Преобразование аналогового сигнала в цифровой
Для преобразования аналогового сигнала в цифровой ИКМ сигнал, в АЦП осуществляются последовательно три операции. Структурная схема АЦП приведена на рисунке 3.
Описание преобразований аналогового сигнала в цифровой в АЦП нужно проиллюстрировать конкретным примером для двух заданных отсчетов сигнала со значениями, равными номеру варианта с положительным знаком и половине номера варианта с отрицательным знаком в условных единицах.
Определим значения дискретных отсчетов сигнала:
Fд≥2∙Fж;
(Тд
),
где первый дополнительный элемент служит для кодирования знака номера уровня (полярности кодируемого отсчета), обычно 0-для отрицательных и 1-для положительных значений.
Определим квантованные (разрешенные) значения отсчетов, следующие от нуля в положительную и отрицательную сторону через шаг квантования.
Составим нумерацию всех уровней квантования, начиная от нулевого в положительную и отрицательную стороны.
Заданные отсчеты квантуем, то есть их значения приравниваем к ближайшим квантованным (разрешенным) значениям.
Составляем кодовые комбинации, соответствующие номерам уровней для k=11.
На месте разрядов, которые участвовали в сумме, ставится элемент «1», а на месте разрядов, не участвовавших в сумме – элемент «0». Первый (знаковый) элемент для отрицательного числа – «0». Для положительного – «1».
k≥1+log2М,
Решения:
Fв=3,4 кГц, Fд>2∙Fв=2∙3,4=6,8 кГц. Fд=6,8 кГц.
Тд=1/Fд=1/(6,8∙103)=142∙10-6 с=142 мкс.
М=256; k≥1+log2 М=1+log2256=9 элемент.
Квантование шага =1,6 мВ.
АЦП- Во входе Диапазон смыслов аналогтық сигнала:
[-∙(М-1)∙(М-1)]=-408408 мВ.
АЦП - Технические параметры НА 1- таблице.
Составляем таблицу:
Таблица 1.
UKB, у.е. |
0 |
1,6 |
... |
9,6 |
11,2 |
NУР. |
0 |
1 |
... |
6 |
7 |
Кодовая комб-я |
100000000 |
100000001 000000001 |
... |
100000110 000000110
|
100000111 000000111
|
Uкв, мВ |
20,8 |
22,4 |
… |
406,4 |
408 |
N |
13 |
14 |
… |
254 |
255 |
Кодовая комб-я |
100001101 000001101
|
100001110 000001110
|
… |
111111110 011111110 |
111111111 011111111 |
Дискретность смыслов учет: Uд1=Nвариант= 23 мВ.
Uд2=- Uд1/2=-23/2=-11,5 мВ.
Совпадания в учета номера квантование уровней:
N1=Uд1/=23/1,6=14,4. N1=14.
N2=Uд2/=-11,5/1,6=-7,2. N2=-7.
Квантование смысл: Uкв1=N1·=14·1,6=22,4мВ.
Uкв2=N2·=-7·1,6=-11,2 мВ.
Кодовые комбинации учет: Q1(0,1)= 100001110
Q2(0,1)= 000000111
Квантование ошибок: =Uд-Uкв. 1=23-22,4=0,6 мВ;
2=-11,5-(-11,2)=0,3 мВ.
uц(t)
1- кодовая 2- кодовая
комбинация комбинация
1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1
t,
мкс
0 142 284
Рисунок 4 – Временная диаграмма цифрового ИКМ сигнала на выходе АЦП