Nghiên cứu thiết kế Module điều chế và giải điều chế tín hiệu FSK

207 
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MODULE ĐIỀU CHẾ 
VÀ GIẢI ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU FSK 
Nguyễn Tài Hiếu, Nguyễn Quang Trường, Nguyễn Thị Thanh Huyền 
Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh 
GVHD: ThS. Trần Duy Cường 
TÓM TẮT 
Nghiên cứu thiết kế module điều chế tín hiệu FSK và giải điều chế tín hiệu FSK, hiểu được chi tiết tất 
cả nguyên lý cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch tạo DATA, mạch tạo sóng mang, mạch lọc, vòng 
khóa pha PLL và VCO. Biết được ưu, nhược điểm của từng mạch và từng dạng sóng. Tất cả các 
mạch trên phải được tính toán thiết kế phù hợp đồng bộ với nhau giữa các mạch để tạo thành 
module điều chế và module giải điều chế hoạt động tốt nhất có thể. 
1 GIỚI THIỆU 
Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông số của một tín hiệu tuần hoàn theo sự 
thay đổi một tín hiệu mang thông tin cần truyền đi xa. Các phương pháp điều chế thông dụng hiện 
nay như: Điều chế tương tự (AM, SSB, QAM, FM, PM, SM), điều chế số (FSK, ASK, PSK, QAM, MSK, 
OFDM, SC-FDM), trải phổ (CSS, DSSS, FHSS, THSS). 
2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MODULE 
Hình 1. Sơ đồ khối Module điều chế FSK và Module giải điều chế FSK 
Chức năng từng khối: 
Khối DATA: Tạo ra DATA 8 Bit với IC 74HC165 dịch DATA song song sang nối tiếp. 
Khối điều chế FSK: Sử dụng hai tần số sóng mang và dữ liệu DATA vào IC CD4066 chuyển mạch 
điều chế ra tín hiệu FSK. 
Khối giải điều chế FSK: Tín hiệu FSK qua bộ giải điều chế để khôi phục lại DATA ban đầu. 
208 
Nguyên lý hoạt động của mạch: 
Nguyên lý hoạt động mạch tạo DATA: 
Mạch tạo dao động dùng ic Ne555 tạo ra dao động xung vuông với tần số 100Hz cung cấp cho 
mạch đếm mode 8 (gồm 2 ic số 74LS90, 74LS85 và 2 ic logic 74HC08 và 74HC04). Đồng thời cấp 
dao động đó vào chân 2 của ic 74HC165 để đọc (load) dữ liệu. 
Khi mạch đếm mode 8 đếm được 8 xung thì chân ra 6 của ic 74LS85 sẽ khởi động (reset) lại từ đầu 
và đưa tín hiệu đó qua cổng not là ic 74HC04 sau đó đi vào chân 1 của ic 74HC165. 
Với 8 bit data song song đầu vào được nối từ chân D0 tới D7 của ic 74HC165, lấy dao động của ic 
Ne555 đưa vào chân 2 để đọc (load) dữ liệu. Chân 1 của ic 74HC165 tích cực mức thấp khi có tín 
hiệu từ mạch đếm mode 8 kích vào sẽ dịch data từ song song ra nối tiếp đi ra từ chân số 9 của ic 
74HC165. Nhờ có mạch đếm mode 8 mà tín hiệu của ta có thể đi ra liên tục theo yêu cầu. 
Nguyên lý hoạt động mạch điều chế FSK: 
Dùng khóa dịch tần IC 4066 Và IC 7404 
Trong IC 4066 có 4 công tắc song phương chuyển mạch, mỗi công tắc có một ngõ vào X, một ngõ 
ra Y và một chân điều khiển C. 
Công tắc A: Cấp sóng mang Carrier 1 bằng 1.2 kHz vào chân số 1 và dữ liệu DATA qua cổng NOT 
nối vào chân 13 điều khiểu. 
Công tắc B: Cấp sóng mang Carrier 2 bằng 2.4 kHz vào chân số 11 và dữ liệu DATA nối trực tiếp 
vào chân 12 điều khiển. 
Ngõ ra của hai công tắc A và B lần lượt là chân 2 và chân 10 nối chung lại với nhau cho ra tín hiệu FSK. 
Nguyên lý hoạt động mạch giải điều chế FSK: 
Tín hiệu FSK sẽ được đưa vào bộ khuếch đại tín hiệu sử dụng IC LM324 với dạng khuếch đại không 
đảo. Tín hiệu sau khi khuếch đại sẽ được đưa vào mạch lọc thông thấp tích cực RC sử dụng IC 741 
và khôi phục lại tín hiệu DATA ban đầu. 
3 KẾT QUẢ THI CÔNG MẠCH 
Hình 2. Mạch PCB tạo cung Clock 
209 
Hình 3. Mạch PCB DATA 8 Bit 
Hình 4. Mạch PCB Mode 8 
Hình 5. Mạch PCB điều chế tín hiệu FSK 
210 
 Hình 6. Mạch PCB giải điều chế tín hiệu FSK 
Hình 7. Thi công thực tế mạch tạo xung Clock, DATA 8 Bit và Mode 8 
Hình 8. Thi công (a) mạch điều chế FSK, và (b) mạch giải điều chế FSK 
4 KẾT LUẬN 
Mạch hoạt động tương đối ổn định, nhưng tín hiệu truyền vẫn chưa tốt do các mối hàn trên mạch 
tay nghề còn yếu, dây nguồn, dây tín hiệu không được bền, chắc, đẹp, nên xảy ra hiện tượng nhiễu 
trong quá đo đạc thực tế. Sơ đồ khối và nhiệm vụ phải làm chưa tốt. Mạch thực tế còn bị nhiễu, 
chưa tối ưu hóa được toàn mạch, nhóm làm việc còn thiếu trách nhiệm và không có sự gắn kết. 
211 
Mong muốn của nhóm là làm đồng bộ tất cả các mạch thành một Module điều chế FSK - Module 
Giải điều chế FSK nhỏ gọn và tiện sử dụng nhất. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Sách ‚Hệ thống viễn thông‛ HUTECH. 
[2] Tài liệu ‚Thực hành viễn thông cơ sở‛ HUTECH. 
[3] Tài liệu ‚Thực hành viễn thông nâng cao‛ HUTECH. 
[4] https://www.alldatasheet.com.