Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиотехнических систем (РТС)

Исследование системы связи с дельта-модуляцией

Отчет по лабораторной работе № 4 по дисциплине «Теория и техника передачи информации»

Зачтено.

	Студенты гр. 152–М
	_____________ Д.О. Удовенко «____»___________2023 г. _____________ В.А. Алтухов
	«____»___________2023 г.
	Руководитель:
	Профессор кафедры РТС, д.т.н.
	_____________Ю.П. Акулиничев
	«____»___________2023 г.

Томск 2023

Оглавление

Введение 3

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4

1.1 Принцип дельта-модуляции 4

1.2 Искажения при дельта-модуляции 7

1.3 Влияние помех в канале связи 9

2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10

Заключение 20

Введение

В 1948 году предложен новый способ цифровой передачи непрерывных (аналоговых) сигналов, получивший название “дельта-модуляция” (ДМ). По сравнению с другими методами импульсной модуляции ДМ обладает рядом достоинств, которые проявляются в том случае, когда частота квантования передаваемого сигнала во времени намного превышает значение, определенное теоремой отсчетов.

Целью настоящей работы является ознакомление с принципом ДМ, особенностями построения систем связи с ДМ и исследование некоторых характеристик системы связи с дельта-модуляцией.

1 Теоретическая часть

1.1 Принцип дельта-модуляции

При ДМ передается не функция сообщения, а знак приращения функции сообщения. Принцип действия системы связи с применением ДМ можно пояснить функциональной схемой, представленной на рисунке 1.1 и графиками напряжений в характерных точках, приведенными на рисунке 1.2.

Модулирующее напряжение r(t) и напряжение с выхода интегрирующего каскада R(t) подаются на два входа вычитающего устройства и на выходе последнего имеем их разность ε(t) = R(t)-r(t).

Генератор импульсов вырабатывает периодическую последовательность коротких тактовых импульсов, задающих тактовые моменты времени. Период следования этих импульсов определяет шаг квантования по времени ∆t.

При подаче на вход кодирующего устройства k-ro короткого тактового импульса в момент t=k∆t оно вырабатывает прямоугольный импульс с фиксированными амплитудой и длительностью. Полярность этого импульса зависит только от знака разности ε(t) в тактовый момент времени. Если ε(k∆t)0, т.е r(k∆t)R(k∆t), то на выходе кодирующего устройства появляется положительный импульс. Если же ε(k∆t)>0, т.е. r(k∆t)<R(k∆t), полярность импульса отрицательна.

Интегратор 1 выполняет математическую операцию интегрирования поступающих на его вход кодовых импульсов и работает по следующим правилам:

1. если с выхода кодирующего устройства на вход интегратора подается импульс положительной полярности, то напряжение на выходе интегратора скачком возрастает на величину ∆r и затем остается неизменным до прихода следующего импульса;

2. если с выхода кодирующего устройства на вход итератора подается импульс отрицательной полярности, выходное напряжение интегратора скачком уменьшается на ∆r и затем также остается неизменным до прихода следующего импульса.

Рисунок 1.1 – Функциональная схема системы связи с ДМ

Поскольку на выходе кодирующего устройства в тактовые моменты времени обязательно возникают импульсы той или иной полярности, напряжение на выходе интегратора обязательно возрастает либо уменьшается на одну ступеньку и вследствие этого приобретает ступенчатую форму, показанную на рисунке 1.2а. Очевидно, что величина ∆r определяет шаг квантования по амплитуде.

Из приведенного анализа работы дельта-модулятора следует, что в вычитающем устройстве сравнивается истинное значение модулирующего напряжения r(k∆t) с квантованным.

Рисунок 1.2 – Форма напряжений в характерных точках

В каждом периоде тактовой частоты здесь передается информация только об одном из двух возможных перемещений ступенчатой кривой R(t) на одну ступеньку вверх или вниз. Таким образом, сигнал при дельта-модуляции оказывается автоматически кодированным по двоичной системе и представляет собой импульсы всегда одинаковой величины, но различного знака. На практике обычно используют элементарное кодирование, а именно, однозначный двоичный код, т.е. в тактовых точках импульс присутствует или не присутствует, что соответствует положительным или отрицательным приращениям.

Функции декодирующего устройства на приемной стороне выполняет интегратор 2, на выходе которого получается ступенчатое напряжение R₁(t). После его сглаживания фильтром нижних частот получим функцию сообщения r₁(t), близкую к r(t). Понятно, что для уменьшения ошибок в передаче сообщений интегратор 2 должен быть аналогичен интегратору 1.