Tải bản đầy đủ

ĐỀ tài điều CHẾ và GIẢI điều CHẾ PSK

Điều chế (modulation) là làm biến đổi một tín hiệu theo
một tín hiệuđiều khiển khác.Cụ thể là, tín hiệu bị biến đổi
gọi là sóng mang (hay tín hiệumang tin tức).Tín hiệu
điều khiển sóng mang(gây ra sự biến đổi ) gọi là tín
hiệu mang tin (hay còn gọi là tin tức). Có thể định
nghĩa lại là, điều chế làquá trình làm thay đổi các thông
số của sóng mang theo tín hiệu mang tin .
Điều chế số: là quá trình một trong ba thông số biên
độ, tần số và pha củasóng mang được thay đổi theo
tín hiệu (hay luồng số) đưa vào điều chế để thông
tin của sóng mang phù hợp với đường truyền.
Tại sao phải điều chế số?
➢ĐCS làm giảm băng thông nên có hiệu quả sử dụng
phổ cao (giảm băng thông, tăng số lượng kênh thông
tin được ghép vào luồng bănggốc số).
➢Phù hợp với các hệ thống đòi hỏi hiệu quả phổ lớn nhờ
điều chế nhiềumức.

Hình 2: mô tả quá trình điều chế và giải điều chế số



I.Điều chế PSK (phase shift keying):
Khóa dịch pha (PSK – phase shift keying) là một dạng điều
chế góc, biên độ không đổi. khóa dịch pha cũng tương tự
như điều chế pha thông thường chỉ có khác là ở PSK thì
tín hiệu vào là tín hiệu nhị phân và pha đầu ra là có số
lượng giới hạn.
Điều chế PSK là một phương pháp hiệu quả nhất để
truyền tín hiệu số. có thể nói phương pháp PSK là


phương pháp điều chế triệt để sóng mang do đó băng
thông của tín hiệu PSK nhỏ hơn băng thông của tín hiệu
FSK nếu dùng cùng một tín hiệu dài nền. nhưng ở máy
thu phải có mạch dao động tạo sóng mang để thực hiện
việc giải điều chế; tín hiệu dao động này phải có cung tần
số và pha của sóng mang ở máy phát.
1.Điều chế PSK:
Giả sử có sóng mang được biểu diễn:
x0(t)=A.cos(t 0ω +φ) .
Biểu thức tín hiệu gốc :s(t) là tín hiệu nhị phân (0,1)
hay là chuỗi NRZ .Do đó ta có :
Khi s(t)=0: P(t)= Acost 0ω
Khi s(t)=1: P(t)= A.cos(t 0ω +180)
Đối với khóa dịch pha PSK,thông tin chứa trong
pha tức thời của sóngmang điều chế.Thường thì
pha này được ấn định và so sánh tương thích vớisóng
mang của pha đã biết-PSK kết hợp. Đối với PSK nhị
phân ,các trạngthái pha 0và 180sẽ được sử dụng.
1.1.Nguyên tắc khóa dịch pha nhị phân :
Nguyên tắc:
các tín hiệu nhị phân tác dụng lên sóng mang làm
thayđổi pha của sóng mang . Cụ thể là :
✔Bít 1: pha của sóng mang là 0
✔Bít 0: pha của sóng mang là 180


Các giá trị này có thể ngược lại nhưng nguyên tắc chung
là khi có sự đảo bít thì pha của sóng mang lệch đi 180
.Bảng chân lý của tín hiệu điều chế PSK:
Nhị phân đầu vào

Pha đầu ra
Logic 0
180
Logic 1
0
Có thể thấy rõ ràng hơn trong cách biểu diễn trên đồ
thị thời gian và trạngthái của tín hiệu PSK.

Hình3: Đồ thị thời gian và trạng thái
1.2. Quá trình điều chế và giải điều chế PSK


Điều chế khóa dịch pha nhị phân PSK
Với n=2: ΔΦ = ,thì ta có kiểu điều chế 2-PSK
P(t)=

S Hình 4. sơ đồ khối thực hiện điều chế PSK
Phương pháp điều chế 2-PSK hay điều chế ngược pha
PRK (Phase Reversal Keying) được giới thiệu trên
hình 4


. Sơ đồ tạo tín hiệuPSK dạng sin với hai giá trị pha tuỳ
thuộc giá trị Data :
Khi Data bit = 1, tín hiệu PSK cùng pha với sóng mang.
Khi Data bit = 0, tín hiệu PSK ngược pha (180) với sóng
mang.

Hình 5: Quan hệ pha /thời gian ở đầu ra bộ điều chế
PSK theo tín hiệu vào
Đó là điều chế, vậy quá trình giải điều chế sẽ được làm rõ
cả về phương pháp và sơ đồ khối thực hiện như sau :Giải
điều chế PSK có thể thực hiện trên sơ đồ Hình 6
. Sơ đồ gồm bộ táilập sóng mang và bộ nhân.


Hình 6. Phương pháp giải điều chế PSK.
Bộ giải điều chế PSK bao gồm :
• Sơ đồ lấy bình phương
• 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 hai để đưa tần số tín hiệu tái lập về bằng tần
số sóng mang.
• Bộ nhân tín hiệu thực hiện nhân sóng điều chế PSK
với sóng mang tái lập.


Giả sử tần số sóng mang là f C,ωC= 2πf C, ta có
hai trường hợp:Khi tín hiệu PSK là+sin( ωC t)
ứng với Data bit = 1, sóng mang tái lập là sin(ωCt),sơ
đồ nhân sẽ cho tín hiệu.
sin( ωC t)( C t)=( ωC t)=½(1-cos(2ωC t) = ½ ½cos(2ωC t).
Trong biểu thức trên thành phần thứ hai là xoay chiều, có
tần số gấp đôi tầnsố sóng mang. Khi sử dụng bộ lọc thông
thấp với tần số cắt bằng tần số sóngmang, có thể khử bỏ
thành phần xoay chiều và thế dương của thành phần
1chiều thứ nhất được giữ lại sẽ biểu diễn trạng thái “1”
của Data bit.Khi tín hiệu PSK là -sin( C t) ứng với Data
bit =0, sơ đồ nhân sẽ cho tín hiệu :
-sin( ωC t) sin( ωC t) = - ( ωC t) = -½(1cos(2ωC t)= -½
+ ½cos(2ωC t).
Trong biểu thức trên thành phần thứ hai là xoay chiều, có
tần số gấp đôitần số sóng mang.
Khi sử dụng bộ lọc thông thấp với tần số cắt bằng tần
số sóng mang , có thể khử bỏ thành phần xoay chiều
và thế âm của thành phầnmột chiều thứ nhất (-1/2)được
giữ lại sẽ biểu diễn trạng thái “0” của Data bit.


1.3.Giản đồ xung tín hiệu điều chế và giải điều chế
PSK( mô phỏng bằng matlab)

Tín hiệu PSK với tín hiệu điều chế dạng nhị phân : [0 0
110001100]


S Dạng tín hiệu BPSK với tín hiệu dạng nhị phân vào :
[1 0 1 1 0101 1 1 0 ]
1.4. Nhận xét :
Sơ đồ điều chế PSK có độ phức tạp trung bình, được sử
dụng chủ yếutrong kỹ thuật radio số. Hệ thống có các đặc
trưng sau:
• Sai số ít hơn phương pháp FSK.
• Phổ cực tiểu của tín hiệu điều chế (FW) bằng tốc độ
truyền bit(F b).
• Hiệu suất truyền = 1 (xác định bằng (F b/ FW) = 1).




“Tốc độ Baud” được định nghĩa như tốc độ điều chế bằng
tốc độ truyền Fb

Kỹ thuật điều chế BPSK mã hóa các bít đơn độc và chúng
chỉ có haitrạng thái đầu ra , ở kỹ thuật điều chế số , người ta
thường tận dụng mã hóa ở mức cao hơn (M>2). Số các trạng
thái pha đầu ra là hệ thống M mức trong đóM=4 tức có 4 trạng
thái pha đầu ra, …khi đó:
➢ N=4,8,16,…
➢N=log2M
Trong đó
 N: số bít được mã hóa
 M : số các trạng thái pha đầu ra với N bit
Ta lại có: B=f b/log2M
Trong đó
• f b :là tốc độ bít đầu vào(Hz)
• B: độ rộng băng tần tối thiểu(bps)
• M là số các trạng thái đầu ra .
Ứng dụng :Điều chế khóa dịch pha hiện nay được sử dụng rộng dãi
trong các hệthống thông tin quân sự , thương mại , các hệ thống
vi ba số . Phương thứcđiều chế này có thể xem là một phương thức
điều chế hiệu quả cho các ứngdụng truyền tin bằng vô tuyến vì nó
đảm bảo xác suất lỗi thấp nhất đối vớimột mức tín hiệu thu đã
định khi đo trên một chu kỳ tín hiệu.


September 28, 2010
1 . 5 .Tà i l i ệ u t h a m k h ả o :
1 .V i b a s ố _ N X B b ư u đ i ệ n TS BùiThiện Minh
2.Bàigiảng kỹ thuật thông t n số
3.Digital_Modulation
4.http://www.mathworks.com
5.http://sinhvienvt.net
6.http://en.wikipedia.org/wiki/Phase-shift_keying

PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:
…………............................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................


.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................
.......................................................................................

PHÂN


Trường cao đẳng kĩ thuật Lý Tự Trọng
Khoa Điện -Điện tử
ĐỀ TÀI: ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ PSK

NHÓM 4:
1.
2.
3.
4.

NGUYỄN TẤN DUY
NGÔ QUANG HẢI
LÊ HOÀNG TUẤN
DƯƠNG MINH TRIẾT



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×