1. سیگنال ها و سیستم ها
درس پانزدهم
حمیدرضا پوررضا

2. موضوعات این جلسه مدولاسیون دامنه یک نمایی مختلط مدولاسیون دامنه سینوسی
دمدولاسیون AM سینوسی
AM باند یک طرفه (Single-Sideband SSB)
مالتی‌پلکسینگ تقسیم فرکانسی
گیرنده‌های سوپر هتروداین
H.R. POURREZA

3. مفهوم مدولاسیون چرا چگونه
سیگنال‌های الکترومغناطیس در فرکانس‌های بالا موثرتر منتقل می‌شوند
انتقال چند سیگنال با یک رسانه و با حامل‌های مختلف قابل انجام است
انتقال از طریق کانال‌های با باند محدود انجام می‌شود
...
چگونه
روش‌های متعدد
اینجا تمرکز بر روی مدولاسیون دامنه (AM) است
H.R. POURREZA

4. مدولاسیون دامنه یک حامل نمایی مختلط
H.R. POURREZA

5. مدولاسیون دامنه یک حامل نمایی مختلط
متناظر با دو کانال مدولاسیون مجزا با حامل‌هایی که 90 درجه با هم اختلاف فاز دارند
H.R. POURREZA

6. در این رسم فرض بر این است که:
دمدولاسیون AM سینوسی
در این رسم فرض بر این است که:
ωc>ωM
H.R. POURREZA

7. دمدولاسیون AM سینوسی سنکرون
در اینجا فرض کنید که θ=0
یعنی: اسیلاتور محلی هم فاز با حامل است
H.R. POURREZA

8. دمدولاسیون سنکرون در بعد زمان
آنگاه
حال فرض کنید که یک اختلاف فاز وجود دارد یعنی: θ≠0 ، بنابراین
حال:
دو حالت خاص
Θ=π/2، اسیلاتور محلی 90 درجه با حامل اختلاف فاز دارد، در این حال r(t)=0، سیگنال بازیابی نشده
Θ=θ(t) ، تغییرات آهسته با زمان، در این حال r(t)cos[θ(t)].x(t)، یعنی گین متغیر با زمان
سیگنال‌های فرکانس بالا توسط فیلتر پایین‌گذر فیلتر می‌شوند
H.R. POURREZA

9. دمدولاسیون سنکرون (با خطای فاز) در بعد فرکانس
دمدولاسیون سنکرون (با خطای فاز) در بعد فرکانس
در وضعیتی که وقتی θ=π/2 باشد، سیگنال فرکانس پایین (ω<ωM) برابر صفر است
سیگنال دمدوله کننده دارای اختلاف فاز θ نسبت به سیگنال مدولاسیون دارد
H.R. POURREZA

10. روش جایگزین: دمدولاسیون آسنکرون
فرض کنید که ωc>>ωM بنابراین پوش سیگنال شبیه x(t) است
حامل را با دامنه A به سیگنال اضافه کنید
به ازای A=0  DSB/SC (Double Side Band, Suppressed Carrier)
به ازای A>0  DSB/WC (Double Side Band, With Carrier)
H.R. POURREZA

11. دمدولاسیون آسنکرون - آشکارساز پوش
دمدولاسیون آسنکرون - آشکارساز پوش
به منظور عملکرد درست، تابع پوش بایستی در تمام زمان‌ها مثبت باشد. یعنی: A+x(t)>0 برای همه زمان‌ها
مزیت‌های استفاده از دمدولاسیون آسنکرون:
سادگی در طراحی و پیاده‌سازی
معایب استفاده از دمدولاسیون آسنکرون:
برای اطمینان از اینکه A+x(t)>0 محقق شود، نیاز به ارسال توان بیشتر به اندازه‏ی [Acosωct]2 است  حداکثز کارایی توان = 1/3
H.R. POURREZA

12. مدولاسیون دامنه DSB و SSB
از آنجاییکه سیگنال‌های x(t) و y(t) هر دو حقیقی هستند، بر اساس تقارن مزدوج LSB و USB هر دو اطلاعات واحدی را حمل می‌کنند
DSB، پهنای باندی معادل 2ωM را در ω>0 اشغال می‌کند
هر سایدباند در ω>0 تنها 1ωM را اشغال می‌کند
H.R. POURREZA

13. هم می توان ساید باند بالا و هم ساید باند پایین را برداشت
مدولاسیون SSB
هم می توان ساید باند بالا و هم ساید باند پایین را برداشت
H.R. POURREZA

14. مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی (FDM)
مثال: سیگنال‌های ایستگاه رادیویی و تلفن‌های موبایل آنالوگ
همه کانال‌ها می‌توانند از رسانه‌ای مشترک استفاده کنند
H.R. POURREZA

15. سیگنال‌های مالتی‌پلکس شده
FDM در حوزه فرکانس
مثال: سیگنال‌های ایستگاه رادیویی و تلفن‌های موبایل آنالوگ
سیگنال باند پایه
کانال a
کانال b
کانال c
سیگنال‌های مالتی‌پلکس شده
H.R. POURREZA

16. ωa لازم است بتواند تنظیم شود
FDM در حوزه فرکانس
کانال‌ها نبایستی هم‌پوشانی داشته باشند  جانمایی باند
طراحی یک فیلتر میان‌گذر شارپ برای جداکردن یک باند با فرکانس مرکزی قابل تنظیم سخت (و گران) است
راه حل: گیرنده سوپرهتروداین
ωa لازم است بتواند تنظیم شود
H.R. POURREZA

17. گیرنده سوپرهتروداین اصول عملکرد:
فرکانس را از ωc به ωIF تقلیل داده و از یک فیلتر میان‌گذر قابل تنظیم غیرشارپ استفاده کنید
با استفاده از یک فیلتر میان‌گذر تیز با فرکانس ثابت ωIF می‌توان از دیگر سیگنال‌ها خلاص شد
H.R. POURREZA