Giáo trình Kỹ thuật truyền thanh - Chương IX: Kỹ thuật truyền một dải biên và hai dải biên độc lập

Chương IX
KỸ THUẬT TRUYỀN MỘT DẢI BIÊN VÀ HAI DẢI BIÊN ĐỘC LẬP
Ta biết rằng trong kỹ thuật truyền song biên có sóng mang (DSBFC, AM) nội dung tín hiệu được chứa ở một trong hai dải biên, do vậy kỹ thuật truyền một dải biên có thể hoàn toàn thực hiện được. Kỹ thuật này có các ưu điểm sau đây so với kỹ thuật truyền song biên cổ điển:
- Dải sóng có bề rộng còn một nửa so với kỹ thuật cũ, kết quả là ta có thể truyền được nhiều kênh trong cùng một dải sóng quy định.
- Công suất truyền sóng giảm một lượng đáng kể .
- Dải thông thiết bị phát và thu giảm do vậy độ lợi mỗi tầng tăng, ta có thể dùng thiết bị ít tầng hơn.
- Có thể sử dụng kỹ thuật ghép nhiều kênh truyền qua cùng một kênh.
Các khối làm các chức năng xử lý tín hiệu phát sóng, khuếch đại đã được nói ở các chương trước. Chương này chỉ đưa ra nguyên lý cơ bản các kỹ thuật truyền và các sơ đồ khối máy phát, máy thu, quan hệ giữa các khối thực hiện kỹ thuật truyền.
I. Máy phát một dải biên (máy phát SSB):
Có hai phương pháp phát, đó là phương lọc và phương pháp dịch pha. Tuy nhiên do thời gian dành cho môn học có giới hạn, giáo trình chỉ giới thiệu phương pháp lọc (H.IX-1)
100
2M
Khuếch đại
Điều biến đối xứng
Cộng
Khuyếch đại đệm
Sóng mang f thấp 100KHz
Sóng mang f trung gian
 2 MHz
Điều biến đối xứng
Khuếch đại đệm
Điếu biến đối xứng 
Khuếch đại công suất phát
Khuếch đại đệm
Sóng mang f cao 20 MHz
22,105M
PC
22,1M
95
105
100
105
105
100
em(t) tín hiệu điều biến
0
5KHz
Lọc thông dải
PC: Sóng mang đồng bộ (Pilot Carrier)
Sóng mang đồng bộ (Pilot Carrier)
Lọc thông dải
PC
100KHz
PC
1,895M
1.9M
2M
2.1M
2,105M
PC
Lọc thông 
dải
Anten phát
2,015M
20M
22,1M
22,105M
H.IX-1
*
*
PC
Tín hiệu điều biến em(t) đưa vào mạch đối xứng cùng với sóng mang tần số thấp 100KHz cho hai dải biên không sóng mang (DSBSC). Nếu em(t) là tín hiệu âm tần từ 0 đến 5KHz thì hai dải biên mỗi dải rộng 5KHz nằm hai phía của 100KHz. Sóng mang 100KHz không có ở phổ sóng.
Toàn bộ phổ sóng điều biến lần một được đưa vào mạch lọc để lấy ra dải biên trên từ 100KHz đến 105KHz, loại bỏ dải biên dưới từ 95KHz đến 100KHz. Nếu chỉ có một tín hiệu em(t) truyền đi thì một phần biên độ sóng mang phải được đưa vào phía thấp dải biên trên đã chọn. Đo tần số sóng mang còn quá thấp nên dải sóng đơn biên này phải đưa vào mạch điều biến đối xứng thứ hai cùng với sóng mang tần số trung gian cao hơn, rồi qua mạch lọc thứ hai để có dải biên rộng 5KHz ở tần số cao hơn. Qua nhiều lần điều biến như vậy ta có dải biên 5KHz ở tần số qui định. Khâu cuối cùng là mạch khuếch đại trung gian và khuếch đại công suất phát.
II. Máy phát hai dải biên độc lập (ISB):
Khác với máy phát đơn biên máy phát song biên độc lập sử dụng cả dải biên trên lẫn dải biên dưới để truyền hai kênh tín hiệu điều biến độc lập eA(t) và eB(t). Máy có hai mạch điều biến đối xứng nhân hai tín hiệu eA(t) và eB(t) và cùng một sóng mang tần số thấp. Hai sóng điều biên DSBSC1 và DSBSC2 cùng một dải tần qua hai mạch lọc thông dải cho ra hai biên có hai nội dung tín hiệu khác nhau. Hai dải biên này sau đó trải qua nhiều mạch điều biến đối xứng để có tần số qui định.(H.IX-2).
H.IX-2
PC
A
B
B
Sóng mang f cao
25MHz
0
5KHz
vào kênh B
eA(t) 
Lọc thông dải A
vào kênh A
eA(t) 
Điều biến đối xứng 1
Trộn tuyến tính
Sóng mang f trung gian
 2,7 MHz
Điều biến đối xứng 3
Sóng mang f thấp
100KHz
 (Pilot Carrier)
PC
*
100KHz
Điều biến đối xứng 2
0
5KHz
100
105KHz
100KHz
105K
PC
95K
A
B
Điều biến đối xứng
4
Khuếch đại công suất phát
*
Lọc thông dải 1
anten phát
PC: sóng mang đồng bộ
(Pilot Carrier)
Lọc thông dải 2
2,795M 2,8M 2,805M
A
B
 22M 22,205M 25M 27,795M 27,8M 27,805M
PC
PC
 27,795M 27,8M 27,805M
B
A
*
A
 2,6M 2,605M 2,7M 2,795M 2,8M 2,805M
PC
B
A
B
A
A
100K
95K
100K
Suy giảm
B
Lọc thông dải B
B
A
III. Máy thu sóng đơn biên và song biên độc lập:
Ta biết rằng một dải biên mang đầy đủ nội dung của một tín hiệu, tuy nhiên qua kênh truyền và khi nhận được dải biên, ta phải có biện pháp thu hồi nội dung tín hiệu.
Việc đầu tiên ta cần chứng minh rằng sau khi thu hồi dải biên, tái tạo sóng mang và tái nhập sóng mang ta có sóng tương đương với sóng song biên có đầy đủ sóng mang đưa vào mạch tách sóng điều biên đã học ở chương III. H.IX-3a, b, c là giản đồ vectơ của sóng song biên có sóng mang (DSBFC), sóng đơn biên có sóng mang hạn chế phát đi và thu được và sóng nhận được sau quá trình tái tạo và tái nhập sóng mang.
vct
vmt
-vmt
Ec
0
0.5mEm
0.5mEm
vct
0
vmt
E
E’c: biên độ sóng mang tái tạo
c)
E’c
0.5mEm
vct
vmt
0.5mEm
0
SEc
b)
a)
H.IX-3
Ta có:
Nếu Ec’>>Em, ta có:
Như vậy nếu tái tạo được sóng mang có biên độ Ec’>>Em, Em là biên độ tín hiệu điều biến, ta tái nhập sóng mang này vào sóng đơn biên, ta phục hồi được sóng song biên có sóng mang (DSBFC).
Như vậy máy thu sóng đơn biên hay sóng song biên có sóng mang hạn chế. H.IX-4 là sơ đồ khối máy thu một dải hay hai dải biên độc lập. Cấu hình máy tương tự như máy thu sóng song biên có sóng mang cổ điển (DSBFC) tức là cũng có khối điều hợp cũng như khối khuếch đại cao tần, khối trộn sóng, khối khuếch đại trung tần và khối tách sóng điều biên ... Tuy nhiên, do sóng thu được chỉ có sóng mang biên độ giới hạn gọi là sóng mang đồng bộ (PC: Pilot Carrier) nên cần có khối tái tạo sóng mang (Carrier Regeneration) thỏa mãn yêu cầu Ec’>>Em và khối cộng tuyến tính để tái nhập sóng mang trước khi tách sóng điều biên.
fif = fo - fa
Lọc thông dải và khuếch đại trung tần
Trộn và khuếch đại phi tuyến
Điều hợp anten và khuếch đại cao tần
*
fa
fa
H.IX-4
fo = fa + fif
Tổng hợp tần số
(PLL) vòng khóa pha tái tạo sóng mang fPC
lọc tần số fPC
fPC
VCO
So pha
fPC
lọc thông USB(B)
lọc thông USB(A)
A
*
Khuếch đại âm tần A
Tách sóng điều biên A
USB(A) dải biên trên
Tái nhập sóng mang
B
Khuếch đại âm tần B
Tách sóng điều biên B
Tái nhập sóng mang
USB(B) dải biên dưới
Trên đây mới chỉ là sơ đồ khối máy thu sóng đơn biên và song biên độc lập cơ bản. Ngoài ra còn có một số cấu hình khác như là máy thu đổi tần số hai lần để tăng độ nhạy.
Trên đây cũng là sơ đồ cơ bản ở các máy thu nói chung gồm có các khối sau đây:
- Khối điều hợp và khuếch đại cao tần.
- Khối trộn sóng khuếch đại phi tuyến.
- Khối tổng hợp tần số hay dao động .
- Khối khuếch đại trung tần.
- Khối tái tạo sóng mang và tái nhập sóng mang.
- Khối tách sóng điều biên (hoặc hai khối nếu là máy thu sóng song biên độc lập)
- Khối khuyếch đại tín hiệu gốc (âm tần) hoặc hai khối nếu thu song biên độc lập.