1
Table of Contents
Lời mở đầu
Một mạng máy tính được thiết kế để gửi thông tin từ một điểm này tới điểm
khác, thông tin này cần được chuyển đổi thành tín hiệu số hay tín hiệu tương tự.
Thông tin này được chuyển thành tín hiệu như thế nào phụ thuộc vào khuôn
dạng dữ liệu gốc và khuôn dạng được sử dụng bởi phần cứng.
Bản thân một tín hiệu không chứa thông tin. Tín hiệu phải được xử lí để có
thể biểu diễn được những thông tin cần thiết. Cùng với quá trình biến đổi tín hiệu
số thì biến đổi tín hiệu tương tự là hai khía cạnh quan trọng trong xử lý tín hiệu.
Dữ liệu được lưu trữ trong máy tính dưới dạng các mã nhị phân 0 và 1. Để
chuyển dữ liệu từ nơi này sang nơi khác trong và ngoài máy tính, dữ liệu thường
được chuyển thành tín hiệu số. Quá trình này được gọi là biến đổi số sang số
2
hoặc mã hoá dữ liệu số thành tín hiệu số. Tuy nhiên, có nhũng lúc chúng ta lại
cần gửi tín hiệu số ra khỏi máy tính thông qua đường truyền được thiết kế để
truyền tín hiệu tương tự. Ví dụ khi ta gửi dữ liệu từ địa chỉ này sang địa chỉ khác
sử dụng đường dây điện thoại tín hiệu số được tạo ra bởi máy tính phải được
chuyển thành tín hiệu tương tự, quá trình này được gọi là biến đổi số sang tương
tự hoặc điều chế một tín hiệu số
Thông thường tín hiệu tương tự được truyền qua khoảng cách xa sử dụng
đường truyền tương tự. Ví dụ như tín hiệu tiếng nói và nhạc từ phòng thu được
truyền qua không gian. Tuy nhiên tần số của âm thanh và nhạc không phù hợp để
truyền. Tín hiệu phải được mang bởi một tín hiệu có tần số cao hơn. Quá trình
này được gọi là biến đổi tương tự sang tương tự hoặc điều chế một tín hiệu
tương tự.
Trong bài tiểu luận này, chúng em xin đưa ra một số nghiên cứu về biến đổi
tín hiệu tương tự( Analog Transmistion). Nội dung nghiên cứu gồm 4 phần:
I. Chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự
II. Chuyển đổi tương tự sang tương tự
III. Tóm tắt
IV. câu hỏi và bài tập
I. Chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự
Quá trình chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự là quá trình thu
nhận lại từng đặc tính của một tín hiệu tương tự dựa vào thông tin có trong tín
hiệu số (các bít 0 và 1). Ví dụ khi ta truyền dữ liệu từ máy tính này sang máy
tính khác thông qua đường điện thoại, dữ liệu ban đầu là dữ liệu số, nhưng
đường truyền chỉ truyền được tín hiệu tương tự, thì dữ liệu phải được chuyển đổi
trước khi truyền.
3
Chúng ta chỉ nghiên cứu một phương pháp hiệu quả nhất đối với truyền
thông dữ liệu.
Như đã biết ở chương 4, một tín hiệu hình sin được xác định bởi 3 giá trị
biên độ, tần số, pha. Khi chúng ta thay đổi bất kỳ giá trị nào trong 3 giá trị đó,
chúng ta tạo ra một tín hiệu mới. Do vậy nếu chúng ta nói rằng tín hiệu gốc mà
biểu diễn giá trị 1, tín hiệu mới có thể biểu diễn giá trị 0 và ngược lại. Vì vậy
bằng việc thay đổi một trong những thuộc tính của tín hiệu hình sin chúng ta có
thể sử dụng nó để biểu diễn dữ liệu số. Bất kỳ thuộc tính nào trong 3 thuộc tính
trên đều có thể được thay đổi theo cách này. Vì vậy chúng ta có ít nhất 3 cách để
chuyển tín hiệu số sang tín hiệu tương tự: Điều biên, điều tần, điều pha. Hơn nữa
bằng việc kết hợp giữa thay đổi cả biên độ và pha ta có phương pháp thứ 4 điều
chế biên độ góc (QAM). QAM hiệu quả nhất trong tất cả các phương pháp trên
và được sử dụng trong tất cả các modem hiện đại.
4
1. Hai vấn để của việc chuyển đổi một tín hiệu số sang tín hiệu tương tự
Trước khi chúng ta xem xét các phương pháp để điều chế tín hiệu số sang
tín hiệu tương tự, chúng ta cần xem xét hai vấn đề sau: Tốc độ bít, tốc độ baud
và tín hiệu sóng mang.
• Tốc độ Bit và tốc độ Baud
- Đơn vị dữ liệu là phần nhỏ nhất của thông tin để trao đổi ( bit)
- Đơn vị tín hiệu là đơn vị nhỏ nhất của tín hiệu
- Tốc độ bit là số bit được truyền đi trong 1 giây (N - bps)
- Tốc độ baud thể hiện số đơn vị tín hiệu trong mỗi giây cần thiết để biểu
diễn các bit đó. (S - baud)
- Tốc độ bit và tốc độ baud có mối quan hệ như sau:
S = N *
N = S * r
N là tốc độ bít (bps)
S là tốc độ tín hiệu( baud)
r là số đơn vị dữ liệu trên một
đơn vị tín hiệu, r = log
2
L
L là kiểu của đơn vị tín hiệu
(không phải mức)
Trong máy tính thì tốc độ bit quan trọng hơn vì chung ta chỉ cần quan tâm là
cần bao nhiêu thời gian để xử lý một lượng thông tin nào đó. Tuy nhiên trong
truyền dữ liệu chúng ta thường quan tâm tới làm thế nào để truyền dữ liệu từ nơi
này sang nơi khác một cách hiệu quả nhất. Càng ít đơn vị tín hiệu cần thiết, hệ
thống làm việc càng hiệu quả và giải thông yêu cầu càng ít. Vì vậy chúng ta quan
tâm đến tốc độ BAUD hơn. Tốc độ BAUD cũng được dùng để xác định giải
thông cần thiết để truyền tín hiệu.
5
Một ví dụ tương tự để ta có thể thấy rõ về tốc độ Bit và tốc độ BAUD là:
Trong giao thông một BAUD tương tự như chiếc xe hơi, một Bit tương tự như
một hành khách. Một xe hơi có thể chở một hoặc nhiều hành khách. Nếu một
nghìn xe hơi đi từ điểm này đến điểm khác mỗi xe hơi chỉ chở một hành khách
đó là lái xe khi đó một nghìn hành khách sẽ được vận chuyển. Tuy nhiên nếu
mỗi xe hơi chở 4 hành khách thì 4 nghìn hành khách sẽ được vận chuyển. Chú ý
rằng số xe hơi sẽ xác định lưu lượng giao thông. Và vì vậy nhu cầu về việc mở
rộng đường phụ thuộc vào số xe hơi chứ không phải số hành khách. Tương tự
như vậy số BAUD xác định giải thông cần thiết của đường truyền chứ không
phải số bít.
• Tín hiệu sóng mang
Trong truyền tín hiệu tương tự, thiết bị truyền tạo ra một tín hiệu có tần số
cao để mang tín hiệu có chứa thông tin cần truyền. Tín hiệu có tần số cao này
được gọi là tín hiệu sóng mang. Thiết bị nhận sẽ tách tín hiệu sóng mang ra khỏi
tín hiệu cần truyền. Thông tin số được điều chế vào tín hiệu sóng mang bằng
cách thay đổi một hoặc nhiều đặc tính(amplitude, frequency, or phase). Các kiểu
thay đổi này được gọi là điều chế.
2. Kỹ thuật điều biên (ASK)
Trong kỹ thuật dời biên, biên độ của tín hiệu sóng mang được sử dụng để
thay đổi giá trị, cả tần số và pha đều được giữ nguyên. Mức điện áp để biểu diễn
1 và mức điện áp dùng để biểu diễn 0 tuỳ thuộc vào người thiết kế. Thời gian tồn
tại của một bit là khoảng thời gian để xác định một bit. Biên độ tối đa của tín
hiệu trong mỗi bit là hằng số và phụ thuộc vào giá trị của bit đó là 0 hay là 1.
Tốc độ truyền sử dụng phương pháp điều biên này phụ thuộc vào tính vật lí của
đường truyền.
6
Truyền thông bằng kỹ thuật điều biên có khả năng bị nhiễu cao. Nhiễu ở
đây là những điện áp của các thiết bị xung quanh gây lên đường truyền chẳng
hạn như nhiệt độ hoặc từ tính của các thiết bị. Các điện áp nhiễu này kết hợp với
tín hiệu làm thay đổi biên độ. 0 có thể thay đổi thành 1 và 1 có thể biến đổi thành
0.
• Giải thông đối với ASK
7
Như đã biết ở chương 4, giải thông của tín hiệu là tổng khoảng tần số có
trong tín hiệu khi chúng ta phân tích một tín hiệu được điều biên, chúng ta nhận
được phổ của nhiều tần số đơn khác nhau. Tuy nhiên những tín hiệu quan trọng
nhất có tần số nằm trong khoảng từ f
c
-N
baud
/2 và f
c
+N
baud
/2, f
c
là tần số ở giữa.
Giải thông đối với điều biên được tính theo công thức sau:
BW=(1+d)S
Trong đó: BW - giải thông.
S - tốc độ BAUD
d- hệ số phụ thuộc vào tốc độ đường truyền. ( 0 < d < 1)
Ta có thể thấy rằng giải thông nhỏ nhất cần thiết bằng tốc độ BAUD.
Nếu dữ liệu số được biểu diễn như một tín hiệu số đơn cực NRZ với mức
cao điện áp 1V và mức thấp điện áp là 0V, sự thi hành có thể được thực hiện
bằng cách nhân lên tín hiệu số bằng sóng mang từ một bộ tạo dao động. khi biên
độ tín hiệu NRZ là 1, biên độ của tần số sóng mang được nắm giữ, khi biên độ
tín hiệu NRZ là 0 thì biên độ tần số sóng mang là 0.
Mặc dù chỉ có một tần số của tín hiệu sóng mang, quá trình điều chế đã tạo
ra một tín hiệu phức bao gồm nhiều tín hiệu đơn với các tần số khác nhau.
• Multilevel ASK
Trong nhiều trường hợp thỉ số mức biên độ của tín hiệu có thể là 2,3,4,…
hoặc nhiều bit trong một thời điểm, những trường hợp này được thực thi với
QAM ( sẽ được thấy trong phần sau).
3. Kỹ thuật dời tần (FSK)
Trong kỹ thuật dời tần số, tần số của tín hiệu sóng mang được thay đổi để
biểu diễn 0 hoặc 1. Tần số của tín hiệu trong thời gian của mỗi bít là hằng số và
8
giá tị của nó phụ thuộc vào nó là bit 0 hay bit 1. Cả biên độ và pha đều không
đổi.
FSK giải quyết được hầu hết các hiện tượng nhiễu. Bởi vì thiết bị nhận sẽ
tìm các thay đổi tần số qua một số khoảng cho trước, nó sẽ bỏ qua các điện áp
nhiễu. Giới hạn của FSK là năng lực vật lý của sóng mang.
* Giải thông với FSK:
Mặc dù điều chế tần số có sự chuyển đổi giữa hai tần số mang, chúng ta có
thể dễ dàng phân tích thành hai thành phần cùng tồn tại. Chúng ta có thể nói rằng
phổ của điều chế tần số là sự kết hợp của 2 phổ với các giá trị f
c0
và f
c1
. Giải
thông cần thiết cho việc truyền đi tín hiệu tương đương với tốc độ BAUD của tín
hiệu cộng với độ dịch chuyển của tần số, ta có công thức:
BW=(f
c1
-f
c0
)+N
baud
.
B = ( 1 + d ) S + 2∆
f
// BW = (1+d)S +2∆
f
Trong đó: 2∆
f
là sự sai khác giữa 2 dải băng ứng với tần số f
c0
và f
c1
;
Mặc dù chỉ có 2 tần số của tín hiệu sóng mang. Quá trình điều chế tần số tạo
ra tín hiệu tổng hợp gồm rất nhiều tín hiệu đơn với những tần số khác nhau.
9
* multilevel FSK
Biến điệu nhiều mức (MFSK) không phải là hiếm đối với phương pháp
FSK, chúng ta có thể sử dụng nhiều hơn 2 tần số như f1, f2, f3, f4 để gửi 2 bit
trong một thời điểm, để gửi 3 bit trong một thời điềm cần 8 tấn số.
B = ( 1 + d )S + (L - 1 ) 2∆
f
=> B = L* S
4. Kỹ thuật dời pha (PSK)
Trong PSK, pha của tín hiệu sóng mang được thay đổi để biểu diễn các giá
trị 0 hoặc 1. Cả biên độ và tần số đều không đổi, ví dụ nếu ta bắt đầu với pha
bằng 0 biểu diễn giá trị 0, khi ta thay đổi pha thành 180
o
ta sẽ thay đổi giá trị 1.
Pha của tín hiệu tồn tại trong thời gian của mỗi bit và giá trị phụ thuộc vào giá trị
của bit đó. Ngày nay, PSK thông dụng hơn ASK và FSK. Tuy nhiên, QAM là sự
kết hợp giữa ASK và PSK là phương pháp trội hơn cả trong biến điệu tương tự.
10
Điều chế pha không ảnh hưởng bởi nhiễu như điều chế biên độ, cũng không
bị giới hạn bởi giải thông như điều chế tần số. Điều này có nghĩa là một thay đổi
nhỏ của tín hiệu cũng có thể phát hiện bởi trạm nhận. Vì vậy thay vì chỉ sử dụng
hai độ dịch pha của 1 tín hiệu mỗi cái biểu diễn 1 bit. Chúng ta có thể sử dụng 4
độ dịch pha và mỗi cái biểu diễn 2 bits.
Chúng ta có thể mở rộng ý tưởng này tới 8 độ dịch pha. Thay vì 90
0
chúng
ta có thể thay đổi tín hiệu bằng cách dịch chuyển 45
0
. Với 8 pha khác nhau, mỗi
lần dịch có thể biểu diễn được 3 bits.
Giải thông trong điều chế pha.
Giải thông cực tiểu cần thíêt trong điều chế pha tương đương với trong điều
chế biên độ. Như chúng ta đã thấy, tốc độ bit cực đại trong điều chế tần số có thể
lớn hơn trong điều chế biên bộ rất nhiều. Trong khi tốc độ BAUD của điều chế
pha và điều chế biên độ là bằng nhau, tốc độ bit trong điều chế pha có thể lớn
gấp 2 đến 3 lần trong điều chế biên độ.
11
Binary PSK(BPSK) cũng tương tự như BASK nhưng có một ưu điểm vượt
trội là nó ít ảnh hưởng bởi nhiễu hơn ASK. Trong ASK tiêu chuẩn để tìm ra tín
hiệu là biên độ của tín hiệu còn trong PSK là pha, nhiễu có thể ảnh hưởng dễ
dàng hơn với biên độ. PSK cũng tốt hơn FSK vì nó không cần tới hai tín hiệu
mang như ở FSK.
Quadrature PSK(QPSK)
QPSK sử dụng 2 bit trong môt thời điểm cho mỗi đơn vị tín hiệu, nó sử
dụng 2 biến điệu BPSK riêng rẽ,một cho Pha (I) và một cho thành phần cầu
phương(Q)
12
Constellation Diagram Lược đồ hình sao
13
Lược đồ hình sao có thể giúp xác định biên độ và pha của đơn vị tín hiệu.
đặc biệt khi sử dụng 2 sóng mang(1 cho Pha và một cho tín hiệu cầu phương.
Trong lược đồ hình sao, một đơn vị tín hiệu được biểu diễn như một dấu chấm.
mỗi dấu chấm trên lược đồ có 4 thành phàn có thể suy ra được: đỉnh biên độ của
thành phần pha, đỉnh biên độ của thành phần cầu phương, độ lớn của biên độ tín
hiệu đơn vị, pha của tín hiệu.
5. Điều chế biên độ góc (QAM)
PSK bị giới hạn bởi khả năng của thiết bị để phân biệt sự khác nhau nhỏ của
các pha. Điều này ảnh hưởng tới tốc độ bit.
Trong các phương pháp trước chúng ta chỉ dùng 1 trong 3 đặc trưng của tín
hiệu hình Sin trong một thời điểm, nhưng nếu chúng ta sử dụng 2 đặc tính thì
sao? Sự giới hạn về giải thông tạo ra sự kết hợp của điều chế pha với các thay
đổi không thiết thực khác. Nhưng tại sao chúng ta không kết hợp điều chế biên
độ với điều chế pha? Khi đó chúng ta có thể có x trong thay đổi điều chế pha, y
giá trị trong điều chế biên độ và vì vậy ta có được x*y giá trị có thể, tương ứng
với nó là số bit cho mỗi giá trị. Điều chế biên độ góc thực hiện như vậy. Thuật
ngữ góc ở đây xuất hiện từ hình học.
14
Hình 1 mô tả 4-QAM sử dụng polar NRZ( giống với QPSK )
Time domain for an 8-QAM signal
Giải thông đối với điều chế biên độ góc tương đương với điều chế biên độ
và điều chế pha. Điều chế biên độ góc cũng có ưu điểm như điều chế biên độ
pha.
II. Chuyển đổi tương tự sang tương tự:
Chuyển đổi tương tự sang tương tự là sự biểu diễn của thông tin tương tự
bởi một tín hiệu tương tự. Ví dụ radio, một thiết bị quen thuộc đối với mọi người
là một ví dụ về chuyển đổi tương tự sang tương tự.
Chuyển đổi tương tự sang tương tự có thể thực hiện bằng 1 trong 3 cách
sau: điều biên, điều tần và điều pha.
15
1. Điều chế biên độ:(AM)
Trong truyền tín hiệu AM, tín hiệu sóng mang được điều chế để biên độ của
nó thay đổi cùng với sự thay đổi biên độ được điều chế. Tần số và pha của tín
hiệu sóng mang được giữ nguyên, chỉ có biên độ là thay đổi theo sự biến đổi của
thông tin.
16
Giải thông AM:
Giải thông của một tín hiệu AM bằng hai lần giải thông của tín hiệu được
điều chế, và bao quanh khoảng giữa của tần số mang.
Ví dụ giải thông của tín hiệu audio thường là 5 kHz, vì vậy giải thông của
radio cần thiết tối thiểu phải là 10 kHz
17
Quy định do FCC đưa ra về băng tần của các trạm phát sóng AM:
• Ủy ban truyền thông Liên bang Mỹ FCC cho phép 10 KHz cho mỗi trạm
phát sóng AM (một AM bandwidth).
• Fc của các trạm phát AM [530, 1700 KHz]
• Fc của các trạm phải cách nhau ít nhất 10 KHz tránh nhiễu.
• VD: 1 trạm phát có Fc = 1100 KHz thì trạm tiếp theo phải >= 1110 KHz
hoặc <= 1090 KHz.
18
2. Điều chế tần số(FM):
Trong truyền tín hiệu FM, tần số của tín hiệu sóng mang được điều chế theo
sự thay đổi của tín hiệu điều chế, cả biên độ và pha của tín hiệu không đổi.
Nhưng mỗi khi biên độ của tín hiệu thông tin thay đổi, tần số của tín hiệu sóng
mang cũng thay đổi theo.
Giải thông của FM:
Giải thông của 1 tín hiệu điều chế tần số gấp 10 lần giải thông của tín hiệu
điều chế. Cũng như là giải thông của AM, nó bao quanh khoảng giữa của tần số
sóng mang.
19
• Băng thông: BWt = 10 * BWm và bao phủ quanh tần số sóng mang.
• VD: băng tần của tín hiệu âm thanh nổi phát quảng bá với băng tần 15
KHz. Do vậy 1 trạm phát sóng FM cần băng tần ít nhất là 150 KHz.
Băng thông của tín hiệu âm thanh phát sóng với tần số 15 kHz.
FCC cho phép phát sóng 200kHz mỗi trạm. Đài FM được phép tần số sóng
mang bất cứ nơi nào giữa 88 và 108 MHz. Trạm phải cách nhau ít nhất là 200
kHz(0.2 MHz) để giữ cho băng rộng của họ tránh chồng chéo.
20
Để tạo sự riêng tư nhiều hơn, FCC yêu cầu trong một khu vực nhất định,
chỉ phân bổ băng thông khác nhau có thể được sử dụng. Những băng thông khác
không được sử dụng trước bất kỳ khả năng hai trạm can thiệp với nhau. Cho 88-
108 MHz như một phạm vi, có 100 tiềm năng băng thông PM trong một khu
vực, trong đó 50 có thể hoạt động ở bất cứ thời gian
3. Điều chế pha:
Bởi vì phần cứng yêu cầu có thể đơn giản hơn, điều chế pha được thay cho
điều chế tần số. Trong truyền tín hiệu điều chế pha, pha của tín hiệu được điều
chế để thay đổi theo mức điện áp của tín hiệu điều chế. Cả biên độ và tần số của
tín hiệu sóng mang đều không đổi. Nhưng bất cứ khi nào biên độ của tín hiệu
thông tin thay đổi, pha của tín hiệu thông tin cũng thay đổi theo.
Sự phân tích kết quả đạt được cũng tương tự như điều chế tần số. nhưng đối
với FM thì sự thay đổi của tấn số sóng mang diễn ra tức thì tỷ lệ với biên độ tín
hiệu điều chế, trong PM thì sự thay đổi của tấn số sóng mang diễn ra tức thì tỷ lệ
đối vơi đạo hàm biên độ ( sự biến thiên biên độ) tín hiệu điều chế.
21
Giải thông của PM
Tổng số băng thông cần thiết cho PM có thể được xác định từ băng thông
và biên độ tối đa của tín hiệu điều chế: PM = 2(1 + β )B
III. Tóm tắt
Biến đổi Digital to analog là tiến trình biến đổi những đặc tính của một tín hiệu
tương tự cơ bản trên thông tin của dữ liệu số.
Digital to analog được thực hiện theo những cách sau: ASK, FSK, PSK, QAM
(tổng hợp của ASK và PSK)
Trong ASK biên độ sóng mang bị thay đổi để mang phần tử tín hiệu. cả tần số và
pha không đổi.
Trong FSK tần số của sóng mang được thay đổi để biểu diễn dữ liệu/. tần số của
tín hiệu bị biến điệu là hằng số trong khoảng thời gian của một tín hiệu đơn vị
nhưng thay đổi cho đơn vị tín hiệu kế tiếp nếu dữ liệu đơn vị thay đổi. Đỉnh của
biên độ và pha là hằng số cho toàn bộ tín hiệu.
Trong PSK, pha của tín hiệu mang thay đổi để biểu diễn 2 hay nhiều đơn vị tín
hiệu khách nhau. Đỉnh biên độ và tần số không đổi trong toàn tín hiệu.
Một lược đồ sao biểu diễn biên độ và pha của tín hiệu đặc biệt khi chúng ta sử
dụng hai sóng mang( một cho pha và một cho phép cầu phương).
QAM là sự kết hợp của ASK và PSK. QAM sư dụng 2 sóng mang, một cho pha
và một cho phép cầu phương với mức biên độ khác nhau cho mỗi sóng mang.
Analong to analog là quá trình biểu diễn của thông tin tín hiệu tương tụ bởi một
tín hiệu tương tự. phép biến đổi là cần thiết nếu điều kiện biến đổi là thông dải
trong tự nhiên hoặc băng thông dải.
Analog to analog có thể được thực hiện theo 3 cách: AM, FM, PM
Trong biến đổi AM. Tín hiệu mang bị biến điệu sao cho biên độ của nó biến
thiên cùng với sự thay đổi của biên độ tín hiệu biến điệu.
Trong biến đổi FM, tần số của sóng mang bị biến đổi theo sự thay đổi của mức
điện áp ( biên độ) của tín hiệu biến điệu. đỉnh biên độ và pha của sóng mang là
22
không đổi nhưng biên độ của tín hiệu thông tin thay đổi, tần số của sóng mang
thay đổi tương ứng.
Trong biến đổi PM pha của tín hiệu mang bị thay đổi theo mức biến đổi của mức
điện áp của tín hiệu biến điệu. tần số và đỉnh biên độ của tín hiệu mang không
đổi, nhưng biên độ của tín hiệu thông tin biến đổi, pha của tín hiệu mang cũng
biến đổi theo.
IV. Câu hỏi:
Câu 1: Analog transmission là quá trình truyền dẫn tín hiệu tương tự sử dụng
băng thông dải. tín hiệu số hoặc tương tự gốc được chuyển đổi thành tín hiệu
tương tự phức tạp hơn với dải tần phù hợp với kênh truyền.
Câu 2: Tín hiệu số, tương tự thông dải được chuyển đổi thành một phức tạp tín
hiệu tương tự với một loạt các tần số thích hợp cho các kênh.
Câu 3: Define digital-to-analog conversion
Quá trình thay đổi một trong các đặc tính của một tín hiệu tương tự dựa trên các
thông tin trong dữ liệu số được gọi là chuyển đổi digital-to-analog. Nó được gọi
là sự biến điệu của tín hiệu số. Tín hiệu số băng cơ sở biểu diễn dữ liệu số điều
biến sóng mang để tạo ra tín hiệu tương tự có dải sóng rộng
Câu 4: Thành phần nào của tín hiệu tương tự được biến đổi để biểu diễn tín hiệu
số trong mỗi sự biến đổi số - tương tự sau:
a. ASK : biến đổi biên độ sóng mang
b. FSK : biên đổi tần số sóng mang
c. PSK: biến đổi pha sóng mang
d. QAM: biến đổi biên độ và tần số.
23
Câu 5:
Trong các cách để biến đổi Analog transmission thì ASK là phương pháp có
nhiễu nhiều nhất, vi biên độ thường ảnh hưởng bởi nhiễu nhiều hơn Pha và Tần
số.
Câu 6: Trình bày biểu đồ hình sao và vai trò của nó trong biên đổi tín hiệu tương
tự?
Lược đồ hình sao có thể giúp xác định biên độ và pha của đơn vị tín hiệu.
đặc biệt khi sử dụng 2 sóng mang(1 cho Pha và một cho tín hiệu cầu phương).
Trong lược đồ hình sao, một đơn vị tín hiệu được biểu diễn như một dấu chấm.
Lược đồ có 2 trục, trục ngang X có liên quan đến sóng mang cùng pha(in –
phase), trục Y liên quan đến thành phần cầu phương. Mỗi dấu chấm trên lược đồ
có 4 thành phần có thể suy ra được: đỉnh biên độ của thành phần pha, đỉnh biên
độ của thành phần cầu phương, độ lớn của biên độ tín hiệu đơn vị, pha của tín
hiệu.
Câu 7: What are the two components of a signal when the signal is represented
on a constellation diagram? Which component is shown on the horizontal axis?
Which is shown on the vertical axis?
Hai thành phần của tín hiệu được biểu diễn trên sơ đồ hình sao là I và Q.
Thành phần I được gọi là thành phần pha, được biểu diễn trên trục chân trời( trục
nằm ngang) và thành phần Q (quadrature) được gọi là thành phần cầu phương,
được biểu diễn trên trục thẳng đứng.
Câu 8: Define analog-to-analog conversion?
Sự biến đổi analog-to-analog hay biến điệu tương tự là sự biểu diễn thông tin
tương tự bằng một tín hiệu tương tự. Biến điệu tương tự là cần thiết nếu đường
24
truyền là kênh thông dải. Ví dụ như radio là một ví dụ thực tế cho biến điệu
tương tự. chính phủ phấn định một kênh thông dải hẹp cho mỗi trạm radio.
Câu 9: Which characteristics of an analog signal are changed to represent the
lowpass analog signal in each of the following analog-to-analog conversions?
a. AM biến đổi biên độ của sóng mang.
b. FM biến đổi tần số của sóng mang.
c. PM biến đổi pha của sóng mang.
Câu 10: Which of the three analog-to-analog conversion techniques (AM, FM, or
PM) is the most susceptible to noise? Defend your answer.
V. Bài tập:
Câu 11: Calculate the baud rate for the given bit rate and type of modulation.
a. 2000 bps, FSK
b. 4000 bps, ASK
c. 6000 bps, QPSK
d. 36,000 bps, 64-QAM
Ta có: S = (1/r) ×N
a. Với FSK thì r = 1 => S = N = 2000 baud
b. Với ASK thì r = 1 => S = N = 4000 baud
c. Với QPSK thì r = log
2
4 = 2 => S = N /2 = 6000/ 2 = 3000baud
d. Với 64- QAM thì r = log
2
64 = 6 => S = N /6 = 36000/6 = 6000 baud
Câu 12: Calculate the bit rate for the given baud rate and type ofmodulation.
a. 1000 baud, FSK
b. 1000 baud, ASK
c. 1000 baud, BPSK
d. 1000 baud, 16-QAM
ta có N = S * r
a. r = 1, N = S = 1000 bps
25
b. r = 1, N = S = 1000 bps
c. r = 1, N = S = 1000 bps
d. r = log
2
16 = 4. S = 4 * 1000 = 4000 bps
Câu 13: What is the number of bits per baud for the following techniques?
a. ASK with four different amplitudes
b. FSK with 8 different frequencies
c. PSK with four different phases
d. QAM with a constellation of 128 points.
Ta có: r = log
2
L
a. r = log
2
4 = 2
b. r = log
2
8 = 3
c. r = log
2
4 = 2
d. r = log
2
128 = 7
Câu 14: Draw the constellation diagram for the following:
a. ASK, with peak amplitude values of 1 and 3
b. BPSK, with a peak amplitude value of 2
c. QPSK, with a peak amplitude value of 3
d. 8-QAM with two different peak amplitude values, I and 3, and four different
phases.
Câu 15: Draw the constellation diagram for the following cases. Find the peak
amplitude value for each case and define the type ofmodulation (ASK, FSK,
PSK, or QAM). The numbers in parentheses define the values ofI and Q
respectively.
a. Two points at (2, 0) and (3, 0).
b. Two points at (3, 0) and (-3, 0).
c. Four points at (2, 2), (-2, 2), (-2, -2), and (2, -2).