57
บททีบททีการผสมสัญญาณ การผสมสัญญาณ ( ( Modulation Modulation ) ) ระบบ ระบบ สื่อสารแบบแอนาล็อก สื่อสารแบบแอนาล็อก (Analog Communication) 3105 - 2016 (Analog Communication) 3105 - 2016 ครูวิศาสตร์ ปุญญา ครูวิศาสตร์ ปุญญา สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ สาขางานอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ สาขางานอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม วิทยาลัย วิทยาลัย การอาชีพขอนแก่น การอาชีพขอนแก่น

ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

บททบทท … … การผสมสญญาณ การผสมสญญาณ

((ModulationModulation))

ระบบระบบสอสารแบบแอนาลอกสอสารแบบแอนาลอก (Analog Communication) 3105 - 2016(Analog Communication) 3105 - 2016

ครวศาสตร ปญญา ครวศาสตร ปญญา สาขาวชาอเลกทรอนกส สาขางานอเลกทรอนกสอตสาหกรรม สาขาวชาอเลกทรอนกส สาขางานอเลกทรอนกสอตสาหกรรม

วทยาลยวทยาลยการอาชพขอนแกนการอาชพขอนแกน

Page 2: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Modulation Modulation

Why Modulate?Why Modulate?• ชองสญญาณเพมขนชองสญญาณเพมขน• ไดขนาดของชองสญญาณทกวางขนไดขนาดของชองสญญาณทกวางขน• ลดขนาดของสายอากาศลดขนาดของสายอากาศ

How Modulate ?How Modulate ?• Amplitude frequency Amplitude frequency

phasephase

[ ]v t A A tc c c c c( ) cos cos= = +θ ω φ

Page 3: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน : : DSB-LCDSB-LC การมอดเลตการมอดเลตเชงเสนเชงเสน

รปท รปท 3.1 3.1 รปสญญาณทางเวลาและทางความถของรปสญญาณทางเวลาและทางความถของสญญาณทมอดเลตสญญาณทมอดเลต

x t x t tc c( ) ( )cos= ω X X Xc

c c( ) ( ) ( )ω ω ω ω ω= + + −2 2

xc(t)= Ac cosωct

x(t)cosωct

×

cosωct

Multiplierx(t)

Antenna

x(t)

t

t

t

ω

X(ω)

Xc(ω)

ω

ω

-W 0 W

Am

Am/2

ωc−ωc0

ωc−ωc 0

F{x(t)cosωc

t}

2W2W

UpperSideband

LowerSideband

Page 4: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน (Linear (Linear modulations)modulations)

1. 1. Double Sideband Large CarrierDouble Sideband Large Carrier,DSB-LC ,DSB-LC หรอหรอ สญญาณ สญญาณ AM AM จะสงทงสอง จะสงทงสอง sideband sideband รวมทงพาหะ รวมทงพาหะ

2. 2. Double Sideband Suppressed CarrierDouble Sideband Suppressed Carrier,DSB-SC ,DSB-SC สงทงสอง สงทงสอง sideband sideband เหมอน เหมอน AM AM แตไมสงพาหะแตไมสงพาหะ

3. 3. Single Sideband,SSBSingle Sideband,SSB จะสง จะสง sideband sideband เดยวแตไดเดยวแตไดสญญาณครบถวนสญญาณครบถวน

4. 4. Vestigial Sideband,VSBVestigial Sideband,VSB เปนการสง เปนการสง sideband sideband หนงรวมกบบางสวนของอก หนงรวมกบบางสวนของอก sideband sideband ไปดวย ไปดวย

Page 5: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน : : DSB-LCDSB-LC การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ AM ( DSB-LC) AM ( DSB-LC)

ร ปท ร ปท 3.2 3.2 สญญาณ สญญาณ DSB-LC (AM) DSB-LC (AM) ทางเวลาและความถทางเวลาและความถ

x t x t t A tAM c c( ) ( )cos cos= +ω ω

Envelope

xm(t)cosωct

xm (t) t

t

ω

X(ω)

ω

-W 0 W

Am

Am/2ωc−ωc 0

F{xm(t)cosωct}

xc(t)=Accosωct

xm(t)cosωct+Accosωct

t

t

Xc(ω)ω

ω

ωc−ωc 0

ωc−ωc 0

F{xm(t)cosωct+Ac

cosωct }

Carrier

Am/2

Page 6: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน : : DSB-LCDSB-LC

การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ AM ( DSB-LC)AM ( DSB-LC)• Modulation IndexModulation Index

• % Mod.% Mod.

%mod .( max. ) ( min. )( max. ) ( min. )

= −+

magnitude magnitudemagnitude magnitude

= + − −+ + −

( ) ( )( ) ( )1 11 1

100m A m Am A m A

x

= ×m 100 %

m = peak DSB - SCpeak carrier

x t A t mA t t A m t tAM c m c m c( ) cos cos cos ( cos )cos= + = +ω ω ω ω ω1

Page 7: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน : : DSB-LCDSB-LC การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ AM ( DSB-LC)AM ( DSB-LC)

ร ปท ร ปท 3.4 3.4 สญญาณ สญญาณ AM AM ทมอด เลตด วยด ชนมอด เลตตางท มอด เลตด วยด ชนมอด เลตตาง กน กน

Acosωc

t

Amcosωmt Acosωct

xAM(t) : m<1

t t

t t

t t

cosωmt

xAM(t) : m=1

xAM(t) : m>1

Page 8: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชงเสนเสน : : DSB-LCDSB-LC

กำาลงของพาหะและกำาลงของ กำาลงของพาหะและกำาลงของ sideband sideband ใน ใน AMAM

PPtt == กำาลงทงหมด กำาลงทงหมด PPcc == กำาลงพาหะ กำาลงพาหะ PPss == กำาลงของ กำาลงของsidebandsideband

x t x t t A tAM c c2 2 2 2 2( ) ( )cos cos= +ω ω

= +x t A2 2

2 2( )

P A x t P Pt c s= + = +2 2

2 2( )

Page 9: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน : : DSB-SC DSB-SC การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ DSB-SC DSB-SC x t x t tDSB c( ) ( )cos= ω

xc(t)= Ac cosωct

x(t)cosωct

×

cosωct

Multiplierx(t)

Antenna

x(t)

t

t

t

ω

X(ω)

Xc(ω)

ω

ω

-W 0 W

Am

Am/2

ωc−ωc0

ωc−ωc 0

F{x(t)cosωc

t}

2W2W

UpperSideband

LowerSideband

Page 10: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน : S: SSBSB การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ SSB SSB

กรณส ญญาณหลายความถ ส ญญาณความถเด ยว กรณส ญญาณหลายความถ ส ญญาณความถเด ยว

ร ปท ร ปท 3.5 3.5 สเปกตร มของส ญญาณ สเปกตร มของส ญญาณ SSBSSB

ω

ω

ω

ωc−ωc 0

LowerSideband

UpperSideband

ωc−ωc 0

−ωm 0 ωm

ω

ω

ω

ωc−ωc 0

LowerSideband

ωc−ωc 0

−ωm 0 ωm

−ωc + ωm

ωc - ωm

Page 11: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน : S: SSBSB

รปท รปท 3.6 SSB modulator 3.6 SSB modulator ใชการกรองสวน ใชการกรองสวน upper sidebandupper sideband

ωc

ωc

ωc−ωc 0

0

0

ω

ω

ω

ω

x(t) sidebandfilter,H( )

DSB

x (t)SSB

cos tωc

ωX

H( )

x ( )ω

ω

x ( )DSB

ω

x( )ω

0x (t)

SSB

−ωc

−ωc

Page 12: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน : V: VSBSB การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ VSBVSB

ร ปท ร ปท 3.7 3.7 ทรานสเฟอร ฟ งก ช นของวงจรกรองส ำาหร บ ทรานสเฟอร ฟ งก ช นของวงจรกรองส ำาหร บ VSBVSB

ร ปท ร ปท 3.8 3.8 สเปกตร มของส ญญาณโทรทศนสเปกตร มของส ญญาณโทรทศน

ωω

ω

u( - )

ω

ωc

H ( )v

0c

Picturecarrier Idealized

receivercharacteristic

VideoRemainder

lower sideband Colorburst

Audio(FM)

Frequency0.75 MHz

3.58 MHz4 MHz

4.5 MHz6MHz

1.25 MHz4 MHz

Page 13: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน

การสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาด การสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาด1. 1. มอดเลตแบบผลคณ มอดเลตแบบผลคณ (Product modulation)(Product modulation)

2. 2. มอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของมอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของอปกรณอปกรณ

3. 3. มอดเลเตอรแบบสวตชง มอดเลเตอรแบบสวตชง (Switching (Switching modulator,chopper modulator)modulator,chopper modulator)

Page 14: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชง

ขนาดขนาด 1. 1. มอดเลตแบบผลคณ มอดเลตแบบผลคณ (Product modulation)(Product modulation)

รปท รปท 3.9 3.9 บลอกไดอะแกรมการสรางสญญาณ บลอกไดอะแกรมการสรางสญญาณ DSB-LCDSB-LC

x(t)

X

cos t

+

+x (t)AM

ωc

Σ

Page 15: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

2. 2. มอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงมอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของอปกรณเสนของอปกรณ

รปท รปท 3.10 3.10 วงจรกรองสำาหรบสญญาณ วงจรกรองสำาหรบสญญาณ AMAM

x t a x t a x a t aaa x t to c c( ) ( ) cos [ ( ) ]cos= + + + +1 2

22

21

2

11 2ω ω

R

Bandpass

filter

@ωc

x (t)0+

+

kcos t

x(t)

ωc ∼

Page 16: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

2. 2. มอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของมอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของอปกรณอปกรณ

รปท รปท 3.11 3.11 การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ DSB-SC DSB-SC จาก จาก AMAM

Amplitude

Amplitude

Modulator

Modulator

Adder

x(t)

-x(t)

A cos tc ωcA [1+x(t)] +x(t)c ω cos tc

A [1+x(t)] -x(t)c ω cos tc-A cos tc ωc-

A cos tc ωc2x(t)

Page 17: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

2. 2. มอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของมอดเลตโดยใชคณสมบตความไมเปนเชงเสนของอปกรณอปกรณ

รปท รปท 3.12 3.12 วงจรบาลานซมอดเลตเตอรทใชอปกรณไมวงจรบาลานซมอดเลตเตอรทใชอปกรณไมเปนเชงเสนเปนเชงเสน

Page 18: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

3. 3. มอดเลเตอรแบบสวตชง มอดเลเตอรแบบสวตชง (Switching modulator,chopper (Switching modulator,chopper modulator)modulator)

รปท รปท 3.13 3.13 วงจรมอดเลเตอรสญญาณ วงจรมอดเลเตอรสญญาณ DSB DSB แบบ แบบ chopper chopper

e (t)x(t)

cos t ~ωc

ωe (t)

Bandpass

filter@ωc

e (t)x(t)

cos t~

ωc

e (t)oBandpass

filter@ωc

t t000

x(t) e (t)i e (t)o

i

i

t

co

Page 19: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

3. 3. มอดเลเตอรแบบสวตชง มอดเลเตอรแบบสวตชง (Switching modulator,chopper (Switching modulator,chopper modulator)modulator)

รปท รปท 3.14 3.14 วงจรมอดเลตเตอรสญญาณ วงจรมอดเลตเตอรสญญาณ AM AM แบบ แบบ chopperchopper

~

~

x(t)

kcos t +

+Bandpass

filter

@R

ω c

ωc

ωcv (t)o

Page 20: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การสรางสญญาณมอดเลตเชงการสรางสญญาณมอดเลตเชงขนาดขนาด

Single Side BandSingle Side Band• โดยวธ โดยวธ Filter Filter • วธเลอนเฟสวธเลอนเฟส

รปท รปท 3.15 3.15 การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ SSB SSB โดยวธเลอนเฟสโดยวธเลอนเฟส

Balance Modulator

Balance Modulator

-90o-90

o

cos tωc

sin tωcx(t) sin tωcx(t)

cos tωcx(t)

X

Xx(t)

x (t)SSBΣ+

+_+_

Page 21: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การดมอดเลตสญญาณเชงขนาดการดมอดเลตสญญาณเชงขนาด

เอนเวลโลปดเทคชนเอนเวลโลปดเทคชน

รปท รปท 3.16 3.16 เอนเวลโลปดเทคเตอรเอนเวลโลปดเทคเตอร

x (t)i

x (t)o x (t)o x (t)o

t t t

x (t) x (t)o

RCt

Correct RC RC too large RC too small

i

Page 22: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การดมอดเลตสญญาณเชงขนาดการดมอดเลตสญญาณเชงขนาด

ซงโครนสดเทคชนซงโครนสดเทคชน

ซงโครนสดเทคชน ซงโครนสดเทคชน (synchronous (synchronous detection)detection)

โคฮเรนตดเทคชน โคฮเรนตดเทคชน (coherent detection)(coherent detection)

x t t x t tDSB c c( )cos ( )cosω ω= 2

= +x t x t tc( ) ( )cos2 2 2ω

{ }F x t t X X XDSB c

c c( )cos ( ) ( ) ( )ω ω ω ω ω ω= + + + −2

24

24

Page 23: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การดมอดเลตสญญาณเชงขนาดการดมอดเลตสญญาณเชงขนาด

ซงโครนสดเทคชน ซงโครนสดเทคชน (synchronous detection)(synchronous detection)

รปท รปท 3.17 Synchronous 3.17 Synchronous detectiondetection

Page 24: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงการมอดเลตเชง เสน เสน :: การดมอดเลตสญญาณเชงขนาดการดมอดเลตสญญาณเชงขนาด

• heterodyning heterodyning IF (intermediate frequency)IF (intermediate frequency)

รปท รปท 3.18 3.18 เครองรบวทย เครองรบวทย ((กก) ) แบบ แบบ TRF (TRF (ขข) ) แบบ แบบ SuperheterodyneSuperheterodyne

Station

Selector Volume

Volume

Station Selector

Speaker

Speaker

XRF amplifier

RF amplifier RF amplifier RF amplifier

IF amplifier

Demodulator

DemodulatorAudio

amplifier

Audioamplifier

LocalOscillator

(¢)

(¡)

Page 25: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency-Division Multiplexing:FDMFrequency-Division Multiplexing:FDM

+

X ( )ω1

X ( )ω2 X ( )ω3

ωωω0 ωmωm- 0 ωmωm- 0 ωmωm-x (t)1

x (t)2

x (t)3 X

X

X

ω2

ω1

ω3

++ transmitter

Antenna

Σ

ω3ω2ω1

2 2ωm ωm ωm2ω0

BPF1

x (t)1

TunableBPF

x (t)1 oror

AntennaAntenna Demodulator

Receiver

Receiver

x (t)2

x (t)3

x (t)2

x (t)3

BPF2@ω

BPF3@ω

Demodulator

Page 26: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตเชงมม การมอดเลตเชงมม (Angle (Angle modulations)modulations)

1. Phase modulation (PM)1. Phase modulation (PM) เปลยนแปลงเปลยนแปลงมมเฟสมมเฟสตามสญญาณทตองการตามสญญาณทตองการมอดเลตมอดเลต

2. Fequency modulation (FM)2. Fequency modulation (FM) เปลยนแปลงเปลยนแปลงความถความถเชงมมตามเชงมมตามสญญาณทตองการมอดเลตสญญาณทตองการมอดเลต

θ( ) ( )t x t∝

θ θω( ) ( )t t k x tc p= + + 0

[ ]x t A t k x tPM c p( ) cos ( )= + +ω θ0

ω i t x t( ) ( )∝ω ωi c ft k x t( ) ( )= +

θ θω( ) ( )t t k x t dtc f= + +∫ 0

[ ]x t A t k x t dtFM c f( ) cos ( )= + +∫ω θ0

Page 27: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การมอดเลตแบบ การมอดเลตแบบ FM (Frequency FM (Frequency Modulation)Modulation)

ใหสญญาณทตองการมอดเลตเปนใหสญญาณทตองการมอดเลตเปน

KKff Modulation sensitivityModulation sensitivity

Frequency deviationFrequency deviation เรยกวา เรยกวา modulation indexmodulation index

x t A tm m m( ) cos= ω

[ ]x t A t k A t dtFM c f m m( ) cos cos= + ∫ω ω

= +

A t tc m mcos sinω ωωω∆

[ ]x t A t tFM c m( ) cos sin= +ω ωβ

x t A t t A t tFM c m c m( ) cos cos( sin ) sin sin( sin )= −ω ω ω ωβ β

β ωω= ∆

m

∆ ω = kAm

Page 28: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) ในกรณท ในกรณท <0.2<0.2

ร ปท ร ปท 3.21 (3.21 (กก ) ) เปร ยบเท ยบสเปกตร ม เปร ยบเท ยบสเปกตร ม AM AM และ และ NBFM NBFM

cos( sin )β ωmt ≈1sin( sin ) sinβ βω ωm mt t≈

x t A t A t tFM c c m( ) cos sin sin= −ω ω ωβ

x t A t A t A tFM c c m c m( ) cos cos( ) cos( )= − − + +ω ω ω ω ωβ β12

12

Page 29: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

ร ปท ร ปท 3.21 (3.21 (ตอต อ ) () (ขข ) ) เฟสเซอร ไดอะแกรมของ เฟสเซอร ไดอะแกรมของ AM (AM (คค ) ) เฟสเซอร ไดอะแกรมของ เฟสเซอร ไดอะแกรมของNBFMNBFM

BandwidthBandwidth

A(1+m)=maxωm

ωm

-A(1-m)=min

ωm-ωm

βA2

βA2

A

(¢)

(¤)

B fm=2

Page 30: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

Wide-band Frequency Modulation (WBFM)Wide-band Frequency Modulation (WBFM) ในกรณท ในกรณท >0.2>0.2

ร ปท ร ปท 3.22 3.22 เบสเซลฟงก ช นท ค า เบสเซลฟงก ช นท ค า และ และ nn ตางๆ ตางๆ

cos( sin ) ( ) ( )cos ( )cos .......β ω β β ω β ωm m mt J J t J t= + + +0 2 42 2 2 4

sin( sin ) ( )sin ( )sin ( )sin .......β ω β ω β ω β ωm m m mt J t J t J t= + + +2 2 3 2 51 3 5

-0.6-0.4-0.20

0.2

0.4

0.6

0.8

00.20.40.60.8

0.20.4

0 2 4 6 8 1012 18 201614

Arrows show initial values for J ( )=0.01βn

J4 J5 J6 J7 J8

J5J6J7J8J4

J

JJ J

J J J J J

0

12 3

0 1 2 3 0 J J J1 2 3

J3

β

β0 2 4 6 8 1012 18201614

Page 31: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

สมการ สมการ wide band FMwide band FM

Page 32: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

SpectrumSpectrum

ร ปท ร ปท 3.23 3.23 เส นสเปกตร มส ญญาณ เส นสเปกตร มส ญญาณ FM FM ท ท คาต างๆค าต างๆ

β

9.0

7.0

4.0

1.5

0.4

fc

fc

fc

fc

fc

Page 33: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Frequency Modulation :Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)

WBFM bandwidthWBFM bandwidth • แบนดวดทของคารสน แบนดวดทของคารสน (carson bandwidth)(carson bandwidth)

B f f fm m= + = +2 1 2( ) ( )β ∆

Page 34: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ Frequency ModulationFrequency Modulation

การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ FMFM• การสรางโดยตรงการสรางโดยตรง

VVaractor tuner circuitaractor tuner circuit VCO (Voltage control oscillator)VCO (Voltage control oscillator)

• การสรางโดยทางออมการสรางโดยทางออม

Page 35: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ Frequency ModulationFrequency Modulation

การสร างโดยตรงการสร างโดยตรง• VVaractor tunner circuitaractor tunner circuit

ร ปท ร ปท 3.26 3.26 วงจรสร างความถพาหะโดยใช วงจรสร างความถพาหะโดยใช varactorvaractor

fLC

c = 12π

C

C

C

0

1

2

E2

E1

L Varactordiode

x(t)0

Page 36: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ Frequency ModulationFrequency Modulation

การสร างโดยตรงการสร างโดยตรง VCO (Voltage control oscillator)VCO (Voltage control oscillator)

ร ปท ร ปท 3.27 3.27 วงจรมอดเลตทใช วงจรมอดเลตทใช VCO (IC 566) VCO (IC 566)

R2 R1

R3

C2

C1

0.001 Fµ1.5k

10k

Vc6 85

7 13

4SE/NE 566

x(t)

Vcc

Page 37: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การสรางสญญาณ การสรางสญญาณ Frequency Frequency ModulationModulation

การสร างโดยทางอ อมการสร างโดยทางอ อม

ร ปท ร ปท 3.28 Armstrong Modulator 3.28 Armstrong Modulator สำาหร บความถ สำาหร บความถ VHFVHF

Audio

basebandIntegrator

Crystal-controlledoscillator

400kHz

x(t)

90Phase shift

Preemphasis

Productmodulator

+

400 kHz24.4 kHz

Multiplierx32

Downconverter

Multiplierx96

1.0208MHz781.25Hz

98 MHz75 kHz

12.8 MHz781.25Hz

Crystal-controlledoscillator

Poweramplifier

To aerial

+_

o

x(t)dt

Page 38: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การดเทคสญญาณ การดเทคสญญาณ FM (FM detectors)FM (FM detectors)

การดเทคโดยการเปลยนเปนสญญาณ การดเทคโดยการเปลยนเปนสญญาณ AMAM • 1. Differenciating circuit1. Differenciating circuit• 2. Tune circuit2. Tune circuit• 3. Raito detector 3. Raito detector • 4. Quadrature detector4. Quadrature detector

Zero crossing detectionZero crossing detection การดเทคโดย เฟสลอคลป การดเทคโดย เฟสลอคลป (Phase lock loop)(Phase lock loop)

Page 39: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การดเทคสญญาณ การดเทคสญญาณ FM (FM detectors)FM (FM detectors)))

การดเทคโดยการเปลยนเปนสญญาณ การดเทคโดยการเปลยนเปนสญญาณ AMAM• หลกการของ หลกการของ discriminatordiscriminator

รปท รปท 3.29 Discriminator Action3.29 Discriminator Action

slope k

∆ω−∆ω

vo

δω

Page 40: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การดเทคสญญาณ การดเทคสญญาณ FM (FM detectors)FM (FM detectors)

Zero crossing detection (Quadrature detector)Zero crossing detection (Quadrature detector)

ร ปท ร ปท 3.30 3.30 ร ปคลนแสดงการเปร ยบเท ยบเฟส คาเฉล ยของผลคณ ร ปคลนแสดงการเปร ยบเท ยบเฟส คาเฉล ยของผลคณสญญาณจะแปรตามการเปล ยนแปลงเฟสสญญาณจะแปรตามการเปล ยนแปลงเฟส

Page 41: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

การดเทคสญญาณ การดเทคสญญาณ FM (FM detectors)FM (FM detectors)

การดเทคโดย เฟสลอคลป การดเทคโดย เฟสลอคลป (Phase lock loop)(Phase lock loop)

รปท รปท 3.31 3.31 วงจร วงจร Phase -locked loopPhase -locked loop

x inat t

X

VCOVCO o/p

ω

ωt+θat

Mixerproducts2 +d.c.

d.c. cos A

v cos

θ

θ

α

acon

x outm

ω~~

Page 42: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Digital Modulation Digital Modulation

Carrier Modulation SchemesCarrier Modulation Schemes• ASK , FSK , PSKASK , FSK , PSK

• QAM, etc.(MSK, DQPSK )QAM, etc.(MSK, DQPSK ) Consideration toConsideration to

• Maximum data rateMaximum data rate• Minimum probability of symbol errorMinimum probability of symbol error• Minimum transmitted powerMinimum transmitted power• Minimum channel bandwidthMinimum channel bandwidth• Maximum resistance to interfering signalMaximum resistance to interfering signal• Minimum circuit complexityMinimum circuit complexity

Page 43: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Digital Modulation :Digital Modulation :ASKASK

Amplitude Shift Keying :ASKAmplitude Shift Keying :ASK

A) binary ASK B) 4-Array ASK

1 0 1 1 0 1 0 0 1 0

(A)

(B)

1 0 11 01 00 1 0

Page 44: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Digital Modulation :Digital Modulation : FSKFSK

Frequency Shift Keying :FSKFrequency Shift Keying :FSK

A) binary FSK B) 4-Array FSK

(A)

(B)

1 0 1 1 0 1 0 0 1 0

1 0 11 01 00 1 0

Page 45: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Digital Modulation :Digital Modulation : PSKPSK

Phase Shift Keying :PSKPhase Shift Keying :PSK

A) binary PSK B) 4-Array PSK (quad phase shift keying)

1 0 1 1 0 1 0 0 1 0

(A)

(B)

1 0 11 01 00 1 0

Page 46: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Digital Modulation :Digital Modulation : QAMQAM

Quadrature Amplitude Modulation :QAMQuadrature Amplitude Modulation :QAM 00 01 11 10 φ1

00

10

11

10

φ2 0000 0001 0011 0010

φ1

φ2

1000 1001 1011 1010

1100 1101 1111 1110

0100 0101 0111 0110

Page 47: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing :Multiplexing :

Frequency Division Multiplex;FDMFrequency Division Multiplex;FDM Time Division Multiplex;TDMTime Division Multiplex;TDM

Page 48: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing :FDMMultiplexing :FDM

Frequency Division Multiplex;FDMFrequency Division Multiplex;FDM

Signal 1

Signal 2

Signal 3

Signal 4

f1 f2 f3 f4

f

MOD1 @ f1

MOD2 @ f2

MOD3 @ f3

MOD4 @ f4

Signal 1

Signal 2

Signal 3

Signal 4

DEMOD1 @ f1

DEMOD2 @ f2

DEMOD3 @ f3

DEMOD4 @ f4

ตวอย างการมลต เพล กซเช งความถ

Page 49: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing :FDMMultiplexing :FDM

ลำาดบชนการมลตเพลกซ ใน ลำาดบชนการมลตเพลกซ ใน FDMFDM

Supergroup

Ch12

Ch1

312 552Ch1

Ch2

Ch3

312 552

312 552

Ch12

60 108

60 108

60 108

60 108

812

2044312

552

Group SupergroupMastergroup

Supergroup

Group

Page 50: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing :TDMMultiplexing :TDM

Time Division Multiplex;TDMTime Division Multiplex;TDM

ตวอย างการมลต เพล กซเช งเวลา ส ญญาณอนาลอก

Signal 1

Signal 2

Signal 3

Signal 4

Signal 1

Signal 2

Signal 3

Signal 4

4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1

Page 51: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing :TDMMultiplexing :TDM

Time Division Multiplex;TDMTime Division Multiplex;TDM

การมลต เพล กซเช งเวลาของส ญญาณดจ ตอล

Multiplexed Signal A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D

Signal D

Signal C

Signal B

Signal A

Bit clock

Page 52: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing StandardMultiplexing Standard

T-CarrierT-Carrier

7 bit data7 bit data1bit1bitsignasignall 7 bit data7 bit data

1bit1bitsignasignall

1 frame 193 bit1 frame 193 bit

7 bit data7 bit data1bit1bitsignasignall

framframeesyncsync

Channel 2Channel 2Channel 1Channel 1 Channel 24Channel 24

เฟรมของ T1 carrierT4 output

274.176 Mb/s (4032 VF)

T3 line44.736 Mb/s (672Voice)

1

23..6

T3 outpu

t

1 st Level

multiplexer

2nd

Levelmultiplexer

3 rd Level

multiplexer

4 th Level

multiplexer

24 voice

Channel

64 kb/seach

....

T1 outpu

t

T1 line1.544 Mb/s (24 Voice)

1

23

4

1

23..7

T2 line6.312 Mb/s (96

Voice)

T2 outpu

t

ล ำาด บช นของการม ลต เพล กซ ของ T1 carrier

Page 53: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiplexing StandardMultiplexing Standard

CCITTCCITT

4 th Level

multiplexer

1st Level

multiplexer

2nd

Levelmultiplexer

3 rd Level

multiplexer

Level 4 output

139.264 Mb/s (1920 Voice channel)

30 voice

Channel

64 kb/seach

.

.

.

.

Level 1 output

2.048 Mb/s (30 Voice)

1234

8.448 Mb/s (120Voice)

Level 2 output

1234

34.368 Mb/s (480 Voice)

Level 3 output

1234

ล ำาด บช นของการม ลต เพลกซ ตามมาตรฐาน CCITT

Page 54: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiple AccessMultiple Access

Frequency Division Multiple Access Frequency Division Multiple Access ;FDMA;FDMA

Time Division Multiple Access ;TDMATime Division Multiple Access ;TDMA Code Division Multiple Access ;CDMACode Division Multiple Access ;CDMA

Page 55: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiple AccessMultiple Access

Frequency Division Multiple Frequency Division Multiple Access;FDMAAccess;FDMA• each station(user) use different each station(user) use different

frequencyfrequency

• at all time (same time)at all time (same time)

Page 56: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiple AccessMultiple Access

Time Division Multiple Time Division Multiple Access;TDMAAccess;TDMA• each station(user) use different time each station(user) use different time

slotslot

• same frequencysame frequency

Page 57: ปรับแก้แล้วรอขึ้นเว็บ เนื้อหาจาก Cmu

Multiple AccessMultiple Access

Code Division Multiple Code Division Multiple Access;CDMAAccess;CDMA• each station(user) use different codeeach station(user) use different code

• Same frequencySame frequency

• Same timeSame time