BÀI CHUẨN BỊ VÀ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VIỄN THÔNG

Tên: Đoàn Công Hiếu – Trần Song Toàn – Nguyễn Chí Thành

MSSV: 10276471 – 10057261 – 10200921

Lớp: DHDT6B

Bài 7: Điều chế và giải điều chế BPSK

I) Phần chuẩn bị

BPSK (Binary Phase Shift Keying): khóa dịch pha nhị phân. Trong

điều chế BPSK thì tín hiệu sóng mang hình sin sẽ thay đổi pha theo dòng bit

của tín hiệu tin tức. Khi bit dữ liệu ở mức 1 thì pha là 0o, và sẽ dịch pha đi

180o khi bit dữ liệu ở mức 0

V BPSK (t )= √2P s* sin(ω0t) với bit 1

V BPSK (t )= √2P s* sin(ω0t+π) = −√2P s* sin(ω0t) với bit 0

Trong điều chế BPSK, dữ liệu vào b(t) là luồng bit với các mức điện áp +1V

và -1V . Khi b(t)=1V thì tương ứng với mức logic 1 và khi b(t)= -1V thì

tương ứng với mức logic 0. => Ta viết lại biểu thức điều chế BPSK ở dạng

tổng quát:

V BPSK (t )= b(t)√2P s* sin(ω0t)

Nguyên tắc khóa dịch pha nhị phân :

Nguyên tắc:

Các tín hiệu nhị phân tác dụng lên sóng mang làm thayđổi pha của sóng

mang. Cụ thể là

Bít 1: pha của sóng mang là 0o

Bít 0: pha của sóng mang là 180o

Các giá trị này có thể ngược lại nhưng nguyên tắc chung là khi có sự đảo bít

thì pha của sóng mang lệch đi 180. Có thể thấy rõ ràng hơn trong cách biểu

diễn trên đồ thị thời gian và trạng thái của tín hiệu BPSK.

Sơ đồ khối điều chế BPSK:

Phương pháp điều chế 2-PSK hay BPSK (Binary PSK) hay điều chế ngược

pha PRK (Phase Reversal Keying) được giới thiệu trên hình. Sơ đồ tạo tín

hiệu BPSK dạng sin với hai giá trị pha tuỳ thuộc giá trị Data: Khi Data bit =

1, tín hiệu BPSK cùng pha với sóng mang. Khi Data bit = 0, tín hiệu BPSK

ngược pha 180oso với sóng mang.

Giải điều chế BPSK có thể thực hiện trên sơ đồ gồm bộ tái lập sóng mang

và bộ nhân:

Bộ giải điều chế BPSK bao gồm :

+ Sơ đồ lấy bình phương ( ) để chuyển các tín hiệu khác pha về cùng 1 pha.

+ Vòng giữ pha PLL phát lại nhịp với tần số gấp đôi tần số mang.

+ Bộ dịch pha để hiệu chỉnh pha.Bộ chia hai để đưa tần số tín hiệu tái lập về

bằng tần số sóng mang.

+ Bộ nhân thực hiện nhân sóng điều chế BPSK với sóng mang tái lập.

Mô phỏng điều chế BPSK trên Matlab:

II) Phần thực hành

1) Điều chế:

a) Sơ đồ khối mạch đang đo:

Sơ đồ mạch thực:

b) Giải thích tín hiệu tại các điểm đo:

Khối Sequence Generator tạo ra chuỗi bit nhị phân 0 – 1 có độ rộng xung

ngẫu nhiên.

Phổ sóng mang 100kHz:

Giải thích tín hiệu sau bộ nhân multiplier:

Tại điểm A: Đây là điểm thay đổi trang thái xung. Mức -1V ứng với mức logic

0 và pha sóng mang thay đổi tương ứng là 180o.

Tại điểm B: Điểm thay đổi trang thái xung. Mức 1V ứng với mức logic 1 và

pha sóng mang thay đổi tương ứng là 0o.

Và dạng phổ của BPSK: V BPSK (t )= b(t)√2P s* sin(ω0t) => có một phổ trung tâm.

2) Giải điều chế:

a) Sơ đồ khối mạch đang đo:

Sóng mang qua bộ dịch pha để dò lấy pha thích hợp trong bài này ta chỉnh góc dịch

pha 180o . Do đó ta có tín hiệu sau bộ dịch pha : mc (t)= cos(ω0t+π)

Sơ đồ mạch thực:

b)Giải thích tín hiệu tại các điểm đo:

Tín hiệu sóng mang trước và sau bộ dịch pha:

Tín hiệu sóng mang sau bộ dịch pha tiếp tục được nhân với tín hiệu BPSK của điểm 4:

mc (t)*V BPSK (t )= √2P s* cos(ω0t+π)* b(t)√2P s* sin(ω0t)

= -b(t)√2P s2Ps sin (2ω0t)

Do đó tín hiệu tại điểm 6 là kết quả của phép nhân, nó sẽ có biên độ tăng lên

ứng với mức logic 1 và hạ xuống với mức logic 0, tức tùy thuộc vào giá trị của

b(t).

Sau khi lọc ta thu được tín hiệu tại điểm 7 là tín hiệu giải điều chế:

Ta thấy sóng có hiện tượng răng cưa là do sự thay đổi thời gian nạp xả của tụ gây ra, khi tín hiệu tại điểm 6 chuyển từ thấp sang cao, tụ nạp, xả nhanh làm xuất hiện những răng cưa như hình trên, và tương tự khi tín hiệu này chuyển từ cao sang thấp.

So sánh tín hiệu sau điều chế tại hai bộ lọc thông thấp 7 và 8:

Với tần số cắt tối đa là 60kHz, điểm 8 cho tín hiệu xung vuông ổn định hơn so với điểm 7, sự nhấp nhô tại các cạnh ngang (mức 0 và mức 1) được giảm và phẳng hơn so với điểm 7.