5.Импульсно-кодовая модуляция икм.

Для осуществления ИКМ необходимо выполнить 3 операции:

1. Дискретизация по времени – преобразование непрерывного аналогового сигнала в дискретные отсчёты с частотой равной удвоенной верхней частоте для восстановления согнала без потерь (теорема Котельникова).

2. Квантование. Сформированный АИМ сигнал имеет множество возможных значений амплитуд. Это бесконечное множество нужно привести в конечному значению, определяющемуся пропускной способностью оборудования.

Разрешённые для передачи уровни амплитуд – уровни квантования.

Квантование - приведение уровней амплитуд дискретного сигнала к разрешённым значениям. (Относительно половины шага)

Шаг квантования – разность между двумя соседними уровнями квантования.

Ошибка квантования – разность между истинным значением амплитуды и его квантованным.

3. Кодирование – присваиваем уровням квантования номера, а затем кодируем эти номера

6.Равномерное квантование

Если шаг квантования – величина постоянная, то такое квантование называется равномерным или линейным.

Амплитудная характеристика имеет зону ограничения и зону квантования.

Если входной сигнал удовлетворяет условию: , то он попадает в зону квантования.

Если входной сигнал удовлетворяет условию: , то он попадает в зону ограничения.

Любой входной сигнал, попадающий в зону ограничения, фиксируется на уровне Uогр в зависимости от полярности (±U).

Основным недостатком равномерного квантования является то, что для малых сигналов шум квантования велик, а для больших – мал.

7.Неравномерное квантование

Для выравнивания относительной ошибки квантования, используется квантование с неравномерным шагом, такое квантование называется неравномерным или нелинейным.

Шаг квантования увеличивается в 2 раза по отношению к предыдущему уровню.

Относительная ошибка квантования определяется соотношением: сигнал/шум.

Достоинства неравномерного квантования:

1. Относительная ошибка квантования во всем динамическом диапазоне входного сигнала остается постоянной.

2. Сокращается число шагов квантования по сравнению с равномерным квантованием.

Зависимость:

M (число уровней квантования), m (число разрядов кодовой группы)

m=log(2)M

M=

При нелинейном квантовании m=7 ; M=128

Качество сигнала сохраняется при нелинейном квантовании

8.Линейный кодер взвешенного типа для сигнала двуполярного.

Принцип действия кодера взвешенного типа: «Уравновешивание амплитуд АИМ сигнала с эталонными токами определенного значения»

Двоичный кодер взвешенного типа для двуполярного сигнала содержит:

1. К (компаратор)

2. ГЭТ (генератор эталонных токов)

3. ЛУ (Логическое устройство)

4. ПК (Преобразователь кода).

Шаг квантования = ∆, значение эталонных токов, которые вырабатывает ГЭТ, соответственно 2∆ ,4∆, 8∆, 16∆ и т.д.

Компаратор по первому знаку определяет какие эталонные токи будут подключены (положительные или отрицательные). Если ГЭТ положительный, то на 1-ом выходе ЛУ записывается 1, если ГЭТ отрицательный, то 0. Затем К производит сравнение входного АИМ отсчета и эталонного тока. Если результат больше, то на выходе К формируется 0, если меньше, то 1.

ЛУ служит для записи решения К после каждого такта кодирования и управляется работой ключей КЛ1-КЛ7 в зависимость от полярности ГЭТ.

На выходе ЛУ формируется параллельная кодовая комбинация. В ПК она преобразовывается в последовательную, и на выходе получается ИКМ сигнал.

Кодер осуществляет операции квантования и кодирования.

Работой кодера управляют импульсные последовательности от генераторного оборудования.

9.Структурная схема линейного декодера. ЭЛ- экспандирующая логика.

На цифровой регистр (ЦР) подается ИКМ-сигнал. На выходах ЦР получается параллельный код. 1й разряд определяет полярность сигнала, остальные 8 передаются на ЭЛ, которая преобразовывает 7ми разрядную кодовую комбинацию в 12ти разрядную.

12й разряд добавляется для корректировки сигналов, эталонный ток его соответствует половине шага квантования в данном сегменте.

БКЭ – блок выбора и коммутации эталонных токов. По первым 3м знакам БКЭ включает основной эталон. Основные знаки кодовой комбинации включают дополнительные эталонные токи соответствующие данному сегменту.