ĐIỀU CHẾ DẠNG SÓNG VỚI MÁY PHÁT HÀM

Với sự ra đời của điện báo vô tuyến ở thế kỷ 19 bởi Guglielmo Marconi và sau đó là vô tuyến FM băng rộng ở thế thế kỷ 20 bởi Edwin Howard Armstrong, các sóng vô tuyến đã được điều chế bởi các sóng mang của nó để truyền hiệu quả tín hiệu đi xa.

AM (điều chế biên độ) và FM (điều chế tần số) đã và đang là nhưng kỹ thuật truyền dẫn rất quan trọng trong thông tin vô tuyến, được phát triển thành các kỹ thuật tinh vi hơn như QAM (quadrature amplitude modulation), FSK (frequency-shift keying). Hơn thế nữa, chúng được sử dụng trong các kết nối không dây - wireless links tầm ngắn như Wi-Fi đến các mạng viễn thông tầm xa.

Các tính năng điều chế nâng cao trong các máy phát hàm hiện đại

Ở đây, chúng ta hãy khám phá một số tính năng điều chế nâng cao trong các máy phát hàm hiện đại.

AM (điều chế biên độ)

Điều chế biên độ bằng sóng mang sin là loại điều chế được dùng phổ biến nhất. Hình 1 là các cài đặt để thực hiền điều chế một sóng sin trên máy phát hàm với độ sâu AM là 100 % và tần số AM là 100 Hz. Sóng sin dữ liệu gốc có tần số 1 Hz.

Hình 1. Thiết lập phát hàm AM (bên trái) sử dụng máy Keysight 33600A và hiển thị AM trên máy hiện sóng (bên phải)

Các máy phát hàm hiện đại có thể làm nhiều hơn việc chỉ phát ra sóng sin như một tín hiệu sóng mang thực hiện điều chế dạng sóng. Hình 2 là một số ví dụ về các loại tín hiệu khác nhau được sử dụng làm tín hiệu sóng mang cho điều chế dạng sóng (khác với tín hiệu sóng sine).

Hình 2. Một số tín hiệu sóng mang được sử dụng trong điều chế dạng sóng (khác sóng sin)

Khả năng vận hành của các máy phát hàm hiện đại cũng khá linh hoạt.  Bạn có thể chọn nguồn điều chế AM từ kênh khác của máy phát hàm của bạn mà không cần bất kỳ kết nối bên ngoài nào hoặc từ một nguồn bên ngoài. Ví dụ, bạn có thế chọn dạng sóng từ kênh 2 để điều chế dạng sóng trên kênh 1.

FM (điều chế tần số)

Điều chế tần số là giải pháp điều chế tương tự được biết đến nhiều nhất để phát sóng vô tuyến trong hơn nửa thế kỉ. Các ứng dụng của nó đã phát triển thành truyền hình, hệ thống giám sát y tế, radar, …

Hình 3. Thiết lập phát hàm FM sử dụng máy Keysight 33600A

Dưới đây là ví dụ về cách thiết lập máy phát hàm để mô phỏng tín hiệu FM. Hình 3 thể hiện điều chế tần số trên sóng sin 1 kHz. Phương pháp điều chế cũng được sử dụng trên sóng sin với tần số FM 10 Hz. Độ lệch tần số đỉnh của nó là 100 Hz.

PM (điều chế pha)

Điều chế pha được sử dụng rộng rãi trong truyền dẫn dữ liệu số thông qua các kỹ thuật điều chế số như PSK (Phase-shift keying), BPSK (Binary phase-shift keying), QPSK (Quadrature phase-shift keying), … Kỹ thuật này được sử dụng trong Wi-Fi, GSM và truyền hình vệ tinh.

Hình 4. Thiết lập phát hàm PM sử dụng máy Keysight 33600A

 Đây là cách thiết lập máy phát hàm để mô phỏng tín hiệu PM. Hình 4 thể hiện điều chế pha trên tín hiệu sin 1 kHz. Tín hiệu điều chế được sử dụng cũng là tín hiệu hình sin với tần số PM 200 Hz. Độ lệch pha của nó là 180^o.

FSK (Frequency-shift keying) / BPSK (Binary phase-shift keying)

Hiện nay có nhiều loại kỹ thuật điều chế số nhưng phổ biến nhất là FSK (Frequency-shift keying) và BPSK (Binary phase-shift keying). Đây là các kỹ thuật điều chế số được sử dụng trong nhiều ứng dụng như truyền dẫn vô tuyến số, RFID, Bluetooth, ….

Hình 5. Thiết lập phát hàm FSK sử dụng máy Keysight 33600A

Tiếp theo là ví dụ về cách thiết lập máy phát hàm để mô phỏng tín hiệu FSK. Hình 5 thể hiện điều chế FSK trên sóng mang sin 1 kHz. Tần số hop (hoặc alternate) được thiết lập tại 100 Hz. Tốc độ FSK đặt tại 10 Hz là tốc độ mà tần số đầu ra "dịch chuyển" giữa tần số sóng mang và tần số hop.

Hình 6. Thiết lập phát hàm BPSK sử dụng máy Keysight 33600A

Đây là ví dụ về cách thiết lập máy phát hàm mô phỏng tín hiệu BPSK. Hình 6 thể hiển điều chế BPSK trên sóng mang sin 1 kHz. Tốc độ BPSK là tốc độ mà pha đầu ra “dịch chuyển” giữa pha sóng mang và pha lệch. Thông thường bạn sẽ có các tuỳ chọn thiết lập độ dịch pha từ 0^o đến 360^o.

SUM (điều chế SUM)

Điều chế tổng cộng cho phép thêm tín hiệu điều chế vào bất kỳ dạng sóng mang nào; nó thường được sử dụng để thêm nhiễu Gaussian vào sóng mang. Tín hiệu điều chế được thêm vào sóng mang theo phần trăm biên độ sóng mang.

Hình 7. Thiết lập điều chế SUM trên máy phát hàm – thêm nhiễu vào tín hiệu sóng mang sin

Hình trên thể hiện cách chúng ta có thể sử dụng điều chế SUM để thêm nhiễu đo được vào tín hiệu sóng mang. Hình này cho thấy nhiễu với biên độ 30% (tham chiếu đến biên độ sóng mang) và băng thông nhiễu 100 kHz đã được thêm vào tín hiệu sóng mang hình sin.

Máy phát hàm Keysight 33600A series chấp nhận cả nguồn điều chế bên trong và bên ngoài. Trên thiết bị 2 kênh, bạn có thể sử dụng điều chế kênh này với kênh khác. Khi sử dụng nguồn bên trong để điều chế, chúng ta có thể sử dụng các dạng sóng sin, vuông, tam giác, răng cưa, PRBS hoặc dạng sóng tuỳ ý làm nguồn điều chế.

Tóm lại, chúng ta vừa khám phá một số tính năng điều chế nâng cao và cách thiết lập cấu hình trực quan có thể sử dụng trên máy phát hàm Keysight 33600A.

Để biết thêm thông tin về máy phát hàm Keysight’s 33600A Trueform, hãy truy cập theo đường link http://www.keysight.com/find/function-generators .

 Nguồn: RSI