Емтихан билеті №_33_

1. Дельта –модуляця. Сызықты ДМ-дың функционалды схемасын саылп, жұмысын түсіндіріңіз.

Жауапқа берілетін уақыт 35 мин. Берілген сұрақтарға дұрыс толық дұрыс жауап берсеңіз 10 балл.

Дельта-модуляция бір разрядты кодер қолданған кездегі бірінші ретті болжаумен ДИКМ-нің жеңілдетілген түрі ретінде қарастырыла алады. Бірақ, бұл модуляцияның кең зерттелуі, қарқынды дамуы және жиі қолдануы оны аналогты-цифрлы түрлендіргіштің (АЦТ) дербес түрі ретінде қарастыруына себепші болды.

«Дельта-модуляция» аталымы аз өсімшелер үшін қолданылатын «дельта» белгілеуінен: , , біздің жағдайда шыққан. ДМ бұл функционалды жеңілдетілген АЦТ. ДМ кодер әрбір дискретті уақыт мезетінде екі символдың біреуін (1,-1) немесе (1,0) қалыптастырады және цифрлы арнаға немесе линияға жібереді. Қабылдау жағында ДМ декодер модуль бойынша біртектес өсімшелерді алгебралы қосындылап, сигналды синтездейді: 1 символын қабылдағанда + және -1 (немесе 0) қабылдағанда - . Дискретизация жиілігі ИКМ, ДИКМ және АДИКМ кезіндегі 8 кГц –тен әлдеқайда жоғары алынады, телефондық байланыс үшін 150 кГц шамасында. Сондықтан бастапқы сигналдың санақтан санаққа өзгеруі, әдетте кванттау қадамынан аспайды. ДМ әдісінің қарапайымдылығы ДМ кодектің техникалық іске асуына жол ашады, бұл арналардың аз саны кезінде, әсіресе, бір арналы тарату кезінде (мысалы цифрлы тарату жүйелері ішіндегі қызметтік байланыс) өте ыңғайлы.

ДМ кодектің сұлбасы және оның жұмыстық диаграммалары 1 және 2-суретте көрсетілген.

  

 

 

 

 

    

1-сурет. ДМ кодектің сұлбасы

 

 

  

 

 

2-сурет. ДМ кодек жұмысының диаграммалары

 

 

2-суреттен көріп отырғанымыздай, 1 сигнал 2 сигналға ұқсас, бірақ бұрмаланулар да бар. Біріншіден, 2 сигнал баспалдақты болып келеді (кванттау қателігі). 2-суреттегі t₅-t₉ интервалда уақыт бойынша шамамен тұрақты кіріс 2 сигналында тікбұрышты импульстер құраушысы бар ... ... Бұл гранулярлы шу: жартылай тонды суреттерді жіберген кезде, біздің жағдайда гранулалар түрінде жалған сурет пайда болуы мүмкін. мәні аз болса, квантталу қатесі байқалмайды.

ДМ басқа бұрмалануларын 2-суретте t₀-t₄ және t₉-t₁₁ бөлікте көре аламыз. Бұл жерде 2 сигнал 1 сияқты тез өзгере алмайды. 2 сигнал интервалда шамаға үлкеюі немесе кішіреюі мүмкін. Яғни 2 сигналдың максималды тіктігі болады. Сонымен бірге бастапқы сигнал крутизнасы мынаған тең: du(t)/dt. Егер ол модуль бойынша -дан үлкен болса, онда бұл ДМ-кодектің тіктік бойынша аса жүктелуіне алып келеді. Тіктік бойынша аса жүктелудің жоқ болу шарты: . Егер және мұндағы - ДМ-нің тактілік жиілігі немесе дискретизация жиілігі екенін ескерсек, тіктік бойынша аса жүктелудің жоқ болу шартын мына түрде аламыз

 

. (2)

 

(2) мынаны көрсетеді: u(t)-нің жылдам өзгеруі кезінде теңсіздіктің сол жағы үлкен мәнге ие болады, яғни бастапқы сигналдың үлкен амплитудалары мен үлкен жиіліктері кезінде. Сондықтан u(t)-ны үлкен амплитудалар мен жоғары жиіліктермен тарату үшін теңсіздіктің оң жағы жеткілікті үлкен болу керек. үлкейтуге болмайды, себебі, кванттау бөгеуілі өсе түседі. Демек, үлкен мәнін қолдану керек. =150 кГц кезінде, цифрлы ақпаратты тарату жылдамдығы 150 кбит/с құрайды, яғни 8разрядты ИКМ-нен әлдеқайда жоғары.

Осылай сызықты ДМ қарастырдық. Декодер (интегратор, мысалы RC-тізбегі) – сызықты құрылғы, сондықтан осылай аталады. Сызықты ДМ-ді классикалық ДМ деп те атайды. Бұл әдісте тарату жылдамдығы үлкен емес, сондықтан, әдетте, эффективті адаптивті дельта-модуляцияны қолданады.

Айта кететін жай, дельта-кодектегі дискретизация жиілігінің жоғары болуы дискретизация жиілігінің гармоникаларының қырлы жолақтары жиілік бойынша қатты шашыранды болады, демек спектрлердің қабаттасу бөгеуілдерінен кіріс сүзгінің кесінді сипаттамаларына қатал талаптар қоймай-ақ қорғануға болады. Сөздік ДМ кодектерде ТЖС 0 7 кГц қолданылады, бұл байланыс сапасы үшін өте жақсы болып келеді.

ДМ кодекте шашыранды сигнал ДУ шығысынан шектік құрылғысына беріледі, ол тактілік жиілік генераторымен (ТЖГ) тапсырылатын дискретті уақыт мезетінде t_k оң импульсті қалыптастырады, егер 1-ші сигнал 2-ден үлкен болса, және теріс импульсті қалыптастырады 2-ші үлкен болса 1-ден. Бұл импульстер дельта-код-интеграторы бар кері байланыс тізбегіне және линияға беріледі. Интегратор шығысында 2 баспалдақ түрдегі сигнал қалыптасады. Бұл сигнал оң өсімше алады егер линияға +1 сиволы түссе, және теріс өсімше алады -1 түссе.

ДМ декодерде кірісте негізгі функционалдық түйін интегратор болып табылады, ол ДМ кодерінің интеграторы сияқты жұмыс жасайды. Линиядан келіп түскен әлсізденген және бұрмаланған сигнал қалыптастырғыш құрылғысында (ҚҚ) 4-ші түрге қайта қалпына келеді, оның уақыттық режимі синхронизация сұлбасымен (СС) беріледі. СС қабылданған сигналдан тактілік жиілікті бөліп, хрондаушы сигналды қалыптастырады. Осылайша декодерде 2-ші сигнал синтезделеді де, сүзгілеу нәтижесінде бастапқы сигнал қайта қалыптасады u(t).

Аналогты сигналдың жаңғырту дәлдігі дискретизация жиілігіне, кванттау қадамының үлкендігіне және сигнал мәнінің өзгеру тіктігіне тәуелді. Аналогты сигналдың жаңғырту қателігін азайту үшін, кванттау қадамын азайту керек. Бірақ баспалдақты қисықтың қадамын азайту дискретизация интервалын содай мәнге азайтуға тура келеді (дискретизация жиілігінің үлкеюіне) әйтпесе баспалдақты қисық үзіліссіз қисықпен сәйкес келмейді. ДМ-де дискретизация жиілігі Котельников теоремасы бойынша емес, аналогты сигналдың берілген жаңғырту дәлдігінен анықталады. Есептеулер көрсеткендей, ИКМ-мен бірдей кванттау қателік кезінде дискретизация жиілігі ДМ үшін шамамен бір ретке үлкен болады ( ). Бірақ цифрлы сигналдың тарату жылдамдығы ИКМ мен ДМ-де шамамен бірдей, себебі ДМ кезінде бірразрядты, ал ИКМде 8- разрядты код қолданады.

ДМ-де кванттау қадамының азаюы тіктік бойынша аса жүктелу алып келеді, онда тіктік өсу баспалдақты қисық сигнал мәнінің тіктік өсуіне үлгермей қалады. Бұл қайта қалыптасқан сигналдың қосымша бұрмалануларына алып келеді. Дискретизация жиілігін өсірмей перегрузкамен күресудің бір жолы квантталған қадамның адаптивті ДМ қолдану, мұнда сигнал крут өскен сайын қадам да өседі. Бұл мысалға телефонды сигналдың дискретизация жиілігін азайтуға жол ашты 150-200 кГц орнына 50 кГц-ке дейін.

 

2. Көпарналы екі жақты тарату жүйелері. Трансформаторлар мен резисторларда құрылғыларЖауапқа берілетін уақыт 45 мин. Берілген сұрақтарға дұрыс толық дұрыс жауап берсеңіз 15 балл.

ДЖ құрамы дифференциалды трансформаторлардан немесе кедергілерден құралады

Сурет 1. Балансты контур

 

 

3-3’ және 4-4’ нүктелеріне екі бір-біріне қарама-қарсы жүретін екі бір жақты арна (код) қосылған. Балансты контур көмегінің арқасында, яғни балансты көпір шығысында бір жақты сигнал оның кірісіне берілмейді.

 

Көпірдің балансты болу шартын дәлелдеу

 

3-3’ және 4-4’ нүктелерінде, тізбекте бір-біріне деген тәуелділік болмауы керек. Оны болдырмаудың бірден-бір жолы және ампертарамдар шамасы бірін-бірі жойған жағдайда = , бұл жағдайда активті кедергі R₀ = 0, ал орамдағы индуктивтік өседі, таралу ағыны бұл кезде мүлдем болмайды: / = / = m. Мұндағы m – коэффициенті теңестіргіш коэффициеті деп аталады, яғни бұл кезде көпір теңестірілген деп атауға болады.

 

= = m Z₂ = m Z₁ сұлбасы балансты болу шарты.

 

 

Z_{кір 33} = ( + ) / = n трансформация коэффициенті

 

3-3’ тізбегіне (нүктесіне) сигнал берілгенде трансформатордың екінші тізбегінде (бөлігінде) ток I пайда болады, ол Z₁ және Z₂ кедергілері арқылы өтіп, Z₄ арқылы өтпейді, өйткені бұл токтар ( және ) бір–біріне тәуелді емес.

3-3’кірісімен жалғанатын Z_ден түйістіру шарты орындалу үшін Z_кір 2 линия тең болуы керек.

 

Z_лин = Z_кір33 Z₁ = Z₂ , егер m = 1 болса

Егер тізбек екі сымды болса, онда

 

Z_кір33 = ; Z_кір4 = Z₄ = ;

 

a₄₃ = a₃₁ = a₁₄ = a₄₁ = 3 дБ ( қуаты бойынша сигнал екі есе азаяды).

4-4’ қысқыштарына қатысты ДЖ-ң Z_кір табамыз.

 

Z_кір= Z₁Z₂ = = = .

ДЖ-ны келістіру кезінде,

Z₄ = .

болу қажет.

3–3` қысқыштары жағынан Z_кір табамыз.

Z_{кір ДЖ33} = Z₁ + = ,

n = _с+ ,

мұндағы n- трансформатордың трансформация коэффициенті.

Өту өшулігі шамасы a₂₁ = a₁₂ = ; a₃₄ = a₄₃ = ;

Іс жүзінде нақты сызбанұсқада a₁₃ = a₃₁ = a₄₁ = a₁₄ = 3 дБ ден көп болады, трансформатордағы болатын жоғалтулардың (шығындардың) әсерінен болады. Іс жүзінде көпірді теңестіру шарты жуық

3. «Телекоммуникациялы байланыс желілері» зерханалық кешенінде зертханлық практикумға тапсырма: Симметриялық қосарланған жұптың бұрмалану желісімен байланысының мінездемелік зерттеу.

Жауапқа берілетін уақыт 40. Есепті толық дұрыс шешсеңіз 15 бал

Барлығы: ________ баллов

Оқытушы қолы: ____________________________