งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

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

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

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

2 Tharadol Komolmis Modulation  Why Modulate? ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น ช่องสัญญาณเพิ่มขึ้น ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น ได้ขนาดของช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น ลดขนาดของสายอากาศ ลดขนาดของสายอากาศ  How Modulate ? Amplitude frequency phaseAmplitude frequency phase

3 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC  การมอดูเลตเชิงเส้น รูปที่ 3.1 รูปสัญญาณทางเวลาและทางความถี่ของ สัญญาณที่มอดูเลต x c (t)= A c cos  c t x(t)cos  c t  cos  c t Multiplie r x(t) Antenn a x(t) t t t  X(  ) Xc()Xc()   -W 0 W AmAm A m /2 cc  c 0 cc 0 F{x(t)cos  c t} 2W Upper Sideban d Lower Sideban d

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

5 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC  การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.2 สัญญาณ DSB-LC (AM) ทางเวลาและความถี่ Envelope x m (t)cos  c t x m (t) t t  X(  )  -W 0 W AmAm A m /2 cc  c 0 F{x m (t)cos  c t} x c (t)=A c co s  c t x m (t)cos  c t+A c c os  c t t t Xc()Xc()   cc  c 0 cc 0 F{x m (t)cos  c t+A c cos  c t } Carrier A m /2

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

7 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC การมอดูเลตแบบ AM ( DSB-LC) รูปที่ 3.4 สัญญาณ AM ที่มอดูเลตด้วยดัชนีมอดูเลต ต่างกัน Acos  c t Amcos  m t Acos  c t x AM (t) : m<1 t t t t t t cos  m t x AM (t) : m=1 x AM (t) : m>1

8 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-LC  กำลังของพาหะและกำลังของ sideband ใน AM P t = กำลังทั้งหมด P c = กำลังพาหะ P s = กำลังของ sideband

9 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : DSB-SC  การมอดูเลตแบบ DSB-SC x c (t)= A c cos  c t x(t)cos  c t  cos  c t Multiplie r x(t) Antenn a x(t) t t t  X(  ) Xc()Xc()   -W 0 W AmAm A m /2 cc  c 0 cc 0 F{x(t)cos  c t} 2W Upper Sideban d Lower Sideban d

10 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : SSB  การมอดูเลตแบบ SSB กรณีสัญญาณหลายความถี่ สัญญาณความถี่เดียว รูปที่ 3.5 สเปกตรัมของสัญญาณ SSB    cc  c 0 Lower Sideband Upper Sideband cc  c 0  m 0  m    cc  c 0 Lower Sideband cc  c 0  m 0  m  c +  m  c -  m

11 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : S SB รูปที่ 3.6 SSB modulator ใช้การกรองส่วน upper sideband

12 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : V SB  การมอดูเลตแบบ VSB รูปที่ 3.7 ทรานสเฟอร์ฟังก์ชันของวงจรกรองสำหรับ VSB รูปที่ 3.8 สเปกตรัมของสัญญาณโทรทัศน์

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

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

15 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิง ขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิง เส้นของอุปกรณ์ รูปที่ 3.10 วงจรกรองสำหรับสัญญาณ AM

16 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิง ขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของ อุปกรณ์ รูปที่ 3.11 การสร้างสัญญาณ DSB-SC จาก AM

17 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิง ขนาด 2. มอดูเลตโดยใช้คุณสมบัติความไม่เป็นเชิงเส้นของ อุปกรณ์ รูปที่ 3.12 วงจรบาลานซ์มอดูเลตเตอร์ที่ใช้อุปกรณ์ไม่ เป็นเชิงเส้น

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

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

20 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การสร้างสัญญาณมอดูเลตเชิง ขนาด Single Side Band โดยวิธี Filter โดยวิธี Filter วิธีเลื่อนเฟส วิธีเลื่อนเฟส รูปที่ 3.15 การสร้างสัญญาณ SSB โดยวิธีเลื่อนเฟส

21 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด  เอ็นเวลโลปดีเทคชัน รูปที่ 3.16 เอ็นเวลโลปดีเทคเตอร์

22 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด  ซิงโครนัสดีเทคชัน ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) ซิงโครนัสดีเทคชัน (synchronous detection) โคฮีเรนต์ดีเทคชัน (coherent detection)

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

24 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงเส้น : การดีมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาด heterodyningheterodyning  IF (intermediate frequency) รูปที่ 3.18 เครื่องรับวิทยุ (ก) แบบ TRF (ข) แบบ Superheterodyne

25 Tharadol Komolmis Frequency-Division Multiplexing:FDM

26 Tharadol Komolmis การมอดูเลตเชิงมุม (Angle modulations) 1. Phase modulation (PM) เปลี่ยนแปลงมุมเฟสตามสัญญาณที่ต้องการมอดู เลต 2. Fequency modulation (FM) เปลี่ยนแปลงความถี่เชิงมุมตามสัญญาณที่ ต้องการมอดูเลต

27 Tharadol Komolmis การมอดูเลตแบบ FM (Frequency Modulation)  ให้สัญญาณที่ต้องการมอดูเลตเป็น K f Modulation sensitivity Frequency deviation เรียกว่า modulation index

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

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

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

31 Tharadol Komolmis Frequency Modulation : Narrow-band Frequency Modulation (NBFM)  สมการ wide band FM

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

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

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

35 Tharadol Komolmis การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation  การสร้างโดยตรง Varactor tunner circuitVaractor tunner circuit รูปที่ 3.26 วงจรสร้างความถี่พาหะโดยใช้ varactor

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

37 Tharadol Komolmis การสร้างสัญญาณ Frequency Modulation  การสร้างโดยทางอ้อม รูปที่ 3.28 Armstrong Modulator สำหรับความถี่ VHF

38 Tharadol Komolmis การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)  การดีเทคโดยการเปลี่ยนเป็นสัญญาณ AM 1. Differenciating circuit1. Differenciating circuit 2. Tune circuit2. Tune circuit 3. Raito detector3. Raito detector 4. Quadrature detector4. Quadrature detector  Zero crossing detection  การดีเทคโดย เฟสล๊อคลูป (Phase lock loop)

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

40 Tharadol Komolmis การดีเทคสัญญาณ FM (FM detectors)  Zero crossing detection (Quadrature detector) รูปที่ 3.30 รูปคลื่นแสดงการเปรียบเทียบเฟส ค่าเฉลี่ยของผลคูณสัญญาณจะแปรตาม การเปลี่ยนแปลงเฟส

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

42 Tharadol Komolmis Digital Modulation  Carrier Modulation Schemes ASK, FSK, PSKASK, FSK, PSK QAM, etc.(MSK, DQPSK )QAM, etc.(MSK, DQPSK )  Consideration to Maximum data rateMaximum data rate Minimum probability of symbol errorMinimum probability of symbol error Minimum transmitted powerMinimum transmitted power Minimum channel bandwidthMinimum channel bandwidth Maximum resistance to interfering signalMaximum resistance to interfering signal Minimum circuit complexityMinimum circuit complexity

43 Tharadol Komolmis Digital Modulation : ASK Digital Modulation : ASK  Amplitude Shift Keying :ASK A) binary ASK B) 4-Array ASK (A) (B)

44 Tharadol Komolmis Digital Modulation : FSK  Frequency Shift Keying :FSK A) binary FSK B) 4-Array FSK (A) (B)

45 Tharadol Komolmis Digital Modulation : PSK  Phase Shift Keying :PSK A) binary PSK B) 4-Array PSK (quad phase shift keying) (A) (B)

46 Tharadol Komolmis Digital Modulation : QAM  Quadrature Amplitude Modulation :QAM 1 2 11 2

47 Tharadol Komolmis Multiplexing :  Frequency Division Multiplex;FDM  Time Division Multiplex;TDM

48 Tharadol Komolmis Multiplexing :FDM  Frequency Division Multiplex;FDM Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 f 1 f 2 f 3 f 4 f f 1 f 2 f 3 f 4 Signal 1 Signal 2 Signal 3 Signal 4 f 1 f 2 f 3 f 4 ตัวอย่างการมัลติเพล็กซ์เชิงความถี่

49 Tharadol Komolmis Multiplexing :FDM  ลำดับชั้นการมัลติเพล็กซ์ ใน FDM Supergroup Ch12Ch Ch1 Ch2 Ch Ch Group Supergroup Mastergroup Supergroup Group

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

51 Tharadol Komolmis Multiplexing :TDM  Time Division Multiplex;TDM การมัลติเพล็กซ์เชิงเวลาของสัญญาณดิจิตอล Multiplexed Signal A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D Signal D Signal C Signal B Signal A Bit clock

52 Tharadol Komolmis Multiplexing Standard  T-Carrier 7 bit data 1bit signa l 7 bit data 1bit signa l 1 frame 193 bit 7 bit data 1bit signa l fram e sync Channel 2 Channel 1 Channel 24 เฟรมของ T1 carrier T4 output Mb/s (4032 VF) T3 line Mb/s (672Voice) T3 output 1 st Level multiplexer 2 nd Level multiplexer 3 rd Level multiplexer 4 th Level multiplexer 24 voice Channel 64 kb/s each T1 output T1 line Mb/s (24 Voice) T2 line Mb/s (96 Voice) T2 output ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ของ T1 carrier

53 Tharadol Komolmis Multiplexing Standard  CCITT 4 th Level multiplexer 1 st Level multiplexer 2 nd Level multiplexer 3 rd Level multiplexer Level 4 output Mb/s (1920 Voice channel) 30 voice Channel 64 kb/s each Level 1 output Mb/s (30 Voice) Mb/s (120Voice) Level 2 output Mb/s (480 Voice) Level 3 output ลำดับชั้นของการมัลติเพล็กซ์ ตามมาตรฐาน CCITT

54 Tharadol Komolmis Multiple Access  Frequency Division Multiple Access ;FDMA  Time Division Multiple Access ;TDMA  Code Division Multiple Access ;CDMA

55 Tharadol Komolmis Multiple Access  Frequency Division Multiple Access;FDMA each station(user) use different frequencyeach station(user) use different frequency at all time (same time)at all time (same time)

56 Tharadol Komolmis Multiple Access  Time Division Multiple Access;TDMA each station(user) use different time sloteach station(user) use different time slot same frequencysame frequency

57 Tharadol Komolmis Multiple Access  Code Division Multiple Access;CDMA each station(user) use different codeeach station(user) use different code Same frequencySame frequency Same timeSame time


ดาวน์โหลด ppt บทที่ 3 การผสมสัญญาณ ระบบวิทยุ (Radio System) 252442 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธราดล โกมลมิศร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google