Điều chế tần số(FM):

19



• Băng thông: BWt = 10 * BWm và bao phủ quanh tần số sóng mang.

• VD: băng tần của tín hiệu âm thanh nổi phát quảng bá với băng tần 15

KHz. Do vậy 1 trạm phát sóng FM cần băng tần ít nhất là 150 KHz.

Băng thông của tín hiệu âm thanh phát sóng với tần số 15 kHz.

FCC cho phép phát sóng 200kHz mỗi trạm. Đài FM được phép tần số sóng

mang bất cứ nơi nào giữa 88 và 108 MHz. Trạm phải cách nhau ít nhất là 200

kHz(0.2 MHz) để giữ cho băng rộng của họ tránh chồng chéo.



20

Để tạo sự riêng tư nhiều hơn, FCC yêu cầu trong một khu vực nhất định,

chỉ phân bổ băng thông khác nhau có thể được sử dụng. Những băng thông khác

không được sử dụng trước bất kỳ khả năng hai trạm can thiệp với nhau. Cho 88108 MHz như một phạm vi, có 100 tiềm năng băng thông PM trong một khu

vực, trong đó 50 có thể hoạt động ở bất cứ thời gian

3. Điều chế pha:



Bởi vì phần cứng yêu cầu có thể đơn giản hơn, điều chế pha được thay cho

điều chế tần số. Trong truyền tín hiệu điều chế pha, pha của tín hiệu được điều

chế để thay đổi theo mức điện áp của tín hiệu điều chế. Cả biên độ và tần số của

tín hiệu sóng mang đều không đổi. Nhưng bất cứ khi nào biên độ của tín hiệu

thông tin thay đổi, pha của tín hiệu thông tin cũng thay đổi theo.

Sự phân tích kết quả đạt được cũng tương tự như điều chế tần số. nhưng đối

với FM thì sự thay đổi của tấn số sóng mang diễn ra tức thì tỷ lệ với biên độ tín

hiệu điều chế, trong PM thì sự thay đổi của tấn số sóng mang diễn ra tức thì tỷ lệ

đối vơi đạo hàm biên độ ( sự biến thiên biên độ) tín hiệu điều chế.



21

Giải thông của PM

Tổng số băng thông cần thiết cho PM có thể được xác định từ băng thông

và biên độ tối đa của tín hiệu điều chế: PM = 2(1 + β )B



III.



Tóm tắt

Biến đổi Digital to analog là tiến trình biến đổi những đặc tính của một tín hiệu



tương tự cơ bản trên thông tin của dữ liệu số.

Digital to analog được thực hiện theo những cách sau: ASK, FSK, PSK, QAM

(tổng hợp của ASK và PSK)

Trong ASK biên độ sóng mang bị thay đổi để mang phần tử tín hiệu. cả tần số và

pha không đổi.

Trong FSK tần số của sóng mang được thay đổi để biểu diễn dữ liệu/. tần số của

tín hiệu bị biến điệu là hằng số trong khoảng thời gian của một tín hiệu đơn vị

nhưng thay đổi cho đơn vị tín hiệu kế tiếp nếu dữ liệu đơn vị thay đổi. Đỉnh của

biên độ và pha là hằng số cho toàn bộ tín hiệu.

Trong PSK, pha của tín hiệu mang thay đổi để biểu diễn 2 hay nhiều đơn vị tín

hiệu khách nhau. Đỉnh biên độ và tần số không đổi trong toàn tín hiệu.

Một lược đồ sao biểu diễn biên độ và pha của tín hiệu đặc biệt khi chúng ta sử

dụng hai sóng mang( một cho pha và một cho phép cầu phương).

QAM là sự kết hợp của ASK và PSK. QAM sư dụng 2 sóng mang, một cho pha

và một cho phép cầu phương với mức biên độ khác nhau cho mỗi sóng mang.

Analong to analog là quá trình biểu diễn của thông tin tín hiệu tương tụ bởi một

tín hiệu tương tự. phép biến đổi là cần thiết nếu điều kiện biến đổi là thông dải

trong tự nhiên hoặc băng thông dải.

Analog to analog có thể được thực hiện theo 3 cách: AM, FM, PM

Trong biến đổi AM. Tín hiệu mang bị biến điệu sao cho biên độ của nó biến

thiên cùng với sự thay đổi của biên độ tín hiệu biến điệu.

Trong biến đổi FM, tần số của sóng mang bị biến đổi theo sự thay đổi của mức

điện áp ( biên độ) của tín hiệu biến điệu. đỉnh biên độ và pha của sóng mang là



22

không đổi nhưng biên độ của tín hiệu thông tin thay đổi, tần số của sóng mang

thay đổi tương ứng.

Trong biến đổi PM pha của tín hiệu mang bị thay đổi theo mức biến đổi của mức

điện áp của tín hiệu biến điệu. tần số và đỉnh biên độ của tín hiệu mang không

đổi, nhưng biên độ của tín hiệu thông tin biến đổi, pha của tín hiệu mang cũng

biến đổi theo.



IV.



Câu hỏi:



Câu 1: Analog transmission là quá trình truyền dẫn tín hiệu tương tự sử dụng

băng thông dải. tín hiệu số hoặc tương tự gốc được chuyển đổi thành tín hiệu

tương tự phức tạp hơn với dải tần phù hợp với kênh truyền.

Câu 2: Tín hiệu số, tương tự thông dải được chuyển đổi thành một phức tạp tín

hiệu tương tự với một loạt các tần số thích hợp cho các kênh.

Câu 3: Define digital-to-analog conversion

Quá trình thay đổi một trong các đặc tính của một tín hiệu tương tự dựa trên các

thông tin trong dữ liệu số được gọi là chuyển đổi digital-to-analog. Nó được gọi

là sự biến điệu của tín hiệu số. Tín hiệu số băng cơ sở biểu diễn dữ liệu số điều

biến sóng mang để tạo ra tín hiệu tương tự có dải sóng rộng

Câu 4: Thành phần nào của tín hiệu tương tự được biến đổi để biểu diễn tín hiệu

số trong mỗi sự biến đổi số - tương tự sau:

a. ASK : biến đổi biên độ sóng mang

b. FSK : biên đổi tần số sóng mang

c. PSK: biến đổi pha sóng mang

d. QAM: biến đổi biên độ và tần số.



23

Câu 5:

Trong các cách để biến đổi Analog transmission thì ASK là phương pháp có

nhiễu nhiều nhất, vi biên độ thường ảnh hưởng bởi nhiễu nhiều hơn Pha và Tần

số.

Câu 6: Trình bày biểu đồ hình sao và vai trò của nó trong biên đổi tín hiệu tương

tự?

Lược đồ hình sao có thể giúp xác định biên độ và pha của đơn vị tín hiệu.

đặc biệt khi sử dụng 2 sóng mang(1 cho Pha và một cho tín hiệu cầu phương).

Trong lược đồ hình sao, một đơn vị tín hiệu được biểu diễn như một dấu chấm.

Lược đồ có 2 trục, trục ngang X có liên quan đến sóng mang cùng pha(in –

phase), trục Y liên quan đến thành phần cầu phương. Mỗi dấu chấm trên lược đồ

có 4 thành phần có thể suy ra được: đỉnh biên độ của thành phần pha, đỉnh biên

độ của thành phần cầu phương, độ lớn của biên độ tín hiệu đơn vị, pha của tín

hiệu.

Câu 7: What are the two components of a signal when the signal is represented

on a constellation diagram? Which component is shown on the horizontal axis?

Which is shown on the vertical axis?

Hai thành phần của tín hiệu được biểu diễn trên sơ đồ hình sao là I và Q.

Thành phần I được gọi là thành phần pha, được biểu diễn trên trục chân trời( trục

nằm ngang) và thành phần Q (quadrature) được gọi là thành phần cầu phương,

được biểu diễn trên trục thẳng đứng.

Câu 8: Define analog-to-analog conversion?

Sự biến đổi analog-to-analog hay biến điệu tương tự là sự biểu diễn thông tin

tương tự bằng một tín hiệu tương tự. Biến điệu tương tự là cần thiết nếu đường



24

truyền là kênh thông dải. Ví dụ như radio là một ví dụ thực tế cho biến điệu

tương tự. chính phủ phấn định một kênh thông dải hẹp cho mỗi trạm radio.

Câu 9: Which characteristics of an analog signal are changed to represent the

lowpass analog signal in each of the following analog-to-analog conversions?

a. AM biến đổi biên độ của sóng mang.

b. FM biến đổi tần số của sóng mang.

c. PM biến đổi pha của sóng mang.

Câu 10: Which of the three analog-to-analog conversion techniques (AM, FM, or

PM) is the most susceptible to noise? Defend your answer.



V. Bài tập:

Câu 11: Calculate the baud rate for the given bit rate and type of modulation.

a. 2000 bps, FSK

b. 4000 bps, ASK

c. 6000 bps, QPSK

d. 36,000 bps, 64-QAM

Ta có: S = (1/r) ×N

a.

b.

c.

d.



Với FSK thì r = 1 => S = N = 2000 baud

Với ASK thì r = 1 => S = N = 4000 baud

Với QPSK thì r = log24 = 2 => S = N /2 = 6000/ 2 = 3000baud

Với 64- QAM thì r = log264 = 6 => S = N /6 = 36000/6 = 6000 baud



Câu 12: Calculate the bit rate for the given baud rate and type ofmodulation.

a. 1000 baud, FSK

b. 1000 baud, ASK

c. 1000 baud, BPSK

d. 1000 baud, 16-QAM

ta có N = S * r

a. r = 1, N = S = 1000 bps



25

b. r = 1, N = S = 1000 bps

c. r = 1, N = S = 1000 bps

d. r = log2 16 = 4. S = 4 * 1000 = 4000 bps

Câu 13: What is the number of bits per baud for the following techniques?

a. ASK with four different amplitudes

b. FSK with 8 different frequencies

c. PSK with four different phases

d. QAM with a constellation of 128 points.

Ta có: r = log2L

a.

b.

c.

d.



r = log24 = 2

r = log28 = 3

r = log2 4 = 2

r = log2128 = 7



Câu 14: Draw the constellation diagram for the following:

a. ASK, with peak amplitude values of 1 and 3

b. BPSK, with a peak amplitude value of 2

c. QPSK, with a peak amplitude value of 3

d. 8-QAM with two different peak amplitude values, I and 3, and four different

phases.

Câu 15: Draw the constellation diagram for the following cases. Find the peak

amplitude value for each case and define the type ofmodulation (ASK, FSK,

PSK, or QAM). The numbers in parentheses define the values ofI and Q

respectively.

a. Two points at (2, 0) and (3, 0).

b. Two points at (3, 0) and (-3, 0).

c. Four points at (2, 2), (-2, 2), (-2, -2), and (2, -2).



26

d. Two points at (0 , 2) and (0, -2).



a. ASK: có 2 đỉnh biên độ với cùng pha 0. Giá trị n của đỉnh biên dộ thứ nhất là

2 là khoảng cách giữa đỉnh thứ nhất và gốc, đỉnh thứ hai là 3 là khoảng cách giữa

điểm thứ 2 và gốc

b. BPSK 1 đỉnh có biên độ là 3, hai góc 0.. 180

c. BPSK hoặc 4-QAM 1 biên độ và 4 pha, biên dộ là khoảng cách giữa 1 điểm và

gốc: 2

d . BPSK đỉnh biên độ là 2, pha là 90 và 270

Câu 16: How many bits per baud can we send in each of the following cases if

the signal constellation has one of the following number of points?

a. 2 : r = log2 2 = 1

b. 4: r = log2 4 = 2

c. 16, r = log2 16 = 4

d. 1024, r = log2 1024 = 10



27



Câu 17: What is the required bandwidth for the following cases if we need to

send 4000 bps? Let d = 1.

a. ASK

b. FSK with 2∆f = 4 KHz

c. QPSK

d. 16-QAM

Trả lời:

Ta có: B = (1+ d) * (1/r) * N

a . r = 1. d = 1, Bw = ( 1 + d )* s = 2 * 4000 = 8000

b. r = 1. d = 1, Bw = ( 1 + d) * s + 2 Δ�= 8000+4000 =12000

c. QPSK: r = 2, d= 1, Bw = ( 1 + d )* s = 2 * 4000/2 = 4000

d. r = 4, d = 1, Bw = (1 + 1) * 4000/4 = 2000

Câu 18: The telephone line has 4 KHz bandwidth. What is the maximum number

ofbits we can send using each ofthe following techniques? Let d = O.

a. ASK

b. QPSK

c. 16-QAM

d. 64-QAM

ta có: Bw = ( 1+ d) * N/r , d = 0 => N = Bw * r

a) r = 1 , N = 4000 bits

b) r = 2 N = 8000 bits

c) r = 2 N = 8000 bits

d) r = 6 N = 24000

Câu 19: A corporation has a medium with a I-MHz bandwidth (lowpass). The

corporation needs to create 10 separate independent channels each capable of



28

sending at least 10 Mbps. The company has decided to use QAM technology.

What is the minimum number of bits per baud for each channel? What is the

number of points in the constellation diagram for each channel? Let d = 0.

• Băng thông của 1 kênh: ( 1MHz) /10 = 100 KHz

• B = ( 1+ d) * N /r → r = ( 1 Mbps /100 KHz) = 10

• L = 2r = 210 = 1024

• Vậy cần một 1024 – QAM để đạt được data rate = 1MHz

Câu 20: A cable company uses one of the cable TV channels (with a bandwidth

of 6 MHz) to provide digital communication for each resident. What is the

available data rate for each resident ifthe company uses a 64-QAM technique?

Câu 21: Find the bandwidth for the following situations if we need to modulate a

5-KHz voice.

a. AM

b. PM (set β = 5)

c. PM (set β = 1)

a. BAM = 2 * B = 2 * 5 = 10 KHz

b. BPM = 2 ×(1 + β) × B = 2 ×(1 + 5) × 5



= 60 KHz



c. BPM= 2 ×(1 + β) × B = 2 ×(1 + 1) × 5 = 20 KHz

Câu 22: Find the total number of channels in the corresponding band allocated

by FCC.

a. AM : 10kHz mỗi trạm phát sóng.

b. FM: 200 KHz mỗi trạm phát sóng.