วิชา  ระบบสื่อสารแอนะลอก                                                                                                                          

หน่วยที่  5  ชื่อหน่วย  การมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่                                                                              จำนวน  9  คาบ

ใบงานที่  4  ชื่องาน  การรับช่องสัญญาณของ FDM                                                                                    จำนวน  1  คาบ

 

จุดประสงค์ทั่วไป

                เพื่อศึกษาหลักพื้นฐานของระบบส่งสัญญาณผ่านระบบมัลติเพลกซ์แบบแบ่งความถี่

 

จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม

1.       อธิบายการทำงานของ 2-Channel FDM  Reciever ได้

2.       อธิบายการทำงาน วงจร Automatic Gain Control ได้

3.       วิเคราะห์รูปคลื่นของสัญญาณที่สัมพันธ์กับความถี่ได้

 

เนื้อหา

                ลักษณะของวงจร

                                2-Channel FDM Reciever ประกอบด้วย (รูป 4.1)

·       Reception Amplifier กับ Automatic Gain Control ของ Received Signal

·       Two Channel Demodulators

·       One Carrier-Generating สำหรับ Demodulators

·       One Circuit Tracing Out-Of-Band signals

Amplifier ที่มี Automatic Gain Control (AGC) สัญญาณ FDM ที่รับเข้ามาซึ่งมาจากหลาย ๆ  Channel และ 32 kHz. Pilot Tone จะผ่าน Isolation Transformer และส่งไปที่ Amplifier อัตราขยายของ Amplifier มีการปรับโดยอัตโนมัติเพื่อให้ได้ระดับของ Output ที่แน่นอน (TP3) ซึ่งทำให้มีสภาวะการทำงานที่ดีที่สุดสำหรับวงจร โดยไม่ขึ้นกับการลดทอนพลังงานที่เกิดจากสายสัญญาณ

Gain Control ทำงานโดยใช้สัญญาณอ้างอิง 32 kHz. เรียกว่า Pilot Tone จุดประสงค์ของวงจร AGC คือ การรักษาระดับแอมปลิจูดของ Channel Signal เปลี่ยนแปลงตามแอมปลิจูดของ Pilot Tone ถ้า Pilot Tone มีค่าคงที่แอมปลิจูดของ Channel Signal จะมีค่าคงที่ด้วย

Bandpass Filter ใน  Amplifier Output กรอง Pilot Tone จากสัญญาณ FDM Subseguent Detector จ่ายแรงดัน d.c แปรผันตามแอมปลิจูดของ Tone สัญญาณที่ตรวจจับได้และระดับอ้างอิง (ระดับ AGC)  ถูกส่งไปที่ Error Amplifier ที่ Output ของ Amplifier จะพบแรงดันใหม่ซึ่งแปรผันตามความแตกต่างระหว่างแอมพลิจูดของ Actual Pilot Tone และแอมปลิจูดที่ต้องการซึ่งจัดเตรียมโดย AGC LEVEL แรงดันนี้ใช้ในการเปลี่ยนอัตราขยายของ Reception Amplifier โดยอัตโนมัติ

 

 

รูป 4.1

 

                Channel Demodulators

                การทำงานของ Channel Demodulator อันหนึ่งได้อธิบายไว้ในบทที่ 4 Demodulator ทั้ง 2 แตกต่างกันที่ Bandpass ของ Input Channel Filter (4-8 kHz. หรือ 8-12 kHz.) และความถี่ของ Carrier (4 หรือ 8 kHz.)

                Carrier Generators

                ในส่วนนี้ใช้สัญญาณรูปเหลี่ยม 2 สัญญาณ (4 และ 8 kHz.) เป็น Carrier สำหรับ Channel 1 และ Channel 2

                Detector of Out-Of-Band Signals

                Bandpass Filter มีจุดกลางที่ 3825 Hz. ถูกต่อกับ Demodulator Output เพื่อใช้กรอง Signalling Tone จาก Demodulated Signal

                Detector   จ่ายระดับแรงดันแปรผันตาม Tone ระดับแอมปลิจูดสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อ (+12V) มี Tone ระดับต่ำสุด (0V) เกิดขึ้นเมื่อไม่มี Tone

 

 

เครื่องมือและอุปกรณ์

1.       แหล่งจ่ายไฟ  ± 12Vdc                                                                                                             1  ชุด

2.       ออสซิโลสโคป                                                                                                                             1  เครื่อง

3.       มิเตอร์วัดความถี่                                                                                                                           1  เครื่อง

4.       เครื่องกำเนิดสัญญาณ 0.1-100 kHz                                                                                         1  เครื่อง

5.       แผงทดลอง L03-L04                                                                                                                  1  ชุด

 

 

ลำดับการทดลอง

                การทำงานของวงจร AGC

1.       จ่ายแรงดัน ± 12V. ให้ Module

2.       จ่ายสัญญาณไซน์ที่มีความถี่ 32 kHz.  และ แอมปลิจูด 10 mVpp ระหว่าง TP1 และ TP2

3.       ปิด AGC โดยการไม่ต่อวงจร AGC และต่อออสซิลโลสโคปที่ TP3

4.       เพิ่มแอมปลิจูดของสัญญาณอินพุทและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของแอมปลิจูดของเอาท์พุท (TP3)

5.       เปิด AGC และสังเกตว่าแอมปลิจูดของเอาท์พุทยังคงที่สำหรับการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณในช่วงที่แน่นอน

6.       เปลี่ยน AGC LEVEL และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของระดับเอาท์พุท (จาก 100 mVpp ถึง  200mVpp โดยประมาณ)

7.       จัดเตรียม Module L03  สำหรับการส่งสัญญาณ 500 Hz บน Channel 1 และ 1 kHz. บน Channel 2 ต่อเชื่อมจุดต่อไปนี้ TP3-TP4 ; TP5-TP6 ; TP9-TP10 ; TP26-TP8 ; TP23-TP2 ; TP24-TP14 ; TP27-TP18 ; TP31-TP34 และ TP32-TP33 (รูป 4.2)

8.       จัดเตรียม Module L04 โดยต่อวงจรที่ TP3-TP4 ; TP5-TP6 ; TP18-TP7 ; TP8-TP9 ; TP10-TP11 ; TP19-TP14 , เปิด AGC

9.       ต่อ TP35 และ TP36 ใน L03 กับ TP2 และ TP1 ใน L04 (รูป 4.2)

10.    จ่ายแรงดัน  ± 12V.  ให้กับ Module

11.    ปรับระดับ L03 ตามที่อธิบายไว้ใน 3.3.1

12.    ทดสองรูปคลื่นที่จุดใน L04 ต่อไปนี้

·       TP4  :  สัญญาณ FDM

·       TP5  :  สัญญาณที่มาจาก Channel 1 Filter

·       TP7  :  สัญญาณ Carrier สำหรับ Channel 1 Modulator

·       TP8  :  สัญญาณที่จ่ายให้กับ Demodulator 1

·       TP10 :  สัญญาณจาก Channel 1 ปรับ Amplifier VF LEVEL เพื่อให้ได้แอมปลิจูดเท่ากับสัญญาณที่ส่งไป (TP2 ใน L03)

·       TP13 :  สัญญาณที่มาจาก Channel 2 Filter

·       TP14 :  สัญญาณ Carrier สำหรับ Cgannel 2 Demodulator

·       TP15 :  สัญญาณจาก Demodulator 2

·       TP17 :  สัญญาณจาก Channel 2 ปรับ Amplifier VF LEVEL เพื่อให้ได้แอมปลิจูดเท่ากับสัญญาณที่ส่งไป (TP14 ใน Lo3)

13.    สังเกตว่า Channel Filter กรองสัญญาณเฉพาะที่อยู่ใน Channel เท่านั้น

14.    ทดสอบความสัมพันธ์เชิงความถี่ระหว่าง Channel Signal, Demodulation Carrier และ Detected Signal

15.    สังเกตว่ามี Phase Shift ระหว่างสัญญาณที่ตรวจจับได้และสัญญาณที่ส่งไป (จาก Oscilloscope) อธิบายปรากฎการณ์นี้

Crosstalk

16.    ปรับสัญญาณ Channel-1 ไปที่ศูนย์และสัญญาณ Channel-2 ไปที่ค่ามากที่สุด (0.2 Vpp ที่ TP15 ของ L03) ต่อออสซิลโลสโคปกับ Channel 7 Output (TP12 ใน L04) และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ (ประมาณ 10-20 mVpp)

17.    ลดแอมปลิจูดของสัญญาณที่ส่งบน Channel 2 และสังเกตผลของการลดลงของ Crosstalk ใน Output ของ Channel 1

18.    การรบกวนจากอีก Channel มีหลายสาเหตุ :

จงบอกสาเหตุบางอันมา

                       Detection of Out-Of-Band Signalling

19.    ต่อ TP8-TP20 ของ Module L04

20.    ส่งสัญญาณ Out-Of-Band ใน Channel 1 (ต่อ TP25-TP7 และ TP22 กับ +12V ใน Module Lo3)