Chuong 5_ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ.pdf

CHƯƠNG 5: KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ
1. Giới thiệu chung về điều chế số
2. Điều chế số biên độ ASK
3. Điều chế số tần số FSK
4. Điều chế số pha PSK
5. Điều chế QAM

I. Giới thiệu về điều chế số
1. Khái niệm.
❖ Điều chế số: là quá trình thay đổi một trong các đặc tính (biên độ,
tần số, góc pha) của tín hiệu sóng mang (điều hòa, sin) dựa trên
thông tin của tín hiệu số (1 và 0)
❖ Giải điều chế số (tách sóng): là quá trình ngược lại của điều chế
số, trong quá trình thu được có một trong các tham số (biên độ, tần
số, góc pha) của tín hiệu sóng mang được biến đổi theo tín hiệu điều
chế và được tách sóng tương ứng để lấy lại thông tin ban đầu.

2. Phân loại.
Tín hiệu tin
(tương tự)
AM FM PM
ASK FSK PSK QAM
Điều chế
Sóng mang chưa
điều chế
Có thể là cos
Điều chế
Tín hiệu tin
(số)
)
sin(
)
( 0 
 +
= t
U
t
u c
m
c 

3

2. Phân loại
ASK
FSK
PSK

3. Một số tham số của điều chế số
❖ Tốc độ bit (Rbit):Là số bít được truyền trong một giây (bps-bit per second)
❖ Tốc độ baud (Rbaud): Là số đơn vị tín hiệu truyền trong một giây (baud/s)
• Đơn vị tín hiệu là một tín hiệu sóng mang (sin) đã chứa tín hiệu số
(có thể mang 1 bit, 2 bits, 3 bits,…)
• Tốc độ baud nhằm xác định băng thông cần thiết để truyền tín hiệu.
Rbit = Rbaud x n n: số bit trong một đơn vị tín hiệu
• Quan hệ giữa tốc độ bít và tốc độ baud:

11
❖ Tốc độ baud (Rbaud)
Dòng bít vào
Dữ liệu số
Tín hiệu ASK
t
0 1 0 0
1
Time (t)
Amplitude (V)
1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit
1 baud 1 baud 1 baud 1 baud 1 baud
1 second
Bit rate = 5 Baud rate = 5
Dòng bít vào
Dữ liệu số
Tín hiệu ASK
t
01 10 10 00
Time (t)
Amplitude (V)
2 bits 2 bits 2 bits 2 bits 2 bits
1 baud 1 baud 1 baud 1 baud 1 baud
1 second
Bit rate = 10 Baud rate = 5
ASK
PSK
Tb=4Tc
2Tb=4Tc

1. Một tín hiệu tương tự có 4 bits trong một đơn vị tín hiệu. Giả sử có 1000 đơn vị tín
hiệu được truyền đi trong một giây, tìm tốc độ baud và tốc độ bit.
2. Cho tốc độ bit là 1000bps. Hỏi có bao nhiêu bit được gửi đi trong 5 s; 100ms?
3. Cho tốc độ bit là 3000bps. Giả sử mỗi phần tử tín hiệu mang 6 bits, tính tốc độ baud?
VÍ DỤ 1
Giải

❖ Tín hiệu sóng mang (Carrier Signal)
• Là dao động sóng ở tần số cao tần dùng để chuyển thông tin đi xa
trong không gian
• Tín hiệu có dạng điều hòa sin, cos
• Tín hiệu sóng mang có mang thông tin được gọi là tín hiệu điều chế
(tín hiệu số đã được điều chế trên sóng mang)
?

II. Kỹ thuật điều chế số biên độ ASK
1. Khái niệm.
• Là quá trình các bít “1” và “0” làm thay đổi biên độ của tín hiệu
sóng mang (tần số và pha không đổi)
Bít “0” → Vc1(t) =Vcm1 sin (2fct + ) ; 0 ≤ t ≤T
Bít “1” → Vc2(t) =Vcm2 sin (2fct +  ) 0 ≤ t ≤T
Trong đó:
•  là các pha ban đầu
• T là độ rộng bit dữ liệu

2. Phân loại.
•Bít 1 được biểu diễn bằng một sóng mang có biên độ là hằng số; còn bít 0
không suất hiện sóng mang (phương pháp OOK-On-Off Keying).
Dòng bít
vào
Dữ
liệu số
Tín hiệu
ASK
t
t
0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0
Tb = 2Tc
1 chu kỳ bít = 2 chu
kỳ sóng mang
8-ASK số trạng thái ký hiệu
tương ứng với số mức biên độ
của tín hiệu sóng mang.
khả năng chống nhiễu kém, ít dùng
M-ASK (M- ary ASK): 4-ASK, 8-ASK,..
ASK 2 mức (2-ASK)
Bít “0” → 0V
Bít “1” → Vc2(t) =Vcm2 sin (2fct +  ) 0 ≤ t ≤T

3. Đặc điểm
+ ASK nhạy cảm với nhiễu biên độ: là các tín hiệu điện áp xuất hiện trên đường
dây từ các nguồn tín hiệu khác ảnh hưởng lên biên độ tín hiệu ASK.
+ Thiết bị đơn giản, dễ thiết kế vì chỉ dùng một sóng mang.
Tuy nhiên:
+Tốc độ truyền của ASK bị giới hạn do tính chất vật lý của môi trường
+ Nếu bít "0" được quy ước ở mức 0 Vôn --> giảm được năng lượng truyền
Ứng dụng:
+ Dùng truyền cho cáp.
+ Sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật điện báo

4. Băng thông tín hiệu ASK
❖ Có vô số tần số (không tuần hoàn). Sóng mạng fc ở giữa, các giá trị
fc-Nbaud/2 và fc + Nbaud/2 ở hai biên.
BW = fmax – fmin = (fc + Nbaud/2) - (fc -Nbaud/2) = Nbaud = Rbaud
❖ Băng thông cần thiết để truyền tín hiệu ASK
Trong đó: BW là băng thông (Hz); Nbaud và Rbaud là tốc độ baud (baud/s)
Kết luận: băng thông tối thiểu cần cho quá trình truyền tín hiệu ASK
bằng tốc độ baud (1 hướng- trên đường dây)
Thực tế: BW= (1+d)Nbaud
Trong đó: d là thừa số liên quan đến điều kiện đường dây (bé nhất là 0)
fc
frequency (Hz)
Amplitude (V)
Fc-Nbaud/2 Fc+ Nbaud/2
Minimum bandwidth = Nbaud

5. Sơ đồ điều chế và tách sóng ASK
Phương pháp điều chế 2- ASK
+ Khi Data bit = 0 sẽ điều khiển khoá K mở, sóng mang không truyền qua khoá.
Tín hiệu ASK có biên độ = 0
+ Khi Data bit = 1 sẽ điều khiển khoá K đóng (H-a), sóng ASK nhận được ở đầu
ra chính là sóng mang truyền qua, có biên độ bằng biên độ sóng mang (H-b).
Cách 1: Dùng chuyển mạch
Cách 2: Dùng bộ trộn
+ Một bộ trộn để nhân luồng tín hiệu băng tần cơ
sở với sóng mang.
+ Gọi là điều chế tuyến tính.

Tách sóng 2- ASK
• Tín hiệu được tách sóng trực tiếp, sau đó lọc thông thấp và hình thành.
• Khả năng phân biệt tín hiệu cần thu thấp khi có tạp âm
• Mạch đơn giản dùng nhiều trong thực tế

Phương pháp điều chế và tách sóng M- ASK
Điều chế M-ASK là sự mở rộng từ điều chế 2-ASK với số trạng thái ký hiệu là M (>2).
Kết quả BER trong điều chế M-ASK
được biểu diễn như hình ta thấy khá kém
và nhạy cảm với sự biến đổi của tăng ích
trong kênh và đòi hỏi phải xử lý tuyến
tính hợp lý trong máy thu phát, có nghĩa
là nó ít được sử dụng trong thực tế
8-ASK

6. Băng thông hệ thống
Băng thông hệ thống thay đổi theo chế độ truyền:
❖ Chế độ đơn công: Đường dây có 1 hướng truyền
BW hệ thống= BWdường dây = BWtín hiệu
❖ Chế độ bán song công: Đường dây có 2 hướng truyền không đồng thời.
BW hệ thống= BWdường dây = BWtín hiệu = BWmỗi hướng
❖ Chế độ song công: Đường dây có 2 hướng truyền đồng thời.
BW hệ thống= BWdường dây min = 2.BWtín hiệu + BWbảo vệ (dải tần số bảo vệ
2 hướng lý tưởng bằng 0)

VÍ DỤ 2
Cho một tín hiệu số 01010, tốc độ bít là 5b/s, điều chế bằng phương pháp ASK. Tần số sóng
mang fc = 20Hz. Biên độ đối với bít 1 là 5V, bít 0 là 0V, pha ban đầu sóng mang là 00.
1. Vẽ tín hiệu ASK. Tín hiệu ASK có phải điều hòa hay không? Giải thích?
2. Tính tốc độ Baud và băng thông của tín hiệu ASK.
3. Vẽ phổ tín hiệu ASK.
4. Tính băng thông hệ thống truyền tín hiệu ASK với tốc độ bít là 2kb/s với chế độ truyền
bán song công.
Giải

BÀI TẬP VỀ NHÀ
BT1: Cho một tín hiệu số 01101, tốc độ bít là 10b/s, điều chế bằng
phương pháp ASK. Tần số sóng mang fc = 20Hz. Biên độ đối với
bít 1 là 10V, bít 0 là 0V, pha ban đầu sóng mạng là 1800.
1. Vẽ tín hiệu ASK. Tín hiệu ASK có phải điều hòa hay không?
Giải thích?
2. Tính tốc độ Baud và băng thông của tín hiệu ASK.
3. Vẽ phổ tín hiệu ASK.
4. Tính băng thông hệ thống truyền tín hiệu ASK với tốc độ bít là
5kb/s với chế độ truyền song công, dải phòng vệ 3Hz.

III. Kỹ thuật điều chế số tần số FSK
1. Khái niệm.
• Là quá trình các bít “1” và “0” làm thay đổi tần số của tín hiệu
sóng mang (biên độ và góc pha không đổi)
Bít “0” → Vc1(t) =Vcm sin (2 fc1 t + ) ; 0 ≤ t ≤T
Bít “1” → Vc2(t) =Vcm sin (2 fc2 t + ) ; 0 ≤ t ≤T
Dòng bít vào
Dữ liệu số
Tín hiệu FSK

2. Phân loại.
+ BFSK (Binary FSK): FSK nhị phân.
• Dùng 2 tần số khác nhau để biểu diễn trạng thái của các bít 0,1
Select type
Centimeter
Kilogram
Celsius degree [°C]
Cubic meter
Square meter
Meter per second
Second
Physical atmosphere
Kilocalorie
Radian
Foot
Pound
Fahrenheit degree [°F]
Liter
Acre
Mile per hour
Hour
Pascal
Joule
Degree
Điều chế Coherent
BFSK
( 1 =  2 )
Điều chế
Noncoherent BFSK
( 1 ≠  2 )
BFSK

2. Phân loại.
+ M-FSK (M_ary FSK): FSK M mức.
• Dòng dữ liệu nhị phân đầu vào được chia thành tổ hợp bít (symbol).
• Mỗi symbol có n = log2M (bít) (M là số trạng thái tín hiệu trên đường truyền).
• Nếu M không có dạng lũy thừa của 2 thì: n = [log2M]+1 (Lấy số nguyên lớn hơn
gần nhất).
• Trong thực tế lấy M = 2n
Select type
Centimeter
Kilogram
Cubic meter
Square meter
Meter per second
Second
Physical atmosphere
Kilocalorie
Radian
Foot
Pound
Liter
Acre
Mile per hour
Hour
Pascal
Joule
Degree
VÍ DỤ: Giả sử truyền chuỗi bít 10 11 01 00 11 10 như sau: 00 sẽ truyền tín hiệu có
tần số f1 ; 01 sẽ truyền tín hiệu có tần số f2; 10 sẽ truyền tín hiệu có tần số f3; 11 sẽ
truyền tín hiệu có tần số f3→ Tốc độ truyền tăng, tỷ lệ lỗi bít tăng.
10 11 01 00 11 10

2. Phân loại.
+ M-FSK (M_ary FSK): FSK M mức.
Select type
Centimeter
Kilogram
Cubic meter
Square meter
Meter per second
Second
Physical atmosphere
Kilocalorie
Radian
Foot
Pound
Liter
Acre
Mile per hour
Hour
Pascal
Joule
Degree
 Tín hiệu thứ i có thể biểu diễn là:
Trong đó: M là số trạng thái tín hiệu trên đường truyền; Ts là độ rộng của
symbol. Ts = nTb i là các góc pha ban đầu.
(2 )
;0
1,
i i i
s
s t Acos f t
t T
i M
Biểu diễn symbol thứ i.
M-FSK
Điều chế coherent
MFSK
Điều chế Non coherent
MFSK
,
i j i j
 
=   ,
i j i j
 
  

3. Đặc điểm.
+ Dùng nhiều hơn 2 tần số, băng thông hiệu quả hơn.
+ Hạn chế nhiễu biên độ (đường bao tín hiệu không đổi ), lỗi ít hơn ASK
Tuy nhiên:
+ Hiệu quả phổ thấp cải thiện dùng MSK, GMSK.
+ Truyền số liệu tốc độ thấp.
+ Tin tức số liệu được truyền đi đơn giản bằng cách dịch tần số sóng mang một
lượng nhất định tương ứng với mức nhị phân 1 và 0
+ Công nghệ chế tạo phức tạp, khả năng đáp ứng tần số của môi trường còn hạn chế
+ Tần số tín hiệu tương đối cao, điều này dẫn đến khả năng gây nhiễu mạnh với
bên ngoài, mặt khác hạn chế việc tăng tốc độ truyền.
Ứng dụng:
+ Dùng nhiều trong truyền số liệu .
+ Dùng để truyền dữ liệu tốc độ 1200bps hay thấp hơn trên mạng điện thoại .
+ Có thể dùng tần số cao (3-30MHz) để truyền sóng radio hoặc cáp

4. Băng thông của FSK
+ Phổ FSK là tổ hợp của 2 phổ ASK tập trung quanh 2 tần số fc1 (bit 0)
và fc2 (bit1)
f (Hz)
A (V)
fc2 - fc1 Rbaud /2
Rbaud /2
BW = fc2 - fc1 + Rbaud
fc1 fc2
BW = fmax – fmin = fc2 + 1/2Rbaud - (fc1 - 1/2Rbaud ) = fc2 - fc1 + Rbaud= f + Rbaud
f là độ lệch tần của 2 sóng mang

5. Sơ đồ điều chế và tách sóng FSK
Ha: + Khi Data bit = 1, điều khiển khoá K ở vị trí sóng mang (F1) với đầu ra FSK.
+ Khi Data bit = 0, điều khiển khoá K ở vị trí sóng mang (F2) với đầu ra FSK.
Sơ đồ điều chế BFSK
H a)
H b)
H c)
Hb: + Sử dụng máy phát điều khiển bằng thế VCO (Voltage Control Oscillator).
+ Ứng với trạng thái “0” hoặc “1” của dữ liệu, VCO sẽ phát hai tần số F1 và
F2 tương ứng.

Sơ đồ tách sóng BFSK
Tách sóng FSK không kết hợp
• Đưa tín hiệu qua hai bộ lọc thông dải
được hiệu chỉnh bằng hai tần số tín hiệu
khác nhau và lấy ra tín hiệu lớn hơn
trung bình sau một chu kỳ ký hiệu
• Đơn giản nhưng ít sử dụng
Tách sóng dùng vòng giữ pha (PLL).
• Bộ dao động VCO: đ/k điện áp có tần số đầu ra tỷ lệ
với điện áp đầu vào
• Bộ tách pha : sinh ra điện áp đầu ra tỷ lệ với sai pha
của hai tín hiệu đầu vào
• Bộ lọc vòng: điều khiển dải động của mạch hồi tiếp.
PLL làm việc bằng cách so
sánh pha của tín hiệu đầu vào
với điện áp lấy ra từ bộ VCO
và sử dụng điện áp tạo ra nhờ
sai pha để hiệu chỉnh tần số
và pha của tín hiệu VCO
tương ứng xung với tín hiệu
đầu vào.

Sơ đồ điều chế và tách sóng M-FSK
• Tín hiệu điều chế M- FSK rất có lợi trong việc tăng khả năng chống tạp âm so
với 2-FSK, đạt được độ tin cậy truyền dẫn ngay cả khi có tạp âm.
• Phương pháp điều chế M-FSK sử dụng tín hiệu trực giao là một trong số ít
nhất kỹ thuật mà chất lượng modem đạt tới giới hạn Shannon, Tỷ lệ Eb/N0 cực
tiểu -1,6 dB.
• Tín hiệu trực giao: Hai tín hiệu ai(t)
và aj(t) được gọi là trực giao trong
một chu kỳ ký hiệu nếu:
Ví dụ: Có 3 tín hiệu trực giao như sau:
Phổ

Sơ đồ điều chế và tách sóng M-FSK
Một bộ tách tín hiệu M-FSK gồm:
• Các bộ trộn và tín hiệu sóng mang
chuẩn kết hợp.
• Các mạch lọc thông thấp
• Các mạch quyết định tại đầu ra sẽ quyết
định xem bộ trộn nào cho ra tín hiệu lớn
nhất và ký hiệu nào được gửi đi.
Số trạng thái ký hiệu điều chế
tăng, tỷ lệ BER được cải thiện
nhưng không bao giờ vượt quá
giới hạn -1,6 dB.

VÍ DỤ 3
Cho một tín hiệu số 01101, tốc độ bít là 5b/s, điều chế bằng FSK. Tần số đối với bít 1 là
20Hz, tần số đối với bit 0 là 10Hz, biên độ sóng mang là 5V, pha ban đầu sóng mang là 00.
1. Vẽ tín hiệu FSK. Tín hiệu FSK có phải điều hòa hay không? Giải thích?
2. Tính tốc độ Baud và băng thông của tín hiệu FSK.
3. Vẽ phổ tín hiệu FSK
4. Tính tốc độ bít cực đại của tín hiệu FSK nếu băng thông hệ thống là 12kHz, độ lệch
tần số giữa 2 sóng mang ít nhất là 2kHz với chế độ truyền song công (BW bảo vệ =0).
Giải

BT2: Cho một tín hiệu số 01011, tốc độ bít là 10b/s, điều chế bằng
FSK. Tần số đối với bít 1 là 20Hz, tần số đối với bit 0 là 10Hz, biên
độ sóng mang là 10V, pha ban đầu sóng mang là 1800.
1. Vẽ tín hiệu FSK. Tín hiệu FSK có phải điều hòa hay không?
Giải thích?
2. Tính tốc độ Baud và băng thông của tín hiệu FSK.
3. Vẽ phổ tín hiệu FSK
4. Tính tốc độ bít cực đại của tín hiệu FSK nếu băng thông hệ
thống là 24kHz, độ lệch tần số giữa 2 sóng mang ít nhất là 5kHz
với chế độ truyền bán song công.

IV. Kỹ thuật điều chế số pha PSK
1. Khái niệm.
Là quá trình các bít “1” và “0” làm thay đổi pha của tín hiệu sóng
mang (biên độ và tần số không đổi)
Bít “0” → Vc1(t) =Vcm sin (2 fc t + 1) ; 0 ≤ t ≤T
Bít “1” → Vc2(t) =Vcm sin (2 fc t + 2) ; 0 ≤ t ≤T
+ Kỹ thuật điều chế BPSK (Binary PSK): 2 PSK
+ Kỹ thuật điều chế M- PSK (M-arry PSK): 4PSK, 8PSK, ….2n-PSK

2. Đặc điểm
+ Ít bị ảnh hưởng nhiễu biên độ
+ Băng thông hẹp (nhỏ hơn băng thông FSK)
+ Điều chế ở nhiều mức thì dữ liệu truyền tải nhiều hơn →tốc độ truyền
tăng lên.
Tuy nhiên:
+ PSK bị giới hạn từ khả năng phân biệt các thay đổi góc pha nhỏ của thiết
bị, điều này làm giảm tốc độ bít.
+ Thiết bị thu phải khôi phục sóng mang →phức tạp, khó thực hiện

3. Băng thông của PSK
BW 2-PSK = Nbaud = Rbaud
❖ Băng thông cần thiết để truyền tín hiệu PSK
fc
frequency (Hz)
Amplitude (V)
Fc-Nbaud/2 Fc+ Nbaud/2
Minimum bandwidth = Nbaud
Giống băng thông của ASK

VÍ DỤ 4
Cho một tín hiệu số 01101, tốc độ bít là 5b/s, điều chế bằng phương pháp PSK, tần số
sóng mang 20Hz, biên độ 5V, pha đối với bít 1 là 1800, pha đối với bít 0 là 00.
1. Vẽ tín hiệu PSK. Tín hiệu PSK có phải điều hòa hay không? Giải thích?
2. Tính tốc độ Baud. Giải

4. Các loại điều chế PSK
❖ 2-PSK (BPSK): 2 pha, 1 pha được biểu diễn 1 bit
Giản đồ trạng thái pha:
+ Bít “0” → Vc1(t) = Vcm sin (2 fc t + 00)
Bit Phase
0 00
1 1800
1 0
Ví dụ

❖ 2-PSK (BPSK):
Sơ đồ điều chế BPSK:
Data
FSK
• Khi Data bit = 0, điều khiển sơ đồ cho sóng BPSK cùng pha với sóng mang.
• Khi Data bit = 1, điều khiển sơ đồ cho sóng BPSK ngược pha (1800) với sóng
mang.
• Giống như ASK, cách tạo sóng điều chế PSK không có lọc như trên không
thích hợp để đạt được dạng sóng lọc Nyquist do khó khăn trong việc thực hiện
tần số dải thông cao.

❖ 2-PSK (BPSK):
- Sơ đồ gồm bộ tái lập
sóng mang và bộ nhân:
Sơ đồ tách sóng BPSK:
+ Sơ đồ lấy bình phương ( )2 để chuyển các tín hiệu khác pha về cùng 1 pha.
+ Vòng giữa 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 tín hiệu thực hiện nhân sóng điều chế BPSK với sóng mang tái lập.
Ví dụ: Giả sử tần số sóng mang là fC, C = 2fC, ta có hai trường hợp:
• Khi tín hiệu BPSK là +sin(Ct): Data bit = 1→qua sóng mang tái lập: sin(Ct)→
qua mạch nhân: sin(Ct) sin(Ct) = sin2(Ct) = ½(1-cos(2 Ct) = ½ - ½cos(2Ct)
→ bộ lọc thông thấp với tần số cắt bằng tần số sóng mang, có thể khử bỏ thành
phần xoay chiều và thế dương của thành phần 1 chiều thứ nhất được giữ lại sẽ biểu
diễn trạng thái “1” của Data bit.
• Khi tín hiệu BPSK là - sin(Ct): Data bit = 0 → tiếp tục…………….(ngược lại)

❖ 4-PSK(QPSK): 4 pha, 1 pha được biểu diễn 2 bit, truyền nhanh gấp 2 lần 2-PSK
Giản đồ trạng thái pha
+ Bít “11” → Vc4(t) = Vcm sin (2 fc t + 2700 (-900))
Bit Phase
00 00
01 900
10 1800
11 2700(-900))
00
01
10
11
Ví dụ

❖ 4-PSK (QPSK):
Sơ đồ điều chế M-PSK:
• Là sự kết hợp hai bộ điều chế 2-
PSK với hai sóng mang vuông góc
• Luồng dữ liệu ban đầu được chia thành hai luồng dữ liệu, mỗi luồng
có tốc độ bằng 1 tốc độ luồng dữ liệu ban đầu
• Sử dụng bộ lọc cosin-tăng để định dạng xung dữ liệu cho mỗi kênh
trước khi điều chế.
• QPSK có ưu điểm hơn BPSK là có
thể gửi thông tin có tốc độ gấp hai
lần trong c ng một độ rộng băng tần.

❖ 4-PSK (QPSK):
Sơ đồ tách sóng M-PSK:
• Tín hiệu QPSK kết hợp yêu cầu khôi phục
tín hiệu sóng mang chính xác sử dụng nguồn
điều chế thứ 4 để khôi phục lại trạng thái pha
900
• Mạch khôi phục tín hiệu định thời cần thiết
cho việc lấy mẫu tín hiệu được lọc và được
giải điều chế
• Luồng dữ liệu tại đầu ra bộ so sánh được
kiến tạo lại thành một luồng dữ liệu như ban
đầu nhờ bộ biến đổi song song - nối tiếp.
• BER của QPSK giống như
trong BPSK .
• Quá trình điều chế QPSK cho
phép trượt pha thấp hơn so với
phương pháp điều chế PSK
khi khôi phục sóng mang.

❖ 8-PSK: 8 pha, 1 pha được biểu diễn 3 bit, truyền nhanh gấp 3 lần 2-PSK
Giản đồ trạng thái pha
+ Bít “011” → Vc4(t) = Vcm sin (2 fc t + 1350
Bit Phase
000 00
001 450
010 900
011 1350
100 1800
101 2250(-450))
110 2700(-900))
111 3150(-1350))
000
001
010
011
100
101
110
111
+ Bít “100” → Vc5(t) = Vcm sin (2 fc t + 1800 )
+ Bít “111” → Vc8(t) = Vcm sin (2 fc t + 3150 (-1350)

❖ 2n -PSK:
+ n pha, 1 pha được biểu diễn n bit, khoảng cách giữa các pha là
3600/2n
+ Băng thông tối thiểu dùng cho truyền dẫn 2n-PSK tương tự như
ASK, tuy nhiên tốc độ bít tối đa thì lớn hơn gấp nhiều lần (nghĩa là cùng
tốc độ baud với ASK và PSK nhưng tốc độ bít của 2n-PSK dùng cùng
băng thông này lớn hơn 2 hay nhiều lần.

VÍ DỤ 5
Cho một tín hiệu số 0110101100, tốc độ bít là 10b/s, điều chế bằng phương pháp 4 - PSK
(QPSK), tần số sóng mang 20Hz, biên độ 5V, pha đối với bít 00 là 00, pha đối với bít 01 là
900 , pha đối với bít 10 là 1800, pha đối với bít 11 là 2700
1. Vẽ tín hiệu QPSK và tính tốc độ Baud.
2. Tín hiệu QPSK có phải điều hòa hay không? Giải thích?
3. Tìm băng thông của tín hiệu 4-PSK (QPSK) với tốc độ 2kb/s, chế độ bán song công.
4. Nếu điều chế theo 8 - PSK, băng thông 5kHz, tìm tốc độ bít và tốc độ baud.
Giải

BT3: Cho một tín hiệu số 0111100110, tốc độ bít là 20b/s, điều chế
bằng phương pháp 4-PSK (QPSK), tần số sóng mang 40Hz, biên độ
10V, pha đối với bít 00 là 00, pha đối với bít 01 là 900, pha đối với
bít 10 là 1800, pha đối với bít 11 là 2700
1. Vẽ tín hiệu QPSK và tính tốc độ Baud.
2. Tìm băng thông của tín hiệu 4-PSK(QPSK) với tốc độ 5kb/s,
chế độ song công (BW bảo vệ =0).
3. Nếu điều chế theo 16 –PSK, băng thông 20kHz, tìm tốc độ bít
và tốc độ baud.

V. Kỹ thuật điều chế số biên độ cầu phương QAM
1. Khái niệm.
• Là phương thức kết hợp giữa ASK và PSK
• Hai tín hiệu được phát đi trên một tần số sóng mang
• Khai thác được tối đa sự khác biệt giữa các đơn vị tín hiệu.
8-QAM

2. Các dạng điều chế QAM.
Biểu đồ sao tín hiệu của 4-QAM, 8-QAM ,
16-QAM ,…. và 2n-QAM
Hình a: Dùng 3 biên độ, 12 pha→ giảm nhiễu tốt do có tỉ số giữa góc pha và biên
độ lớn theo ITU khuyến nghị.
Hình b: Dùng 4 biên độ, 8 pha, theo khuyến nghị OSI, cấu hình dạng đồng trục,
không xuất hiện yếu tố giao nhau giữa các biên độ và pha.
Hình c: Dùng 2 biên độ, 8 pha.
a) b)
c)

Sơ đồ điều chế QAM:
• Cách đơn giản nhất để tạo tín hiệu QAM trong thực tế là xuất phát từ
bộ tạo QPSK trong đó sử dụng sóng mang có hai mức biên độ là +A
và –A.
• Ngoài ra nếu ta tăng số mức biên độ của mỗi sóng mang là 4.
• Ví dụ như: + - A, +/-3A, thì sẽ tạo ra 1 tổ hợp trạng thái ký hiệu.

Sơ đồ tách sóng QAM:
• Thực hiện giải điều chế QAM sử dụng phương pháp kết hợp như đối
với các hệ thống PSK .
• Bộ giải điều chế yêu cầu phải khôi phục các sóng mang.

VÍ DỤ 6
Cho một tín hiệu số 101100001000010011110111, tốc độ bít là 24b/s, điều chế
bằng phương pháp 8-QAM, tần số 16Hz, giản đồ pha như hình vẽ.
1. Vẽ tín hiệu 8-QAM
2. Tín hiệu 8-QAM có phải điều hòa hay không? Giải thích?
3. Tính tốc độ Baud và băng thông 8-QAM.
4. Nếu giản đồ pha trạng thái gồm 8 điểm cách đều nhau trên một vòng tròn.
Tính tốc độ baud khi tốc độ bít là 4,8kb/s.
Giải

BT4:
1. Tính tốc độ bit của tín hiệu 16-QAM, khi biết tốc độ baud là 1000.
2. Tìm tốc độ baud của tín hiệu 64-QAM khi biết tốc độ bit là 72kb/s.

Chuong 5_ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ.pdf

More Related Content

What's hot

Similar to Chuong 5_ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ.pdf

Recently uploaded

Chuong 5_ KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ.pdf