Bộ giải điều chế DSBSC
Quá trình trích xuất một tín hiệu bản tin gốc từ sóng DSBSC được gọi là phát hiện hoặc giải điều chế DSBSC. Các bộ giải điều chế (bộ dò) sau được sử dụng để giải điều chế sóng DSBSC.
- Máy dò mạch lạc
- Costas Loop
Máy dò mạch lạc
Ở đây, tín hiệu sóng mang tương tự (được sử dụng để tạo ra tín hiệu DSBSC) được sử dụng để phát hiện tín hiệu bản tin. Do đó, quá trình phát hiện này được gọi làcoherent hoặc là synchronous detection. Sau đây là sơ đồ khối của bộ tách sóng.
Trong quá trình này, tín hiệu bản tin có thể được trích xuất từ sóng DSBSC bằng cách nhân nó với sóng mang, có cùng tần số và cùng pha của sóng mang được sử dụng trong điều chế DSBSC. Tín hiệu kết quả sau đó được chuyển qua Bộ lọc thông thấp. Đầu ra của bộ lọc này là tín hiệu tin nhắn mong muốn.
Hãy để làn sóng DSBSC
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) m \ left (t \ right) $$
Đầu ra của bộ dao động cục bộ là
$$ c \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $$
Trong đó, $ \ phi $ là độ lệch pha giữa tín hiệu dao động cục bộ và tín hiệu sóng mang, được sử dụng cho điều chế DSBSC.
Từ hình vẽ, chúng ta có thể viết đầu ra của bộ điều chế sản phẩm là
$$ v \ left (t \ right) = s \ left (t \ right) c \ left (t \ right) $$
Thay thế, các giá trị $ s \ left (t \ right) $ và $ c \ left (t \ right) $ trong phương trình trên.
$$ \ Rightarrow v \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) m \ left (t \ right) A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $$
$ = {A_ {c}} ^ {2} \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) m \ left (t \ right) $
$ = \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ left [\ cos \ left (4 \ pi f_ct + \ phi \ right) + \ cos \ phi \ right] m \ left (t \ đúng) $
$$ v \ left (t \ right) = \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ phi m \ left (t \ right) + \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct + \ phi \ right) m \ left (t \ right) $$
Trong phương trình trên, số hạng đầu tiên là phiên bản thu nhỏ của tín hiệu thông báo. Nó có thể được trích xuất bằng cách đưa tín hiệu trên qua bộ lọc thông thấp.
Do đó, đầu ra của bộ lọc thông thấp là
$$ v_0t = \ frac {{A_ {c}} ^ {2}} {2} \ cos \ phi m \ left (t \ right) $$
Biên độ tín hiệu được giải điều chế sẽ đạt cực đại khi $ \ phi = 0 ^ 0 $. Đó là lý do tại sao tín hiệu dao động cục bộ và tín hiệu sóng mang phải cùng pha, tức là không được có bất kỳ sự lệch pha nào giữa hai tín hiệu này.
Biên độ tín hiệu được giải điều chế sẽ bằng 0 khi $ \ phi = \ pm 90 ^ 0 $. Hiệu ứng này được gọi làquadrature null effect.
Costas Loop
Vòng lặp Costas được sử dụng để làm cho cả tín hiệu sóng mang (được sử dụng cho điều chế DSBSC) và tín hiệu được tạo cục bộ cùng pha. Sau đây là sơ đồ khối của vòng lặp Costas.
Costas loopbao gồm hai bộ điều biến sản phẩm với đầu vào chung $ s \ left (t \ right) $, là sóng DSBSC. Đầu vào khác cho cả hai bộ điều chế sản phẩm được lấy từVoltage Controlled Oscillator (VCO) với độ lệch pha $ -90 ^ 0 $ thành một trong các bộ điều chế sản phẩm như trong hình.
Chúng ta biết rằng phương trình của sóng DSBSC là
$$ s \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) m \ left (t \ right) $$
Đặt đầu ra của VCO là
$$ c_1 \ left (t \ right) = \ cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $$
Đầu ra này của VCO được áp dụng làm đầu vào sóng mang của bộ điều chế sản phẩm phía trên.
Do đó, đầu ra của bộ điều chế sản phẩm trên là
$$ v_1 \ left (t \ right) = s \ left (t \ right) c_1 \ left (t \ right) $$
Thay thế, các giá trị $ s \ left (t \ right) $ và $ c_1 \ left (t \ right) $ trong phương trình trên.
$$ \ Rightarrow v_1 \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) m \ left (t \ right) \ cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $ $
Sau khi đơn giản hóa, chúng ta sẽ nhận được $ v_1 \ left (t \ right) $ dưới dạng
$$ v_1 \ left (t \ right) = \ frac {A_c} {2} \ cos \ phi m \ left (t \ right) + \ frac {A_c} {2} \ cos \ left (4 \ pi f_ct + \ phi \ right) m \ left (t \ right) $$
Tín hiệu này được áp dụng như một đầu vào của bộ lọc thông thấp trên. Đầu ra của bộ lọc thông thấp này là
$$ v_ {01} \ left (t \ right) = \ frac {A_c} {2} \ cos \ phi m \ left (t \ right) $$
Do đó, đầu ra của bộ lọc thông thấp này là phiên bản thu nhỏ của tín hiệu điều chế.
Đầu ra của bộ dịch pha $ -90 ^ 0 $ là
$$ c_2 \ left (t \ right) = cos \ left (2 \ pi f_ct + \ phi-90 ^ 0 \ right) = \ sin \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $$
Tín hiệu này được áp dụng làm đầu vào sóng mang của bộ điều chế sản phẩm thấp hơn.
Đầu ra của bộ điều chế sản phẩm thấp hơn là
$$ v_2 \ left (t \ right) = s \ left (t \ right) c_2 \ left (t \ right) $$
Thay thế, các giá trị $ s \ left (t \ right) $ và $ c_2 \ left (t \ right) $ trong phương trình trên.
$$ \ Rightarrow v_2 \ left (t \ right) = A_c \ cos \ left (2 \ pi f_ct \ right) m \ left (t \ right) \ sin \ left (2 \ pi f_ct + \ phi \ right) $ $
Sau khi đơn giản hóa, chúng ta sẽ nhận được $ v_2 \ left (t \ right) $ dưới dạng
$$ v_2 \ left (t \ right) = \ frac {A_c} {2} \ sin \ phi m \ left (t \ right) + \ frac {A_c} {2} \ sin \ left (4 \ pi f_ct + \ phi \ right) m \ left (t \ right) $$
Tín hiệu này được áp dụng như một đầu vào của bộ lọc thông thấp dưới. Đầu ra của bộ lọc thông thấp này là
$$ v_ {02} \ left (t \ right) = \ frac {A_c} {2} \ sin \ phi m \ left (t \ right) $$
Đầu ra của bộ lọc thông thấp này có độ lệch pha $ -90 ^ 0 $ với đầu ra của bộ lọc thông thấp trên.
Đầu ra của hai bộ lọc thông thấp này được áp dụng làm đầu vào của bộ phân biệt pha. Dựa trên độ lệch pha giữa hai tín hiệu này, bộ phân biệt pha tạo ra tín hiệu điều khiển DC.
Tín hiệu này được sử dụng như một đầu vào của VCO để sửa lỗi pha ở đầu ra VCO. Do đó, tín hiệu sóng mang (được sử dụng cho điều chế DSBSC) và tín hiệu được tạo cục bộ (đầu ra VCO) là cùng pha.