1 / 57

บทที่ 3 การผสมสัญญาณ

บทที่ 3 การผสมสัญญาณ. ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. Modulation. Why Modulate? ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น ลดขนาดของสายอากาศ How Modulate ?

essien
Download Presentation

บทที่ 3 การผสมสัญญาณ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. บทที่ 3การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

  2. Modulation • Why Modulate? • ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น • ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น • ลดขนาดของสายอากาศ • How Modulate ? • Amplitude frequency phase Tharadol Komolmis 252442

  3. Antenna Multiplier  x(t) X(w) x(t) coswct Am w t -W 0 W Xc(w) xc(t)=Ac coswct w t wc 0 -wc F{x(t)coswct} x(t)coswct Lower Sideband Upper Sideband Am/2 w t wc -wc 0 2W 2W การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC • การมอดูเลตเชิงเส้น รูปที่ 3.1 รูปสัญญาณทางเวลาและทางความถี่ของสัญญาณที่มอดูเลต Tharadol Komolmis 252442

  4. การมอดูเลตเชิงเส้น (Linear modulations) 1. Double Sideband Large Carrier,DSB-LC หรือสัญญาณ AM จะส่งทั้งสอง sideband รวมทั้งพาหะ 2. Double Sideband Suppressed Carrier,DSB-SC ส่งทั้งสอง sideband เหมือน AM แต่ไม่ส่งพาหะ 3. Single Sideband,SSB จะส่ง sideband เดียวแต่ได้สัญญาณครบถ้วน 4. Vestigial Sideband,VSB เป็นการส่ง sideband หนึ่งรวมกับบางส่วนของอีก sideband ไปด้วย Tharadol Komolmis 252442

  5. X(w) xm (t) Am w t -W 0 W F{xm(t)coswct} xm(t)coswct Am/2 w t -wc wc 0 Xc(w) xc(t)=Accoswct w t -wc wc 0 xm(t)coswct+Accoswct F{xm(t)coswct+Accoswct } Envelope Am/2 w t wc -wc 0 Carrier การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC • การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.2 สัญญาณ DSB-LC (AM) ทางเวลาและความถี่ Tharadol Komolmis 252442

  6. การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC • การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) • Modulation Index • % Mod. Tharadol Komolmis 252442

  7. xAM(t) : m<1 coswmt t t xAM(t) : m=1 Acoswct t t xAM(t) : m>1 Amcoswmt Acoswct t t การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.4 สัญญาณ AM ที่มอดูเลตด้วยดัชนีมอดูเลตต่างกัน Tharadol Komolmis 252442

  8. การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC • กำลังของพาหะและกำลังของ sideband ใน AM Pt=กำลังทั้งหมด Pc=กำลังพาหะ Ps=กำลังของ sideband Tharadol Komolmis 252442

  9. Antenna Multiplier  x(t) X(w) x(t) coswct Am w t -W 0 W Xc(w) xc(t)=Ac coswct w t wc 0 -wc F{x(t)coswct} x(t)coswct Lower Sideband Upper Sideband Am/2 w t wc -wc 0 2W 2W การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-SC • การมอดูเลตแบบ DSB-SC Tharadol Komolmis 252442

  10. Upper Sideband w w Lower Sideband Lower Sideband w w -wc + wm 0 wc - wm wc -wc w -wm 0wm w -wm 0wm wc wc wc -wc -wc -wc 0 0 0 การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB • การมอดูเลตแบบ SSB กรณีสัญญาณหลายความถี่ สัญญาณความถี่เดียว รูปที่ 3.5 สเปกตรัมของสัญญาณ SSB Tharadol Komolmis 252442

  11. การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB รูปที่ 3.6 SSB modulator ใช้การกรองส่วน upper sideband Tharadol Komolmis 252442

  12. การมอดูเลตเชิงเส้น : VSB • การมอดูเลตแบบ VSB รูปที่ 3.7 ทรานสเฟอร์ฟังก์ชันของวงจรกรองสำหรับ VSB รูปที่ 3.8 สเปกตรัมของสัญญาณโทรทัศน์ Tharadol Komolmis 252442

  13. การมอดูเลตเชิงเส้น • การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) Tharadol Komolmis 252442

  14. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 1. มอดูเลตแบบผลคูณ (Product modulation) รูปที่ 3.9 บล๊อกไดอะแกรมการสร้างสัญญาณ DSB-LC Tharadol Komolmis 252442

  15. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.10 วงจรกรองสำหรับสัญญาณ AM Tharadol Komolmis 252442

  16. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.11 การสร้างสัญญาณ DSB-SC จาก AM Tharadol Komolmis 252442

  17. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.12 วงจรบาลานซ์มอดูเลตเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์ไม่เป็นเชิงเส้น Tharadol Komolmis 252442

  18. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ 3.13 วงจรมอดูเลเตอร์สัญญาณ DSB แบบ chopper Tharadol Komolmis 252442

  19. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด 3. มอดูเลเตอร์แบบสวิตชิง (Switching modulator,chopper modulator) รูปที่ 3.14 วงจรมอดูเลตเตอร์สัญญาณ AM แบบ chopper Tharadol Komolmis 252442

  20. การมอดูเลตเชิงเส้น :การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิงขนาด Single Side Band • โดยวิธี Filter • วิธีเลื่อนเฟส รูปที่ 3.15 การสร้างสัญญาณ SSB โดยวิธีเลื่อนเฟส Tharadol Komolmis 252442

  21. การมอดูเลตเชิงเส้น :การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด • เอ็นเวลโลปดีเทคชัน รูปที่ 3.16 เอ็นเวลโลปดีเทคเตอร์ Tharadol Komolmis 252442

  22. การมอดูเลตเชิงเส้น :การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด • ซิงโครนัสดีเทคชัน ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) โคฮีเรนต์ดีเทคชัน (coherent detection) Tharadol Komolmis 252442

  23. การมอดูเลตเชิงเส้น :การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) รูปที่ 3.17 Synchronous detection Tharadol Komolmis 252442

  24. การมอดูเลตเชิงเส้น :การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด • heterodyning • IF (intermediate frequency) รูปที่ 3.18 เครื่องรับวิทยุ (ก) แบบ TRF (ข) แบบ Superheterodyne Tharadol Komolmis 252442

  25. Frequency-Division Multiplexing:FDM Tharadol Komolmis 252442

  26. การมอดูเลตเชิงมุม (Angle modulations) 1. Phase modulation (PM)เปลี่ยนแปลงมุมเฟสตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต 2. Fequency modulation (FM)เปลี่ยนแปลงความถี่เชิงมุมตามสัญญาณที่ต้องการมอดูเลต Tharadol Komolmis 252442

  27. การมอดูเลตแบบ FM (Frequency Modulation) • ให้สัญญาณที่ต้องการมอดูเลตเป็น Kf Modulation sensitivity Frequency deviation เรียกว่า modulation index Tharadol Komolmis 252442

  28. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) • Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) ในกรณีที่  <0.2 รูปที่ 3.21 (ก) เปรียบเทียบสเปกตรัม AM และ NBFM Tharadol Komolmis 252442

  29. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) รูปที่ 3.21 (ต่อ) (ข) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ AM (ค) เฟสเซอร์ไดอะแกรมของ NBFM • Bandwidth Tharadol Komolmis 252442

  30. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) • Wide-band Frequency Modulation (WBFM) ในกรณีที่  >0.2 รูปที่ 3.22 เบสเซลฟังก์ชันที่ค่า  และ n ต่างๆ Tharadol Komolmis 252442

  31. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) • สมการ wide band FM Tharadol Komolmis 252442

  32. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) • Spectrum รูปที่ 3.23 เส้นสเปกตรัมสัญญาณ FM ที่ ค่าต่างๆ Tharadol Komolmis 252442

  33. Frequency Modulation :Narrow-band Frequency Modulation (NBFM) • WBFM bandwidth • แบนด์วิดท์ของคาร์สัน (carson bandwidth) Tharadol Komolmis 252442

  34. การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation • การสร้างสัญญาณ FM • การสร้างโดยตรง • Varactor tuner circuit • VCO (Voltage control oscillator) • การสร้างโดยทางอ้อม Tharadol Komolmis 252442

  35. การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation • การสร้างโดยตรง • Varactor tunner circuit รูปที่ 3.26 วงจรสร้างความถี่พาหะโดยใช้ varactor Tharadol Komolmis 252442

  36. การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation • การสร้างโดยตรง • VCO (Voltage control oscillator) รูปที่ 3.27 วงจรมอดูเลตที่ใช้ VCO (IC 566) Tharadol Komolmis 252442

  37. การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation • การสร้างโดยทางอ้อม รูปที่ 3.28 Armstrong Modulator สำหรับความถี่ VHF Tharadol Komolmis 252442

  38. การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) • การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM • 1. Differenciating circuit • 2. Tune circuit • 3. Raito detector • 4. Quadrature detector • Zero crossing detection • การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop) Tharadol Komolmis 252442

  39. การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)) • การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM • หลักการของ discriminator รูปที่ 3.29 Discriminator Action Tharadol Komolmis 252442

  40. การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) • Zero crossing detection (Quadrature detector) รูปที่ 3.30 รูปคลื่นแสดงการเปรียบเทียบเฟส ค่าเฉลี่ยของผลคูณสัญญาณจะแปรตามการเปลี่ยนแปลงเฟส Tharadol Komolmis 252442

  41. การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors) • การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop) รูปที่ 3.31 วงจร Phase -locked loop Tharadol Komolmis 252442

  42. Digital Modulation • Carrier Modulation Schemes • ASK , FSK , PSK • QAM, etc.(MSK, DQPSK ) • Consideration to • Maximum data rate • Minimum probability of symbol error • Minimum transmitted power • Minimum channel bandwidth • Maximum resistance to interfering signal • Minimum circuit complexity Tharadol Komolmis 252442

  43. 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 (A) 1 0 11 01 00 1 0 (B) Digital Modulation :ASK • Amplitude Shift Keying :ASK A) binary ASK B) 4-Array ASK Tharadol Komolmis 252442

  44. 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 (A) 1 0 11 01 00 1 0 (B) Digital Modulation :FSK • Frequency Shift Keying :FSK A) binary FSK B) 4-Array FSK Tharadol Komolmis 252442

  45. 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 (A) 1 0 11 01 00 1 0 (B) A) binary PSK B) 4-Array PSK (quad phase shift keying) Digital Modulation :PSK • Phase Shift Keying :PSK Tharadol Komolmis 252442

  46. 2 00 01 11 10 1 2 00 10 11 10 0000 0001 0011 0010 1000 1001 1011 1010 1 1100 1101 1111 1110 0100 0101 0111 0110 Digital Modulation :QAM • Quadrature Amplitude Modulation :QAM Tharadol Komolmis 252442

  47. Multiplexing : • Frequency Division Multiplex;FDM • Time Division Multiplex;TDM Tharadol Komolmis 252442

  48. Signal 1 MOD1 @ f1 Signal 1 DEMOD1 @ f1 f Signal 2 MOD2 @ f2 DEMOD2 @ f2 f1 f2 f3 f4 Signal 3 MOD3 @ f3 DEMOD3 @ f3 Signal 4 MOD4 @ f4 DEMOD4 @ f4 Signal 2 Signal 3 Signal 4 Multiplexing :FDM • Frequency Division Multiplex;FDM ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงความถี่ Tharadol Komolmis 252442

  49. Supergroup 312 552 Ch1 312 552 Ch2 Ch3 Mastergroup 312 552 Supergroup Group Ch12 Group Supergroup Ch12 Ch1 812 312 552 2044 60 108 60 108 60 108 60 108 Multiplexing :FDM • ลำดับชั้นการมัลติเพล็กซ์ ใน FDM Tharadol Komolmis 252442

  50. Signal 1 Signal 1 Signal 2 Signal 2 Signal 3 Signal 3 Signal 4 Signal 4 Multiplexing :TDM • Time Division Multiplex;TDM 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงเวลา สัญญาณอนาลอก Tharadol Komolmis 252442

More Related