0.4 Biến điệu góc  (Page 7/9)

Tách sóng phân biệt. (discriminator)

• Lấy đạo hàm một Sinusoide là tiến trình nhân Sinusoide với tần số tức thời của nó:

Hình 5.15: Đạo hàm của sóng FM

Giả sử tần số tức thời thì lớn hơn nhiều so với fm (hợp lý với thực tế). Thành phần sóng mang lấp đầy vùng giữa biên độ và ảnh qua gương của nó. Thực tế, vùng diện tích giữa đường biên trên và đường biên dưới bị che kín do tần số quá cao của sóng mang. Như vậy, ngay cả khi tần số sóng mang không là hằng, bao hình của sóng vẫn được định nghĩa:

2 A[fC + Kf s(t)] (5.34)

Sự thay đổi chút ít của tần số sóng mang sẽ không đáng kể bởi một tách sóng bao hình.

Trong các hệ thông tin thực tế, fC>>Kf s(t). Vậy lượng nằm trong ngoặc của (5.34) thì dương, và ta có thể bỏ đấu trị tuyệt đối.

Tóm lại: Một mạch vi phân và sau đó là một tách sóng bao hình sẽ có thể dùng để hồi phục lại s(t) từ sóng FM.

Hình 5.16: Hoàn điệu FM.

Nếu sự biến điệu là PM, thì output của hệ hình 5.16 là đạo hàm của s(t). Khi đó cần thêm một mạch tích phân ở ngỏ ra của hệ.

Hàm hệ thống của mạch vi phân:

H(f) = 2jf(5.35)

Hình 5.17: Đặc tuyến Suất của mạch vi phân.

Đặc tuyến Suất được vẽ ở hình 5.17. Suất của output của mạch vi phân thì tỉ lệ tuyến tính với tần số của input. Như vậy mạch vi phân đổi FM thành AM. Khi một mạch vi phân dùng như thế, ta gọi nó là một discriminator.

• Có một loại Discriminator khác. Bất kỳ hệ thống nào có một suất hàm hệ thống gần - Tuyến tính với tần số trong khoảng dãy tần của sóng FM sẽ điều đổi FM thành AM.

Thí dụ: Một BPF sẽ làm việc như một Discriminator nếu cho nó hoạt động trên một khoảng giới hạn của khổ băng, như hình 5.18.

Ta có thể chứng minh sự tuyến tính của BPF Discriminator theo cách thức tương tự như khối biến điệu cân bằng.

Xem mạch điện hình 5.19. Nửa trên của máy biến thế L1 và C1 điều hợp tại fa . Nửa dưới máy biến thế và C2 điều hợp tại fb.

Hình 5.20: Discriminator

Mạch điện trên đây gọi là tách sóng độ dốc ( Slope Detector ) vì nó dùng đoạn dốc của đặc tuyến mạch lọc để tách sóng.

• Bây giờ ta trở lại khối vi phân gốc. Ta sẽ thấy một cách tiếp cận khác. Ta có thể tinch đạo hàm một cách gần đúng bằng với tín hiệu của hai trị mẫu của sóng:

(t) - ( t - to )  to

Điều này dẫn đến khối hoàn điệu như hình 5.21.

Vì một sự dời thời gian thì tương đương với một sự dời pha, nên khối nầy gọi là hoàn điệu dời pha ( Phase Shif Demodulator ).

Vòng khóa pha (phase - lockloop).

Vòng khóa pha PLL là một mạch hồi tiếp, có thể được dùng để hoàn điệu sóng biến điệu góc. Mạch hồi tiếp thường được dùng để giảm thiểu error (về zero). Trong trường hợp PLL, error là một hiệu pha giữ tín hiệu ở ngỏ vào sóng FM và một tín hiệu chuẩn hình sin. (VCO) .

• Trước hết, xem mạch so pha; gồm 1 mạch nhân và một lọc LPF.

Cho hai tín hiệu vào cùng tần số và pha lần lượt là 1 và 2

Thành phần cos(a+b) có tần số 2fc nên bị lọai bỏ bởi LPF. Ngỏ ra là