1. Передача аналоговых сигналов

Результатом проектирования подсистемы являются следующие ее параметры, приведение окончательных и промежуточных значений которых является обязательным.

1.1 Расчет Необходимо выбрать такое значение частоты дискретизации, чтобы:

• спектр исходного сигнала не перекрывался боковыми спектрами при частоте дискретизации и ее гармониках;

• ширина защитного интервала между спектральными составляющими исходного сигнала и ближайшими к ним составляющими боковых полос была бы не меньше .

f_н =0,1кГц, f_в = 6,3 кГц и = 1,0 кГц.

В соответствии со сказанным можно принять

кГц.

Следовательно, минимальное значение частоты дискретизации равно 13,6 кГц.

Рис.1 Спектр исходного сигнала

1.2 Расчет и зависимости для канала вещания.

1.2.1 Расчет по допустимому уровню шумов в незанятом канале

Шумы на выходе канала складываются из шумов квантования и шумов из-за погрешности изготовления. Мощность шумов в ТНОУ равна

,

где

Мощность шумов в незанятом канале не должна быть больше, чем

, мВт ;

1.2.2 Расчет по допустимой защищенности сигналов от шумов на выходе канала

Мощность шумов на выходе канала в ТНОУ равна

.

Защищенность сигнала от этих шумов

не должна превышать значение номинальной защищенности (табл.2). Это может иметь место только при

Для дальнейших расчетов принимаем наименьшее предельное значение В.

1.2.3 Расчет порога ограничения

Принимаем напряжение ограничения таким, чтобы при наивысшем уровне преобразуемого сигнала мгновенные значения сигнала превышали напряжение ограничения крайне редко. Пикфактор сигнала при нормальном распределении вероятностей мгновенных значений может быть принят равным 4,0. Так как эффективное напряжение сигнала наиболее высокого уровня равно

Uэфф2= 0.615 В,

Uогр = 4*Uэфф2 = 4*0,615 = 2.46 В.

1.2.4 Расчет

Количество битов в кодовом слове может быть рассчитано по формуле

,

Где

.

Число битов не может быть дробным, поэтому округляем

Рассчитаем новое значение шага квантования в первом сегменте, значения шагов квантования в других сегментах и значения напряжений, соответствующих верхним границам сегментов.

В;

В;

В;

B;

;

В;

В;

B;

В.

1.2.5 Расчет зависимости

Значения уровней сигнала:

;

;

;

;

;

где , - данные о динамическом диапазоне из табл. 2.

дБм0;

дБм0;

дБм0;

дБм0;

дБм0.

Этим значениям уровней соответствуют значения эффективного напряжения

(В).

В;

В;

В;

В;

В.

Средняя мощность шумов в таких системах равна

.

Полная мощность шумов на выходе канала в ТНОУ при передаче сигнала в случае использования трехсегментной шкалы квантования равна:

.

Вероятность попадания преобразуемых мгновенных значений в один сегмент находится по формуле:

где - интеграл вероятностей.

Ошибка ограничения приблизительно рассчитывается по формуле

Расчет помехозащищенности проводится по формуле

.

После проведенных расчетов получили:

Таблица 6. Результаты расчёта.

, дБм0	, В	W1	W2	W3	W4	, Вт		, дБ
-30	0.024	1	0	0	0		0	29.502
-25	0.044	0.983	0.017	0	0		0	34.301
-13.5	0.164	0,475	0,505	0,02	0		0	41.769
-2	0.615	0,134	0,33	0,34	0,195			40.552
3	1.094	0,076	0,197	0,261	0,216		0,034	15.887

В;

- вероятность попадания в первый сегмент шкалы квантования;

- вероятность попадания во второй сегмент шкалы квантования;

вероятность попадания в третий сегмент шкалы квантования.

- вероятность попадания в четвёртый сегмент шкалы квантования;

;

;

дБ

дБ. Данное требование выполнено.

Рис. 2 График зависимости помехозащищенности от уровней передаваемого сигнала

Динамический диапазон от -30 до 3 дБм0.

Рассчитаем уровень шумов в незанятом канале, используя окончательное значение шага квантования в первом сегменте:

Вт

дБм0.