8.3. Дискретизація функцій (сигналів) за рівнем.

Теорема Котельникова дозволяє перейти від передачі функції до передачі її відсіків (чисел), тобто зробити дискретизацію функції за годиною. Відсіки функції являють собою числа з беззупинною шкалою рівнів. При наявності перешкод відсіки в прийомному пристрої відтворюються з деякою погрішністю. Отже, у цьому випадку немає необхідності використовувати беззупинну шкалу рівнів. Можна розбити весь діапазон зміни величини відсіки на M дискретних рівнів, і передане значення відліку замінити його найближчим дискретним значенням (мал.8.3).

Така заміна безупинної шкали рівнів дискретної називається квантуванням. Різниця між двома сусідніми рівняминазивається кроком квантування. При квантуванні сигналу неминуче виникає погрішність, що не перевершує половини кроку квантування. Ця погрішність приводить до так називаних шумів квантування. При досить великомуM шуми квантування можуть бути зроблені малими. При передачі телефонних повідомлень, наприклад, вибирають M=256.

Рис. 8.3.

Якщо перешкода в каналі не перевершує половини кроку квантування (у вірогідному змісті), то на прийомній стороні прийняте перекрученою перешкодою значення буде віднесено до найближчого дискретного рівня, що відповідає щирому рівню на передачі. Отже, квантування дозволяє зменшити вплив перешкод. Переваги квантування особливо сильно виявляється при передачі на великі відстані з використанням ретрансляції. Якщо між пунктами ретрансляцій перешкода не перевершує половини кроку квантування, то сигнал можна точно відновити (регенерувати). Регенерацію сигналу можна здійснювати скільки завгодно раз. Якщо ж сигнал передавався б без квантування, то при багаторазовій ретрансляції відбувалося би нагромадження перешкод, і сумарний рівень перешкод на кінці лінії зв'язку в багато разів перевершував би рівень шумів квантування.

Недоліком способу передачі з квантуванням є те, що приймач повинний розрізняти велике число близько розташованих рівнів. Технічна реалізація при цьому виявляється складною. Тому в чистому виді квантовий сигнал не передають, а використовують так називану імпульсно-кодову модуляцію (ИКМ), котра отут не розглядається.

Література

1. Гоноровский И.С. Радіотехнічні ланцюги і сигнали. – М.: Радіо і зв'язок, 1994. – 482 с. (1986. – 512с).

2. Баскаків В. Радіотехнічні ланцюги і сигнали. – М.: Вища школа, 1988. – 448 с.

3. Радіотехнічні ланцюги і сигнали. Під ред. К.А. Самойло. – М.: Радіо і зв'язок, 1982.

55