Truyền thông Tương tự Analog Transmission

1©STU, 2006 Chương 5 Truyền thông Tương tự Analog Transmission ©STU, 2006 5.1 ðiều chế số Chuyển ñổi Số - Tương tự Digital-to-Analog Conversion (DAC) Khóa dịch biên Amplitude Shift Keying (ASK) Khóa dịch tần Frequency Shift Keying (FSK) Khóa dịch pha Phase Shift Keying (PSK) ðiều chế biên ñộ cầu phương Quadrature Amplitude Modulation (QAM) Bit và Baud 2©STU, 2006 Hình 5.1 Digital-to-analog ©STU, 2006 Hình 5.2 Các loại ñiều chế digital-to-analog 3©STU, 2006 Tốc ñộ bit (bit rate) là số lượng bits trên một giây. Tốc ñộ baud (Baud rate) là số lượng ñơn vị tín hiệu trên một giây. Tốc ñộ bit thì lớn hơn hoặc bằng tốc ñộ baud. Ghi chú: ©STU, 2006 Ví dụ Một tín hiệu tương tự mang 4 bits trên mỗi ñơn vị tín hiệu. Nếu 1000 ñơn vị tín hiệu ñược gởi trên một giây thì tốc ñộ baud và tốc ñộ bit là bao nhiêu? 4©STU, 2006 Ví dụ Tốc ñộ bit của một tín hiệu là 3000bps. Nếu mỗi ñơn vị tín hiệu mang 6 bits, thì tốc ñộ baud là? ©STU, 2006 Hình 5.3 ASK 5©STU, 2006 Hình 5.4 Quan hệ giữa Tốc ñộ baud và băng thông trong ASK ©STU, 2006 Ví dụ Tìm băng thông tối thiểu ñối với tín hiệu ASK truyền tại 2000 bps. Chế ñộ truyền là half-duplex. 6©STU, 2006 Ví dụ Cho băng thông ñối với tín hiệu ASK là 5000 Hz. Tìm tốc ñộ baud và tốc ñộ bit? ©STU, 2006 Ví dụ Cho băng thông là 10000 Hz (1000 ñến 11000 Hz), hãy vẽ giản ñồ full-duplex ASK của hệ thống. Tìm các sóng mang và băng thông của mỗi hướng truyền. Giả sử rằng không có khoảng cách giữa các băng trong cả hai hướng. 7©STU, 2006 Hình 5.5 Ví dụ ©STU, 2006 Hình 5.6 FSK 8©STU, 2006 Hình 5.7 Quan hệ giữa tốc ñộ baud và băng thông trong FSK ©STU, 2006 Ví dụ Tìm băng thông tối thiểu ñối với tín hiệu FSK truyền tại 2000 bps. Chế ñộ truyền là half-duplex và các sóng mang ñược tách rời 3000 Hz. 9©STU, 2006 Ví dụ Tìm tốc ñộ bit tối ña ñối với một tín hiệu FSK nếu băng thông của ñường truyền là 12000 Hz và sự khác nhau giữa hai sóng mang là 2000 Hz. Chế ñộ truyền là full- duplex. ©STU, 2006 Hình 5.8 PSK 10 ©STU, 2006 Hình 5.9 Giãn ñồ sao của PSK (PSK constellation) ©STU, 2006 Hình 5.10 Phương pháp 4-PSK 11 ©STU, 2006 Hình 5.11 ðặc ñiểm 4-PSK (ghép 2 bits) ©STU, 2006 Hình 5.12 ðặc ñiểm 8-PSK (ghép 3 bits) 12 ©STU, 2006 Hình 5.13 Quan hệ giữa tốc ñộ baud và băng thông trong PSK ©STU, 2006 Ví dụ Cho băng thông 5000 Hz ñối với tín hiệu 8-PSK. Tìm baud rate và bit rate? 13 ©STU, 2006 QAM là sự kết hợp của ASK và PSK Ghi chú: ©STU, 2006 Hình 5.14 The 4-QAM and 8-QAM constellations 14 ©STU, 2006 Hình 5.15 Time domain for an 8-QAM signal ©STU, 2006 Hình 5.16 16-QAM constellations 15 ©STU, 2006 Hình 5.17 Bit and baud ©STU, 2006 So sánh tốc ñộ bit và tốc ñộ baud 8N 7N 6N 5N 4N 3N 2N N Bit Rate N5Pentabit32-QAM N6Hexabit64-QAM N7Septabit128-QAM N8Octabit256-QAM N4Quadbit16-QAM Tribit Dibit Bit Units N38-PSK, 8-QAM N24-PSK, 4-QAM N1ASK, FSK, 2-PSK Baud rateBits/BaudModulation 16 ©STU, 2006 Ví dụ Một giản ñồ sao chứa 8 ñiểm trên mặt phẳng. Nếu bit rate là 4800 bps. Tìm baud rate? ©STU, 2006 Ví dụ Tính tốc ñộ bit ñối với tín hiệu 1000-baud 16-QAM. 17 ©STU, 2006 Ví dụ Tính baud rate ñối với tín hiệu 72000-bps 64-QAM. ©STU, 2006 5.2 Telephone Modems Modem Standards 18 ©STU, 2006 ðường dây ñiện thoại có băng thông khoảng 2400 Hz cho truyền dữ liệu. Ghi chú: ©STU, 2006 Hình 5.18 Telephone line bandwidth 19 ©STU, 2006 Modem là viết tắt của modulator/demodulator. Ghi chú: ©STU, 2006 Hình 5.19 Modulation/demodulation 20 ©STU, 2006 Hình 5.20 The V.32 constellation and bandwidth ©STU, 2006 Hình 5.21 The V.32bis constellation and bandwidth 21 ©STU, 2006 Hình 5.22 Các Modem truyền thống ©STU, 2006 Hình 5.23 56K modems 22 ©STU, 2006 5.3 ðiều chế các tín hiệu tương tự Amplitude Modulation (AM) Frequency Modulation (FM) Phase Modulation (PM) ©STU, 2006 Hình 5.24 Analog-to-analog modulation 23 ©STU, 2006 Hình 5.25 Các kiểu ñiều chế ©STU, 2006 Băng thông tổng cộng cần cho AM có thể ñược xác ñịnh từ băng thông của tín hiệu âm tần: BWt = 2 x BWm. Note: 24 ©STU, 2006 Hình 5.26 Amplitude modulation ©STU, 2006 Hình 5.27 AM bandwidth 25 ©STU, 2006 Hình 5.28 Cấp phát băng tần AM ©STU, 2006 Ví dụ Chúng ta có một tín hiệu âm tần với băng thông 4 KHz. Tìm băng thông cần thiết nếu chúng ta ñiều chế tín hiệu dùng AM? Bỏ qua quy ñịnh của FCC. 26 ©STU, 2006 Băng thông tổng cộng yêu cầu ñối với FM có thể ñược xác ñịnh từ băng thông của tín hiệu âm tần: BWt = 10 x BWm. Ghi chú ©STU, 2006 Hình 5.29 Frequency modulation 27 ©STU, 2006 Hình 5.30 FM bandwidth ©STU, 2006 Băng thông của tín hiệu stereo audio signal thông thường là 15 KHz. Do ñó một trạm FM cần băng thông ít nhất là 150 KHz. FCC yêu cầu băng thông tối thiểu là 200 KHz (0.2 MHz). Ghi chú: 28 ©STU, 2006 Hình 5.31 Cấp phát băng tần FM ©STU, 2006 Ví dụ Chúng ta có một tín hiệu âm tần với băng thông 4 MHz. Tìm băng thông cần thiết nếu chúng ta ñiều chế dùng FM? Bỏ qua quy ñịnh của FCC.