8. Кванттаудың сигналдан шуылға қатынасын өлшеу

Аналогты-сандық сигналды түрлендіру кезінде оның санының мәні ең жақын рұқсат етілген квантизация деңгейіне дейін дөңгелектенеді. Бұл дөңгелектеу кванттау қателік сигналының түрленуінде немесе басқаша айтқанда, кванттау шуының пайда болуына әкеледі. Кванттау шуының және кванттаудың сигналдан шуылға қатынасының шамасы сигнал деңгейінің динамикалық ауқымын қысатын квантования трансформациясына және қолданылатын компанданың заңына байланысты.

LC және SSCS өлшенген параметрлерінің мәндерін бағалайық. 4.33-суретте тұрақты h кезеңімен және тиісті квантизациялау қателігімен Δ (4.33, b) сызықтық квантования сипаттамасы (4.33, а) көрсетілген. N санының квантованию жеткілікті саны үшін, деп болжауға болады QW ықтималдық тығыздығы біркелкі бөлу

 (8.1)

Онда дисперсия ШК

 (8.2)

ОСШК

 (8.3)

егер D_s=σ²_s – сигнал дисперсиясы.

Сандық кванттау шкаласының масштабы шекті мəндермен шектелетінін болжасаңыз, ± SNRR сызықтық квантизацияға арналған формуланы аламыз.

, (8.4)

егер   – нақты шамасы кіріс сигналының түрі бойынша анықталатын квантовердің жүктеме коэффициенті.

Логарифмдік шкала бойынша жүреміз:

 (8.5)

егер B=log₂N – N деңгейін кодтауға арналған биттердің саны. Гармоникалық сигнал үшін және 20 lg = -3dB, сөйлеу сигналы үшін (PC)

20 lg = –12 дБ (пикфактор РС – 12 дБ).

G 712 ҰСЫНЫСТАРЫНА сәйкес СНР өлшемді сигналдардың екі түрін пайдалана отырып өлшенуі мүмкін: псевдоноиз және гармоника. Айта кету керек, шуыл сигналының орнына псевдонозды сигналды қолдану параметрлерін тұрақтылығын жеңілдетуге және сигнал генераторында дискретті технологияның элементтерін пайдалануға мүмкіндік береді.

8.1-сурет. СҚҚ өлшеудің жалпы принципі

Генератордың сигнал жолағын шектейтін трансформатор сүзгісі арқылы және сигналдың қажетті деңгейін орнату үшін қызмет көрсететін реттелетін аттенюатор арқылы өлшеу сигналы PM арнасына беріледі. Қабылдаушы жағында өлшеу екі кезеңде жүзеге асырылады. Біріншіден, өлшеу сигналы (коммутатор а позициясы) калибрлеу сүзгісімен және реттелетін аттенюатордың белгілі бір бекітілген демпферлік мәнімен шығарылады, оның деңгейі rms метрмен өлшенеді. Екінші кезеңде (қосқыш позициясы b) кванттау шу спектрінің бір бөлігі өлшеуіш сүзгі арқылы арнаның шығу сигналынан бір метрмен өлшенеді. Сонымен қатар, аттенюатордың демпингі алғашқы сатыдағы сияқты бірдей көрсеткіштерге ие болады. Аттенуатордың демалуын өлшеу арқылы SNR мәні анықталады. Бұл жағдайда, егер жалған шуыл сигналы қолданылса, екінші кезеңде кванттау шуасы PM каналының бүкіл жиіліктер белдеуінде өлшенбейді, бірақ өлшеуіш сүзгі арқылы бөлінген Δf бөлігінің тек қана бір бөлігінде ғана өлшенеді. Түзетудің мәні n = - 10 lg (3100 / Δf), ал, кванттау шу спектрі PM арнасының жиілік ауқымында бірдей болып табылады деп болжануда. Шу жалған шу өлшеу сигналы кеңінен қолданылды. SITC өлшеу бойынша CCITT ұсынысына сәйкес өлшеу сигналының спектрі 350..550 Гц аспауы керек және кемінде 8 Гц-тен аспайтын аралығындағы спектральды құрамдастардан кем болмауы тиіс. Өлшеу сигналында 100..200 Гц жиіліктер белдеуі және лездік мәндердің қалыпты ықтималдығын бөлу керек, амплитудалық коэффициент Ка = (10,5 ± 0,5) дБ. Белгіленген жолақ жіберу және калибрлеу сүзгілеріне қойылатын талаптарды анықтайды. Өлшеу сүзгісінің өткізу жолағының ені кем дегенде 2400 Гц (әдетте 800 - 3400 Гц) болуы керек. [6] көрсеткендей, 13 спектральды компонент болуы керек, өйткені өлшеу әдісінің ең аз мәні қолданылатын өлшеу сигналы мен сәтте лездік мәндерді қалыпты бөлудің айырмашылығына байланысты туындаған. Мысал ретінде PCM-30 шу өлшегішті қарастырыңыз (8.2-сурет)

.

Сурет 8.2. PCM-30 жабдығына арналған кванттау шуын өлшеу құралы

сигнал генераторы өлшеу 450 өткізу ... 550 Гц, және сәйкес Balun аттенюатор 11-биттік ауысым тізіліміне, Shaper-күшейткіш жолағы жиіліктер сүзгісінің PF-500 бойынша жүзеге осциллятор тікбұрышты импульстік генератор БТЖ қамтиды. Негізгі осциллятор жиіліктегі fm = 8080 Гц жиілігімен импульстарды шығарады. PSP генераторының шығуында жиіліктегі fm жиілігімен (211-1) таңбаларымен екілік қайталанатын серпін дәйектілігі қалыптасады.

Спектральды сызықтар бір-бірінен аралықта fm / (211-1) = 3.95 Гц аралығымен бөлінеді, ол өлшеу сигналының 23 спектральды компонентін қамтамасыз етеді. Бұл сигналдың қайталану уақыты 253 ± 2 мс. Генератордың шығу жиіліктеріндегі энергия жиілігінің спектрінің 450 ... 500 Гц жиілік диапазонындағы біркелкілігі 1 дБ аспайды. 600 Ом сыртқы жүктемедегі сигнал деңгейі аттенюатор арқылы 0, 59,9 дБ диапазонында 0,5, 1, 10 дБ қадамдарымен белгіленеді. 15 минуттағы деңгейдің тұрақсыздығы ± 0,2 дБ аспайды. Генератордың шығу симметриялық болып табылады, шығыс кедергісі 600 Ом.

Метрлік кеңжолақты деңгейі метрлік (DUT) болып табылады. арналар үшін 10 кГц жиілік жолағы бар 3.4 (телефон арналары үшін) кГц немесе FNCH2 сүзгі үшін жиіліктер жолағы 600 Ом аттенюатор FNCH1 сүзгі кіріс кедергісі үшін сәйкес Balun арқылы арнасынан SK (apereklyuchatelya лауазымы) сигнал шығысын дейін (өлшеу кезінде хабар тарату) және ФВЧ сүзгі 850 кГц ауқымынан төмен 850 K-жолын кесу компоненттері, DUT үшін кіріс. Соңғы іс-шаралар ауқымында +10 шу сигнал деңгейдегі RMS мәні ... -70 ± 1 дБ дәлдікпен дБ. SINR өлшемін өлшеу кезінде (switch b position), 20лг (Us / Um) қатынасын анықтау қажет. Ол үшін сигнал K-850 сүзгісіне AGC күшейткіші арқылы беріледі, ол фильтрдің кірісінде Us сигналының тұрақты деңгейін сақтайды. Күшейткіш өлшеу сигналы мен шуды бірнеше рет күшейткендіктен, SNR оның шығуында бірдей болып қалады. Сонымен қатар, Us сигналының тұрақты деңгейі деңгейдің индикатор шкаласын тікелей SSC мәндерінде калибрлеуге мүмкіндік береді. SIRSCH өлшемі 0 ... -59 дБ диапазонында өлшеу сигналы өзгерген кезде ± 1 дБ қателігі бар 10 ... 40 дБ диапазонында қамтамасыз етеді. Өлшеу нәтижесі бойынша, түзету n енгізу керек, ол кванттау шуын өлшеу бүкіл арнаның өткізу қабілетінен тыс орындалмайтынын ескереді.

Өлшеу негізінде арна сапасын бағалау OSSHK (жабдықтар, құрал-жабдықтар мен регенератора әл генерациялайтын, синхрондау блок, кодтау құрылғысы.) байланысты жабдықтардың түрлі бөліктерінде кемшіліктер болуы мүмкін, ол арнада серпін шу қатысуымен қате болуы мүмкін мәндерін, сондай-ақ сыртқы факторлар.

SSC өлшеу үшін импульстік шуылдың индикаторлық көрсеткішін пайдаланған кезде оны өлшеу кезінде көрсеткінің өткір ауытқуымен бағалана алады. Егер SIRS өлшемі өлшеу нәтижесінің цифрлық көрсеткіші арқылы автоматты түрде орындалса, импульстік шуды анықтау үшін арнайы шаралар қабылдау қажет. Өлшенген арнадағы импульстік шу квантования шуының амплитудасының мәнін бақылайтын болсақ, ол әдетте Ka = 3 ... 4 болып табылады. Импульстік шуыл болған кезде бұл мән әлдеқайда жоғары және Ka = 8 ... 12.