Lecture-8tqviet/tin hieu he thong/lecture-08.pdf · c) Ghép kênh theo tần số(FDM) Ghép kênh: các tín hi ệu mang tin (các kênh) có cùng băng thông, khi truy ền

1

Signal & Systems - Tran Quang Viet – FEEE, HCMUT – Semester: 02/10-11

Ch-4: Biểu diễn tín hiệu dùng biến đổi Fourier

Lecture-8

4.4. Biến đổi Fourier và hệ thống LTI

4.5. Bộ lọc lý tưởng và thực tế

4.6. Ứng dụng trong thông tin: điều chế liên tục



� Xét hệ thống LTI với đáp ứng xung là h(t)

Ta có: y(t)=f(t) h(t)∗ Y(ω)=F(ω)H(ω)

� Biểu diễn hệ thống trong miền tần số:

� Hệ thống ghép nối tiếp:

1 2Y(ω)=F(ω)H (ω)H (ω)

jωtY(ω)H(ω)= h(t)e dt

F(ω)

+∞−

−∞= ∫ (Đáp ứng tần số của HT LTI)

2



� Hệ thống ghép song song:

1 2Y(ω)=F(ω)[H (ω)+H (ω)]

� Hệ thống ghép hồi tiếp:

1

1 2

H (ω)Y(ω)=F(ω)

1+H (ω)H (ω)



� Hệ thống LTI mô tả bởi phương trình vi phân:

Q(D)y(t)=P(D)f(t)

k kD y(t) ( jω) Y(ω)↔

k kD f(t) ( jω) F(ω)↔

Q(jω)Y(ω)=P(jω)F(ω)

Y(ω) P(jω)H(ω)=

F(ω) Q(jω)=

Ví dụ: xác định đáp ứng xung của hệ thống mô tả bởi PTVP:

(D+3)y(t)=Df(t)

P(jω) jωH(ω)=

Q(jω) jω+3=Có:

31

jω+3= − 3th(t) δ(t) 3e u(t)−

= −

3



� Ảnh hưởng của đáp ứng tần số của hệ thống lên tín hiệu:

Y(ω)=F(ω)H(ω)|Y(ω)|=|F(ω)||H(ω)|

Y(ω)= F(ω)+ H(ω)∠ ∠ ∠

Hệ thống LTI làm thay đổi biên độ & pha của tín hiệu vào để tạo tín

hiệu ra.

� Hệ thống LTI không gây méo: y(t)=kf(t-td)

|H(ω)|=k

dH(ω)= jωt∠ −

djωtY(ω)H(ω)= ke

F(ω)

−=

� Hệ thống LTI thực tế luôn gây méo � tùy vào mục đích ứng dụng

mà ta có thể chấp nhận méo pha và méo biên độ tương ứng.



� Bộ lọc thông thấp lý tưởng:

c

ω2ωH(ω)=rect( ) c

c

ωh(t)= sinc(ω t)

π⇒

4



� Bộ lọc thông cao lý tưởng:

c

ω2ωH(ω)=1 rect( )− c

c

ωh(t)=δ(t) sinc(ω t)

π⇒ −



� Bộ lọc thông dải lý tưởng:

0 0

c2 c1 c2 c1

ω ω ω+ωω ω ω ωH(ω)=rect( )+rect( )

−

− −

c2 c1(ω ω )c2 c102

ω ωh(t)= sinc[ t]cosω t

π−−

⇒

5



� Nhận xét: các bộ lọc lý tưởng đều là hệ thống không nhân quả �không thể thực hiện được trên thực tế

� Bộ lọc thực tế phải là hệ thống nhân quả

� Chấp nhận trễ và cắt bỏ phần của h(t) khi t<0, thường người ta

cắt bỏ bằng hàm cửa sổ (dùng trong xử lý số)

� Thực hiện bộ lọc có đáp ứng tần số thay đổi liên tục (sẽ gặp lại ởchương thiết kế bộ lọc tương tự)



� Ảnh hưởng của việc cắt bỏ tín hiệu bằng các hàm cửa sổ

6




Giải pháp:

� Giảm sợ nở ra của phổ : mở rộng cửa sổ trong miền t

� Tăng tốc độ giảm biên độ của sideloles : cửa sổ liên tục

� Cần phải tính toán thật kỹ khi chọn loại cửa sổ và kích

thước của nó???




7




4.6. Ứng dụng trong thông tin: điều chế liên tục

4.6.1. Giới thiệu

4.6.2. Điều chế biên độ (AM)

4.6.3. Điều chế góc (PM, FM)

8


4.6.1. Giới thiệu

� Điều chế : dịch phổ tần số của tín hiệu tin tức lên tần số cao hơn

� Mục đích:

� Ghép kênh theo tần số

� Thỏa mãn nguyên lý bức xạ điện từ khi truyền vô tuyến

� Thành phần trong tín hiệu điều chế:

� Tín hiệu sóng mang

� Tín hiệu băng gốc (tín hiệu mang thông tin)

� Các loại điều chế:

� Điều chế biên độ (AM)

� Điều chế góc: FM, PM


4.6.2. Điều chế biên độ (AM)

a) Điều chế AM

b) Giải điều chế AM

c) Ghép kênh theo tần số (FDM)

d) Điều chế AM một dải bên (SSB)

9


a) Điều chế AM

Nguyên tắc: Nhân với tín hiệu sóng mang điều hòa để dịch phổ

Modulator

AM cy (t)=m(t)cosω t 1 12 2AM c cY (ω)= M(ω ω )+ M(ω ω )− +− +− +− +

ω

A M(ω)

ω

A

2 AMY (ω)

c Mω ω>>>>


A2

ω


� Tách sóng đồng bộ: AM c c ce(t)=y (t).cosω t=[m(t)cosω t]cosω t

Demodulator

1 12 4 c cE(ω)= M(ω)+ [M(ω+2ω )+M(ω 2ω )]−−−−

ω

A

2

Sóng mang đầu phát và đầu thu khác nhau (pha, tần) � cần đồng bộ!!!

10


� Tách sóng không đồng bộ (tách sóng đường bao):

• Tín hiệu mang tin m(t) phải luôn dương

• ωc>>ωM

• Cộng thêm thành phần sóng mang

• Luôn thỏa trên thực tế (sóng mang 500KHz -2MHz)

Envelop; m(t)

Envelop

t

AMy (t)

AMy (t) e(t)

e(t)r(t) m(t)

t



µµµµ ≤≤≤≤1 µµµµ >>>>1

• Hệ số điều chế :

ccarrier: cosω t

m(t) AM cy (t)=[A+m(t)]cosω t

pmµ= : modulation index

A


11


• Phổ tín hiệu điều chế :

ω

1 12 2AM c c c cY (ω) πAδ(ω-ω )+πAδ(ω+ω )+ M(ω-ω )+ M(ω+ω )====

ω

1 12 2AM c cY (ω) M(ω-ω )+ M(ω+ω )====

Hiệu suất thấp vs thiết bị thu đơn giản!!! � ?



1m (t)

2m (t)

3m (t)

c1cosω t

c2cosω t

c3cosω t

AM1y (t)

AM2y (t)

AM3y (t)

FDMy (t)


� Ghép kênh: các tín hiệu mang tin (các kênh) có cùng băng thông,

khi truyền trên một kênh chung sẽ phân biệt bởi tần số sóng mang

Frequency-Division Multiplexing

12



� Phổ của tín hiệu FDM:

-ωωω

1M (ω) 2M (ω)3M (ω)

ω

FDMY (ω)

c1-ωc2-ωc3-ω c3ωc2ωc1ω

� Phân kênh theo tần số:

c1cosω t

FDMy (t)AM1y (t)

1H (ω) 2H (ω)

1m (t)

c1ωc1-ω Thực tế?



� Mục đích: Tận dụng băng thông của kênh truyền

-ωωω

1M (ω) 2M (ω)3M (ω)

ω

FDMY (ω)

c1-ωc2-ωc3-ω c3ωc2ωc1ω

USB

LSBUSB

LSB

AM-DSB

13



� Thực hiện 1: điều chế AM � Filter

AMY (ω)

H(ω)H(ω)

AM-SSBY (ω)

ω

ω

ω



� Thực hiện 2: 900 phase-shift network

m(t)

psm (t)

AM-SSBy (t)

1Y (ω)

2Y (ω)

ω

AM-SSBY (ω)

14


4.6.3 Điều chế góc (PM, FM)

� Tự đọc: p.289 – p.300 (B.P.Lathi)

� Độ rộng băng thông điều chỉnh được �� có thể nhỏ hơn AM???

� Điều chế FM, PM có lợi hơn AM???

Documents

Lecture-8tqviet/tin hieu he thong/lecture-08.pdf · c) Ghép kênh theo tần số(FDM) Ghép kênh: các tín hi ệu mang tin (các kênh) có cùng băng thông, khi truy ền