Giải điều chế Tần số (FDM - Frequency Demodulation) - Công ty TNHH Tam Hùng

Giải điều chế Tần số (FDM - Frequency Demodulation)

Chủ nhật - 27/01/2013 04:59
Giải Điều chế Tần số hay còn gọi là Tách sóng Điều Tần được thực hiện bằng rất nhiều cách kể từ khi Kỹ thuật FM ra đời cho đến nay...

Vì vậy, trong bài viết này chỉ trình bày một số Nguyên lý Tách sóng Điều Tần cơ bản nhất như dưới đây:

Tại máy thu, để nhận được Thông tin gốc ban đầu được gửi tới như trước khi được điều chế ở máy phát thì cần phải thực hiện Giải điều chế Điều Tần.

Nguyên lý cơ bản của Giải điều chế Điều Tần là lợi dụng nguyên lý Trở kháng của các Khung Cộng hưởng phụ thuộc vào Tần số.

Có hai trường hợp tiêu biểu gồm Khung Cộng hưởng song song và Khung Cộng hưởng nối tiếp.

Đối với trường hợp sử dụng Khung Cộng hưởng song song: Khi Tần số Tín hiệu đầu vào Input đạt đúng Tần số Cộng hưởng riêng của Khung Cộng hưởng thì Trở kháng của Khung Cộng hưởng sẽ bằng vô cùng nên Mức Tín hiệu ra Output sẽ đạt cực đại.

Ngược lại khi Tần số Tín hiệu vào Input càng khác so với Tần số Cộng hưởng riêng f0 của Khung Cộng hưởng thì Trở kháng của Khung Cộng hưởng sẽ càng bị suy giảm (nếu Tần số tăng lên thì Dung kháng sẽ giảm, ngược lại, nếu Tần số giảm thì Cảm kháng sẽ giảm đi) nên mức Tín hiệu ra Output sẽ bị giảm đi.

Hiện tượng này được gọi là Hiệu ứng Điều Biên tức là do Tần số Tín hiệu qua Khung Cộng hưởng bị thay đổi mà Biên độ của nó cũng bị thay đổi theo: Đồ thị bên đây mô tả cho thấy mức Tín hiệu ra phụ thuộc vào Tần số của Tín hiệu vào đối với Khung Cộng hưởng song song.

Đối với mạch Cộng hưởng nối tiếp: Khi Tần số Tín hiệu vào đúng bằng Tần số Cộng hưởng riêng của Khung Cộng hưởng thì Trở kháng của Khung Cộng hưởng nối tiếp đúng bằng 0 nên lúc này Tín hiệu ra trên Điện trở R1 đúng bằng Tín hiệu đầu vào (đạt cực đại).

Ngược lại, khi Tần số tăng lên hoặc giảm đi so với Tần số Cộng hưởng riêng f0 của Khung Cộng hưởng thì Trở kháng của Khung Cộng hưởng sẽ tăng lên do vậy mà mức Tín hiệu ra sẽ bị giảm đi. Nếu Tần số Tín hiệu càng khác so với Tần số f0 của Khung Cộng hưởng thì Tín hiệu ra sẽ càng bé hơn so với mức cực đại.

Trên cơ sở mức Biên độ Tín hiệu ra bị thay đổi theo Tần số nên nó có thể áp dụng biện pháp tách sóng hoàn toàn như Tách sóng Điều Biên nói trên để tách sóng đối với cả Tín hiệu Điều Tần.

Đồ thị ở hình bên đây cho thấy quá trình biến đổi Biên độ của Tín hiệu ra phụ thuộc vào sự thay đổi của Tần số Tín hiệu vào.

Dựa vào những nguyên tắc nói trên mà người ta đã thiết kế ra các mạch Tách sóng Vi sai để Tách sóng Điều Tần một các hiệu quả và đơn giản như dưới đây:

Sơ đồ bên đây mô tả một mạch Tách sóng Điều tần hoạt động theo cơ chế Vi sai.

Vì Q1 và Q2 là một mạch Vi sai nên Tín hiệu ra Output sẽ được xác định bởi hệ thức vi sai dưới đây:
 

UOutput = k.(Ue1 – Ue2) = k.DUe


Trong đó: k: Hệ số Khuyếch đại điện áp đối với Tín hiệu của mạch Vi sai, được xác định bởi các tham số của Ie0 là dòng phân cực ban đầu qua R1 và trở kháng ra của Q2 cũng như trên Điện trở ghánh R5 và Trở kháng tải đầu ra ZOutput của mạch Vi sai nói trên;

Ue1: Điện áp Tín hiệu tại chân Base của Q1;

Ue2: Điện áp Tín hiệu tại chân Base của Q2

Theo lý luận nói trên, nếu Tần số Tín hiệu vào Input trùng với Tần số Cộng hưởng riêng f0 của Khung Cộng hưởng L1C1 thì DUe giữa Q1 và Q2 đạt cực đại nên Tín hiệu ra Output trên Collector của Q2 cũng sẽ đạt cực đại.

Khi Tần số Tín hiệu vào Input sai lệch so với Tần số f0 thì chênh lệch điện áp DUe giữa các Base của Q1 và Q2 sẽ giảm xuống nên mức Tín hiệu ra Output trên Collector của Q2 cũng giảm theo.

Tụ C2 có nhiệm vụ san phẳng các biên xung của Sóng mang và làm liên tục hoá Tín hiệu thu được sao cho có dạng giống như Tín hiệu gốc ban đầu được gửi đi từ máy phát.

Nếu không có Tín hiệu vào thì độ biến thiên của Ue sẽ bằng 0: Tín hiệu ra không biến thiên.
 

Xem thêm: Tách sóng Điều tần theo Nguyên lý Cân bằng





Tác giả bài viết: Dr Trần Phúc Ánh

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn