Translate Demod.docx

1. Tujuan kurikulum 1. Untuk memahami teori operasi demodulator FSK. 2. Untuk mengimplementasikan rangkaian detektor FSK dengan menggunakan PLL. 3. Untuk memahami teori operasi pembanding dengan menggunakan penguat operasional sebagai konverter level tegangan.

2. Teori dasar Dalam bab 13 kita menggunakan modulator FSK untuk komunikasi jarak jauh, yang tingkat tegangan sinyal digital telah dikonversi ke frekuensi. Oleh karena itu, pada penerima, kita harus memulihkan sinyal FSK ke sinyal digital, yang berarti frekuensinya harus diubah kembali menjadi tegangan. Kami menggunakan fase terkunci loop (PLL) sebagai demodulator FSK. PLL adalah semacam sistem pelacakan otomatis, yang mampu mendeteksi frekuensi dan fase sinyal input. PLL banyak digunakan dalam aplikasi nirkabel, seperti demodulator AM, demodulator FM, pemilih frekuensi dan sebagainya. Dalam komunikasi digital, berbagai jenis PLL digital dikembangkan. Digital PLL sangat berguna dalam sinkronisasi operator, sinkronisasi bit dan demodulasi digital. 1. Pendeteksi FSK asinkron Diagram blok detektor FSK asinkron ditunjukkan pada Gambar 14-1. Pada Gambar 14-1, kita dapat melihat bahwa pada bagian-bagian penerima, ada dua filter low-pass, yang frekuensi pusatnya adalah ωc + ωD dan ωc - ωD. Dengan menggunakan karakteristik filter, kita dapat memperoleh ωc + ωD (sinyal digital mewakili 1) dan ωc - ωD (sinyal digital mewakili 0). Kemudian menggabungkan sinyal digital setelah demodulasi, akhirnya, sinyal digital asli dapat diperoleh di terminal output. Karena deviasi frekuensi tetap dari sinyal pembawa (ωc) cukup kecil, oleh karena itu, penggunaan filter tajam adalah kerugiannya.

Gambar 14-1 Blok diagram detektor FSK asinkron.

2. Detektor FSK Sinkron Biarkan sinyal data yang diterima VFSK (t) dikalikan dengan sinyal osilasi lokal (LO) COS (ωc + ωD) t atau COS (ωc - ωD) t seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (14-1) dan (14-3). Kemudian kita dapat memperoleh cos [2 (ωc + ωD)] t yang frekuensi sinyal digital direpresentasikan sebagai 1 atau cos [2 (ωc - ωD)] t dimana frekuensi sinyal digital direpresentasikan sebagai 0. Setelah itu dengan menggunakan filter untuk menghapus harmonisa orde kedua dan tegangan DC, maka kita dapat memperoleh sinyal digital asli seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14-2. Pada bagian ini, kami menggunakan teori matematika untuk menyelesaikan demodulasi FSK seperti yang ditunjukkan pada persamaan (14-1). Detektor FSK sinkron membutuhkan dua osilator LO, yang frekuensi LO adalah ωc ωD dan ωc + ωD, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14-2. Ketika sinyal yang diterima adalah A cos (ωc + ωD) t, maka kita dapatkan

Dengan menggunakan filter untuk menghapus semua sinyal yang tidak diinginkan dalam persamaan (14-1), maka frekuensi sinyal output yang diwakili adalah 1 dan kita dapat menulis ulang persamaan (14-1) sebagai berikut

Dengan menggunakan filter untuk menghapus semua sinyal yang tidak diinginkan dalam persamaan (14-3), maka frekuensi sinyal output yang diwakili adalah 0 dan kita dapat menulis ulang persamaan (14-1) sebagai berikut

Secara umum, fase terkunci loop (PLL) dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu detektor fase (PD), loop filter (LF) dan osilator dikendalikan tegangan (VCO). Diagram blok PLL ditunjukkan pada Gambar 14-3. Pada Gambar 14-3, ketika frekuensi sinyal input berubah, sinyal output dari detektor fase akan berubah dan demikian juga output voltase. Kita dapat menggunakan karakteristik ini untuk merancang demodulator FSK. Biarkan frekuensi sinyal FSK sebagai f1 dan f2. Kemudian sinyal-sinyal ini dimasukkan ke terminal input dari Gambar 14-3. Ketika frekuensi sinyal fl, tegangan output akan menjadi V1. Ketika frekuensi sinyal input adalah f2, tegangan output adalah V2. Saat ini, kami telah mengubah frekuensi menjadi tegangan. Jika kita menambahkan komparator pada terminal keluaran PLL, tegangan referensi akan berada di antara V1 dan V2, maka pada terminal keluaran komparator, kita dapat memperoleh sinyal digital, yang merupakan sinyal FSK yang didemodulasi.

Gambar 14-2 Blok diagram detektor FSK sinkron.

Dalam percobaan ini, kami mengimplementasikan demodulator FSK dengan menggunakan LM565 PLL seperti yang ditunjukkan pada gambar 14-4. Frekuensi operasi LM565 PLL di bawah 500 kHz dan diagram sirkuit internal ditunjukkan pada Gambar 14-4. Ini termasuk detektor fasa, osilator dan

pengontrol tegangan yang dikendalikan. Detektor fase adalah rangkaian tipe modulator ganda-seimbang dan VCO adalah sirkuit Schmitt terintegrasi.

Gambar 14-3 block diagram pada PLL

Pin 1 terhubung ke suplai tegangan negatif, -5 V. Pin 2 dan 3 terhubung ke sinyal input, tetapi biasanya pin 3 akan terhubung ke ground. Jika pin 4 dan 5 terhubung ke pengganda frekuensi, maka berbagai penggandaan frekuensi dapat diperoleh. Dalam percobaan ini, kita tidak perlu menggunakan pengganda frekuensi, oleh karena itu, dua pin ini disingkat. Pin 6 adalah output tegangan referensi. Resistor internal (Rx) dari pin 7 dan kapasitor eksternal (CO terdiri dari filter loop. Pin 8 terhubung ke timing resistor (VR1). Pin 9 terhubung ke timing kapasitor (C2) .Pasokan 10 suplai tegangan positif +5 V dari LM565 Parameter penting dari desain sirkuit LM565 PLL adalah sebagai berikut

1. Frekuensi Lari-Bebas LM565 Ketika LM565 tanpa sinyal input apa pun, sinyal output VCO disebut frekuensi bebas-berjalan. C2 adalah kapasitor waktu dan resistor variabel VR1 adalah resistor

waktu. Frekuensi bebas berjalan (f0) VCO dari LM565 ditentukan oleh C2 dan VR1. Ungkapannya adalah 𝑓0 ≈

1.2 4𝑉𝑅1𝐶1

2. Rentang Terkunci dari LM566 Ketika PLL dalam kondisi terkunci, jika frekuensi sinyal input (fi) menyimpang dari fo, maka PLL akan tetap dalam kondisi terkunci. Ketika fi mencapai frekuensi tertentu, yang tidak dapat dikunci oleh PLL, maka perbedaan antara fi dan fo disebut rentang terkunci. Kisaran LM565 yang dikunci dapat dinyatakan sebagai

3. The Captured Range of LM565 The initial mode of PLL is in unlocked condition, then the frequency of the input signal (f i ) will come near to f i . When f i reaches a certain frequency, the PLL will be in locked condition. At this moment, the difference between f i and f o is called the captured range. The captured range of LM565 can be expressed as

Pada Gambar 14-4, pin 7 dari LM565 terhubung keR3, R4, R5, C3, C4 dan C5 untuk terdiri dari filter low-pass. Tujuannya adalah untuk menghapus sinyal yang tidak diinginkan, yang akan menyebabkan pembanding menghasilkan tindakan yang salah. μA741 adalah pembanding dan tegangan referensi dimasukkan pada pin 6 dari LM565. Tegangan output LM565 akan melewati µA741 dan D1 untuk mendapatkan tegangan output sinyal digital level TTL.

14-3 Item eksperimen Percobaan 1: demodulator FSK XR2206 1. Lihat diagram sirkuit pada gambar 14.4 atau gambar DCT14-1 pada modul GOTT DCT-6000-07. Tanpa menambahkan sinyal di terminal input (FSK I / P), kemudian dengan menggunakan osiloskop, amati pada output VCO (TP1) dari LM565, sesuaikan variabel resistor VR1 sehingga frekuensi LM565 yang beroperasi bebas beroperasi pada 1170 Hz. 2. Pada terminal input (FSK I / P) pada gambar DCT14-1, masukkan amplitudo 4 V dan frekuensi gelombang sinus 870 Hz. Dengan menggunakan osiloskop dan beralih ke saluran DC, kemudian amati bentuk gelombang sinyal keluaran FSK I / P, TP1, titik uji pengisian dan pengosongan (TP2), sirkuit loop low-pass 1 (TP3), sirkuit loop low-pass 2 ( TP4), sirkuit loop low-pass 3 (TP5), sirkuit loop low-pass 4 (TP6), tegangan referensi komparator (TP7), terminal output komparator (TP8) dan port output sinyal data (Data O / P ). Akhirnya, catat hasil yang diukur pada tabel 14-1. 3. Pada terminal input (FSK I / P) pada gambar DCT14-1, masukkan amplitudo 4 V dan frekuensi gelombang sinus 1370 Hz. Ulangi langkah 2 dan catat hasil yang diukur pada tabel 14-2. 4. Lihat gambar 13-3 dengan R, = 7,5 kΩ dan R5 = 15 kΩ atau lihat gambar DCT13-1 pada modul GOTT DCT-6000-07. Biarkan J2 dan J4 menjadi sirkuit terbuka, J3 dan J5 menjadi sirkuit pendek. 5. Tanpa menambahkan sinyal di terminal input (FSK I / P) dari gambar DCT 14-1, kemudian dengan menggunakan osiloskop, amati pada output VCO (TP1) dari LM565, sesuaikan variabel resistor VR1 sehingga frekuensi bebas-lari sehingga frekuensi bebas-lari dari LM565 beroperasi pada 1170 Hz.

6. Pada terminal input sinyal data (Data I / P) pada gambar DCT13-1, input amplitudo 5V, sinyal TTL 150 Hz. 7. Hubungkan sinyal FSK termodulasi (FSK O / P) dari gambar DCT13-1 ke terminal input (FSK I / P) dari gambar DCT14-1. Dengan menggunakan osiloskop, amati bentuk gelombang sinyal keluaran dari TP1, TP2, TP3, TP4, TP5, TP6 dan Data O / P. Akhirnya catat hasil yang diukur pada tabel 14-3. 8. Menurut sinyal input pada tabel 14-3, ulangi langkah 6 hingga langkah 7 dan catat hasil yang diukur pada tabel 14-3. Percobaan 2: Demodulator LM 565 FSK 1. Lihat diagram sirkuit pada gambar 13-6 atau gambar DCT13-2 pada modul GOTT DCT-6000-07. 2. Dari gambar DCT13-2, biarkan terminal input sinyal data (Data I / P) menjadi hubung singkat dan J1 menjadi sirkuit terbuka, mis. Input tegangan 0 V DC ke terminal input sinyal data (Data I / P). Dengan menggunakan osiloskop, amati pada bentuk gelombang sinyal keluaran dari port keluaran VCO (TP1) dari LM 566. Setel sedikit VR1 sehingga frekuensi keluaran TP1 adalah 1370 Hz. Sekali lagi biarkan terminal input sinyal data (Data I / P) menjadi sirkuit terbuka dan J1 menjadi sirkuit pendek, yaitu input tegangan 5 V DC ke terminal input sinyal data (Data I / P). Dengan menggunakan osiloskop, amati bentuk gelombang sinyal keluaran dari port keluaran VCO (TP1) dari LM 566. Sesuaikan sedikit VR1 sehingga frekuensi output TP I adalah 870 Hz. 3. Tanpa menambahkan sinyal apa pun di terminal input (FSK I / P) dari gambar DCT14-1, kemudian dengan menggunakan osiloskop, amati pada output VCO (TP1) dari LM565, sesuaikan variabel resistor VR1 sehingga frekuensi bebas berjalan dari LM565 beroperasi pada 1170 Hz.

4. Pada terminal input sinyal data (Data I / P) pada gambar DCT13-1, input amplitudo 5V, sinyal TTL 150 Hz. Hubungkan sinyal FSK termodulasi (FSK O / P) dari gambar DCT13-2 ke terminal input (FSK I / P) dari gambar DCT14-1. Dengan menggunakan osiloskop dan beralih ke saluran DC, amati bentuk gelombang sinyal keluaran dari FSK I / P, TP1, TP2, TP3, TP4, TP5, TP6 dan Data O / P. Akhirnya catat hasil yang diukur pada tabel 14-4. 5. Menurut sinyal input pada tabel 14-4, ulangi langkah 4 dan catat hasil yang diukur pada tabel 14-4.