Bài giảng Lý thuyết tín hiệu - Chương 5: Tín hiệu điều chế - Lê Ngọc Phúc

1i tớn 
hiu - tin t2c
Mỏy thu:
Khu+ch ủ5i
 Gii ủi)u ch+
Receiver
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
3
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ
5.1 Cơ bản về ủiều chế tớn hiệu (tt):
5.1.2 M6c ủớch c'a ủi)u ch+: 

 Tạo ra tớn hiệu phự hợp với kờnh truyền

 Cho phộp sử dụng hiệu quả kờnh truyền

 Tăng khả năng chống nhiễu cho hệ thống
5.1.3 Phõn lo5i cỏc ph;ng phỏp ủi)u ch+:
SSBAM FM PM
Cỏc phương phỏp ủiều chế
ðiều chế tương tự ðiều chế xung ðiều chế số
Biờn ủộ Gúc pha
VSBAM-SC SSB-SC
ASK FSKPSKTương tự Số
PDMPPMPAM DeltaPCM
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
4
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2 ðiều chế tương tự:

 Tớn hiệu tin tức làm thay ủổi cỏc thụng số: biờn ủộ, tần số hoặc pha của súng 
mang ủiều hũa cao tần.
5.2.1 Súng mang trong ủi)u ch+ t;ng t?: 

 Dạng súng mang ban ủầu: y(t)=Ycos(Ωt + ϕ)

 Dạng súng mang sau ủiều chế: y(t) = Y(t)cosθ(t)

 Nếu θ(t): khụng ủổi; Y(t): thay ủổi  y(t)=Y(t)cos(Ωt +ϕ): ủiều chế biờn ủộ

 Nếu θ(t): thay ủổi; Y(t): khụng ủổi  y(t) = Ycosθ(t): ủiều chế pha
( )
( )
d t
t
d t
θ
Ω = : tần số gúc tức thời
1 ( )
( )
2
d t
f t
dt
θ
π
= : tần số tức thời 
Y(t): biờn ủộ tức thời (phương trỡnh ủường bao)
θ(t): pha tức thời.
Pha ban 
ủầu
Tần số gúc
Biờn ủộ
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
5
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.2 ði)u ch+ biờn ủB (Amplitude Modulation)
a. Hệ thống AM-SC (Amplitude Modulation with Suppressed Carrier)
(cũn gọi là ủiều chế DSB-SC: Double Side Band with Suppressed Carrier)
 Dạng tớn hiệu AM-SC: ( ) ( )AM SCy t x t cos t− = ì Ω
 Quỏ trỡnh ủiều chế:
x
x(t) yAM-SC (t)
cos tΩ
Súng mang cao tần
Ω>>ωmax
Tớn hiệu tin tức cần 
truyền ủi, tần số thấp 
[ωmin , ωmax]
 Quan hệ trong miền tần số:
[ ]1( ) ( ) ( )
2
AM SCY X Xω ω ω− = − Ω + + Ω
[ ]1( ) ( ) ( )
4
AM SC X Xω ω ω−Ψ = Ψ −Ω + Ψ + Ω
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
6
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a. H th,ng AM-SC (tt):
Mụ tả miền thời gian Mụ tả miền tần số
t
x(t)
0
Y(ω)
ω
0 Ω-Ω
π
t
yAM-SC(t)
0
0
1
t
cosΩt
YAM-SC(ω)
minω maxωminω−maxω− ω
X(ω)
X0
ω
0-Ω Ω
X0/2
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
7
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a. H th,ng AM-SC (tt) 
 Quỏ trỡnh giải ủiều chế:
x
x’(t)yAM-SC (t)
cos tΩ
LPF
m(t)
 Trong miền thời gian:
m(t) = x(t).cosΩt.cosΩt 
= [x(t) + x(t).cos2Ωt]/2
Qua bộ lọc LPF, chỉ cũn lại thành phần
tần số thấp x’(t) = x(t)/2.

 Trong miền tần số:
[ ]
[ ]
1
( ) ( ) ( )
2
1 1
( ) ( 2 ) ( 2 )
2 4
AM SC AM SCM Y Y
X X X
ω ω ω
ω ω ω
− −= − Ω + + Ω
= + − Ω + + Ω
ω
Qua bộ lọc LPF, chỉ cũn lại thành phần phổ tần số thấp: X’(ω) = X(ω)/2. 
0-Ω Ω
X0/2
2Ω-2Ω
M(ω)ðỏp ứng tần số của bộ lọc
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
8
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a.H th,ng AM-SC (tt) 
 Nhận xột:

 Mạch giải ủiều chế phức tạp. 

 Băng thụng (bandwidth):

 Cụng suất của tớn hiệu AM-SC:
max2AM SCBW ω− =
1
2A M SC
y xP P− =
Vớ dụ 1: Cho mạch ủiều chế AM-SC:
Tin tức: x(t) = cos(2πì103t)
Súng mang: y(t) = cos(2πì104t)
Hóy:
a. Vẽ x(t) và yAM-SC(t) ?
b. Xỏc ủịnh và vẽ X(ω), ΨX(ω), YAM-SC(ω) và ΨAM-SC(ω) ?
c. Tớnh Px và PAM-SC?
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
9
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a.H th,ng AM-SC (tt) 
Lời giải:
a. Dạng súng tớn hiệu AM-SC:
b. Phổ tớn hiệu tin tức:
11/12/2009
3
3 3
( ) cos(2 10 )
( ) ( 2 10 ) ( 2 10 )
x t t
X
π
ω πδ ω π πδ ω π
= ì
⇒ = − ì + + ì
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
10
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
Lời giải (tt):

 Phổ tớn hiệu AM-SC:

 Mật ủộ phổ cụng suất: Dựa vào kết quả sau
11/12/2009
3 4
3 4 3 4
3 4 3 4
( ) cos(2 10 )cos(2 10 )
1
( ) ( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )
2
1
( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )
2
AM SC
AM SC
y t t t
Y
π π
ω πδ ω π π πδ ω π π
πδ ω π π πδ ω π π
−
−
= ì ì
 ⇒ = − ì − ì + + ì − ì 
 − ì + ì + + ì + ì 
2
0( ) 2 ( )X n
n
X nω π δ ω ω
+∞
=−∞
Ψ = −∑0( ) 2 ( )n
n
X X nω π δ ω ω
+∞
=−∞
= −∑
t
YAM-SC(ω)
π/2
0 2π.104-2π.1040
t
X(ω)
π
2π.104-2π.103
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
11
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
Lời giải (tt):

 Mật ủộ phổ tớn hiệu tin tức:

 Mật ủộ phổ tớn hiệu AM-SC:
c. Cụng suất tớn hiệu:
11/12/2009
3 4 3 4
2 2
3 4 3 4
2 2
3 4
1 1
( ) 2 ( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )
4 4
1 1
2 ( 2 10 2 10 ) ( 2 10 2 10 )
4 4
( 2 10 2 10 ) (...) (...) (...)
8
AM SC ω π δ ω π π δ ω π π
π δ ω π π δ ω π π
π
δ ω π π δ δ δ
−
 Ψ = − ì − ì + + ì − ì  
 + − ì + ì + + ì + ì  
 = − ì − ì + + + 
3 3
2 2
3 3
1 1
( ) 2 ( 2 10 ) ( 2 10 )
2 2
( 2 10 ) ( 2 10 )
2 2
X ω π δ ω π δ ω π
π π
δ ω π δ ω π
 Ψ = − ì + + ì  
= − ì + + ì
2 2
2 1 1 1 1 1| |
2 2 2 2 4
x n AM SC x
n
P X P P
∞
−
=−∞
   = = + = ⇒ = =   
   
∑
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
12
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.2 ði)u ch+ biờn ủB (Amplitude Modulation)
b. Hệ thống AM (cũn gọi là ủiều chế DSB)
 Dạng tớn hiệu AM:
( ) [ ( )]AMy t A x t cos t= + Ω
[ ] [ ]1( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2
AMY A X Xω π δ ω δ ω ω ω= −Ω + +Ω + −Ω + +Ω
[ ] [ ]
2 1
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 4
AM X X
Aπ
ω δ ω δ ω ω ωΨ = −Ω + +Ω + Ψ −Ω +Ψ +Ω
Phương trỡnh ủường 
bao(envelope)
 Quỏ trỡnh ủiều chế:
xx(t)
yAM (t)
cos tΩ
Súng mang 
cao tần
Ω>>ωmax
Tớn hiệu tin tức cần 
truyền ủi, tần số thấp 
[ωmin , ωmax]
 Quan hệ trong miền tần số:
A
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
13
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng AM(tt):
Mụ tả miền thời gian Mụ tả miền tần số
t
x(t)
0 Y(ω)
ω
0 Ω-Ω
π
t
0
1
t
cosΩt
minω maxωminω−maxω− ω
X(ω)
X0
YAM(ω)
ω
0-Ω Ω
X0/2
Aπ
yAM(t)
0
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
14
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a. H th,ng AM (tt) 
 Quỏ trỡnh giải ủiều chế:

 Tỏch súng ủồng bộ: (giống giải ủiều chế AM-SC)

 Tỏch súng ủường bao: sơ ủồ mạch ủơn giản

 ðiều kiện ủể tỏch súng ủường bao khụng bị mộo:
max{ ( ) ; ( ) 0}A x t x t≥ <
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
15
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a.H th,ng AM (tt) 
 Nhận xột:

 Mạch giải ủiều chế ủơn giản. 

 Băng thụng (bandwidth):

 Hiệu suất năng lượng khụng cao:
max2AM SCBW ω− =
100%b
AM
P
P
η = ì
2
2
1
2
1 1
2 2
x
x
x
x
P
P
A P
A P
= =
++
Pb: cụng suất dải bờn
PAM: cụng suất toàn bộ tớn hiệu
Trường hợp, x(t) = acosωt, hiệu suất cực ủại:
max 33.33%η =
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
16
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng AM (tt) 
Vớ dụ 2: Cho mạch ủiều chế AM:
yAM(t) = [A+x(t)]cos(2πì105t)
Hóy:
a. Vẽ yAM(t) khi A=2?
b. Xỏc ủịnh phổ X(ω), YAM(ω) ?
c. Tớnh Px và PAM?
d. Xỏc ủịnh giỏ trị của A ủể tỏch súng khụng bị mộo trong mạch 
tỏch súng hỡnh bao?
x(t)
4
2
-2
2
-4 8
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
17
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng AM (tt) 
Lời giải:
a. Dạng súng tớn hiệu AM:
b. Xỏc ủịnh phổ:

 Vỡ x(t) là tớn hiệu tuần hoàn, nờn phổ cú dạng:
Trong ủú:
11/12/2009
yAM(t)
20 4 6 t
0( ) 2 ( )n
n
X X nω π δ ω ω
+∞
=−∞
= −∑
0( ) ; 4Tn
X n
X T
T
ω
= =
t
0
2
2-2
-2
xT(t)
y = -2x+2
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
18
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
Lời giải (tt):
b. Xỏc ủịnh phổ:
Vậy, phổ tớn hiệu tin tức:

 Phổ tớn hiệu AM:
c. Tớnh cụng suất:
d. ðể tỏch súng khụng bị mộo: x(t) + A ≥ 0, ∀t. Suy ra: A ≥ 2
11/12/2009
2
2 2
0 0 0
( ) 4 2 ( ) 4 2 2 4 a2
2 4
2 2 a2 2 2 a n; 2 / / 2
2
T
n
t t
x t X Sa S
n
X Sa n S n Sa S T
ω ω ω
π
ω ω π ω π π
   = Λ − Π ⇒ = ì − ì   
   
⇒ = − = − = =
2 2( ) 2 2 2 ( ) 2 2 ( ) 4 ( )
2 2 2 2n n
n n
X Sa Sa n n Sa n
π π π π
ω π π δ ω π δ ω πδ ω
+∞ +∞
=−∞ =−∞
   = − − = − −   
   
∑ ∑
5 5 5 51( ) ( 10 ) ( 10 ) ( 10 ) ( 10 ) ...
2
AMY A X Xω π δ ω π δ ω π ω π ω π   = − + + + − + + =   
/2 0 2 2
2 2
/2 2
1 1 4 1 2
| ( ) | 2 | 2 2 |
4 3 2 2 3 2
T
x AM x
T
A A
P x t dt t dt P P
T − −
= = ì + = ⇒ = + = +∫ ∫
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
19
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.2 ðiều chế biờn ủộ (tt):
c. Cỏc h th,ng ủi)u ch+ biờn ủB khỏc: 
 H th,ng SSB-SC (Single Side Band with Suppressed Carrier)
 H th,ng SSB (Single Side Band) ðỏp ứng tần 
số của bộ lọc
ðỏp ứng tần 
số của bộ lọc
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
20
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.2 ði)u ch+ biờn ủB:
c. Cỏc hệ thống ủiều chế biờn ủộ khỏc:
 H th,ng VSB (Vestigial Side Band)
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
21
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.2 ðiều chế biờn ủộ:

So sỏnh cỏc ph;ng phỏp ủi)u ch+ biờn ủB:
vừa phảivừa phảicaoVSB
thấphẹpthấpSSB
caohẹpcaoSSB-SC
thấprộngthấpAM (DSB)
caorộngcaoAM-SC(DSB-SC)
Hiệu suất 
năng lượng
Băng thụng tớn 
hiệu ủiều chế
ðộ phức tạp 
giải ủiều chế
 ðặc ủiểm
Phương phỏp
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
22
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.3 ði)u ch+ gúc:
a. H ủi)u pha PM (Phase Modulation)
 Dạng tớn hiệu PM:
trong ủú: x(t): tớn hiệu tin tức; kp: hằng số tỉ lệ
 Cỏc thụng số quan trọng:

 Pha tức thời:

 Tần số gúc tức thời:

 ðộ lệch pha:

 ðộ lệch tần số:
( ) cos[ ( )]PM py t Y t k x t= Ω +
( ) ( )PM pt t k x tθ = Ω +
( )
( )PM p
dx t
t k
dt
Ω = Ω +
max
| ( ) | ( )PM pt t k x tθ θ∆ = −Ω =
max
( )
| ( ) |PM p
dx t
t k
dt
∆Ω = Ω −Ω =
Tin tức trực tiếp thay 
ủổi pha tức thời
(*)
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
23
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a.H ủi)u pha PM (tt) 
 PM di hKp (NBPM-Narrow Band PM)
Sử dụng cụng thức gần ủỳng:
Biểu thức (*) thành ra:
max| ( ) | 1PM pk x tθ∆ = 

cos ( ) 1;sin ( ) ( )p p pk x t k x t k x t≈ ≈
( ) cos cos( ( )) sin sin( ( ))
cos ( )sin
NBPM p p
p
y t Y t k x t Y t k x t
Y t Yk x t t
= Ω − Ω
= Ω − Ω Biểu thức 
NBPM
 Phổ của tớn hiệu NBPM:
[ ]( ) [ ( ) ( )] ( ) ( )
2
NBPM p
Y
Y Y k X X
j
ω π δ ω δ ω ω ω= −Ω + +Ω − −Ω + +Ω
( )
[ ]
2
2
( ) [ ( ) ( )] ( ) ( )
2 4
p
NBPM X X
YkY π
ω δ ω δ ω ω ωΨ = −Ω + +Ω + Ψ −Ω +Ψ +Ω

 PSD của tớn hiệu NBPM:
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
24
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a.H ủi)u pha PM (tt) 
 PM di hKp (tt)

 Băng thụng tớn hiệu NBPM:

 Mạch tạo tớn hiệu NBPM:
 PM di rBng (WBPM: Wide band PM)

 Cụng thức Carson xỏc ủịnh ủộ rộng phổ:
2NBPM maxBW ω=
2
π
cosY tΩ
Ysin t− Ω
pk
( )x t
( )pYk x t sin t− ì Ω
( )NBPMy t
max2( 2)WBPM PMBW θ ω= ∆ +
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
25
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2.3 ði)u ch+ gúc:
b. H ủi)u tMn FM (Frequency Modulation)
 Dạng tớn hiệu FM:
trong ủú: x(t): tớn hiệu tin tức; kf: hằng số tỉ lệ
 Cỏc thụng số quan trọng:

 Pha tức thời:

 Tần số gúc tức thời

 ðộ lệch pha:

 ðộ lệch tần số:
( ) cos[ ( ) ]FM fy t Y t k x t dt= Ω + ∫
( ) ( )FM ft t k x t dtθ =Ω + ∫
( ) ( )FM ft k x tΩ =Ω+
max
| ( ) | ( )FM ft t k x t dtθ θ∆ = −Ω = ∫
max
| ( ) | ( )FM ft k x t∆Ω =Ω −Ω=
Tin tức trực tiếp thay 
ủổi tần số tức thời
(*)
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
26
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H ủi)u tMn FM (tt) 
 FM di hKp (NBFM-Narrow Band FM)

 Tương tự như NBPM, biểu thức tớn hiệu NBFM:

 Băng thụng tớn hiệu NBFM:
 FM di rBng ( WBFM -Wide Band FM)

 Cụng thức Carson xỏc ủịnh ủộ rộng phổ:
max| ( ) | 1FM fk x t dtθ∆ = ∫ 

( ) cos ( ) .sinNBFM fy t Y t Yk x t dt t= Ω − Ω∫
2NBFM maxBW ω=
max2( 2 )WBFM FMBW θ ω= ∆ +
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
27
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
c. Nhn xột v) PM và FM:
 So sỏnh vSi ủi)u ch+ biờn ủB:

 Khả năng chống nhiễu cao hơn AM

 Băng thụng tớn hiệu WBPM và WBFM rộng hơn tớn hiệu AM nhiều
 Quan h giUa FM và PM:
( )dx t
dt
Bộ 
ủiều 
chế
FM
x(t)
yPM
(t)
( )x t dt∫ Bộ ủiều 
chế
PM
x(t) yFM
(t)
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
28
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.3 ðiều chế xung (Pulse Modulation):
5.3.1 Súng mang trong ủi)u ch+ xung: 

 Dóy xung vuụng ủơn cực
trong ủú: Y: biờn ủộ xung
T: chu kỳ lặp lại xung
τ: ủộ rộng xung
1
( ) ||| ;
n
t t t nT
y t Y Y T
T T
τ
τ τ
∞
=−∞
−   = ∗ = Π <<   
   
∑∏
Yτ
0 T 2T-T-2T
t
( )y t
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
29
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.2 ðiều chế tương tự:
5.3.2 H th,ng ủi)u ch+ PAM (Pulse Amplitude Modulation):
a. H th,ng PAM lý tWng:
 Dạng tớn hiệu :
 Quỏ trỡnh ủiều chế:

 Phổ của PAM lý tưởng:
1
( ) ( ) |||PAM
t
y t x t
T T
 =  
 
1
( ) ||| ( )
t
y t
T T
=
x(t) yPAM(t)
0
0
0 0
0
1 2
( ) ( ) ||| ;
2
1
( ) ( )
2
1
( )
PAM
n
n
Y X
T
X n
X n
T
ω π
ω ω ω
π ω
ω ω δ ω ω
π
ω ω
∞
=−∞
∞
=−∞
  
= ∗ =  
  
 
= ∗ − 
 
= −
∑
∑
11/12/2009
X0
X0/2
ω0
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
30
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a. H th,ng PAM lý tWng (tt):
Mụ tả miền thời gian Mụ tả miền tần số
t
x(t)
0
y(t)
0 T 2T 3T 4T 5T t
t
yPAM(t)
0
X(ω)
ω
ωmax-ωmax 0
0 ω0
( )Y ω
ω
2ω0-ω0-2ω0
ω0 ω0
( )PAMY ω
2ω0-ω0-2ω0
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
31
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
a. H th,ng PAM lý tWng (tt):
 Quỏ trỡnh giải ủiều chế:

 Tớn hiệu PAM ủược ủưa qua bộ lọc cú ủỏp ứng tần số:

 Phổ của tớn hiệu ngừ ra:

 Nếu: , ta cú: 
 khụi phục ủỳng
 ði)u kin: chớnh là nBi dung c'a ủ$nh lý lXy mYu Nyquist.
max
( )
2
H T
ω
ω
ω
 
=  
 
∏
h(t)
H(ω) X’(ω)
yPAM(t)
YPAM(ω)
x’ (t)
0
max
1
'( ) ( ) ( ) ( )
2
PAM
n
X Y H X n T
T
ω
ω ω ω ω ω
ω
∞
=−∞
 
= ì = − ì  
 
∑ ∏
0 ω0 2ω0-ω0-2ω0
H(ω)
0 2 mω ω≥
'( ) ( )X Xω ω=
11/12/2009
0 2 mω ω≥
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
32
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.3.2 H th,ng ủi)u ch+ PAM (tt):
b. H th,ng PAM th?c t+:
 Dạng tớn hiệu :
 Quỏ trỡnh ủiều chế:
 Phổ của PAM lý tưởng:
1
||| ( )
t t
Y
T Tτ
 Π ∗ 
 
x(t) yPAM(t)
[ ] 0
0
0
1 2
( ) ( ) ( ) ;
2
1
( ) 2 ( )
2
( )
PAM
n
n
Y X Y
T
X Y San n
T T
Y n
Sa X n
T T
π
ω ω ω ω
π
τ τ
ω π π δ ω ω
π
τ πτ
ω ω
∞
=−∞
∞
=−∞
= ∗ =
 
= ∗ − 
 
= −
∑
∑
1
( ) ( ). |||
t t
y t x t Y
T Tτ
   = ∗   
   
∏
11/12/2009
X0
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
33
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng PAM th?c t+ (tt):
Mụ tả miền thời gian Mụ tả miền tần số
t
x(t)
0
X(ω)
ω
ωmax-ωmax 0
T 2T 3T
Y
0 t
Y(ω)
0 ω0 2ω0-ω0-2ω0 ω
2 Y
T
π τ
YPAM(ω)
0 ω0 2ω0-ω0-2ω0 ω
2 Y
T
π τ
t
yPAM(t)
0
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
34
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng PAM th?c t+ (tt):
 Quỏ trỡnh giải ủiều chế:

 Tớn hiệu PAM ủược ủưa qua bộ lọc cú ủỏp ứng tần số:

 Phổ của tớn hiệu ngừ ra:

 Nếu: , ta cú: 
 khụi phục ủỳng
max
( )
2
T
H
Y
ω
ω
τ ω
 
=  
 
∏ h(t)
H(ω) X’(ω)
yPAM(t)
YPAM(ω)
x’ (t)
0
max
'( ) ( ) ( )
( )
2
PAM
n
X Y H
Y n T
Sa X n
T T Y
ω ω ω
τ πτ ω
ω ω
τ ω
∞
=−∞
= ì
   
= − ì   
    
∑ ∏
0 2 mω ω≥
'( ) ( )X Xω ω=
H(ω)
YPAM(ω)
0 ω0 2ω0-ω0-2ω0 ω
2 Y
T
π τ
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
35
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
b. H th,ng PAM th?c t+ (tt):
 Nhn xột:

 Phổ của tớn hiệu PAM rộng vụ hạn, nhưng phần lớn cụng suất tập trung 
trong khoảng (-2π/τ, 2π/τ).

 Vỡ phổ của PAM tập trung xung quanh tần số thấp, nờn muốn truyền ủi 
cần ủiều chế lần nữa (vớ dụ PAM-AM, PAM-FM,vv)
Vớ d6 3: Cho hệ thống PAM như sau
Biết rằng:
Hóy:
a. Xỏc ủịnh và vẽ Z(ω) khi ω1=3 ω0; ω1=1.5 ω0
b. Xỏc ủịnh v(t) và tớnh Ev trong hai trường hợp ω1=3 ω0; ω1=1.5 ω0.
1
( ) ||| ( )
t
y t
T T
=
x(t) z(t)
H(ω)
v(t)
0 1
0
2
( ) ; ;
( )
2
x t S a t
T
H
π
ω ω
ω
ω
ω
= =
 
= Π  
 
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
36
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
Lời giải:
a. Do z(t) là tớn hiệu PAM lý tưởng, nờn phổ cú dạng sau:
trong ủú: 
11/12/2009
1 1
1 2
( ) ( );PAM
n
Y X n
T T
π
ω ω ω ω
∞
=−∞
= − =∑
0
0 0
1
0 0
( ) ( ) ( )
2
1
( )
2n
x t Sa t X
n
Z
T
π ω
ω ω
ω ω
ω ωπ
ω
ω ω
∞
=−∞
 
= ↔ = Π 
 
 −
⇒ = Π 
 
∑
t
0
2π/ω0T
ω0-ω0 2ω0ω0/2 ω1 2ω1
t
0
π/ω0T
2ω0-ω0 4ω0ω0 ω1
Z(ω) Z(ω)
-ω1
ω1=3ω0
ω1=1.5ω0
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
37
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
Lời giải:
b. Xỏc ủịnh tớn hiệu ngừ ra:
c. Tớnh năng lượng tớn hiệu ngừ ra:
11/12/2009
1 0 0
0 0
1 0
0 0 0 0
0
0
( ) ( ) ( )
1
* 3 : ( ) ( )
2
2
* 1.5 : ( )
2
2 1
( )
2 2
V Z H
V v t Sa t
T T
V
T T
t
v t Sa t Sa
T T
ω ω ω
π ω
ω ω ω ω
ω ω
π ω π ω
ω ω ω
ω ω ω ω
ω
ω
=
 
= = Π ⇒ = 
 
   
= = Π − Π   
   
⇒ = −
0
0 0
0
2
2
1 0 2
0 00
2 2/ 2
1 0 2
0 0 00 / 2
1 1
* 3 : | ( ) |
2
1 2 5
* 1.5 :
2
v
v
E V d d
T T
E d d
T T T
ω
ω ω
ω
π π
ω ω ω ω ω
π π ω ω
π π π
ω ω ω ω
π ω ω ω
∞
−∞
 
= = = = 
 
    
 = = + =   
     
∫ ∫
∫ ∫
t
0
2π/ω0T
ω0-ω0
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
38
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
5.3.3 Cỏc h th,ng ủi)u ch+ xung khỏc:
 ðiều chế ủộ rộng xung PDM 
 (Pulse Duration Modulation)
 ðiều chế vị trớ xung PPM 
(Pulse Position Modulation)
T 2T 3T 4T 5T 6T
Y
0 t
t
yPDM(t)
t
x(t)
0
yPPM(t)
0
Y
 Biờn ủộ xung khụng ủổi
 Vị trớ bắt ủầu xung khụng ủổi
 ðộ rộng của xung thay ủổi theo x(t)
 Biờn ủộ xung khụng ủổi
 ðộ rộng của xung khụng ủổi
 Vị trớ bắt ủầu xung thay ủổi theo x(t)
11/12/2009
Trng ðH Giao thụng vn ti Tp.HCM
Khoa ðin - ðin t vin thụng Bài giảng: Lý thuyết tớn hiệu
39
Chương 5 TÍN HIỆU ðIỀU CHẾ (tt)
 Vị trớ của ủiều chế PAM trong hệ thống thụng tin:
11/12/2009