Đồ án Điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến

Lời nói đầu Trong lónh vöïc ñieän töû , khía caïnh ñieàu khieån laø moät trong nhöõng ñieàu raát lyù thuù haáp daãn vaø mang tính thöïc teá cao. Ñaët bieät laø ñieàu khieån töø xa. Coù nhieàu caùch ñeå ñieàu khieån töø xa, thoâng qua maïng ñieäân thoaïi, duøng tia hoàng ngoaïi hay duøng soùng voâ tuyeán v.v…Trong ñoù caùch duøng soùng voâ tuyeán toû ra coù nhieàu öu ñieåm vì noù khoâng caàn daây daãn, coù theå ñieàu khieån vôùi khoaûng caùch khaù xa. Hôn nöõa ñieàu khieån baèng voâ tuyeán coù theå xuyeân qua töôøng vaø nhieàu vaät khaùc. Do ñoù em ñaõ choïn ñeà taøi naøy. Trong thôøi gian qua em ñaõ coá gaéng raát nhieàu ñeå thöïc hieän ñeà taøi naøy. Do khaû naêng vaø trình ñoä haïn cheá neân khoâng traùnh khoûi nhieàu thieáu soùt. Em raát mong nhaän ñöôïc söï goùp yù cuûa quyù thaày coâ vaø caùc baïn ñeå em coù theå thöïc hieän ñeà taøi naøy ñöôcï toát hôn. Em xin chaân thaønh caùm ôn nhaø tröôøng ñaõ taïo ñieàu kieän cho em hoïc taäp trong suoát thôøi gian qua, ñaëc bieät laø thaày Ñaëng Anh Tuaán ñaõ taän tình höôùng daãn, giuùp ñôû em trong quaù trình thöïc hieän ñeà taøi naøy. Tp Hoà Chí Minh. Thaùng 1 naêm 2001 SVTH Voõ Vónh Loäc Mục lục Phần 1 : Lý Thuyết Hệ thống thông tin quảng bá. TạI đài phát, tin tức được truyền qua bộ phận gia công, biến thành các đạI lượng điện tần số thấp. Tín hiệu loạI này có năng lượng nhỏ nên không thể truyền đi xa được, vì vậy người ta dùng một sóng cao tần (sóng mang) để truyền tin hiệu đi xa. Quá trình này gọi là điều chế. Qua bộ phận này , một trong những tham số của sóng cao tần ( biên độ; tần số; góc pha ) bị thay đổI theo quy luật của tín hiệu tần số thấp. Sau đó chúng được khuyết đại và đưa ra anten để bức xạ qua môi trường truyền sóng. Tin Tức Gia công Điều chế Khuếch đại Tạo sóng mang Anten THIẾT BỊ PHÁT TạI bộ phận thu, sóng cao tần nhận được tù anten sẽ được chọ lọc , khuyết đại và đưa đến bộ trộn sóng để tạo nên sóng có tần số thấp hơn (sóng trung tần). Sóng trung tần này được giảI điêu chế, tiếp tục khuếch đại và đưa đến bộ nhận tin. Chọn và khuếch đại Trộn sóng K.D trung tần GiảI điều chế Tạo dao động nội Khuếch đại Nhận tin THIẾT BỊ THU Các dạng mạch khuyếch đại của BJT E chung. B chung : C chung : Transtor ở tần số cao Haàu heát caùc kieåu taàn soá cao höõu duïng cuûa transistor ñöôïc duøng laø : “HYBRID – PI” Ñieän trôû rbb’ laø ñieän trôû tyû leä tröïc tieáp vôùi ñoä roäng base, coù trò soá khoaûng 10 ñeán 50W. Caùc transitor cao taàn coù ñoä roäng cöï base beù neân rbb’ nhoû hôn so vôùi transistor ôû taàn soá thaáp. Ñieän trôû moái noái B-E : rb’e » 0.025hfe / IEQ (ôû T = 3000K) Trôû khaùng ra 1/hoe ôû taàn soá cao coù theå boû qua vì thöôøng lôùn hôn RL raát nhieàu. Do ñoù : hie = rbb’ + 0.025hfe/IEQ (ôû T = 3000K) Taàn soá caét 3dB ngaén maïch CE : fb=1/(2prb’e(Cb’e + Cb’c) » 1/(2prb’eCb’e) ( vì Cb’e>>Cb’c) Tích soá ñoä lôïi khoå taàn cuûa boä khuyeách ñaïi : » fbhfe Aisc 0.707b0 6dB/oct Frequency b0 fb fT 1 Ñoä lôïi doøng ngaén maïch theo taàn soá Khuyếch đại công suất cao tần Maïch khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàn naèm ôû ngoõ ra maùy phaùt phaûi thoûa yeâu caàu sau : hieäu suaát cao, ít saùi daïng, choïn loïc taàn soá, taän duïng tôùi ngöôõng khaû naêng cung caáp coâng suaát cuûa phaàn töû tích cöïc. Coâng suaát ra coù theå töø mW tôùi MW tuøy theo muïch ñích sö ûduïng. ICm q 0 t iC VBE 0.7 0 iC t q Goùc caét q laø moät nöûa khoaûng thôøi gian doøng Collector toàn taïi trong moät chu kyø tín hieäu. Các lớp của mạch khuyếch đại (Classes of amplifiers) Caùc boä khuyeách ñaïi coâng suaát coù theå ñöôïc phaân cöïc ôû 4 lôùp khaùc nhau. Moãi lôùp seõ coù nhöõng öu ñieåmvaø khuyeách ñieåm rieâng. Lôùp A coù q =1800; lôùp B coù q = 900 ; lôùp AB coù 900 < q <1800 ; lôùp C coù q <900 Lôùp A : Transistor ñöôïc phaân cöïc ñeå khoâng bao giôø bò cutoff. Transistor hoaït ñoäng ôû ñoaïn tuyeán tính nhaát, vì theá ít sinh haøi vaø meùo daïng. Tuy nhieân noù coù hieäu suaát thaáp, ít hôn 50% neân chæ ñöôïc duøng cho khuyeách ñaïi coâng suaát möùc thaáp. Lôùp B : doøng ñieän bò cutoff nöõa chu kyø, vì theá sinh ra caùc haøi. Tuy nhieân hieäu suaát coù theå ñaït ñeán 75%. Lôùp C :doøng ñieän bò cutoff nhoû hôn moät nöõa chu kyø, neân ñoä tuyeán tính toát hôn so vôùi lôùp B. Lôùp C :Cöïc base ñöôïc giöû ôû 0 V hay thaáp hôn. Doøng ñieän bò cutoff lôùn hôn nöõa chu kyø neân ñoä tuyeán tính laø thaáp nhaát. Tuy nhieân, hieäu suaát laïi raát cao (90%). Phân tích mạch khuyếch đại Phaân tích ic(t) theo chuoåi Furier : ic(t) = Ico + Ic1coswot + Ic2cos2wot + Ic3cos3wot + … Thaønh phaàn moät chieàu : => ICm laø bieân ñoä xung doøng Collector ; ao(q) laø heä soá phaân tích haøi. Bieânñoä doøng haøi cô baûn : => Bieân ñoä thaønh phaàn doøng haøi n : => vôùi n = 2,3, … an(q) laø heä soá phaân tích haøi, coù dang ñoà thò sau : a1 a0 a2 a3 q0 120 60 40 an(q) Ñoà thò an(q) Coâng suaát nguoàn cung caáp P0 = IC0.VCC Coâng suaát ra cuûa doøng haøi cô baûn P1 = (1/2).I2c1.Req = (1/2) IC1.VC1 VC1= IC1.Req laø bieân ñoä ñieän aùp xoay chieàu haøi 1 ôû Collector. Req = VC1/IC1 laø trôû khaùng ra cuûa BJT theo haøi 1 ôû cheá ñoä ñang xeùt. Coâng suaát tieâu taùn treân collector Ptt = P0 - P1 Hieäu suaát taàng khuyeách ñaïi h1=P1/P0=(1/2).(IC1/IC0).(VC1/VCC)=(1/2).(a1/a0).x x = VC1/VCC laø heä soá söû duïng nguoàn ñieän aùp cung caáp. h1 tyû leä vôùi (a1/a0) 180 0 h1 ~ (a1/a0) qo 1 2 Ñoà thò h1 ~ (a1/a0) q thöôøng choïn 800 ³ q ³ 900 vaø hieäu suaát ñaït ñöôïc h1=0.7¸0.75, thöïc teá chæ khoaûn 0.6¸0.65. Tuyø theo ñieàu kieän cuï theå maø ta choïn caùc lôùp khuyeách ñaïi khaùc nhau. Ví duï trong truyeàn hình, vi ba soá caàn ñoä tuyeán tính cao, duøng lôùp A. Trong maùy phaùt thanh FM,thoâng tin FM, traïm goác thu phaùt BTS cuûa heä thoáng thoâng tin di ñoäng teá baøo duøng lôùp B. Trong caùc maùy ñieän thoaïi di ñoäng, ñieän thoaïi cordlesstelephone duøng cheá ñoä C. Sau ñaây laø moät maïch khuyeách ñaïi lôùp C thöôøng gaëp, duøng ñeå khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàn : Maïch khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàn Ñieän aùp töùc thôøi treân cöïc C laø : VC = VCC – VC1coswOt VC1 = VCC - VCE baõo hoøa Neáu coi x » 1; thì Vcmax = 2VCC Vaäy ta neân choïn transistor coù VCEmax ³ 2VCC Phương pháp tính toán tầng khuyếch đại công suất cao tần Choïn taàn soá laøm vieäc, coâng suaát treân taûi anten Choïn linh kieän tích cöïc (BJT,FET, Ñeøn ñieän töû v.v…) , coù caùc thoâng soá töø soå tay. Choïn phaân cöïc vaø maïch thích hôïp Tính toaùn caùc thoâng soá naêng löôïng P0,P1,h1, Ptieâu taùn, Pi v.v… Tính toaùn phoái hôïp trôû khaùng vaøo vaø ra. Coâng suaát kích Pi vaø trôû khaùng vaøo Zi laø thoâng soá tính ngöôïc laïi taàng tröôùc cuoái. Möùc coâng suaát nhieãu haøi baäc cao phaûi nhoû hôn –40 dB Khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàn maéc CE (BJT) cho heä soá khuyeách ñaïi coâng suaát lôùn nhöng bò giôùi haïn taàn soá hoaït ñoäng. Taàn soá taêng, coâng suaát giaûm. Maéc CB cho heä soá khuyeách ñaïi coâng suaát nhoû hôn nhöng hoaït ñoäng oån ñònh hôn ôû taàn soá cao. Maïch khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàn B chung Mạch phốI hợp trở kháng Moät trong nhöõng vaán ñeà quan troïng cuûa maùy phaùt, maùy thu laø phoái hôïp trôû khaùng coù choïn loïc taàn soá giöõa caùc taàng, ñaët bieät giöõa taàng coâng suaát ra cao taàn vôùi anten phaùt hay giöõa anten thu vôùi ngoõ vaøo maùy thu ñeå truyeân truyeàn coâng suaát cöïc ñaïi vaø loaïi nhieãu. Caùc maïch phoái hôïp trôû khaùng coù daïng LC, bieán aùp hay toå hôïp giöõa chuùng. Ngoaøi ra ,ngöôøi ta coøn duøng bieán aùp ñeå phoái hôïp trôû khaùng. ÔÛ taàn soá thaáp, ngöôøi ta duøng bieán aùp loõi saét. ÔÛ taán soá cao, ta duøng loõi saét töø hình xuyeán. Kieåu bieán aùp töï ngaãu loõi xuyeán cuõng ñöôïc duøng ñeå phoái hôïp trôû khaùng giöõa caùc taàng. NP,NS soá voøng cuoän sô caáp vaø thöù caáp. Bieán aùp loõi Ferrite buoäc töø tröôøng taïo bôûi cuoän sô caáp taäp trung vaøo loõi, nhôø vaøo ñoù noù coù moät soá öu dieåm quan troïng sau : Thöù nhaát laø loõi Ferrite khoâng böùc xaï naêng löôïng cao taàn do ñoù khoâng caàn boïc giaùp, trong khi ôû loõi khoâng khí thì ngöôïc laïi vì khoâng taäp trung ñöôïc töø tröôøng. Do ñoù ôû phaàn maïch maùy thu, maùy phaùt duøng loõikhoâng khí phaûi boïc kim ñeå traùnh giao thoa tín hieäu vôùi caùc phaàn maïch khaùc. Thöù hai laø haàu heát töø tröôøng taïo bôûi cuoän sô caáp ñeàu caét qua cuoän thöù caáp neân tyû soá voøng daây cuoän sô caáp – thöù caáp, tyû soá ñieän aùp vao – ra hay tyû soá trôû khaùng töông töï nhö ôû bieán aùp ôû taàn soá thaáp. Trong nhieàu thieát keá maïch cao taàn môùi, bieán aùp loõi xuyeán ñöôïc duøng phoái hôïp trôû khaùng giöõa caùc taàng. Ñoâi khi cuoän sô caáp vaø thöù caáp cuûa loaïi bieán aùp naøy ñöôïc duøng laøm ñieän caûm cuûa maïch ñieàu höôûng. Cuoän caûm loõi xuyeán duøng ôû RF coù öu ñieåm hôn loõi khoâng khí vì ñoä töø thaåm cao cuûa loõi daãn ñeán ñieän caûm lôùn. Chæ caàn theâm moät soá ít voøng daây thì giaù trò ñieän caûm seõ taêng theâm raát nhieàu. Mạch dao động : Nguyên lý mạch dao động : Mạch dao động gồm : mạch khuyếch đại và mạch hồI tiếp dương đñoàng thờI làm tảI chọn lọc cao tần của khuyếch đại. HồI tiếp Khuyếch đại Độ lợI khuyếch đại điện áp không hồI tiếp Av : Vo : Điện áp ra mạch khuyếch đại Vi : Điện áp vào mạch khuyếch đại Một phần điện áp Vf đưa về hồI tiếp dương cho mạch khuyếch đại : Hệ số truyền đạt hồI tiếp Bf : Điện áp hồI tiếp ghép nốI tiếp vớI nguồn điện áp kích khởI ban đầu Vs. HồI tiếp âm nếu pha của Vs và Vf nhược nhau, khi đó : Điện áp ra Vo giảm. HồI tiếp dương nếu Vs va Vf ngược pha, dẫn đến Vo tăng , tức có dao động. Xét hồI tiếp dương : Để có tự dao động thì Vs = 0 ==> Điều kiện chuẩn Barkhausen HồI tiếp Khuyếch đại Thông thường tức là mạch khuyếch đại bù được suy hao của mạch hồI tiếp. Nếu mạch không dao động. Xét mạch dao động tổng quát về mặt xoay chiều (AC) gồm phần tử tích cực khuyếch đại và mạch hồI tiếp gồm 3 phần tử X1.2.3 đồng thờI là tảI cộng hưởng. Bỏ qua điện dung ký sinh bán dẩn và điện trở tổn hao của các phần tử kháng, coi BJT không có quáng tính ta có mạch tương đương xoay chiều của bộ dao động : Mạch dao động về AC Điều kiện dao động : X1+X2+X3 = 0 X1.X2>0 X1.X3<0 Bf = Vf/Vo Av = 1/Bf Các dạng mạch dao động LC : Mạch 3 điểm điện cảm : Mạch 3 điểm điện dung : Mạch Clapp cho độ ổn định cao nên thường được dùng làm mạch dao động ở tần số cao. Dao động thạch anh : Thạch anh: Maïch ñieän töông ñöông Thaïch anh Trong moät khoaûng taàn soá nhoû quanh taàn soá coäng höôûng cuûa thaïch anh, maïch ñieän töông ñöông coù sô ñoà ñôn giaûn sau : Heä soá phaåm chaát cuûa Thaïch anh raát lôùn, côû 105¸106 (QTA= XLT/RT). Giaù trò LT,CT phuï thuoäc kích côõ, chieàu caét TA. Ñieän trôû RT ñaëc tröng cho toån hao cuûa Thaïch anh, chuû yeáu do, ñieän cöïc, caáu truùc raùp, ñieän trôû daây noái ra. LT khoaûng (16¸600)mH. Trôû khaùng töông ñöông TA : ZTA = (RT nt LT nt CT )// CO Do RT << wLT neân : ZTA = (LT nt CT)//CO ZTA coù 1 ñieåm cöïc vaø 1 ñieåm Zero taïi wP (coäng höôûng song song) vaø wS (coäng höôûng noái tieáp) wp ws ws +jX Ñaët tính ñieän khaùng cuûa Thaïch anh Trong khoaûng wS ¸ wP , TA coù ñaëc tính caûm khaùng, neân ñöôïc duøng trong maïch dao ñoäng TA kieåu song song. Taïi wS, Ta coi nhö thuaàn trôû RT, dung trong maïch dao ñoäng TA kieåu noái tieáp. Dao động Thạch anh kiểu song song : Thaïch anh ñoùng vai troø nhö cuoän caûm trong khoaûng taàn soá (wS¸wP) ôû maïch dao ñoäng Colpitt, Clapp. Ñieàu kieän dao ñoäng : Ñieàu khoù khaên cuûa dao ñoäng kieåu naøy ôû choå löïa choïn phaân cöïc sao cho khoâng laø nhuït Q. Baát kyø ñieän trôû naøo maéc song song TA cuõng laøm giaûm Q. Tinh chænh taàn soá coäng höôûng TA : TA coù Q cao , deã dao ñoäng , ñoä oån ñònh cao nhöng chæ cho 1 taà soá . Dao ñoäng LC coù theå chænh nhuyeån nhöng keùm oån ñònh . Ñeå thay ñoåi taàn soá coäng höôûng TA trong pham vi heïp, coù theå maéc noái tieáp vôùi noù moät ñieän dung hay ñieän caûm. Taàm hieäu chænh khoaûng 0.2% taàn soá dao ñoäng. Giaû söû TA noái tieáp vôùi tuï ñieän CS : Toång trôû : ZS coù ñieåm cöïc vaø ñieåm Zero taïi w’P vaøw’S : Ñoä dòch taàn soá : Trong maïch dao ñoäng Clapp, tuï CS noái tieáp vôùi thaïch anh thoûa ñieàu kieän : 1/(w0Co)< w0LeqTA LeqTA : ñieän caûm töông ñöông TA Ñeå giaûm aûnh höôûng ñieän dung kyù sinh CO cuûa TA, ta maéc song song TA vôùi tuï CP Tuy nhieân QTA giaûm. Caùc daïng maïch dao ñoäng TA kieåu song song : Dao động thạch anh kiểu nốI tiếp : Ttaïi wS, TA döôïc coi nhö thuaàn trôû RT, raát nhoû. Do ñoù neáu maéc TA ôû maïch hoài tieáp boä dao ñoäng coù w0 = wS thì hoài tieáp veà lôùn nhaát thoûa ñieàu kieän dao ñoäng. Neáu wO ¹ wS , trôû khaùng TA raát lôùn, maïch khoâng coøn dao ñoäng. Kieåu dao ñoäng TA ôû taàn soá coäng höôûng noái tieáp wS thöïc hieän ôû taàn soá cao (>20MHz) trong khi kieåu dao ñoäng TA kieåu song song bò giôùi haïn ôû taàn soá thaáp. Haàu heát caùc dao ñoäng haøi leû TA ñeàu ôû caùc taàn soá coäng höôûng noái tieáp (haøi 3 töø 20¸60MHz; haøi 5 töø 60¸125MHz vaø cao hôn) ĐổI tần: Nguyên lý đổI tần: Ñoåi taàn laø quaù trình dòch chuyeån tín hieäu ñaõ ñieàu cheá leân cao hoaëc xuoáng thaáp maø vaãn giöõ nguyeân caáu truùc phoå cuûa noù. fo fi ±mfo ± nfi fs = fo +fi BPF fo fs ±mfo ± nfs fs = fo -fs IF Ñoåi taàn leân ôû Tx – Ñoåi taàn xuoáng ôû Rx Ñoåi taàn döïa treân tính phi tuyeán cuûa phaàn töû tích cöïc. Giaû söû ñaùp tuyeán i(v) coù daïng : i= iO+av +bv2+cv3+dv4+ ……… Trong ñoù v laø ñieän aùp ñaët vaøo phaàn töû phi tuyeán. Khi troän hai tín hieäu ôû ngoõ vaøo boä ñoåi taàn, taïi ngoõ ra cuûa noù coù nhieàu thaønh phaàn taàn soá : fs,fo,±mfo ± nfs. Boä loïc trung taàn IF hoaëc BPF choïn loïc thaønh phaàn taàn soá caàn thieát. Thoâng thöôøng m= n =1 ñeå möùc tín hieäu ra laø lôùn nhaát. Tín hieäu ra coù phoå gioáng nhö tín hieäu ngoû vaøo ñoåi taàn nhöng ñöôïc dòch chuyeån ñeán vuøng taàn soá caàn thieát ñeå thuaän tieän cho vieäc xöû lyù tín hieäu. Tín hieäu vaøo vS=VS coswSt. tín hieäu dao ñoäng noäi vO=VO coswOt. Ñieàu kieän Vo>>Vs vaø wO>wS. Hai tín hieäu treân coïâng laïi thaønh v=vO+vS => v = Vo coswOt + Vs coswSt. Ñieän aùp toång coäng ñaët vaøo phaàn töû tích cöïc coù ñaët tính phi tuyeán sau : i = iO+av +bv2+cv3+dv4+ ……… = iO+a(Vo coswOt + Vs coswSt) +b(Vo coswOt + Vs coswSt)2+c(Vo coswOt + Vs coswSt)3+d(Vo coswOt + Vs coswSt)4+ ……… Giaû söû ñaùp tuyeán coù daïng baäc hai : bv2 = b(Vo coswOt + Vs coswSt)2 = b(V2o cos2wOt +2VoVs coswOt coswSt+ V2s cos2wSt) trong ñoù : cos2wOt = 0.5(1+ cos2wOt) ; cos2wSt = 0.5(1+ cos2wSt) coswOt coswSt = 0.5[cos(wO - wS )t + cos(wO + wS )t] Qua boä loïc trung taàn IF chæ coøn thaønh phaàn : iIF = bVoVs cos(wO - wS )t =bVoVs cos(wIF)t Bieân ñoä doøng trung taàn ïiIFï =bVoVs= gCVs gC=bVo : ñoä hoå daãn ñoåi taàn Bieân ñoâï dao ñoäng noäi Vo caàn lôùn ñeå ñoä hoå daãn taàn lôùn. Tín hieäu ra cuûa boä ñoåi taàn coù bieân ñoä tyû leä vôùi bieân ñoä tín hieäu vaøo Vs ôû taàn soá trung taàn wIF = wO - wS töùc laø phoå tín hieäu cao taàn ñaõ ñöôïc dòch chuyeån xuoáng vuøng taàn soá trung taàn maø vaãn giöõ nguyeân daïng tín hieäu ban ñaàu tröôùc khi ñoåi taàn. Thông số cơ bản của bộ đổI tần : Ñoä hoã daãn ñoåi taàn gc = IIF / VS Ñoä lôïi ñoåi taàn AV = VIF / VS Ñieän daãn ñoåi taàn g = IIF / VS Ñoä lôïi coâng suaát ñoåi taàn PD = PIF / PS Maïch ñoåi taàn duøng Diode, BJT, FET : Điều chế và giảI điều chế : Điều chế AM : Ñieàu bieân laø laøm cho bieân ñoä soùng mang cao taàn tyû leä vôùi tín hieäu ñieàu cheá baêng goác. Do ñoù ñöôøng bao cao taàn AM laëp laïi daïng tín hieäu ñieàu cheá : mt tín hieäu AM : Heä soá ñieàu cheá AM : Ñeå ñieàu cheá khoâng bò meùo thì : mA £ 1 Tín hieäu AM ñieàu cheá ñôn aâm goàm thaønh phaàn soùng mang vaø hai bieân : B=2wmax wO wO - wmax wO+wmax V1T Bieân döôùi LSB Bieân treân USB Phoå AM phöùc taïp V1T w 2wm wO wO - wm wO+wm Phoå AM ñieàu cheá ñôn aâm Tröôøng hôïp rieâng cuûa ñieàu cheá AM : tín hieäu ñieàu cheá m(t) coù daïng soá goàm chuoãi bit 1 vaø 0. Ta coù ñieàu cheá soá ASK ( Amplifitude shift key ) . Quaù trình thöïc hieän taét môû maùy phaùt taïo ASK ñöôïc goïi laø OOK ( on – off keying ). VAM(t) fpdhlk;lkfgjl Mạch điều chế AM : Điều chế AM mức thấp : Ñieàu cheá möùc thaáp coù öu ñieåm laø coù heä soá ñieàu cheá cao . Tuy nhieân do ñieàu cheá ôû möùc thaáp neân caàn phaûi khuyeách ñaïi . Caùc taàng khuyeát ñaïi naøy phaûi laø khuyeách ñaïi tuyeán tính , vaø ñieàu naøy laøm giaûm hieäu suaát . Ñaây cuõng chính laø ñieåm baát lôïi cuûa ñieàu cheá AM möùc thaáp. Ñieàu cheá AM möùc thaáp ñöôïc duøng trong truyeàn hình, thoâng tin AM-SSB v.v… Caùc taàng khuyeách ñaïi coâng suaát cao taàng tuyeán tính coù theå ôû cheá ñoä A,AB,B. Hình treân laø boä khueách ñaïi coù 2 tín hieäu vaøo : soùng mang vc vaø tín hieäu ñieàu cheá vm. Khi khoâng coù tín hieäu vm , maïch trôû thaønh boä khuyeách ñaïi tuyeán tính lôùp A. Khi coù tính hieäu ñieàu cheá vm, ñoä lôïi cuûa maïch bò bieán ñoåi theo tín hieäu ñieàu cheá, vaø ta coù tín hieäu AM Điều chế AM công suất trung bình : Hình treân, transitor ñöôïc phaân cöïc ôû lôùp C. Maïch hoaëc ñoäng ôû ñoaïn phi tuyeán neân ta coù ñieàu cheá phi tuyeán. Sau ñaây laø maïch caûi tieán laïi cuûa maïch treân, noù ñöôïc theâm khung coäng höôûng. Transitor hoaëc ñoäng ôû giöõa vuøng baûo hoøa vaø vuøng “cut off”, neân doøng collector khoâng phuï thuoäc vaøo ñieän aùp laùi ôû cöïc base. Khi Q daãn, C1 tích ñieän tôùi ñieän aùp (Vcc + Vm).Khi Q1 taét, C1 phoùng ñieän qua L1, vaø C1 giaûm ñeán -(Vcc + Vm). Treân hình, R1 laø ñieän trôû phaân cöïc cho Q. R1 vaø C2 taïo thaønh maïch keïp, noù taïo ra moät phaân cöïc ngöôïc, xaùc ñònh ñieän aùp daãn cho transitor. Tuï C laø tuï trung hoøa, taïo neân hoài tieáp aâm ñeå khöû hoài tieáp döông do tuï Cbc cuûa transitor gaây ra . Điều chế mức cao : Ñieàu cheá AM möùc cao ñöôïc thöïc hieän ôû taàng cuoái coâng suaát cao taàng, möùc coâng suaát ra lôùn. Kieåu naøy cho hieäu quaû cao, ñöôïc duøng nhieàu trong phaùt thanh quaûng baù AM, thoâng tin AM. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá Am- Collector laø phi tuyeán (meùo AM) khi ñieàu cheá saâu. Ngoaøi ra coøn coù ñieàu cheá AM Emitter, AM Base. Tuy nhieân ñaùp tuyeán ñieàu cheá AM Base tuyeán tính trong khoaûn nhoû neân ít ñöôïc duøng rieâng maø duøng keát hôïp vôùi AM Collector ñeå caûi thieän ñoä tuyeán tính ñaùp tuyeán ñieàu cheá Collector GiảI điều chế AM GiảI điều chế AM dùng diod : Diod ñöôïc söû duïng laø diod tieáp ñieåm, coù ñieän trôû thuaän rf raát nhoû vaø ñieän trôû ngöôïc rv raát lôùn . Diod taùch soùng nöõa baùn kyø tín hieäu cao taàn. ÔÛ baùn kyø döông D daãn, Tuï C1 naïp ñeán giaù trò bieân ñoä tín hieäu cao taàn. ÔÛ baùn kyø aâm , D taét , Tuï C1 xaû qua R. Ñieän aùp treân tuï C1 coù daïng ñöôøng bao cao taàn, ñaây laø tín hieäu giaûi ñieàu cheá AM. Maïch naøy ñöôïc goïi laø taùch soùng ñænh hay taùch soùng ñöôøng bao. Thoâng thöôøng C1=0.01¸0.008 ; R = (5¸10)KW. Đánh giá chất lượng điều chế AM : Heä soá haøi : Vm1 :bieân ñoä haøi 1 Vmn : bieân ñoä n haøi ôû ngoõ ra giaûi ñieàu cheá maùy thu . Ñoä leäch heä soá ñieàu cheá cho pheùp trong daûi taàn tín hieäu ñieàu cheá so vôùi giaù trò trung bình : DmA/mA : heä soá ñieàu cheá trung bình. Möùc ñieàu cheá kyù sinh Pn/PTB Pn : coâng suaát nhieãu. PTB :coâng suaát trung bình AM => PTB = P1T + Pbieân treân USB + Pbieân döôùi LSB Trong ñoù : V1T = Ic1T * Req :bieân ñoä soùng mang treân taûi töông ñöông Req Caùc giaù trò khuyeán nghò ; K ³ 2¸ 5%; 10lg(DmA/mA) =±1 ¸ 1.5 dB 10lg(Pn/PTB)= -60dB Ñaùnh giaù K vaø (DmA/mA) theo daùp tuyeán ñieàu cheá tónh vaø ñoäng. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá tónh laø söï phuï thuoäc bieân ñoä soùng mang cao taàn ngoû ra boä ñieàu cheá vaø yeáu toá ñieàu cheá. Yeáu toá ñieàu cheá laø caùc ñaïi löôïng ñieän nhö ñieän aùp nguoàn cung caáp, ñieän aùp phaân cöïc ñieän aùp kích taàn, bieán ñoåi döôùi taùc ñoäng tín hieäu taàn soá thaáp. Ñaùp tuyeán naøy ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm khi ñöa soùng mang vaøo boä ñieàu cheá maø khoâng coù tính hieäu ñieàu cheá taàn soá thaáp (Vm = 0). Döïa vaøo ñaùp tuyeán ñieàu cheá naøy ñeå choïn heä soá ñieàu cheá mA cöïc ñaïi vôùi heä soá meùo haøi K nhoû nhaát, choïn nguoàn Vcc ôû giöõa ñoaïn tuyeán tính ñaùp tuyeán ñieàu cheá Ic1(vc) Ñaùp tuyeán ñieàu cheá ñoäng : thöôøng laø bieân ñoä hay taàn soá. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá bieân ñoä ñoäng coù heä soá ñieàu cheá m phuï thuoäc vaøo bieân ñoä tín hieäu ñieàu cheá taàn soá thaáp Vm. Ñaùp tuyeán ñieàu cheá taàn soá ñoäng coù heä soá ñieàu cheá mA phuï thuoäc vaøo taàn soá tín hieäu ñieàu cheá Fm. a) b) Vm 1 mA Fm Fmin Fmax DmA mA Ñaùp tuyeán ñieàu cheá bieân ñoä ñoäng Ñaùp tuyeán ñieàu cheá taàn soá ñoäng Döïa vaøo ñaùp tuyeán a, ta xaùc ñònh bieân ñoä tính hieäu ñieàu cheá taàn soá thaáp caàn thieát ñeå coù ñöôïc heä soá ñieàu cheá mA Döïa vaøo ñaùp tuyeán b, ta xaùc ñònh thoâng soá (DmA/mA) trong baêng thoâng tín hieäu ñieàu cheá taàn thaáp Fmin ¸ Fmax . Ñaùp tuyeán ñoäng ñöôïc ño hoaëc tính toaùn khi ñöa vaøo boä ñieàu cheá soùng mang cao taàn vaø tính hieäu ñieàu cheá taàn thaáp. Điều chế đơn biên SSB Ñieàu cheá ñôn bieân (SSB – single side band) : laø quaù trình ñieàu cheá taïo ra moät bieân taàn (bieân treân hoaëc bieân döôùi) cuûa tín hieäu AM. Vieäc thöïc hieän phöùc taïp hôn nhöng baêng thoâng cao taàn giaûm moät nöûa, tieát kieäm baêng taàn, giaûm nhieåu. ÔÛ cuøng moät khoaûng caùch thoâng tin thì chæ caàn coâng suaát phaùt thaáp hôn nhieàu so vôùi AM vì khoâng truyeàn coâng suaát soùng mang lôùn voâ ích vaø khoâng coù 1 bieân. Vì vaäy SSB coù hieäu quaû söû duïng coâng suaát cao. Tyû soá S/N cuûa maùy thu SSB lôùn hôn AM do nhieãu giaûm. Ñeå coù tín hieäu SSB caàn trieät soùng mang phuï cuûa tín hieäu AM, coøn laïi hai bieân DSB (Double – sideband), sau ñoù loïc laáy moät bieân nhôø BPF baêng caùch ñoåi taàn caân baèng, loïc moät bieân khuyeách ñaïi coâng suaát ñöa ra antenna. SSB coøn ñöôïc phaân bieät theo thoâng soá trieät hoaëc neùn phaàn soùng mang phuï, trieät hoaëc neùn moät phaàn bieân. AM neùn 1 phaàn bieân goïi laø vestigial (VSB) ñöôïc duøng trong truyeàn hình quaûng baù. SSB ñöôïc duøng nhieàu trong thoâng tin soùng ngaén, quaân ñoäi, haøng haûi, nghieäp dö coù khoaûng caùch thoâng tin raát xa. Điều chế số Ñieàu cheá soá laø laøm bieán ñoåi moät trong caùc thoâng soá soùng cao taàn (bieân ñoä , hoaëc taàn soá, hoaëc goùc pha) bôûi tín hieäu soá (tín hieäu nhò phaân baêng goác). Ta coù ñieàu cheá soá ASK(Amplitude sh ift keying), FSK(Frequanecy sjift keying), PSK(Phase shift keying), QAM(Quadrature amplitude modulation). Điều chế FSK : Taïo FSK : Analog FSK output Binary input FSK Modulator (VCO) FSK laø tröôøng hôïp rieâng cuûa FM. Tín hieäu FSK coù daïng : v(t)=VC . cos[(wC ± Dw/2)t] wC Taàn soá soùng mang trung taâm. Dw/2 :Ñoä di taàn. Tyû leä vôùi bieân ñoä vaø cöïc tính tín hieäu nhò phaân ngoû vaøo.Ví duï bit 1 laø +1V, bit 0 laø –1V, taïo neân ñoä di taàn töông öùng + Dw/2 vaø - Dw/2 Toác ñoä dòch taàn soùng mang baèng toác ñoä bit vaøo (bps) fM (taàn soá fMark) öùng vôùi logic 1 nhoû hôn fS (fSpace) öùng vôùi logic 0; Toác ñoä thay ñoåi taàn soá ra goïi laø baud. Trong FSK soá bit vaøo baèng toác ñoä baud ra. Chæ soá ñieàu cheá => fb : toác ñoäi bít vaøo fb/2 : taàn soá cô baûn cuûa tín hieäu nhò phaân vaøo Thoâng thöôøng mFSK <1 GiảI điều chế FSK : Töông töï nhö taùch soùng FM duøng PLL, taùch soùng FSK cuõng duøng PLL. Taàn soá vaøo laø fS vaø fM töông öùng ñieän aùùp ra VO , chính laø möùc logic 1 vaø 0. Analog FSK in VC Binary data out PLL PD LPF > VCO FM : taàn soá dao ñoäng töï do cuûa PLL naèm giöõa fS vaø fM . Chaát löôïng thoâng tin duøng FSK keùm hôn PSK, QAM. Do ñoù FSK ñöôïc duøng trong ñieàu cheá toác ñoä thaáp nhö MODEM. Moät daïng khaùc cuûa FSK laø MSK (Minimum shift keying FSK) .MSK coù pha lieân tuïc (CPFSK : Continuous phase FSK) . Taàn soá fS vaø fM ñoàng boä vôùi tín hieäu naøo sao cho pha lieân tuïc baèng caùch choïn fM vaø fS baèng (2n+1)fb/2, töùc laø fM vaø fS baèng boäi leû taàn soá cô baûn. Neáu pha ñoät bieán, boä giaûi ñieàu cheá seõ khoâng nhaän daïng ñöôïc ñoä dòch taàn sau, sai soá xaûy ra, MSK coù BER toát hôn so vôùi FSK vôùi cuøng tyû soá S/N. Nhöôïc ñieåm cuûa MSK : caàn ñoàng boä, do ñoù maïch phöùc taïp hôn, maéc hôn.