วิชา ระบบสื่อสารแอนะลอก

หน่วยที่ 5 ชื่อหน่วย การมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่ จำนวน 9 คาบ

ใบงานที่ 1 ชื่องาน การมอดูเลตช่องสัญญาณ จำนวน 2 คาบ

จุดประสงค์ทั่วไป

เพื่อศึกษาหลักพื้นฐานของระบบส่งสัญญาณผ่านมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม

1. อธิบายการทำงานของ FDM Channel Modulator ได้

2. วัดผลการตอบสนองเชิงความถี่ของ Sound Band และของ Channel Filter ได้

3. วิเคราะห์รูปคลื่นของสัญญาณที่สัมพันธ์กับความถี่ได้

เนื้อหา

ลักษณะวงจร

รูป 1.1 แสดง Block Diagram ของ Channel Modulator Modulator ทั้ง 2 แตกต่างกันที่ความถี่ของ Carrier (4 หรือ 8 kHz.) และ Bandpass ของ Output Channel Filter (4-8 Hz หรือ 8-12 kHz.)

สัญญาณความถี่ต่ำใช้ใน MICROPHONE หรือ VF IN Inputs และขยายโดย Sound Band Amplifier Amplifier Output ผ่าน 300-3400 Hz Bandpass Filter ซึ่งจะ Cut off สัญญาณที่มีความถี่นอกเหนือ Sound Band

สัญญาณเสียงและ Carrier ความถี่ 4 kHz. ถูกใช้ใน Balanced Modulator ซึ่งทำการ Suppressed-Carrier Amplitude Modulation อาจมีการใช้สัญญาณที่นำมา Modulate เพิ่มเติมในการส่งข้อมูล (Signaling, Telex, Data) นอกเหนือจาก Dound Band Modulator Output ประกอบด้วย 2 Side Band ที่มีความถี่มากกว่าและต่ำกว่า 4 kHz.

Channel Filter กรองเอาแบบความถี่สูงกว่าเท่านั้น (4-8 kHz.) และจะถูกขยายโดย Channel Amplifier และถูกส่งไปที่วงจร Combiner/Transmitter ซึ่งจะรวมและส่งสัญญาณที่มีหลาย Channel

รูป 1.1

-153-

เครื่องมือและอุปกรณ์

1. แหล่งจ่ายไฟ ± 12 Vdc 1 ชุด

2. ออสซิลโลสโคป 1 เครื่อง

3. มิเตอร์วัดความถี่ 1 เครื่อง

4. เครื่องกำเนิดสัญญาณ 0.1-100 kHz. 1 เครื่อง

5. แผงทดลอง L03 1 ชุด

ลำดับการทดลอง

ผลตอบเชิงความถี่ของ Filter

Sound Band Filter

1. ไม่มีการต่อ Jumpers ใด ๆ เลย จ่ายไฟให้แก่ Module ± 12 V.

2. ให้สัญญาณแอมปลิจูดประมาณ 200 mVpp ความถี่ 800 Hz. กับ Filter Input (TP4)

3. ต่อออสซิลโลสโคปกับ Filter Output (TP5) และบันทึกแอมปลิจูดที่วัดได้ลงบนตาราง (รูป 1.2) ถือ

เป็นค่าอ้างอิง

4. เริ่มต้นจาก 100 Hz. เพิ่มความถี่ทีละขั้นจาก 100 Hz. จนถึง 4000 Hz. โดยที่แอมปลิจูดไม่เปลี่ยนแปลง บันทึกค่า dB Deviation ของแอมปลิจูดของเอาท์พุทเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง (U_ref)

5. นำค่าที่วัดได้ไปเขียนเป็นกราฟระหว่างแอมปลิจูดและความถี่และกำนหด

· ความถี่ Cut-Off ต่ำกว่า -3dB

· ความถี่ Cut-Off สูงกว่า -3dB

· Bandwidth เท่ากับ -3dB

-154-

Frequency

[Hz]

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

2500

2600

2700

2800

2900

3000

Output Vo

[Vpp]

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

V_ref

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

Vo/V_ref

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

1

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

0 dB

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

Frequency

[Hz]

3100

3200

3300

3400

3500

3600

3700

3800

3900

4000

Output Vo

[Vpp]

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

Vo/V_ref

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

รูป 1.2 ผลตอบเชิงความถี่ของ Sound Band Filter

Channel Filter

6. ไม่มีการต่อ Jumpers ใด ๆ และจ่ายไฟ ± 12 V.

7. ให้สัญญาณแอมปลิจูดประมาณ 200 mVpp และความถี่ 6 Hz. กับ Channel Filter Input (TP10)

8. ต่อออสซิลโลสโคปกับ Filter Output (TP11) และบันทึกแอมปลิจูดที่วัดได้ลงบนตาราง (รูป 1.3) ถือว่าเป็นค่าอ้างอิง

9. เริ่มต้นจาก 3.5 kHz. เพิ่มความถี่ทีละขั้นจาก 100 Hz. จนถึง 8.5 Hz. โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงแอมปลิจูด บันทึกค่า dB Deviation ของแอมปลิจูดของเอาท์พุทเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิง

10. นำค่าที่วัดได้ไปเขียนเป็นกราฟระหว่างแอมปลิจูดและความถี่และกำหนด

· ความถี่ Cut-Off ต่ำกว่า -3dB

· ความถี่ Cut-Off สูงกว่า -3dB

· Bandwidth เท่ากับ -3dB

-156-

Frequency

[Hz]

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

4.0

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

6

Output Vo

[Vpp]

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

Vo/V_ref

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

0 dB

V_ref 1

-157-

Frequency

[Hz]

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7.0

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

8.0

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

Output Vo

[Vpp]

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

Vo/V_ref

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

…..

….

…..

…..

…..

รูป 1.3 ผลตอบเชิงความถี่ของ Channel Filter

-158-

การทำงานของ Channel Modulator

11. ต่อวงจรระหว่างจุดต่อไปนี้ TP3-TP4 ; TP5-TP6 ; TP9-TP10 ; TP26-TP8 e TP23-TP2 และจ่ายไฟ ± 12 V. (รูป 1.4)

12. ปรับเครื่องกำเนิดสัญญาณ 1 LF LEVEL ไปที่จุดสูงสุดและปรับ VF LEVEL ของ Sound-Band Amplifier เพื่อให้ได้สัญญาณ 0.2 Vpp ที่ TP3.

13. ทดสอบรูปคลื่นของสัญญาณที่จุดต่อไปนี้ (รูป 1.5)

· TP6 : สัญญาณ Modulate สำหรับ Balanced Modulator

· TP8 : สัญญาณ Carrier สำหรับ Balanced Modulator

· TP9 : สัญญาณ Modulate แล้วจาก Balanced Modulator

· TP11 : สัญญาณที่สอดคล้องกับ Upper Sideband

14. ทดสอบความสัมพันธ์เชิงความถี่ระหว่างสัญญาณ Modulate, Carrier และ Upper Side Band

รูป 1.4

-159-

รูป 1.5

การบรรจุสัญญาณ Out-Of-Band

15. ต่อวงจรระหว่างจุดต่อไปนี้ TP3-TP4 ; TP5-TP6 ; TP9-TP10 ; TP26-TP8 ; TP23-TP2 และ TP25-TP7 และจ่ายไฟ ± 12 V.

16. ปรับ LF LEVEL ของเครื่องกำเนิดสัญญาณ 1 ไปที่ศูนย์

17. ต่อ TP22 กับ ± 12 V. เพื่อให้ส่งเสียงความถี่ 3825 Hz. ไปที่ Balanced Modulator ทดสอบ Waveform ที่ TP7 (ประมาณ 500 mVpp), TP9 และTP11 (ประมาณ 20 mVpp)

18. อธิบายว่าทำไมสัญญาณรูปไซน์ที่ TP11 จึงไม่ชัดเจน

19. หาความสัมพันธ์ของความถี่ระหว่างสัญญาณ Modulating (3825 Hz.) Carrier (4 kHz. เหมือนในแบบฝึกหัดที่แล้ว) และ Upper SideBand

20. ค่อย ๆ เพิ่ม LF LEVEL ของเครื่องกำเนิดสัญญาณ 1 และทดสอบรูปคลื่นที่ TP9 และ TP11 ว่าสัญญาณที่ TP11 สร้างได้จากผลรวมของสัญญาณไซน์ 2 สัญญาณได้หรือเปล่า ที่ความถี่เท่าใด

-160-

รูป 1.6

คำถาม

1. อธิบายหลักการทำงานของ FDM Channel Modulator

____________________________________________________________________________________________

-161-

สรุปผลการทดลอง

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

-162-

หน่วยที่ 5 ชื่อหน่วย การมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่

ใบงานที่ 1 ชื่องาน การมอดูเลตช่องสัญญาณ

คำแนะนำ แบบทดสอบนี้จัดทำขึ้นโดยผู้สอนใช้ตรวจสอบนักเรียน เพื่อให้ทราบว่านักเรียนที่เข้าเรียนในหัวข้อที่ผู้สอนกำหนดขึ้น ถ้าผ่านก็ให้ทำเครื่องหมาย ที่ช่อง ผ่าน และถ้าไม่ผ่านให้ทำเครื่องหมายที่ช่อง ไม่ผ่าน และถ้านักเรียนไม่ผ่านในหัวข้อใดให้ย้อนกลับไปทำในหัวข้อนั้นให้ผ่านก่อน

ชื่อ-นามสกุล…………………………...……เลขประจำตัว….………………….ห้อง..….……กลุ่ม…..

ลำดับที่	หัวข้อประเมิน	ผ่าน	ไม่ผ่าน
1	การประกอบวงจรได้อย่างถูกต้อง
2	การทดลองนักเรียนคำนึงถึงความปลอดภัย
3	ตำแหน่งการจัดวางเครื่องมือ-อุปกรณ์ได้อย่างเหมาะสม
4	การใช้ออสซิโลสโคปวัดค่าแรงดันไฟฟ้าและรูปสัญญาณได้อย่างถูกต้อง
5	การเขียนรูปสัญญาณตามจุดต่าง ๆ ได้อย่างถูกต้อง
6	การเก็บและทำความสะอาดอุปกรณ์-เครื่องมือ, โต๊ะฝึกงานและโรงงาน

ลงชื่อ……………………………..ผู้สอน

(……..………………………..)

วันที่….เดือน…………พ.ศ……..

-163-

ใบประเมินผลการปฏิบัติงาน

หน่วยที่ 5 ชื่อหน่วย การมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่

ใบงานที่ 1 ชื่องาน การมอดูเลตช่องสัญญาณ

ชื่อ-นามสกุล…………………………….……...……เลขประจำตัว….………………….ชั้น...….……กลุ่ม…..

ลำดับที่	หัวข้อประเมิน	ผลการปฏิบัติงานอยู่ในระดับ
ลำดับที่	หัวข้อประเมิน	ดีมาก	ดี	พอใช้	ต้องปรับปรุง
1	การตรงต่อเวลา
2	การแต่งกาย
3	ความสนใจในการทดลองใบงาน
4	การเตรียมอุปกรณ์และเครื่องมือ
5	ลำดับขั้นการทอลอง
6	การแก้ไขปัญหาในขณะทำการทดลอง
7	ความรู้ความสามารถในการทดลองใบงาน - อธิบายการทำงานของ FDM Channel Modulator ได้ - วัดผลการตอบสนองเชิงความถี่ของ Sound Band และของ - Channel Filter ได้ - วิเคราะห์รูปคลื่นของสัญญาณที่สัมพันธ์กับความถี่ได้
8	ความสะอาดและเป็นระเบียบ
9	การเก็บทำความสะอาดอุปกรณ์-เครื่องมือหลังการปฏิบัติงาน

ลงชื่อ……………………………..ผู้สอน

(….…………………………..)

วันที่….เดือน…………พ.ศ……..

ลำดับที่

หัวข้อประเมิน

ผ่าน

ไม่ผ่าน

หัวข้อประเมิน

ผลการปฏิบัติงานอยู่ในระดับ

ดีมาก

ดี