Điều chế tín hiệu – VOER

Biến điệu hay điều chế là quá trình chuyển đổi phổ tần của tín hiệu cần truyền đến một vùng phổ tần khác bằng cách dùng một sóng mang để chuyên chở tín hiệu cần truyền đi; mục đích của việc làm này là chọn một phổ tần thích hợp cho việc truyền thông tin, với các tần số sóng mang khác nhau người ta có thể truyền nhiều tín hiệu có cùng phổ tần trên các kênh truyền khác nhau của cùng một đường truyền.

Một cách tổng quát, phương pháp điều chế là dùng tín hiệu cần truyền làm thay đổi một thông số nào đó của sóng mang (biên độ, tần số, pha….). Tùy theo thông số được lựa chọn mà ta có các phương pháp điều chế khác nhau: điều chế biên độ (AM), điều chế tần số (FM), điều chế pha
Φ size 12{Φ} {}M, điều chế xung PM . . . ..

Điều chế biên độ ( Amplitude Modulation, AM )

Xét tín hiệu cao tần

e(t) = Ac cos(ωct +
θ size 12{θ} {}) (1)

Tín hiệu AM có được bằng cách dùng tín hiệu g(t) làm biến đổi biên độ của e(t).

Biểu thức của tín hiệu AM là:

eAM(t) = [(Ac +g(t)]cosωct (2)

Để đơn giản, ta bỏ qua
θ size 12{θ} {} là lượng không đổi trong AM.

Những tính chất cơ bản của AM dễ dàng được xác định nếu ta biết tín hiệu g(t).

Xét g(t) là tín hiệu hạ tần:

g(t) = Em cosωmt (3)

Như vậy:

eAM(t) = (Ac +Em cosωmt)cosωct = Ac[ 1 + (Em/Ac) cosωmt]cosωct

= Ac[ 1 + ma cosωmt] cosωct (4)

Trong đó ma = Em/Ac gọi là chỉ số biến điệu

(H 2.8) vẽ dạng sóng và phổ tần của tín hiệu AM.

Dạng sóng và phổ tần của tín hiệu AM.

(a) (H 2.8) (b)

Để thấy được phổ tần ta triển khai hệ thức (4)

eAM(t) = Ac cosωct + (maAc/2)cos(ωc + ωm)t + (maAc/2)cos(ωc – ωm)t (5)

Từ (H 2.8b) ta thấy băng thông của tín hiệu đã điều chế bằng hai lần tần số của tín hiệu hạ tần và được chia ra làm hai băng cạnh. Điều chế biên độ là một quá trình tuyến tính nên mỗi tần số của tín hiệu hạ tần tạo ra một băng thông và trong trường hợp tín hiệu hạ tần gồm nhiều tần số khác nhau thì băng thông của tín hiệu biến điệu là:

BW = 2fm(max)

fm (max) là tần số hạ tần cao nhất.

Dữ liệu số có thể được truyền bằng phương pháp điều chế AM, trong trường hợp này gọi là kỹ thuật dời biên (ASK, Amplitude- Shift Keying). Bit 1 được truyền đi bởi sóng mang có biên độ E1 và bit 0 bởi sóng mang biên độ E2. (H 2.9) minh họa tín hiệu ASK

(H 2.9)