giao trinh th chttt tong hop 2012

40
Trang 1 MỤC LỤC Trang Mục lục ........................................................................................................................ 1 Bài 1: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế AM .................................................. 2 Bài 2: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế số .................................................... 10 Bài 3: Thực hành mạch ghép và tách kênh PCM ....................................................... 18 Bài 4: Giới thiệu Matlab Simulink trong truyền thông .............................................. 24 Bài 5: AM Detection Matlab Simulink.................................................................... 31 Bài 6: FM Detection Matlab Simulink ................................................................... 34 Bài 7: Điều chế/Giải điều chế số - Matlab Simulink .................................................. 35 Bài 8: Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) – Matlab Simulink ............................. 39

Upload: tuan-huynh

Post on 08-Feb-2016

107 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 1

MỤC LỤC Trang

Mục lục ........................................................................................................................ 1

Bài 1: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế AM .................................................. 2

Bài 2: Thực hành mạch điều chế - giải điều chế số .................................................... 10

Bài 3: Thực hành mạch ghép và tách kênh PCM ....................................................... 18

Bài 4: Giới thiệu Matlab Simulink trong truyền thông .............................................. 24

Bài 5: AM Detection – Matlab Simulink.................................................................... 31

Bài 6: FM Detection – Matlab Simulink ................................................................... 34

Bài 7: Điều chế/Giải điều chế số - Matlab Simulink .................................................. 35

Bài 8: Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) – Matlab Simulink ............................. 39

Page 2: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 2

Page 3: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 3

Page 4: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 4

Page 5: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 5

Page 6: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 6

Page 7: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 7

Page 8: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 8

Page 9: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 9

Page 10: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 10

BÀI 2 : ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ

( Digital Modulation and Demodulation )

Mục đích thí nghiệm: Kiểm chứng lại cơ sở lý thuyết về nguyên lý và đặc trưng cơ bản của các dạng mạch điều chế và giải điều chế số cơ bản như :

1. Điều chế và giải điều chế ASK

2. Điều chế và giải điều chế FSK

3. Điều chế và giải điều chế BPSK

4. Điều chế và giải điều chế QPSK

5. Điều chế QAM

Thiết bị sử dụng:1. Nguồn chuẩn DC ± 12V và nguồn AC : 220V.

2. Dao động ký 2 tia .

3. Phụ tùng : Dây có chốt cắm 2 đầu.

4. Đồng hồ DMM.

5. Module thí nghiệm : TC-946M, TC-946D

1. LÝ THUYẾT1.1. Phương pháp điều chế và giải điều chế ASK

Phương pháp điều chế ASK cho phép tạo tín hiệu hình Sin với hai biên độ phụ thuộc vào dữ liệu vào. Nguyên lý bộ điều chế được trình bày như hình 3.1

- Khi Data bit = 1, tín hiệu ASK là sóng mang

- Khi Data bit =0, tín hiệu có biên độ bằng 0

Hình 3.1: Phương pháp điều chế ASK

Nguyên lý bộ giải điều chế được trình bày như hình 3.2

Hình 3.2: Nguyên lý bộ giải điều chế ASK

Page 11: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 11

1.2. Phương pháp điều chế và giải điều chế FSKPhương pháp điều chế FSK cho phép tạo tín hiệu hình Sin với hai tần số phụ thuộc vào

dữ liệu vào. Nguyên lý bộ điều chế được trình bày như hình 3.3

- Khi Data bit = 1, tín hiệu FSK là sóng có tần số f1

- Khi Data bit =0, tín hiệu FSK là sóng có tần số f2

Hình 3.3: Phương pháp điều chế FSK

Nguyên lý bộ giải điều chế được trình bày như hình 3.4

Hình 3.4: Nguyên lý bộ giải điều chế FSK

1.3. Phương pháp điều chế và giải điều chế PSKPhương pháp điều chế PSK cho phép tạo tín hiệu hình Sin với pha phụ thuộc vào dữ

liệu vào.

1.3.1. BPSK

Nguyên lý bộ điều chế BPSK được trình bày như hình 3.5

- Khi Data bit = 1, tín hiệu BPSK có pha cùng với sóng mang

- Khi Data bit =0, tín hiệu BPSK có pha lệch 1800 so với sóng mang

Hình 3.5: Phương pháp điều chế BPSK

Page 12: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 12

Nguyên lý bộ giải điều chế được trình bày như hình 3.6

Hình 3.6: Nguyên lý bộ giải điều chế BPSK

2. THỰC HÀNHCấp nguồn ± 12VDC cho mảng thí nghiệm

2.1. Bộ phát dữ liệu Giản đồ thời gian tín hiệu mẫu CKI, CKQ và CKC

Hình 3.10: Giản đồ thời gian tín hiệu mẫu CKI, CKQ và CKC

Câu 1: Đặt các công tắc DIP SW ở vị trí tương ứng với bảng 3.1 (1=ON, 0=OFF)Chú ý: sau khi đặt dữ liệu phải ấn nút START.

SW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 241 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1

Câu 2: Sử dụng dao động ký để quan sát tín hiệu tại CK, xác định tần số và vẽ lại tín hiệu.

Câu 3: Nhấn nút Start, sử dụng dao động ký để quan sát tín hiệu tại lối ra Data của bộ ghi dịch (Shift Register). Vẽ lại dạng xung NRZ cùng giản đồ thời gian với xung CK ở trên.

Câu 4: Đặt chuyển mạch Mode ở vị trí Bit. Nhấn nút Start, sử dụng dao động ký để quan sát và vẽ lại tín hiệu tại lối ra của xung CKI cùng giản đồ thời gian với xung CK và NRZ ở trên.

Page 13: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 13

Câu 5: Đặt chuyển mạch Mode ở vị trí Dibit. Nhấn nút Start, sử dụng dao động ký để quan sát và vẽ lại tín hiệu tại lối ra của xung CKI, CKQ , I, Q cùng giản đồ thời gian với xung CK và NRZ ở trên.

Câu 6: Đặt chuyển mạch Mode ở vị trí Tribit. Nhấn nút Start, sử dụng dao động ký để quan sát và vẽ lại tín hiệu tại lối ra của xung CKI, CKQ, CKC, I, Q, C cùng giản đồ thời gian với xung CK và NRZ ở trên.

2.2. Điều chế và giải điều chế ASK (xem hình 3.11)Câu 1: Đặt các công tắc DIP SW ở vị trí tương ứng với bảng 3.2 (1=ON, 0=OFF)Chú ý: sau khi đặt dữ liệu phải ấn nút START.

SW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

Bảng 3.2

Câu 2: Sử dụng dao động ký để quan sát tín hiệu tại CK, xác định tần số và vẽ lại tín hiệu.

Câu 3: Kết nối các điểm như hình 3.11. Chỉnh biên độ sóng mang 1V, lệch pha sóng mang ở MIN. Chỉnh biến trở CARRIER MODULATOR 1 cho mất cân bằng và biên độ sóng mang thích hợp để nhận được tín hiệu ASK. Vẽ lại tín hiệu ASK theo CK và Data

Câu 4: Quan sát dạng xung tại các điểm vào ra của bộ giải điều chế, bộ lọc, bộ khôi phục dữ liệu. Điều chỉnh ngưỡng của COMPARATOR để nhận tín hiệu ra.

Câu 5: Vẽ lại giản đồ xung. So sánh DATA nhận tại FCOUT1 với dữ liệu DATA truyền.

2.3. Điều chế và giải điều chế FSK (xem hình 3.12)Câu 1: Đặt các công tắc DIP SW ở vị trí tương ứng với bảng 3.3 (1=ON, 0=OFF) Chú ý: sau khi đặt dữ liệu phải ấn nút START.

SW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

Bảng 3.3

Câu 2: Sử dụng dao động ký để quan sát tín hiệu tại CK, xác định tần số và vẽ lại tín hiệu.

Câu 3: Kết nối các điểm như hình 3.12. Chỉnh biên độ sóng mang 2V, lệch pha sóng mang ở MIN. Chỉnh biến trở CARRIER MODULATOR 1 - 2 thích hợp để nhận được tín hiệu FSK. Vẽ lại tín hiệu FSK theo CK và Data

Câu 4: Quan sát dạng xung tại các điểm vào ra của bộ giải điều chế, bộ lọc, bộ khôi phục dữ liệu. Điều chỉnh ngưỡng của COMPARATOR để nhận tín hiệu ra.

Câu 5: Vẽ lại giản đồ xung. So sánh DATA nhận tại FCOUT1 với dữ liệu DATA truyền.

Page 14: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 14

Hình 3.11: Điều chế và giải điều chế ASK

Page 15: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 15

Hình 3.12: Điều chế và giải điều chế FSK

Page 16: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 16

Hình 3.13: Dạng sóng tín hiệu BPSK

Page 17: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 17

2.4. Điều chế và giải điều chế BPSK (xem hình 3.13)

Câu 1: Đặt các công tắc DIP SW ở vị trí tương ứng với bảng 3.4 (1=ON, 0=OFF)Chú ý: sau khi đặt dữ liệu phải ấn nút START.

SW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

Bảng 3.4

Câu 2: Sử dụng dao động ký để quan sát tín hiệu tại CK, xác định tần số và vẽ lại tín hiệu.

Câu 3: Kết nối các điểm như hình 3.13. Chỉnh biên độ sóng mang 2V, lệch pha sóng mang ở MIN. Chỉnh biến trở CARRIER MODULATOR 1 và tinh chỉnh pha sóng mang thích hợp để nhận được tín hiệu BPSK. Vẽ lại tín hiệu BPSK theo CK và Data

Câu 4: Công tắc S2 đặt ở vị trí BPSK. Điều chỉnh ngưỡng bộ lọc và bộ khôi phục dữ liệu để có tín hiệu ra . Quan sát dạng xung tại các điểm vào ra của bộ giải điều chế, bộ lọc, bộ khôi phục dữ liệu. Điều chỉnh ngưỡng của COMPARATOR để nhận tín hiệu ra.

Câu 5: Vẽ lại giản đồ xung. So sánh DATA nhận tại FCOUT1 với dữ liệu DATA truyền.

Page 18: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 18

BÀI 3 : KỸ THUẬT GHÉP VÀ TÁCH KÊNH PCM

(PCM Multiplexer - DeMultiplexer Techniques)

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM :Tìm hiểu nguyên lý kỹ thuật điều chế PCM và kỹ thuật ghép – tách kênh PCM dùng trong hệ

thống truyền dẫn.

THIẾT BỊ SỬ DỤNG1. Khối TC-948M v TC-948D sử dụng nguồn chuẩn DC ± 12VDC và nguồn AC 220V.

2. Dao động ký 2 tia

3. Phụ tùng : Dây có chốt cắm 2 đầu.

4. Đồng hồ DMM.

1. CÂU HỎI CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI LÀM THÍ NGHIỆM :

1. Cho tín hiệu x(t) có tần số nằm trong băng thông từ 0 � 4Khz. Xác định tần số lấy mẫu của tín hiệu để bên thu có thể khôi phục lại dạng tín hiệu x(t).

2. Trình bày trình tự các bước biến đổi tín hiệu từ tương tự � số (A/D) và từ số � tương tự (D/A).

3. Trình bày các phương pháp lượng tử trong quá trình biến đổi A/D.

4. Cho biết sự khác nhau cơ bản giữa lượng tử theo luật A và luật �..

5. Giả sử ta có 5 kênh tín hiệu thoại có tần số fmax = 4Khz. Các kênh thoại được số hóa trước khi ghép thành khung PCM nối tiếp ở ngõ ra. Cho biết :

+ Chu kỳ lấy mẫu của mỗi kênh ( tức thời gian của 1 khung):

……………………………………………………………………………………….

+ Thời gian tồn tại của1 kênh:

……………………………………………………………………………………….

+ Thời gian tồn tại của 1 bit ( giả sử dùng 8 bit để mã hóa cho 1 mẫu), từ đó cho biết

tốc độ bit du liệu ở luồng PCM ở ngõ ra :

…………………………………………………………………………………….…..

� Từ đó vẽ giản đồ xung tương ứng :

Page 19: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 19

Hình 1. Khối thí nghiệm TC – 948M điều chế và giải điều chế PCM

Page 20: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 20

2. CÁC BÀI THỰC TẬP :

Khảo sát nguyên tắc điều chế và giải điều chế tín hiệu tương tự bằng các phương pháp số PCM

2.1 Điều chế - giải điều chế PCM tuyến tính:

2.1.1. Kiểm tra các tín hiệu điều khiển :

2.1.1.1. Sử dụng dao động ký kiểm tra dạng và tần số tín hiệu điều khiển :

1. Kiểm tra tín hiệu 1Khz từ máy phát BASIC GENERATOR

2. Kiểm tra tín hiệu 1Khz dạng sin từ máy phát đồng bộ SYNC GENERATOR

3. Kiểm tra tín hiệu MKL: 480 KHz hay 240Khz theo công tắc chọn tần số

4. Tín hiệu TXBC (TX BIT CLOCK): 96Khz hoặc 48Khz

5. Tín hiệu RXBC (RX BIT CLOCK): 96Khz hoặc 48Khz

6. Tín hiệu FSL: 8KHz hoặc 4 KHz

7. TXFS: 8KHz hoặc 4 KHz

8. DISPL

9. RXFC (RX FRAME CLOCK)

2.1.1.2 Vẽ giản đồ thời gian cho các tín hiệu: TXFS, TXBC, DISPL, RXFC, RXBC

2.2.2. Điều chế PCM tuyến tính:

2.2.2.1 Lấy mẫu tín hiệu:

1. Chọn công tắc ở vị trí 480 Khz để tạo xung lấy mẫu là 8Khz.

2. Nối tín hiệu sin 1 Khz (SYN GENERATOR) với lối vào S.IN của mảng LINEAR

PCM MODULATION –DEMODULATION. Chỉnh biên độ xung sin 5V (pp)

3. Quan sát tín hiệu tại S.IN, TXFS và SH1. Vẽ các tín hiệu trên cùng 1 giản đồ thời

gian.

2.2.2.2 Tạp âm lượng tử

1. Giữ nguyên cấu hình như trên. Nối bổ sung:

� S.IN nối với QNIN1 của sơ đồ QUANTIZATION NOISE � QNO1 nối với QNI3 � SH1 nối với QNI2

2. Quan sát tín hiệu tại QNI3 và Q

Điều chỉnh biến trở dịch pha PHASE ADJ cho tín hiệu vào và điều chỉnh biến trở biên độ

AMPLITUDE cho tín hiệu lấy mẫu, sao cho 2 tín hiệu đồng pha và cùng biên độ. Vẽ lại

dạng tín hiệu ở các điểm nói trên

3. Quan sát tín hiệu sai lệch giữa tín hiệu gốc với lấy mẫu QNO2. Vẽ lại dạng tín hiệu.

4. Lặp lại thí nghiệm trong trường hợp công tắc chọn tần số nhịp xung là 240Khz để tạo

xung lấy mẫu TXFS là 4 Khz.

5. So sánh tạp âm lượng tử hóa cho các trường hợp tần số lấy mẫu là 8 Khz và 4 Khz.

Page 21: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 21

2.2.2.3 Mã hóa và tái lập tín hiệu tương tự:

2.2.2.3.1 Mã hóa 12 bit:

1. Chọn tần số xung clock là 480Khz cho TXFS 8Khz.

2. Chọn số bit mã hóa ở vị trí 12

3. Nối nguồn DC OUT với S.IN của bộ PCM tuyến tính. Dùng đồng hồ theo dõi lối ra

DC OUT trong quá trình thí nghiệm.

4. Chỉnh biến trở LEVEL của DC OUT từ MIN to MAX. Đo thế V (S.IN), xác định

mã ra theo trạng thái đèn LED. LED sáng ghi là 1, LED tắt ghi 0.

5. Tính giá trị số N tổng cộng theo các bit ở 1. Ghi kết quả vào cột bên dưới:

Ví dụ: khi có các LED sau sáng:

Bit 10, Bit 6, Bit 0 thì N = 210 + 26 + 20

6. Quan sát PCM OUT và sự thay đổi của chúng khi thay đổi thế vào S.IN.

7. Vẽ giản đồ tín hiệu PCM OUT theo các xung TXBC và TXFS.

8. Giữ nguyên cấu hình như trên. Nối PCM OUT với PCM IN.

9. Quan sát và so sánh trạng thái ra của bộ SERIAL TO PARALLEL CONVERTER.

So sánh trạng thái với bit ra tương ứng của ADC (đèn LED).

10. Sử dụng đồng hồ đo giá trị thế tái lập lối ra V(S.OUT). Khảo sát sự thay đổi

V(S.OUT) theo V(S.IN).

Page 22: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 22

2.2.2.3.2 Mã hóa 4 bit:

Chọn số bit mã hóa ở vị trí 4. Lặp lại thí nghiệm.

2.2.2.4 Điều chế và giải điều chế PCM tuyến tính

1. Nối phần điều chế và giải điều chế PCM tuyến tính (hình bên dưới).

2. Nối tín hiệu SYNC GENERATOR với lối vào S.IN của bộ lọc 3.4 Khz (TX FILTER).

Nối lối ra của bộ lọc S.OUT của bộ lọc với lối vào S.IN của mảng PCM tuyến tính.

3. Nối lối ra PCM.OUT của bộ điều chế với lối vào PCM IN của bộ giải mã tuyến tính.

4. Nối S.OUT của mảng PCM tuyến tính với lối vào S.IN của bộ lọc 3.4Khz (RX FILTER)

5. Đặt chế độ điều chế 12 bit, tần số khung là 8 Khz.

6. Vặn biến trở AMPLITUDE của máy phát sin và LEVEL/TX FILTER để có tín hiệu

S.IN/Điều chế PCM tuyến tính là 5V.

7. Quan sát và vẽ lại dạng sóng S.IN (PCM tuyến tính), TXFS, SH1, PCM OUT, S.OUT

(PCM tuyến tính) và S.OUT của RX FILTER.

Page 23: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 23

Page 24: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 24

BÀI 4: MATLAB TRONG TRUYỀN THÔNG

Mục đích:

- Cung cấp những kiến thức cơ bản về Matlab Simulink như: bộ tạo sóng sin,

scope, bộ tạo chuỗi bit, bộ tạo nhiễu, bộ đếm lỗi bit, phân tích phổ.

- Bộ lọc số. Cho 2 sóng có tần số khác nhau, lọc chọn 1 hoặc bỏ 1

1.1. Những khối cơ bản trong Matlab

� Bộ tạo sóng sin: Vào Simulink/Sources/Sine Wave

Tạo tín hiệu ( ) 1sin(2 100 )s t t�� có biên độ 1V V� � và tần số 100f Hz� .

Ta cấu hình bộ Sine Wave như sau:

Chú ý:

Sample time ( )sT là thời gian lấy mẫu. 1s

s

Tf

� , sf phải chọn sao

cho 2.s mf f� với mf là tần số của tín hiệu.

Page 25: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 25

� Scope: Vào Simulink/Sinks/Scope

Scope hiển thị tín hiệu trong miền thời gian. Hiển thị tín hiệu

( ) 1sin(2 100 )s t t�� có biên độ 1V V� � và tần số 100f Hz� .

Bộ tạo dữ liệu số: Vào Communications Blockset\Comm Surces\Randm Data

Sources

� Bernoulli Binary Generator: Tạo chuỗi bit ngẫu nhiên

Tốc độ là 1bps

Random Integer Generator: Tạo giá trị ngẫu nhiên

Page 26: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 26

� Bộ tạo nhiễu:

Page 27: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 27

� Bộ đếm lỗi bit:

Display: tỉ lệ lỗi bit

số bit lỗi

Tổng số bit truyền

1.2. Phân tích phổ

Page 28: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 28

1.3. Lọc số

Tạo tín hiệu có tần số là ( ) 1sin(2 1000 )s t t�� và ( ) 0.3sin(2 3000 )s t t�� . Sau

đó, cộng 2 tín hiệu rồi lọc để lấy lại từng thành phần tần số

Page 29: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 29

Page 30: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 30

-

Page 31: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 31

BÀI 5: AM DETECTION Mục đích:

- Thực hiện bộ điều chế AM (DSB và SSB)

- Thực hiện bộ giải điều chế

1. AM MODULATION

1.1. Mạch nhân tín hiệu

Thiết kế mạch nhân tín hiệu Sin có tần số 1kHz như hình 7.1

Hình 7.1: Mạch nhân tín hiệu

Câu 1: Nêu nguyên lý của nhân tín hiệu?

Câu 2: Vẽ và giải thích các tín hiệu tại scope và spectrum scope?

1.2. DSB

Thiết kế mạch điều chế AM có fm=1kHz và fc=10kHz như hình 7.2

Hình 7.2: Mạch DSB

Câu 1: Giải thích nguyên lý của mạch?

Câu 2: Vẽ và giải thích các tín hiệu tại scope và spectrum scope?

Câu 3: Thay đổi biên độ, tần số của fm và fc. Nhận xét

Page 32: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 32

1.3. SSB

Mạch SSB được thiết kế bằng cách kết hợp BSB với một bộ lọc. Bộ lọc này có thể là cao

qua để loại thành phần fc-fm hoặc bộ lọc thấp qua để loại thành phần fc+fm. Thiết kế mạch

điều chế AM có fm=1kHz và fc=5kHz như hình 7.3

Hình 7.3: Mạch SSB

Câu 1: Giải thích nguyên lý của mạch?

Câu 2: Thiết kế bộ lọc để loại bỏ thành phần tần số fc+fm?

Câu 3: Vẽ và giải thích các tín hiệu tại scope và spectrum scope?

Câu 4: Thay đổi biên độ, tần số của fm và fc. Nhận xét?

2. AM DETECTION

2.1. Detection without reference

Thiết kế mạch điều chế AM và bộ detection có fm=200Hz và fc=5 kHz như hình 7.4.

Hình 7.4: Detection without reference

Page 33: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 33

Câu 1: Giải thích nguyên lý của mạch?

Câu 2: Thiết kế bộ lọc để giữ lại fm?

Câu 3: Vẽ và giải thích các tín hiệu tại scope và spectrum scope?

Câu 4: Thay đổi pha của của bộ Sin wave 3. Nhận xét?

2.2. Detection with Noise

Thiết kế mạch điều chế AM và bộ detection có fm=200Hz và fc=5 kHz như hình 7.5.

Bộ lọc dải qua có tần số trung tâm là 5kHz .

Hình 7.5: Detection with noise

Câu 1: Giải thích nguyên lý của mạch?

Câu 3: Vẽ và giải thích các tín hiệu tại scope và spectrum scope?

Câu 5: Thay đổi công suất nhiễu. Nhận xét?

Page 34: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 34

BÀI 6: FM DETECTION

Mục đích:

- Thực hiện điều chế FM bằng VCO

- Thực hiện bộ giải điều chế FM bằng PLL

1. FM

Thiết kế bộ điều biến FM có tần số fm=1kHz, tần số sóng mang fc=5kHz như hình 8.1.

Hình 8.1: FM

Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của bộ VCO?

Câu 2: Cho biên độ của fm=0v. Quan sát và nhận xét dạng sóng tại các scope và

spectrum scope?

Câu 3: Cho biên độ của fm=1v. Quan sát và nhận xét dạng sóng tại các scope và

spectrum scope?

2. FM DETECTION

Thiết kế bộ FM detection ó tần số fm=1kHz, tần số sóng mang fc=5kHz như hình 8.2.

Hình 8.2: FM detection

Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của bộ PLL?

Câu 2: Chọn tần số cắt thích hợp cho bộ FIR1 và FIR2.

Câu 3: Quan sát và nhận xét dạng sóng tại các scope và spectrum scope?

Page 35: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 35

BÀI 7: ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ SỐ

Mục đích:

- Thiết kế bộ điều chế và giải đều chế ASK, FSK và QPSK

- Cộng nhiễu và so sánh với lý thuyết dùng BER TOOL

- Sử dụng các công cụ phân quan sát, đánh giá hệ thống bằng scope, discrete-time scatter

scope, discrete-time eye diagram scope.

7.1. THIẾT KẾ ĐIỀU CHẾ VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ

7.1.1. ASK

Hình 1: Điều chế ASK

Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống?

Câu 2: Xác định tần số sóng mang và tốc độ bit?

Câu 3: Cho biết băng thông của hệ thống?

7.1.2. FSK

Hình 2: Điều chế FSK

Page 36: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 36

Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống?

Câu 2: Xác định tần số sóng mang và tốc độ bit?

Câu 3: Cho biết băng thông của hệ thống?

7.1.3. QPSK

Hình 3: Điều chế QPSK

Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống?

Câu 2: Xác định tần số sóng mang và tốc độ bit?

Câu 3: Cho biết băng thông của hệ thống?

7.1.4. 16 QAM

Hình 4: Điều chế16_QAM

Câu 1: Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống?

Page 37: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 37

Câu 2: Xác định tần số sóng mang và tốc độ bit?

Câu 3: Cho biết băng thông của hệ thống?

7.2. TRUYỀN THÔNG QUA KÊNH TRUYỀN AWGN

7.2.1. Điều chế QPSK qua kênh truyền AWGN

Thiết kế hệ thống như hình 7 (xem các tham số ở file qbsk_awgn.mdl)

Hình 7: QPSK qua AWGN

Câu 1: Giải thích các trị số thiết lập trong model

Câu 2: Thay đổi SNR của kênh truyền AWGN là 10dB và 30dB vẽ các tín hiệu tại Eye

diagram, discrete-time scatter plot scope. Giải thích.

Câu 3: Xác định tốc độ bit của hệ thống và tốc độ baud sau khối QPSK.

Câu 4: Cho biết ý nghĩa của bộ lọc Cosine

7.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của Eb/No lên BER

Thiết kế hệ thống như hình 8 (xem các tham số ở file QAM_16_awgn.mdl)

Hình 8: Hệ thống sử dụng 16_QAM qua kênh truyền AWGN

Câu 1: Giải thích các trị số thiết lập trong model

Câu 2: Chọn thời gian mô phỏng là 100s, thay đổi tỉ số Eb/No(dB) lần lượt là 0.2, 0.5,

1, 1.5, 2. Vẽ đồ thị biểu thị BER theo Eb/No.

Page 38: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 38

7.2.3 Sử dụng công vụ vẽ giản đồ BER

Ta sử dụng file QAM_16_awgn1.m dùng để khởi tạo dữ liệu, file QAM_16_awgn1.mdl

là model cần khảo sát. Công cụ được mở bằng lệnh BERTOOL trên Command Window

như hình 9

Câu 1: Giải thích các trị số thiết lập trong ở file awgn2.mdl

Câu 2: Vẽ đồ thị biểu thị BER theo Eb/No và so sánh giản đồ ở phần 7.2.2

Câu 3: So sánh kết quả ở câu 2 với lý thuyết.

Hình 9: Công cụ phân tích BER theo Eb/No

Page 39: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 39

BÀI 8: TIME DIVISION MUTIPLEXING (TDM) Mục đích:

- Nguyên tắc lấy và khôi phục tín hiệu

- Thực hiện bộ TDM

1. LẤY MẪU VÀ KHÔI PHỤC TÍN HIỆU

Tạo tín hiệu có tần số 200Hz, thời gian lấy mẫu là 1/20000s. Máy phát xung lấy mẫu có

tần số là 2kHz như hình 9.1.

Hình 9.1: Mạch lấy mẫu và khôi phục tín hiệu

Câu 1: Giải thích nguyên tắc hoạt động của mạch?

Câu 2: Chọn tần số các của bộ lọc thích hợp để khôi phục tại tín hiệu ban đầu.

Câu 3: Quan sát và nhận xét dạng sóng tại các scope và spectrum scope?

2. TDM

Mô hình truyền dẫn TDM được minh họa như hình 9.2. Các luồng dữ liệu được truyền

lần trên từng khe thời gian.

Hình 9.2: Mô hình TDM

Output

Input signal A

Input signal B

Input signal C

Input signal D

B

C

D

AA

B

CD

Time

Out

put v

alue

Page 40: Giao Trinh Th Chttt Tong Hop 2012

Trang 40

Thiết kế bộ TDM để truyền hai luồng dữ liệu có tần số là 100Hz và 200Hz. Bộ phát

xung pulse có tần số 2KHz, lệch pha 180 độ.

Hình 9.3: TDM

Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của bộ TDM?

Câu 2: Chọn tần số cắt thích hợp cho bộ Filter 1 và Filter 2 để thu lại được hai tín hiệu ban đầu.

Câu 3: Quan sát và nhận xét dạng sóng tại các scope ?

Câu 4: Thiết kế bộ TDM truyền 3 luồng dữ liệu?