Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC: 1 LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1.0 Các phương pháp điều chế tương tự thông dụng 1.1 Mô hình hóa hệ thống 1.2 Điều chế và giải điều chế tương tự 1.3 Điều chế đơn biên SSD 1.4 Điều chế cân bằng 1.5 Điều chế và giải điều chế góc FMPM 1.6 Điều tần (FM) và điều pha (FM) 2 THIẾT KẾ MODULE CHO THÍ NGHIỆM 2.1 Giới thiệu các khối module 2.1.1 Các khối chức năng và đầu vò ra trên các module 2.1.2 Sơ đồ nguyên lí điều chế tương tự 3 XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM CHO CÁC MODULE EXPERIMENT1: Tạo tín hiệu FM sử dụng bộ điều chế cảm kháng và giải điều chế sử dụng PLL. EXPERIMENT2: Điều chế và giải điều chế Fm âm thanh. EXPERIMENT3: Tạo FM sử dụng bộ điều chế dung kháng và giải điều chế FM sử dụng bộ tách sóng Quadrature. EXPERIMENT4: Tạo tín hiệu FM sử dụng bộ điều chế cảm kháng và giải điều chế FM sử dụng bộ tách pha. EXPERIMENT5: Tạo tín hiệu FM Generation sử dụng điều chế dung kháng và giải điều chế FM sử dụng bộ tách sóng FosterSeeley. EXPERIMENT6: Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế dung kháng và giải điều chế FM sử dụng bộ tách sóng tỷ lệ.
MỤC LỤC: LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1.0 Các phương pháp điều chế tương tự thông dụng 1.1 Mô hình hóa hệ thống 1.2 Điều chế giải điều chế tương tự 1.3 Điều chế đơn biên SSD 1.4 Điều chế cân 1.5 Điều chế giải điều chế góc FM-PM 1.6 Điều tần (FM) điều pha (FM) THIẾT KẾ MODULE CHO THÍ NGHIỆM 2.1 Giới thiệu khối module 2.1.1 Các khối chức đầu vò module 2.1.2 Sơ đồ nguyên lí điều chế tương tự XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM CHO CÁC MODULE EXPERIMENT-1: Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế cảm kháng giải điều chế sử dụng PLL EXPERIMENT-2: Điều chế giải điều chế Fm âm EXPERIMENT-3: Tạo FM sử dụng điều chế dung kháng giải điều chế FM sử dụng tách sóng Quadrature EXPERIMENT-4: Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế cảm kháng giải điều chế FM sử dụng tách pha EXPERIMENT-5: Tạo tín hiệu FM Generation sử dụng điều chế dung kháng giải điều chế FM sử dụng tách sóng Foster-Seeley EXPERIMENT-6: Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế dung kháng giải điều chế FM sử dụng tách sóng tỷ lệ 1.0 Các phương pháp điều chế tương tự thông dụng là: Điều biên (Amplitude modulation) Điều chế hai băng (DSB-Double-sideband modulation) Điều chế hai băng không triệt sóng mang (DSB-WC) (dùng radio băng AM) Điều chế hai băng triệt sóng mang (DSB-SC) Điều chế hai băng nén sóng mang (DSB-RC) Điều chế đơn băng Điều chế đơn băng (SSB SSB-AM), giống với Điều chế đơn băng triệt sóng mang (SSB-SC) Điều chế Vestigial sideband (VSB VSB-AM) Quadrature amplitude modulation (QAM) Angle modulation Điều tần-Frequency modulation (FM) Điều pha-Phase modulation (PM) 1.1 Mô hình hoá hệ thống: Định nghĩa: biễu diễn mối quan hệ đặc trưng tín hiệu đầu vào đầu hệ thống tuyến tính -Xét hệ thống tuyến tính có đáp ứng xung k(t) hàm truyền đạt K(w), x(t) ngõ vào, y(t) ngõ - Sơ đồ khối hệ thống tuyến tính: Hình 2.1: sơ đồ khối hệ thống tuyến tính - Quan hệ ngõ - vào: y(t)=k(t)*x(t) Y(w)=K(w)*X(w) Giá trị biên độ: |Y(w)|=|K(w)|.|X(w)| Giá trị góc pha:argY(w) 1.2 Điều chế giải điều chế tương tự: 1.2.1 Định nghĩa: Điều chế trình biến đổi thông số sóng mang cao tần (biên độ, hay tần số, hay pha) tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc BB (BaseBand) 1.2.2 Điều kiện điều chế: 1) Tần số sóng mang cao tần fc (frequency carry), fc Fmax: tần số cực đại tín hiệu điều chế băng gốc 2) Thông số sóng mang cao tần biến đổi tỷ lệ với biên độ tín hiệu điều chế Bandbase mà không phụ thuộc vào tần số 3) Biên độ sóng mang cao tần VW>Vm biên độ tín hiệu điều chế băng gốc) 4) Trong điều chế xung – số tần số lấy mẫu Phân loại điều chế: + Điều chế tương tự: AM, FM, PM, SSB, DSB + Điều chế số: ASK, FSK, PSK, QPSK,… + Điều chế xung: PAM (Pulse Amplitude Modulation) PWM (Pulse Width Modulation) PPM (Pulse Position Modulation) PCM (Pulse Code Modulation) 1.2.3 Điều chế biên độ AM (Amplitude Modulation) 1.2.3.1 Điều chế AM: - Định nghĩa: biên độ sóng mang cao tần tỷ lệ với tín hiệu điều chế băng gốc gọi điều chế AM - Sơ đồ khối điều chế AM mức thấp: Ứng dụng: truyền hình, truyền Sơ đồ khối mạch điều chế AM mức cao: - Đường bao cao tần AM lặp lại dạng tín hiệu điều chế - Cách đánh giá điều chế AM thông qua đường bao: Tín hiệu điều chế AM Hình 2.4: Điều chế AM đơn âm 1.2.3.2: Nhận xét điều chế AM: - Công suất mang không tải tin chiếm nhiều - Công suất cao tần tải tin nhỏ hai biên phụ thuộc vào hệ số điều chế mA - Băng thông cần truyền lớn gấp đôi cần thiết nên phí tăng nhiễu - Xét tính hiệu sử dụng công suất cao tần - Tính chống nhiễu - Dễ thực tín hiệu AM máy thu giải điều chế đơn giản, rẽ - Điều chế AM dùng phát quảng bá MW-SW 1.2.3.3 Mạch điều chế AM - Mạch điều chế AM đơn giản dùng diode: Mạch điều chế AM dùng FET: Hình 2.8:mạch điều chế AM dùng FET FET có điện trở ngõ tuyến tính, độ lợi mạch tuyến tính 1.3 Điều chế đơn biên SSB (Single Side Band): - Định nghĩa: điều chế đơn biên SSB trình điều chế tạo biên tần (biên hay biên dưới) tín hiệu AM - Cách tạo SSB: Hình 2.11: Phổ tín hiệu điều chế AM, DSB, SSB -Băng thông BWSSB=fm - Sóng mang phụ tín hiệu SSB từ 100KHz đến 500KHz Thông thường chọn 100KHz, hay 200KHz - Phạm vi ứng dụng: dùng thông tin sóng ngắn, quân đội, hàng hải, … có khoảng cách thông tin xa - Nhận xét: + So với AM điều chế SSB thực phức tạp + Băng thông SSB giảm phân so với AM Tiết kiệm băng tần, giảm nhiễu + Vì phát phần công suất biên nên công suất phát SSB thấp nhiều so công suất phát AM xét khoảng cách thông tin + S/N điều chế SSB tốt S/N điều chế AM 1.4 Điều chế cân (Balanced Modulation): - Điều chế cân bằng: tạo tín hiệu DSB - Sơ đồ mạch điều chế cân bằng: Hình 2.12: sơ đò mạch điều chế cân Hình 2.13: quy trình hoạt động điều chế cân - Ứng dụng: phát FM, đổi tần, điều chế số BPSK 1.5 Điều chế FM-PM: 1.5.1 Định nghĩa điều chế FM-PM: Nếu tín hiệu điều chế tần thấp làm thay đổi pha tức thời ta có điều chế góc Trong điều chế góc biên độ sóng mang không đổi 10 BỘ POWER SUPPY 27 BỘ AUDIO PRE-AMPLIFIER 28 BỘ VARACTOR(FM) MODULATOR 3: XÂY DỰNG BÀI THÍ NGHIỆM CHO CÁC MODULE 29 EXPERIMENT-1 Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế cảm kháng giải điều chế sử dụng PLL (Xem sơ đồ CN1) 1.Kế t nố i dây sơ đồ CN1 2.Lự a chọ n ng só ng từ công tắ c để vị trí hì nh sin phầ n phá t c Kế t nôi CRO channel-1 tạ i Sine O/P ( TP1 ) CRO đặ t triger channel-1 Điề u nh biên độ só ng sin 1Vpp tà n số âm KHz Waveform (W1) + 0.5V Đặt biên độ hình sin zero Kết nối CRO channel-2 module điều chế cảm kháng FM TP6 terminal CRO đặt triger channel-2 la 5Vpp, sóng 445Khz Đây la tín hiệu sóng mang FM +2V -2V 455KHz Thay đổi biên độ sóng sin lên Vpp quan sát dạng sóng điều chế tần số đầu TP6 t 30 Kết nối TP6 vào I/P hạnh biên thu FM TP1 quan sát biên độ tín hiệu điều chế tai TP2 Nối TP2 hạn biên vào đầu vào tách sóng PLL TP3 kết nối TP4 vào mạch lọc thông thấp TP5 Quan sát TP6 Nó gải điều chế tín hiệu âm Nếu tín hiệu không ổn định thay đổi tần số trung tần điều chế cảm kháng _Waveform (W4) Xem hiệu ứng tín hiệu điều chế FM cách thay đổibiên độ tần số âm Thay đổi tần số sóng mang biến trở (thay đổi từ 453KHz tới 457KHz) quan sát hiệu ứng EXPERIMENT-2 Điều chế giải điều chế Fm âm 31 (Xem hình CN2) Kế t nố i hì nh CN2 Nối Microphone vào ổ cắm Microphone phát FM Kết nối loa khe cắm loa thu FM Giữ điều khiển volume vị trí nói vào mike nghe âm 32 EXPERIMENT- Tạo FM sử dụng điều chế dung khángvà giải điều chế FM sử dụng tách sóng Quadrature (Xem hình CN3) Kế t nố i nhe hình CN3 Lự a chọ n só ng sin từ phầ n phá t Nố i CRO channel-1 o TP1 Điề u nh biên độ só ng sin lên 1Vpp tầ n số KHz Waveform (W1) + 0.5V Đặt biên độ sin =0 Nối CRO channel-2 vào FM O/P TP9 Nó hiển thị 5Vpp, tần số 455 KHz Đây sóng mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz Bây thay đổi biên độsóng sin lên Vpp quan sát dạng sóng đầu tra điều tầntại TP9 33 _Waveform (W3) Nối TP6 với I/P hạn biên thu FM đầu TP1 Quan sát tín hiệu đầu hạn biên TP2 Kết nối TP2 hạn biên vào đầu vào tách sóng Quadrature nối TP8 tách sóng tới đầu vào lọc thông thấp TP5 Quan sát đầu lọc thông thấp TP6 Nó hiển thị tín hiệu giải điều chế FM _Waveform (W4) Quan sát hiệu ứng thay đổi tần số biên độ Thay đổi tần số sóng mang RF núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) quan stas tín hiệu điều chế FM 34 EXPERIMENT-4 Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế cảm kháng giải điều chế FM sư dụng tách pha (Xem sơ đồ kết nối CN4) Kế t nố i sơ đồ CN4 Chọ n só ng sin từ phầ n phá t tín hiệ u Nố i CRO channel-1 o TP1 Trigger CRO by channel-1 Điêuc hỉ nh biên độ 1Vpp Tầ n số KHz Waveform (W1) + 0.5V Đặt biên độ Nối CRO channel-2 vào TP6 terminal Trigger CRO by Channel-2 Nó hiển thị 5Vpp, tần số 455 KHz Đây tín hiệu saongs mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz Thay đổi biên độ lên Vpp Quan sát dạng sóng điều chế TP6 35 _Waveform (W3) Nối TP6 tới TP1 thu Quan sát tín hiệu điều chế TP2 Nối TP2 vào TP9 Nối TP10 vào TP5 Đặt công tắc VCO PLL vào vị trí OFF Quan sát dạng sóng TP6 Đó tín hiệu giải điều chế _Waveform (W4) Quan sát hiệu ứng tín hiệu điều chế FM cách thay đổi tần số biên độ Thay đổi tần số sóng mang RF núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) quan stas tín hiệu điều chế FM 36 EXPERIMENT-5 Tạo tín hiệu FM Generation sử dụng điều chế dung kháng giải điều chế FM sử dụng tách sóng Foster-Seeley (Xem sơ đồ kết nối CN5) Kế t nố i sơ đồ CN5 Giữ công tắ c phầ n tỷ lệnh tá ch só ng tạ i vị trí “S” Chọ n phá t só ng sin Nố i CRO channel-1 o TP1 Trigger CRO by channel-1.điề u nh biên độ lên 1Vpp tầ n số KHz Waveform (W1) + 0.5V chỉnh biên độ Nối CRO channel-2 vào TP9 Trigger CRO by Channel-2 Nó hiển thị 5Vpp, 455 KHz Đây sóng mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz Bây chỉnh sóng sin lên Vpp Quan sát dạng sóng TP9 Waveform (W3) 37 Nối TP6 vào TP1 thu Quan sát dạng sóng TP2 Nối TP2 vào tách sóng Foster Seeley TP11 Nối đầu TP12 với lọc thông thấp TP5 Giữ VCO PLL detector vị trí OFF Quan sát dạng sóng TP6 Đó tín hiệu giải điều chế _Waveform (W4) Quan sát hiệu ứng tín hiệu điều chế FM cách thay đổi tần số biên độ Thay đổi tần số sóng mang RF núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) quan stas tín hiệu điều chế FM 38 EXPERIMENT-6 Tạo tín hiệu FM sử dụng điều chế dung kháng giải điều chế FM sử dụng tách sóng tỷ lệ (Xem sơ đồ kết nôi CN6) Kế t nố i sơ đồ CN6 Giữ công tắ c Ratio detector tạ i vị trí “R” Chọ n tạ o só ng sin Nố i CRO channel-1 tạ i TP1 Trigger CRO by channel-1 Chỉ nh biên độ 1Vpp tầ n số KHz Waveform (W1) + 0.5V Đặt biên đọ Nối CRO channel-2 vào TP9 Trigger CRO by Channel-2 Nó hiển thị 5Vpp, 455 KHz Đây sóng mang FM _Waveform (W2) +2V -2V 455KHz 39 Thay đổi biên độ lên Vpp Quan sát dạng sóng điều chế TP9 _Waveform (W3) Nối TP6 với hạn biên TP1 Quan sát dạng sóng đầu TP2 Nối TP2 với tách sóng tỷ lệ TP11 Nối TP13 với lọc thông thấp TP5 Quan sát đầu TP6 Đây tín hiệu giải điểu chế _Waveform (W4) Quan sát hiệu ứng tín hiệu điều chế FM cách thay đổi tần số biên độ Thay đổi tần số sóng mang RF núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) quan stas tín hiệu điều chế FM -1V 40 10 Quan sát tín hiệu giải điều chế cách thay đổi tần số biên độ nghe âm khác từ loa 11 Thay đổi tần số sóng mang RF núm chỉnh (It varies from 453KHz to 457KHz) quan stas tín hiệu điều chế FM 41