++++Алматинский колледж связи при КАУ HAND –OUTS
Цифровые и ВОСП 2 кредита Лекция №1 1 час.	2 с 2семестр, 09-РЭиС-609-3р. 2011--2012 учебный год Айгараева Гайни Абдибаевна ассоц. проф. КАУ. к.п.н.

Принципы построения систем передачи с временным разделением каналов Преобразование сигналов в цифровых системах передачи

В зависимости от способа обработки и передачи сообщений систе­мы передачи разделяются:

Системы передачи

Аналоговые (А)

с ЧРК

Цифровые (Ц)

с ВРК

Волоконно-оптические (ВО)

А Ц

1Дискретизация 2 Квантование 3 Кодирование

Дискретизация сигналов:

- по времени;

- амплитуде;

- времени и амплитуде одновременно.

Рисунок 1. Дискретизация сигналов по времени

Рисунок 2. Дискретизация сигналов по амплитуде

Рисунок 3. Дискретизация сигналов по времени и амплитуде одновременно.

Рисунок 4. Метод получения цифрового сигнала

ИИ

Д

КУ

АЦП

ЦАП

УВ

ПИ

Рисунок 5. Структурная схема цифровой системы передачи

Непрерывный аналоговый сигнал от источни­ка информации ИИ поступает на дискретизатор Д, в котором пре­образуется в дискретные по времени отсчеты. В квантующем уст­ройстве КУ осуществляется квантование временных отсчетов сиг­нала по амплитуде. Аналого-цифровой преобразователь АЦП осу­ществляет преобразование дискретного по времени и амплитуде аналогового сигнала в цифровой.

На приеме в цифро-аналоговом преобразователе ЦАП проис­ходит обратное преобразование цифрового сигнала в дискретный по времени и амплитуде аналоговый сигнал, а устройство восста­новления УВ восстанавливает непрерывный сигнал, поступающий в приемник информации ПИ.

Рисунок 6. а) отклик ФНЧ на Короткий прямоугольный импульс,

б) формирование непрерывного сигнала фильтром нижних частот.

Рис. 8. Принцип построения систем передачи с ИКМ

Модуляция

Амплитудно-импульсная

Импульсно-кодовая

Широтно-импульсная

• А ИМ-1

• АИМ-2 - односторонняя; - ИКМ,

- двусторонняя - ДИКМ

- ДМ.

Амплитудно-импульсная:

• АИМ-1

• АИМ-2

Рисунок 9. а) АИМ-1; б) АИМ-2

Широтно-импульсная:

• односторонняя;

• двусторонняя

Рис. 10. Широтно-импульсная мо­дуляция: а — односторонняя; б — двусторонняя

Импульсно-кодовая модуляция

Рисунок 11. Принципы ИКМ

Выбор дискретной частоты

Теорема В.А.Котельникова любой не­прерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой F_в полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов, взятых через промежуток времени Тд ≤ 1/2 Fв., частота дискретизации F_д ≥ 2F_в

Для восстановления непрерывного сигнала из последователь­ности его дискретных отсчетов в пункте приема используется фильтр нижних частот (ФНЧ) с частотой среза, равной F_с.

Выбор частоты дискретизации

1. F_д = 2F_в, при этом F_с = F_в Рисунок 10. а), необходим идеалный фильтр.

2 F_д > 2F_в Рисунок 10. б), в данном случае упрощаются требо­вания к параметрам ФНЧ, так как при этом образуется достаточно широкая (1,2 кГц) переходная полоса частот для расфильтровки. которая позволяет использовать простые ФНЧ на приеме для восстановления непрерывного сигнала из последова­тельности его дискретных отсчетов.

F_д = (2.3 …2.4)F_в. F_д = 8 кГц.

Рисунок 12. Выбор частоты дискретизации

Принципы временного разделения каналов

Структурная схема системы с ВРК

Рис. 12. Структурная схема системы с ВРК

В передающей части системы индивидуальные непрерывные сигналы через ФНЧ, поступают на электронне ключи, осуществляющие дискрети­зацию непрерывных сигналов. Электронные ключи периодически с частотой дискретизации F_д подклю­чают входное напряжение к нагруз­ке на время длительности импульса t_и.

Работой ключей управляют по­даваемые от распределителя ка­нальных импульсов РКИ последо­вательности прямоугольных им­пульсов, сдвинутые относительно друг друга на время Δt.. Основная последовательность импульсов с частотой дискретизации F_д создает­ся в генераторе тактовых импуль­сов (ГТИ). В сумматоре происходит объединение дискретных от­счетов сигналов и импульсов цикловой синхронизации, вырабаты­ваемых в формирователе импульсов цикловой синхронизации ФИЦС.

В приемной части аппаратуры приемник цикловой синхрониза­ции (ПЦС) выделяет импульсы цикловой синхронизации, которые управляют работой РКИ (рис. 1.20).

Импульсы последовательности с РКИ поступают на ключи сво­их каналов и осуществляют временную селекцию КИ из группово­го АИМ сигнала, например отсчетов сигнала первого канала. Фильтры нижних частот в приемной части аппаратуры восстанав­ливают непрерывные сигналы из их дискретных отсчетов. Из-за шумов в линии и ошибок формирования выделенный непрерывный сигнал С* (0 отличается от входного сигнала С(1).

13. Временные диаграммы фор­мирования группового сигнала в системах с ВРК

Квантование

Равномерное

∆ = ∆ = const

Неравномерное

∆ ≠ ∆ - шаг квант.

Структурная схема преобразования сигналов АИМ-1 в АИМ-2 в групповом тракте

Рисунок 16. Структурная схема группового АИМ тракта (а) и временная диаграм­ма, поясняющая ее работу (6)

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под дискретизацией непрерывных сипналов по времени, по амплитуде?

1. Сформулируйте теорему Котельникоаа, поясните ее смысл.

2. Из каких соображений выбирается частота дискретизации?

4. Поясните, как зависит ширина спектра импульсной последовательности от длительности импульса.

5. В чем различие режимов АИМ-1 и АИМ-2?

6. Как восстанавливается непрерывный сигнал из последовательности его дискретных отсчетов?

7. Поясните особенности видов импульсной модуляции.

8. Поясните принцип образования группового сигнала в системах с ВРК.

9. Нарисуйте структурную схему системы с ВРК и объясните назначение отдельных устройств.

10. Каково назначение цикловой синхронизации в системах с ВРК?

11. Объясните необходимость преобразования сигнала АИМ-1 в АИ.М-2 и увеличения длительности импульса.

Тестовые вопросы:

1. Системы передачи, построенные по принципу временного разделения каналов, получили название

А) аналоговые системы передачи В) радиорелейные системы передачи

С) цифровые системы передачи Д) спутниковые системы передачи

Е) декадно-шаговые станции

2. В цифровых системах передачи применяется

А) амплитудная модуляция В) частотная модуляция

С) фазовая модуляция Д) амплитудно-импульсная модуляция

Е) любой вид модуляции

3. В соответствии с теоремой Котельникова частота следования дискретных отсчетов должна быть

А) больше 2Fв В) меньше 2Fв С) больше 3Fв Д) меньше 3Fв Е) равна 4Fв

4. Дискретизация непрерывных сигналов по времени производится с частотой

А) 4 кГц В) 128 кГц С) 8 кГц Д) 2048 кГц Е) с любой частотой

5. Элек-ный ключ в тракте передачи упрощенной схемы СП с ВРК предназначен для

А) выделения полосы частот исходного сигнала

В) дискретизации непрерывного сигнала по времени

С) дискретизации непрерывного сигнала по амплитуде

Д) восстановления исходного сигнала

Е) компенсации амплитудно-частотных искажений

6. Электронный ключ в тракте приема упрощенной схемы СП с ВРК предназначен для

А) разделения группового сигнала В) объединения группового сигнала С) выделения тактовой частоты Д) компенсации затухания Е) дискретизации исходного сигнала

7.При АИМ-1 рода

А) амплитуда импульса изменяется в пределах защитного интервала по закону модулирующего сигнала

В) амплитуда импульса изменяется в пределах длительности импульса по закону модулирующего сигнала

С) амплитуда импульса изменяется в пределах Тд по закону модулирующего сигнала

Д) амплитуда импульса остается постоянной в пределах модулирующего сигнала

Е) амплитуда импульса остается постоянной в пределах Тд