КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Применение импульсно-кодовой модуляции для передачи аналоговых сигналовЗадание: Описать сущность, достоинства и недостатки ИКМ с приведением необходимых графических иллюстраций, поясняющих полный процесс преобразования непрерывного сообщения в сигнал ИКМ. Рассчитать мощность шума квантования и отношение сигнал/шум квантования h2кв для случая поступления на вход приёмника сигнала с максимальной амплитудой. Пояснить соображения выбора значения шага квантования (в том числе и с учётом уровня шума) Выполнение: Непрерывное сообщение дискретизируется по времени через интервалы Dt, полученные отсчеты мгновенных значений квантуются, затем полученная последовательность квантованных значений непрерывного сообщения представляется посредством кодирования в виде последовательности кодовых комбинаций. Чаще всего кодирование сводится к записи номера уровня в двоичной системе счисления. При импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) передача отдельных значений сигнала сводится к передаче определенных групп импульсов. Эти группы передаются друг за другом через относительно большие промежутки времени по сравнению с длительностью отдельных импульсов. Достоинства: Основное техническое преимущество цифровых систем передачи перед непрерывными системами - их помехоустойчивость. Широкое использование в аппаратуре преобразования сигналов современной элементной базы цифровой вычислительной техники и микроэлектроники. Возможность приведения всех видов передаваемой информации к цифровой форме позволит осуществить интеграцию систем передачи и систем коммутации, а также расширить область использования вычислительной техники при построении аппаратуры связи и единой автоматизированной сети связи. Недостатки: Основным недостатком является то, что преобразование непрерывных сообщений в цифровую форму в системах ИКМ сопровождается округлением мгновенных значений до ближайших разрешенных уровней квантования. Возникающая при этом погрешность преобразования является неустранимой, но контролируемой (так как не превышает шага квантования). Расчет мощности шума квантования и отношения сигнал/шум квантования h2кв для случая поступления на вход приёмника сигнала с максимальной амплитудой. непрерывное сообщение; погрешность квантования (шум квантования); - функция квантованных отсчетов (после фильтрации); П = 2.9 - пик-фактор входного сигнала; n =10 - число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ); L= 2n =210 = 1024 - число уровней квантования; bmax =6.2 В - максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП; B - период квантования; Средняя мощность шума квантования равна: мкВт; Мощность сигнала равна: Вт Отношение сигнал/шум можно рассчитать по формуле: ;
Верность квантованного сообщения зависит от числа уровней квантования. Выбирая его достаточно большим можно уменьшить мощность шума квантования, до любой допустимой величины. Добавление каждого двоичного символа в кодовой комбинации (увеличение разрядности кода) улучшает отношение сигнал/шум приблизительно на 6 дБ. С другой стороны, увеличение разрядности требует повышения быстродействия многоразрядных кодирующих устройств, а также соответствующего расширения полосы частот канала передачи.
|