thay vì là một sóng sin thuần tuý.

Ta sẽ trình bày một dạng của khối biến điệu và một dạng của khối hoàn điệu cho PWM. Trong cả hai, ta đều dùng sóng răng cưa để chuyển đổi giữa thời gian và biên độ. Điều này tương tự như cách thức cho FM, ở đó ta thấy rằng cách dễ nhất để biến điệu một tín hiệu là trước tiên đổi nó thành AM. Tín hiệu răng cưa được dùng vẽ ở hình 6.25.

Hình 6.25

Cách xử lý được diễn tả ở hình 6.26.

Hình 6.26a chỉ khối biến điệu và hình 6.26b, chỉ những dạng sóng tiêu biểu.

Hình 6.26: Khối biến điệu PWM.

Trước tiên tín hiệu s(t) được lấy mẫu và giữ để có s1(t).

Tín hiệu răng cưa bị dời xuống 1 đơn vị tạo nên s2(t). Tổng của s1(t) và s2(t) tạo nên s3(t) và vào mạch so sánh. Những khoảng thời gian mà s3(t) dương là những khoảng mà ở đó độ rộng tỷ lệ với trị giá mẫu gốc. Output của mạch so sánh là 1 khi s3(t) dương và là 0 khi s3(t) âm. Kết quả là s4(t), là một sóng PWM. Độ rộng xung có thể được hiệu chỉnh bằng cách tăng giảm s(t). Trong hình vẽ, ta giả sử rằng bình thường s(t) nằm giữa 0 và 1.

Sự hoàn điệu được thực hiện bằng cách tích phân sóng PWM trong mỗi khoảng thời gian. Vì chiều cao của xung thì không đổi, tích phân tỷ lệ với độ rộng xung. Nếu output của tích phân được lấy mẫu và giữ tại trị giá cuối của nó, kết quả sẽ là một sóng PAM.

Biến điệu vị trí xung -ppm (pulse position modulation).

PPM có lợi hơn PWM về mặt triệt nhiễu và cũng không có vần đề công suất thay đổi theo biên độ tín hiệu.

Một tín hiệu chứa tin s(t) và sóng PPM tương ứng vẽ ở hình 6.27.

Hình 6.27: PPM

Ta thấy nếu trị giá mẫu lớn hơn sẽ có xung tương ứng dời xa hơn (so với vị trí không biến điệu của nó).

* Một sóng PPM có thể được suy từ một sóng PWM. Sự liên hệ giữa chúng là, trong khi vị trí của xung thay đổi trong PPM thì sườn khiển của xung thay đổi trong PWM. Giả sử ta dò mỗi sườn khiển của PWM, ( lấy đạo hàm và xem những xung âm ). Bây giờ nếu ta đặt một xung có độ rộng không đổi tại mỗi điểm này, kết quả là sóng PPM. Điều này được vẽ ở hình 6.28.

Rõ ràng, cả PWM và PPM đều rất phức tạp so với PAM. Chúng phức tạp hơn và còn có những tính chất khác. Trong các hệ TDM, ta phải bảo đảm rằng các xung mẫu lân cận không được phủ nhau. Nếu các xung dời tự do hoặc rộng hơn ( như trong PPM và PWM ), ta không thể chen vào một cách đơn giản các xung khác trong không gian mà tin chắc rằng không có sự tác động qua lại sẽ xãy ra. Khoảng cách đủ cần thiết phải được giữ để có thể truyền các trị mẫu lớn nhất. Điều này làm giảm số kênh khi Multiplex.

Hình 6.28: Đổi PWM thành PPM

Get Jobilize Job Search Mobile App in your pocket Now!

Get it on Google Play Download on the App Store Now




Source:  OpenStax, Cơ sở viễn thông. OpenStax CNX. Jul 29, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10755/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Cơ sở viễn thông' conversation and receive update notifications?

Ask