TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG


BÁO CÁO MƠN HỌC
TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG

CHUN ĐỀ: ĐIỀU CHẾ AM,ASK,BPSK
THÀNH VIÊN NHĨM:
HUỲNH XN THUẬN.

MSSV:3118520051

NGUYỄN ĐÌNH HUY HỒNG. MSSV:3118520014
NGUYỄN HỒNG LINH.

MSSV: 3118520021

ĐẶNG TUẤN QUYỀN.

MSSV:3118520042

NGUYỄN MINH TRÍ.

MSSV:3118520058


Mở Đầu:

Ngày nay với sự phát triển công nghệ thông tin thì tín hiệu số ngày càng được
sử dụng rộng rãi, và trong kỹ thuật thông tin vô tuyến.

Âm thanh mà tai người cảm nhận được là những dao động cơ học có tần số từ
16Hz đến 20000Hz
Trong kỹ thuật truyền thanh để gửi âm thanh từ đầu phát đến đầu thu người ta
phải biến đổi âm thanh thành tín hiệu điện âm tần nhờ micro.
Phương thức gửi tín hiệu âm tần vào sóng mang cao tần gọi là phương
pháp điều chế.Trong thực tế tồn tại nhiều phương pháp điều chế tín hiệu,
như điều chế: ASK, FSK, PSK, QAM, FM, AM mỗi loại đều có ưu nhược
điểm riêng.

ĐIỀU CHẾ AM:
Sóng vơ tuyến AM chia làm 3 loại:
Sóng dài = 148.5 tới 283.5 KHz (LF)
Sóng trung = 530 KHz tới 1710 KHz (MF)
Sóng ngắn = 3 MHz tới 30 Mhz (HF)

Tín hiệu tương tự khi truyền đi xa thì năng lượng của chúng bị suy
giảm theo khoảng cách.
Điều chế biên độ hay còn gọi là điều biên (AM) được thực hiện bằng cách thay
đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo biên độ của tín hiệu thơng tin cần gửi
đi, trong đó tần số và pha của sóng mang thì giữ nguyên.


Hệ thống điều chế biên độ thường được đặc trưng bởi một yêu cầu khá thấp về
độ rộng băng thông và tính hiệu quả về cơng suất so với các mạch điều chế tần
số hoặc pha.
Yêu cầu về độ rộng băng thông đối với hệ thống AM dao động trong khoảng
1W tới 2W, đối với DSB-AM hay AM truyền thống tầm khoảng 2W.
Tin tức s(t) là tín hiệu âm tần có cơng thức :

Khi tin tức là âm thanh của người phát ra nó khơng có đặc trưng riêng biệt nào

về mẫu dạng sóng .Với tín hiệu âm thanh có đặc tính sinh lý học có dải tần số từ
20Hz – 15Khz ngoài dải tần này khi biến đổi furier :S(f)=0 với f>15Khz
Giả sử muốn truyền đi tín hiệu audio trong mơi trường khơng khí với tần số
3Khz theo tính tốn sẽ cần anten sẽ cần có chiều dài bằng ¼ độ dài qng
đường truyền sóng.
Mặt khác tín hiệu này cịn liên quan đến việc truyền khơng hiệu quả trong
khơng khí và sự giao thoa do các dải tần của dài khác chèn lên. Do vậy ta phải
cải tiến tần số ,thường dùng với tín hiệu khác có tần số cao hơn.Tín hiệu sau
điều chế sẽ ít nhạy cảm với nhiễu so với tín hiệu gốc.
Do vậy ta phải cải tiến tần số ,thường dùng với tín hiệu khác có tần số cao
hơn.Tín hiệu sau điều chế sẽ ít nhạy cảm với nhiễu so với tín hiệu gốc.
Tải tin là tín hiệu cao tần có cơng thức:
uc ( t ) =U .¿ )

Trong đó tần số của sóng mang f c > f s (tần số của tin tức) .
Bước sóng f cđược chọn hợp lý sóng mang có thể được truyền đi có hiệu quả .
Ví dụ: có thể chọn sóng có dải tần trong khoảng giữa 0,5-3 Mhz để truyền xa đến
250Km. Bước sóng của các tần số tương ứng cỗ 100Mhz như vậy chiều dài ăngc 3. 108
λ=
=
=3 m.
ten được rút ngắn đến mức chấp nhận được theo
f
108

Cơng thức AM có dạng: u AM ( t )= ( U 0 +m. U 0 . cos .2 π f s .t ) . cos ( 2 π f c . t +ϴ )
HAY:

y AM ( t )= [ A+ x ( t ) ] . cosΩt



ϴ
 Với Ω=2 π f c + t , A=U 0, x ( t )=m. U 0 . cos .2 π f s . t = s(t)
Us

 Hệ số điều chế: m= U

c

Quá trình điều chế:


Khi hệ số điều chế m>1 lúc này tín hiệu sau điều chế sẽ không khôi phục được tại
bên thu chính vì vậy các hệ thống điều chế khơng bao giờ được xảy ra trường hợp
này.
Cơng thức tín hiệu miền thời gian:
1
Y AM ( ω )= Aπ . [ δ ( ω−Ω ) +δ ( ω+ Ω ) ] + .[ X ( ω−Ω )+ X ( ω+ Ω )]
2
Ѱ AM ( ω )=

π A2 [ δ ( ω−Ω )+ δ ( ω+ Ω ) ] + 1 . [Ѱ ( ω−Ω ) +Ѱ ( ω+ Ω ) ]
.
X
X
4
2




Công thức trong miền tần số:
1
1
1
M ( ω )= . [ Y AM ( ω−Ω )+ Y AM ( ω−Ω ) ] = . X ( ω )+ ¿
2
2
4

Qua bộ lọc LPF, chỉ còn lại thành phần phổ tần số thấp: X’(ω) = X(ω)/2.
 Tách sóng đường bao: theo sơ đồ mạch

Điều kiện để tách sóng đường bao khơng bị méo: A ≥ max ⁡{|x ( t )|; x ( t ) <0 }

Điều chế theo biên đô ̣ tín hiê ̣u - ASK (Amplitude Shilft Keying)
Khái niêm:
̣


Trong điều chế ASK biên độ sóng mang hình sin tần số cao sẽ biến thiên theo
mức luận lý của chuỗi tín hiệu số. Tổng quát tín hiệu số sẽ có m mức tín hiệu
khác nhau. Nếu m=2 ta có điều chế dịch biên nhị phân BASK.
Biểu thức của tín hiê ̣u ASK:
v ASK ( t )=[ A0 + ∆ A . d ( t ) ] . cos ⁡(ω0 t+ ϕ)

Trong đó: A0 , ω0 là biên độ và tần số sóng mang
d ( t ) =±1tùy theo mức luận lý của chuỗi số là cao hay thấp

∆ A là độ dịch biên độ


Dạng sóng của tín hiê ̣u điều chế ASK:
Tính chất:
Ưu điểm:
+ Chỉ dùng 1 sóng mang duy nhất.


+ Phú hợp với truyền tốc đô ̣ thấp, dễ thực hiê ̣n.
Nhược điểm:
+ Dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu.
+ Khó đồng bô ̣, ít dùng trong thực tế.
Sơ đồ điều chế ASK:

Dạng sóng điều chế:


Sơ đồ khối giải điều chế:

*BPF: Band Pass Filter:Bộ lọc thơng dải dùng để tăng tín hiệu.
*LPF: Low Pass Filter:Bộ loc thơng thấp dung để hạ tín hiệu.
-Ưu, nhược điểm:
+ Chỉ dùng 1 sóng mang duy nhất.
+ Phù hợp truyền tốc độ thấp.
+ Dễ thực hiện.
+ Dễ bị nhiễu.
+ Khó đồng bộ và ít dùng trong thực tế.
Điều chế pha nhị phân - BPSK (Binary Phase Shilft Keying)
Khái niêm:
̣



Điều chế pha nhị phân - Binary Phase Shift Keying (BPSK), là kỹ thuật điều
chế tín hiệu số với bit 0 và bit 1 lệch pha nhau 180°, nghĩa là 2 trạng thái “0” và
“1” được phân biệt bởi 2 giá trị pha của sóng mang
Ví dụ:
Với điều kiện 0≤ t ≤Tb
s1(t) =Ac cos(2 π f ct)

(bit 1)

s2(t) =Ac cos(2 π f ct + π ) = - Ac cos(2 π f ct) (bit 0)
Giản đồ pha BPSK:

Dạng sóng của tín hiệu BPSK:


1. Biểu   thức   của   tín   hiệu  BPSK 
v BPSK ( t )= A . d (t). cos ⁡( ω0 t+ ϕ)

Trong đó :
A : là biên độ.
ω 0: tần số góc.

ϕ :là góc pha ban đầu của sóng mang .

d ( t ) =±1: tùy theo mức luận lý của chuỗi số đầu

Phổ của tín hiệu BPSK:


1


GBPSK = 2 [G(f – f0) + G(f + f0)]
Ta đặt A = √ 2 P s
Ps: Cơng suất sóng mang
Eb=Ps.Tb: Năng lượng mỗi bit
sin π fT b

Phổ của tín hiệu xung G(f) = Ps.Tb. ( π fT b )2
Suy ra phổ của tín hiệu BPSK

GBPSK =

P s .Tb sin π  (f – f 0 )Tb 2
sin π (f + f 0 )Tb 2
.[(
)
+
(
)]
2
π (f – f 0 )Tb
π (f + f 0 )Tb


Phương pháp điều chế BPSK:
Điều chế khóa dịch pha nhị phân BPSK
Khi Data bit = 1, tín hiệu BPSK cùng pha với sóng mang
Khi Data bit = 0, tín hiệu BPSK ngược pha (180° ) với sóng mang

Sơ đồ điều chế BPSK



Mối quan hệ pha với thời gian ở đầu ra bộ điều chế BPSK theo tín hiệu vào

Giải điều chế BPSK:
Bộ giải điều chế BPSK gồm :
Sơ đồ lấy bình phương ( )2 để chuyển các tín hiệu khác pha về cùng 1 pha
Vòng giữ pha PLL phát lại nhịp với tần số gấp đôi tần số mang
Bộ dịch pha để hiệu chỉnh pha
Bộ chia 2 để đưa tần số tín hiệu tái lập về bằng tần số sóng mang


Mạch giải điều chế BPSK
LPF: Low Pass Filter:Bộ loc thông thấp dung để hạ tín hiệu.
Giải điều chế BPSK:
Bộ giải điều chế BPSK gồm :
Bộ TS tích thực hiện nhân sóng điều chế BPSK với sóng mang tái lập
Bộ lọc thơng thấp với tần số cắt bằng tần số sóng mang (có thể loại bỏ thành
phần xoay chiều) có thể hạ tín hiệu


Mạch giải điều chế BPSK
LPF: Low Pass Filter:Bộ loc thông thấp
Tính chất:
Ưu điểm:
+ Độ rộng phổ tương đươngvới bit rate (tốc độ bit) hoặc symbol rate.
+ Chịu được các bộ lọc quang băng thông hẹp tốt hơn điều chế OOK.
+ Miễn nhiễm với PMD tƣơng đối tốt.
+ Miễn nhiễm với CD và phi tuyến kém hơn so với điều chế OOK.



Nhược điểm:
Đòi hỏi mạch phức tạp trung bình.
Ứng dụng:
Điều chế dịch pha hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin
quân sự, thương mại, các hệ thống vi ba số…