ĐỀ tài điều CHẾ và GIẢI điều CHẾ PSK

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 củ

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

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

1 1 0 0 0 1 1 0 0 ]

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 liệ u th am kh ảo :

1 V i b a s ố _ N X B b ư u đ i ệ n -T S B ù i -T h i ệ n M i n h 2 B à i g i ả n g k ỹ t h u ậ t t h ô n g t n s ố 3 D i g i t a l _ M o d u l a t i o n 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: