4.3 Сурет – Амплитудалық-импульсті модуляцияның түрлері:

а – модулятор АИМ-1; б – АИМ-1; в – АИМ-2

Екі таңбалы сигнал үшін

Арналық сигналдың спекрі (импульстік тізбекпен модуляцияланған сигналдың) бастапқы сигнал спектрінен және төменгі және жоғарғы бүйірлік жолақтар спектрлерінен тұрады (сурет 4.4 а). Бірінші буын ЦТЖ-ларда бір таңбалы бастапқи сигнал қолданылады, сондықтан

арналық сигналдың құрамында аталған жиіліктік құраушылардан басқа модуляцияланатын тізбектің барлық жиіліктік құраушылары бар. Арналық сигналдың құрамында бастапқы спектрдің болуы қабылдау жағында төменгі жиіліктер фильтрінің көмегімен бастапқы сигналды қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Мұндай анализ АИМ-1 үшін орындалады, ал АИМ-2 үшін нәтиже басқаша болады. Бұл 4.4, б суретінде көрсетілген. Таратушы сигналдың импульстерінің қуыстылығы артқан сайын бұл айырмашылық неғұрлым аз байқалады. Бірақ ЦТЖ жабдығының кейбір түрлерінде қабылдау жағында амплитудасы бойынша модуляцияланған кеңдігі тактілік аралыққа жақындайтын, яғни К_ск-сі бірге ұмтылатын импульстерді қолданады. Бұл жағдай 4.5 – суретте көрсетілген. Бастапқы сигналды қалпына келтіргенде (ТЖФ төменгі жиіліктер фильтрінің көмегімен бастапқы сигналдың спектін бөліп алу кезінде) амплитудалық-жиілікті бұрмалануларды (АЖБ) оңай түзетуге болады.

4.4 Сурет – аим-1(а) және аим-2 (б) кезіндегі сигналдардың спектрлері

4.5 Сурет – Кск бірге ұмтылғанда аим-1 және аим-2 спектрлері

Сигналды деңгейі бойынша кванттау

Сигналды деңгейі бойынша кванттау аналогты-цифрлық түрлендірудің басты операциясы болып табылады және оның лездік мәндерін ең жақын рұқсат етілген мәндерге дейін дөңгелектеу арқылы жүзеге асырылады (4.6 - сурет).

4.6 Сурет – Кванттау қатесінің пайда болуы

Суретте АИМ сигналы көрестілген, вертикаль бойынша сегіз кванттау деңгейі белгіленген (0-ден 7-ге дейін). Деңгейлердің арасындағы қашықтықтар бірдей және ∆u_k кванттау қадамына тең, яғни бірқалыпты немесе сызықтық кванттау жүзеге асырылады.

Бастапқы импульстердің амплитудалары тілшелермен көрсетілген мәндерге дейін жуықталады. 7-ші деңгейдің кернеуі U_огр шектеу кернеуіне сәйкес келеді, 4-ші импульстің амплитудасы нөлге тең. Сигналды кванттағанда шамасы қездейсоқ келетін және бірқалыпты үлестіріліп мәні ∆u_k/2-ден артық болмайтын қателер δ_кв пайда болады (суретте боялған тікбұраштар). Сонымен, кванттаудан кейін сигнал бастапқы сигнал мен қателік сигналының қосындысы болып табылады (төменгі графикте көрсетілген).

Кванттау бөгеуілінің қуаты төменгі формулалар арқылы анықталады:

Бұл формулада W_k(u) – кванттау қатесі ықтималдылығының тығыздығы. Ол 1/∆u_k тең, себебі ( +∆u_k /2; -∆u_k /2) аралығында қате бірқалыпты үлестіріледі.

Кванттау бөгеуілінің қуаты өткізу жолағы 0-ден F_в = f_д /2-ге дейін болатын арнада мұндай мәнге тең болады. Жалпы жағдайда егер арнаның өткізу жолағы ∆F < f_д /2 болса, онда кванттау бөгеуілі 2∆F/ f_д есе азаяды. Кванттау қадамының шамасын екілік симметриялы кодты қолданғанда кодтаушы құрылғының шектеу кернеуі U_огр және кванттау қадамдарының саны арқылы өрнектеуге болады.

Мұндағы N_кв = 2^m, m — екілік кодтың разрядтарының саны.

Жоғарыдағы өрнекті ескере отырып кванттау бөгеуілінің қуатын мынадай түрде жазуға болады:

Кванттау бөгеуілінің қуатын квантталатын сигналдың минималды мәнімен салыстыру керек, бұдан қажетті кванттау қадамдарының санын және екілік кодтың разраядтарының санын τ анықтауға болады.

(3.2) және (2.3) формулаларының көмегімен әлсіз сигналдар үшін кванттау бөгеуілдерінен қоғанысты анықтауға болады:

мұндағы К_псоф — псофометрлік коэффициент, ТЖ арнасы үшін бұл коэффициент 0,75 тең.

Тәжірибе жүзінде неғұрлым жоғары тарату сапасы А_{з кв}≥22 дБ болғанда қампатамысз етіледі. Эксплуатациялық қосымшаны ∆А (4,5 дБ) және ТЖ арналарын транзит бойынша қосқанда бөгеуілдерге тұрақтылықтың төмендеуін (11,5 дБ) ескере отырып (3.3) формуласынан:

Сигналдарды кодтау. Кодтаудың қағидалары

Аналогты-цифрлық түрлендіру кодтау операциясымен аяқталады. Кодтау үзіліссіз сигналдар санауларының деңгейлерін кодтық комбинацияларға түрлендіру арқылы жүзеге асырылады. Жалпы жағдайда бірқалыпты екілік кодтар қолданылады. Мұндай кодтарда кодтық символдарының саны немесе кодтық комбинациялыры разрядтарының саны m-ге тең, ал әрбір символ 0 немесе 1 мәндерін қабылдай алады. Келесі бірқалыпты екілік кодтар қолданылады: натуралдық, симметриялы және рефлексті.

Натуралдық екілік кодты қолданған кезде кодтық топтың құрылымы полиномның көмегімен екілік код арқылы жазылған кванттау қадамының N_кв нөмірімен анықталады.

мұндағы а_i,— i-ші разрядты кодтық символ (0 немес 1 мәндерін қабылдайды), 2^m-i — I-ші разрядтың салмағы. Натуралдық екілік код униполярлық импульстерді кодтау кезінде қолданылады. Мысал ретінде 4.7-суретте (а) натуралдық төрт разрадты екілік код үшін кодтық кесте келтірілген.

Натуралдық екілік кодтың кемшілігі көршілес кванттау қадамдарына сәйкес келетін кодтық топтардың арасында разрядтардың көбінде айырмашылғының болуында. Сондықтан кодтау кезінде санаудың мәнін өзгерткенде бір кванттау қадамы одан мүлде бөлек болатын екінші кванттау қадамына өтуі мүмкін.

Мұндай өту амплитудалық сипаттаманың орталық бөлігінде пайда болуы мүмкін. Мысалы, егер кодтауды бастағаннан кейін 7-ші қадамда лездік мән 8-шіге дейін артатын болса, онда 0111 кодтық тобының орнына 0000 тобы берілуі мүмкін.