การสร�างส�ญญาณ SSB การดี�มอดี�เลต

ส�ญญาณ SSB

และ

โดีย : สมาชิ�กกล��มที่��10

การมอดู�เลต Modulation

การมอดู�เลต ( Modulation ) คื อ กระบวนการน�าสั�ญญาณข่�าวสัารที่��ม�คืวามถี่��ต��าให้�เกาะห้ร อผสัมเข่�าก�บสั�ญญาณพาห้นะที่��ม�คืวามถี่��สั�ง สั�าห้ร�บสั�งสั�ญญาณที่��มอดู�เลตแล�วออกไปไกล ๆ เราเร�ยกสั�ญญาณคืวามถี่��สั�งว�า สั�ญญาณพาห้นะห้ร อสั�ญญาณพาห้ะ ( Carrier ) ในการน�าสั�ญญาณข่�าวสัารกล�บคืล �นมาในภาคืร�บผ�านกระบวนการสัร�างสั�ญญาณกล�บคื นที่��เร�ยกว�า การดู�มอดู�เลต ( Demodulation )

ส�ญญาณ SSBสั�ญญาณ SSB ย�อมาจาก Single Sideband

ซึ่+�งให้�คืวามห้มายว�า “การมอดู�เลตเชิ-งข่นาดูแบบแถี่บข่�างเดู�ยว”

ในการมอดู�เลตแบบ AM ธรรมดูาและ DSB น�/นม�แบนดู0ว-ดูที่ ในการสั�งสั�ญญาณที่��มอดู�เลตแล�วเป1นสัองเที่�าข่องแบนดู0ว-ดูที่0ข่องสั�ญญาณข่�อม�ล จ+งที่�าให้�การมอดู�เลตที่�/ง 2 แบบที่��กล�าวมาน�/นสั-/นเปล องแบนดู0ว-ดูที่0ในการสั�ง เพราะที่�/ง Upper sideband และ Lower sideband ต�างก2ม�ข่�อม�ลที่��สัมบ�รณ0ในต�วอย��แล�ว

เพ �อแก�ป3ญห้าการสั-/นเปล องแบนดู0ว-ดูที่0และพล�งงานในการสั�ง จ+งไดู�พ�ฒนาการสั�งสั�ญญาณเพ�ยง Sideband ดู�านเดู�ยวจ+งเป1นการเพ�ยงพอและประห้ย�ดูแบนดู0ว-ดูที่0ในการสั�งสั�ญญาณอ�กดู�วย

ภาคืว-ชิาว-ศวกรรมไฟฟ7า คืณะว-ศวกรรมศาสัตร0 มห้าว-ที่ยาล�ยเชิ�ยงให้ม� Tharadol Komolmis 252442 4-20

การมอดู�เลตเชิ-งการมอดู�เลตเชิ-งเสั�นเสั�น :: การสัร�างสั�ญญาณมอดู�เลตเชิ-งข่นาดูการสัร�างสั�ญญาณมอดู�เลตเชิ-งข่นาดูSingle Side BandSingle Side Band

–– โดูยว-ธ�โดูยว-ธ� Filter Filter –– ว-ธ�เล �อนเฟสัว-ธ�เล �อนเฟสั

ร�ปที่��ร�ปที่�� 3 3.15 .15 การสัร�างสั�ญญาณการสัร�างสั�ญญาณ SSB SSB โดูยว-ธ�เล �อนเฟสัโดูยว-ธ�เล �อนเฟสั

Balance Modulator

Balance Modulator

-90o-90

o

cos tc

sin tcx̂(t) sin tcx̂(t)

cos tcx(t)

X

Xx(t)

x (t)SSB+

+_+_

ภาคืว-ชิาว-ศวกรรมไฟฟ7า คืณะว-ศวกรรมศาสัตร0 มห้าว-ที่ยาล�ยเชิ�ยงให้ม� Tharadol Komolmis 252442 4-10

การมอดู�เลตเชิ-งการมอดู�เลตเชิ-งเสั�นเสั�น ::SSSBSB การมอดี�เลตแบบการมอดี�เลตแบบ SSB SSB

กรณ�ส�ญญาณหลายความถี่��กรณ�ส�ญญาณหลายความถี่�� ส�ญญาณความถี่��เดี�ยวส�ญญาณความถี่��เดี�ยว

ร�ปที่��ร�ปที่�� 3 3.5 .5 สเปกตร�มของส�ญญาณสเปกตร�มของส�ญญาณ SSB SSB

c c 0

LowerSideband

UpperSideband

c c 0

m 0 m

c c 0

LowerSideband

c c 0

m 0 m

c+ m c-m

การสร�าง SSB modulated wave โดียใชิ�ว�ธี� Frequency Discriminator

เง �อนไข่ m(t) ต�องม�คื9ณสัมบ�ต-ดู�งน�/ 1. m(t) ต�องไม�ม� Low-frequency content ( ห้ร อ M(f) ที่��ม�ชิ�องว�างที่�� 0 ) เชิ�น audio speech frequency content คื อ - 0 .3 3 .4 KHZ (0 – 0.3 KHZ เป1น energy gap)2. คืวามถี่��สั�งสั9ดูข่อง m(t) << fcจาก (1 ) และ (2 ) จะไดู� จาก (1) และ (2) จะไดู� sideband ที่��ต�องการและไม�เก-ดูการ “Overlap” ใน spectrum ที่�าให้�สัามารถี่เล อก filter ที่��เห้มาะสัมไดู�

และนอกจากน�/น BPF ข่อง SSB ต�อง (1 ) ม� frequency range อย��ในย�านเดู�ยวก�บ

spectrum ข่อง SSB modulated wave (2 ) คืวามกว�างข่อง guard band ข่อง filter = 2 เที่�า

ข่องคืวามถี่��ต��าสั9ดูข่อง m(t) ที่��วไปใชิ� Highly selective filter (Crystal resonator Q = 1000-2000) บางกรณ� ต�องการสัร�าง SSB modulated wave ที่��ม� frequency band มากกว�า frequency band ข่อง m(t) เชิ�น แปลง Audio signal เป1น RF พบว�าใชิ�ว-ธ�บ�างต�นเป1นการยากที่��จะสัร�าง filter ที่��ม� sideband ที่��ต�องการผ�านและข่ณะเดู�ยวก�น reject frequency อ �นๆ แก�ป3ญห้า ใชิ� multiple modulation process

การสร�าง SSB modulated wave โดียใชิ�ว�ธี� Frequency Discriminator (ต�อ)

Block diagram ข่อง SSB modulator แบบ 2 stage

Stage 1 ที่�� output ข่อง filter ไดู� SSB modulated waveใชิ�เป1นmodulating wave ข่องstage 2

Stage 2 ไดู� DSBSC waveที่��ม� spectrum ที่��ม�ระยะห้�างสัมมาตรระห้ว�าง f2 (Second Carrier) และระยะห้�างข่อง side band ข่อง DSBSC modulated wave น�/เที่�าก�บ 2f1 (first Carrier) ที่�าให้� filter อ�นที่�� 2 สัามารถี่ reject frequency side band ที่��ไม�ต�องการออกไดู�

SINGLE SIDEBAND (SSB) MODULATION

- ในระบบที่��คื�าน+งถี่+งที่�/งปร-มาณการใชิพล�งงานและปร-มาณการใชิแบนว-ดูที่เปนห้ล�กการ suppress คืล �น พาห้ะ และการสังเพ�ยง sideband เดู�ยวจ+งม�คืวามจ�าเปนดู�งน�/นเราสัามารถี่น�า DSB-SC มาดู�ดูแปลง เพ �อให้ไดู SSB-SC ซึ่+�งจะม�เพ�ยง lower ห้ร อ upper sideband ที่��จะถี่�กสังไปย�ง communication channel

- การอธ-บาย SSB สั�าห้ร�บสั�ญญาณข่อม�ลที่��วไปน�/นที่�าไดูยาก ดู�งน�/นเพ �อให้งายตอการอธ-บายเราจะเร-�ม จากการมอดู�เลตสั�ญญาณไซึ่นกอนแลวจ+งคือยพ�ฒนาเปนสั�ญญาณที่��วไป

c (t) =Ac cos(2cft) m (t) =Am cos(2mf t)

- ดู�งน�/นสั�ญญาณที่��ถี่�กมอดู�เลตดูวย DSB-SC- ถี่าตองการเก2บไวเพ�ยง sideband เดู�ยวเชิน

upper sideband

SINGLE SIDEBAND (SSB) MODULATION

single sideband (SSB) transmission

MODULATION OF SSB

การมอดู�เลตแบบ SSB ที่�าไดู�สัองว-ธ�

1. Frequency discrimination

2. Phase discrimination

SSB DEMODULATION ORCOHERENTDETECTIONFOR SSB

* ห้ล�กการ coherent detection สั�าห้ร�บ DSB- SC สัามารถี่น�ามาใชิ�ก�บการดู�เที่ก SSB ไดู�

Modulator and Demodulator

ข�อดี� ของการส�งว�ที่ย�แบบ SSB

สัามารถี่ที่�าให้� Bandwidth ลดูลงไดู�คืร+�งห้น+�ง ซึ่+�งจะเป1นผลดู�ในการร�บเพราะว�าสั�ญญาณเสั�ยงรบกวนในภาคืข่ยายคืวามถี่��ปานกลางห้ร อ IF จะแปรผ�นตาม Bandwidth ดู�งน�/นเม �อลดู Bandwidth ลงไดู� คืร+�งห้น+�ง เสั�ยงรบกวนก2จะลดูลงคืร+�งห้น+�งเห้ม อนก�น ที่�าให้�สัามารถี่เพ-�มอ�ตราการข่ยายข่องภาคืน�/ไดู�อ�ก ซึ่+�งก2แสัดูงว�าระบบ SSB สัามารถี่ร�บสั�ญญาณที่��อ�อนกว�าระบบ AM ธรรมดูาไดู�

สัามารถี่สั�งสั�ญญาณไดู�จ�านวนชิ�องมากกว�า ระบบ AM ในแต�ละย�านคืวามถี่�� เพราะ Bandwidth แคืบกว�า ต�วอย�างเชิ�น ว-ที่ย9 CB ในระบบ AM ใชิ�ไดู� 40 ชิ�องแต�ถี่�าน�ามาใชิ�ในระบบ SSB จะสัามารถี่ใชิ�ไดู�ถี่+ง 80 ชิ�อง โดูยใชิ�ชิ�วงคืวามถี่��เที่�าเดู-ม

ใชิ�พล�งงานในการสั�งน�อยกว�าระบบ AM ที่�าให้�เคืร �องม�ข่นาดูเล2กกะที่�ดูร�ดูและที่นที่านกว�า

ข�อเส�ย ของการส�งว�ที่ย�แบบ SSB

ต�วเคืร �องม�ราคืาสั�ง เพราะต�องเพ-�มคืวามย9�งยากข่องวงจรที่�/งในภาคืร�บและภาคืสั�ง

ต�องการคืวามเที่�ยงตรงสั�ง การปร�บเคืร �องร�บก2จะต�องม�คืวามย9�งยากมากข่+/น การปร�บที่��พอเห้มาะจะที่�าให้�เสั�ยงออกมาเป1นธรรมชิาต-มากที่��สั9ดู

Bandwidth แคืบที่�าให้�การตอบสันองคืวามถี่��ไดู�แคืบลง จ+งจ�าก�ดูการใชิ�งานระบบ SSB ให้�อย��ในเฉพาะการสั �อสัารเที่�าน�/น ไม�สัามารถี่ น�าไปใชิ�ก�บการกระจายเสั�ยง เพราะให้�เสั�ยงที่��ม�คื9ณภาพคื�อนข่�างต��า (ต��ากว�าระบบ AM)

การมอดู�เลตและการดู�มอดู�เลต ยากกว�าระบบ AM