Эксперимент
Часть 1. Построение схемы кодирования и декодирования икм
1. Запустите NI ELVIS II Function Generator VI и настройте его:
Waveshape Sine
Frequency 3kHZ
Amplitude 4Vpp
DC Offset 0V
2. Найдите модуль Tuneable Low-pass Filter и установите регулятор Gain в максимальное положение. Затем регулятор Cut-off Frequency Adjust тоже установите в максимальное положение. Как только вы выполните все эти операции, частота среза данного фильтра будет установлена равной 15кГц.
3. Переключите регулятор Mode модуля PCM Encoder в положение PCM.
4. Соберите схему, показанную на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1.
Блок-схема представлена на рисунке 2. Генератор сигналов моделирует информационное сообщение с частотой 3кГц. Модуль PCM Encoder преобразует это сообщение в цифровой ИКМ сигнал. PCM Decoder декодирует цифровой сигнал и представляет его в виде квантованных отсчетов информационного сообщения. Модуль Tuneable Low-pass Filter восстанавливает сообщение по его отсчетам.
Рисунок 3.2.
5. Запустите осциллограф NI ELVIS II Oscilloscope VI. Настройте его:
Trigger type Edge
Trigger Source CH 0
6. Активируйте оба канала осциллографа, чтобы одновременно следить за информационным и восстановленным сообщением. Сейчас восстановленная копия сообщения должна быть искажена помехами, из-за высокой частоты среза ФНЧ – 15кГц.
Часть 2. Временное разделение канала
1. Медленно уменьшая частоту среза фильтра (Cut-off frequency) избавьтесь от искажений сигнала (не учитывая фазовый сдвиг).
2. Установите переключатель Mode модуля PCM Encoder в положение TDM. Это изменит режим работы ИКМ декодера в двухканальный. Теперь только каждый второй кадр выходного сигнала соответствует сигналу на входе INPUT1, а остальные – сигналу на входе INPUT2.
Как только вы выполните предыдущий пункт, сигнал на выходе вновь станет искаженным. Чтобы разобраться, почему это происходит, давайте рассмотрим процесс в частотной области.
3. Верните частоту среза фильтра 15кГц. Переключатель Mode в положение PCM.
4. Остановите осциллограф и запустите NI ELVIS II Dynamic Signal Analyzer VI. Настройте его:
Input Settings:
Source Channel Scope CH1; Voltage Range ±10V
FFT Settings:
Frequency Span 20000; Resolution 400; Window 7 Term B-Harris
Averaging:
Mode RMS; Weighting Exponential; # of averages 3
Trigger Settings:
Type Edge
Frequency Display:
Units dB; Mode RMS; Scale Auto.
5. Определите частоту составляющей сигнала, которая вносит искажения в информационное сообщение.
6. Переключите MODE в положение TDM. Какова частота составляющей вносящей искажения?
7. Закройте Signal Analyzer VI, перезапустите осциллограф. Регулируя частоту среза, попытайтесь избавиться от искажений информационного сообщения. Объясните, почему это невозможно сделать.
Часть 3. Построение полной двухканальной системы икм с врк
1. Установите частоту среза равную 15кГц.
2. Настройте генератор сигналов на частоту 2кГц.
3. Медленно уменьшая частоту среза, избавьтесь от искажений сигнала. Попробуйте сделать то же с частотой исходного сигнала 1кГц.
4. Измените схему, как показано на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3.
Изменения в схеме представлены в виде блок-схемы на рисунке 3.4. Синусоида с частотой 1кГц от генератора сигналов соединена со входом INPUT1 ИКМ кодера, а синусоида с частотой 2кГц соединена со входом INPUT2. Теперь система ИКМ с ВРК кодирует, передает и декодирует два аналоговых сигнала вместо одного.
Рисунок 3.4.
5. Сравните исходное сообщение 2 с его восстановленной копией. Они должны быть одинаковыми.
6. Измените схему, как показано на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5.
7. Уменьшите до минимума усиление Gain модуля Amplifier. Подключите наушники к соответствующему разъему, затем оденьте их.
8. Медленно увеличивая коэффициент усиления, добейтесь чтобы вам было слышно восстановленное сообщение 2.
9. Пересоедините провод из разъема OUTPUT 2 в разъем OUTPUT. Теперь вы слышите восстановленную версию сообщения 1.
Теперь проведем эксперимент с передачей речи по одному из двух каналов системы.
10. Измените схему, как показано на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6.
Блок-схема представлена на рисунке 3.7. Сигнал с частотой 1 кГц мы заменяем речевым. Следует заметить, что ширина спектра речевого сигнала в данном случае будет ограничена частотой 2кГц при помощи Baseband LPF модуля. Это позволит избежать искажений, которые могут повлечь составляющие звукового сигнала с большей частотой.
Рисунок 3.7.
12. Установите временную развертку осциллографа Timebase на 1ms/div.
13. Пересоедините провод из разъема OUTPUT 2 в разъем OUTPUT, пока вы говорите в микрофон.
14. Что необходимо сделать с данной схемой, чтобы по ней можно было передавать два сигнала с частотой 4кГц каждый?