BIẾN ĐIỆU TẦN SỐ (FREQUENCY MODULATION),BIẾN ĐIỆU PHA
Biến điệu FM được phát minh bởi Edwin Armstrong năm 1933 [cũng là người phát minh máy thu kiểu đổi tần (superheterodyne - siêu phách)]. Trong biến điệu FM, ta biến điệu tần số tức thời f i (t) bởi tín hiệu s(t). Và cũng vì để có thể tách ...
Biến điệu FM được phát minh bởi Edwin Armstrong năm 1933 [cũng là người phát minh máy thu kiểu đổi tần (superheterodyne - siêu phách)]. Trong biến điệu FM, ta biến điệu tần số tức thời fi (t) bởi tín hiệu s(t). Và cũng vì để có thể tách biệt các đài với nhau, ta phải dời tần s(t) lên đến tần số sóng mang fC.
Ta định nghĩa biến điệu FM như là một sóng với tần số tức thời như sau:
fi (t) = fC + Kf s(t) (5.5)
Trong đó: fC là tần số sóng mang (hằng số) và Kf là hằng số tỷ lệ, thay đổi theo biên độ của s(t). Nếu s(t) tính bằng volt, Kf có đơn vị là Hz/v hoặc 1/v.sec .
Vì tần số là đạo hàm của pha, nên
Giả sử điều kiện đầu bằng zero, sóng biến điệu có dạng:
(5.7)
Nhớ là, nếu đặt s(t) = 0, phương (5.7) sẽ thành một sóng mang thuần túy.
Td . Vẽ sóng AMSC và FM cho các tín hiệu thông tin như hình 5.4.
Giải:
Hình 5.4
Hình 5.4
Tần số của landafm(t) thay đổi từ fC + Kf[min . s(t)] đến fC + Kf[max . s(t)].
Bằng cách làm cho Kf nhỏ một cách tùy ý, thì tần số của landafm(t) có thể được giữ một cách tùy ý xung quanh fC. Điều đó làm tiết giảm được khổ băng.
Nhớ là sự biến điệu thì không tuyến tính cho s(t). Nếu thay s(t) trong phương trình (5.7) bằng một tổng gồm nhiều tín hiệu thì sóng FM kết quả không là tổng của các sóng FM thành phần. Điều đó đúng, vì:
Cos (A + B) # cosA + cosB.
Ta chia biến điệu FM làm 2 nhóm; tùy thuộc vào cở của Kf. Với Kf rất nhỏ ta có FM băng hẹp; và Kf lớn ta có FM băng rộng.
Không có sự khác biệt cơ bản giữa biến điệu pha và biến điệu tần số. Hai từ ấy thường được dùng thay đổi cho nhau. Biến điệu một pha bằng một sóng thì cũng như biến điệu đạo hàm của nó (tần số) với sóng ấy.
Sóng biến điệu pha cũng có dạng:
Landa pm(t) = A cos -0-(t).
Trong đó -0-(t) được biến điệu bởi s(t). Vậy:
-0-(t) =2π [fCt + Kp s(t)] (5.8)
Hằng số tỷ lệ Kp có đơn vị V-1. Sóng PM có dạng:
(5.9)
Khi s(t) = 0, sóng PM trở thành sóng mang thuần túy.
Ta có thể liên hệ PM với FM bằng cách dùng định nghĩa của tần số tức thời:
Trông rất giống với (5.5), trường hợp của FM.
Thực vậy, không có sự khác biệt giữa việc biến điệu tần số một sóng mang bằng s(t) và việc biến điệu pha của cùng sóng mang đó bằng tích phân của s(t). Ngược lại không có gì khác nhau giữa việc biến điệu pha của một sóng mang bằng s(t) và biến điệu tần số cùng sóng mang ấy bằng đạo hàm của s(t).
Vì vậy, tất cả các kết quả sau đây thì chuyển dễ dàng giữa 2 loại biến điệu.
