2. Опис імітаційної моделі

Модель призначена для дослідження характеристик кодування сигналів за допомогою ІКМ із А - законом компандування. Модель містить програмні модулі:

• НЧ генератора;

• кодеку;

• таблиці, у яку виводяться значення компандованого й некомпандованого сигналу.

1. Порядок виконання

1. Завантажте модель в MathConnex 7.0.

2. Встановіть значення амплітуди сигналу генератора рівним номеру вашого робочого місця. Запустіть модель на виконання.

3. Запишіть значення компандованого й некомпандованого сигналу (напротязі одного періоду).

4. Визначте точки перегину функції компандування, виходячи з імітаційної моделі та таблиці кодування (декод-ня) для сегментної характеристики із законом А.

5. Порівняйте результати роботи імітаційної моделі із теоретичними даними, позначте точки перегину функції компандування для свого варіанту.

6. Вийдіть із програми MathConnex 7.0. Оформіть звіт, продемонструйте результат викладачеві.

1. ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Тема та мета роботи

2. Варіант (номер робочого місця)

3. Опис імітаційної моделі, алгоритм роботи.

4. Таблиця зі значеннями компандованого та некомпандованого сигналу на протязі одного періоду сигналу за варіантом.

5. Точки перегину функції компандування

6. Відповіді на контрольні питання

7. Висновки

1. Контрольні питання

1. Розкажіть принцип дії ІКМ-кодеків із А-законом компандування.

2. Опишіть алгоритм роботи кодеку імітаційної моделі.

3. Розкажіть відмінності ІКМ-кодеків з різними законами компандування.

4. Наведіть графік роботи кодека із А законом компандування і поясніть його.

5. Наведіть область застосування А-закону компандування

4 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Дослідження імітаційної моделі адаптивного диференціального імпульсно-кодового модулятора

Мета роботи: вивчення принципів дії й характеристик адаптивного диференціального імпульсно-кодового модулятора, аналіз характеристик імітаційного моделювання.

Домашнє завдання: вивчіть принцип дії й схему включення адаптивного диференціального імпульсно-кодового модулятора, його основні характеристики.

4. 1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

4.1.1 Загальні відомості

Система ІКМ, у якій відповідно до змін сигналу регулюється один з основних параметрів О, h, d,  або будь-яка сукупність із них — два, три, чотири, називається адаптивною імпульсно-кодовою модуляцією (АІКМ). Здійснювана в АІКМ адаптація є параметричною.

Аналіз характеристик сигналу може здійснюватися з використанням, як аналогового вхідного сигналу, так і дискретизованого вихідного сигналу.

На практиці часто використовується простий алгоритм регулювання (рис.4.1.1.1), коли поточний нульовий рівень шкали квантування вибирається рівним попередньому квантованному відліку, помноженому на коефіцієнт а, де а<1. Систему такого виду називають диференціальною імпульсно-кодовою модуляцією (ДІКМ).

Рисунок 4.1.1.1 - Алгоритм регулювання

При а=1 ДІКМ називають звичайною або класичної, а при а<1-ДІКМ із загасанням.

На рис.4.1.1.2 як приклад наведена дискретизація сигналу за допомогою звичайної ДІКМ. Діапазон квантування заданий симетричними порогами ±А, усередині діапазону розташовані інтервали квантування: тут три - в області позитивних значень сигналу, три - в області негативних значень. Крім того, є дві області поза діапазоном – області обмеження, так що в цьому випадку всього вісім рівнів квантування.

Рисунок 4.1.1.2 - дискретизація сигналу за допомогою звичайної ДІКМ

Усередині діапазону оцінні значення — рівні квантування — розташовані в середині інтервалів квантування, а поза діапазоном — на відстані h/2 від відповідних порогів, де h — інтервал квантування, що називається при рівномірному квантуванні також кроком квантування. Оцінні значення у верхній і нижній (щодо нульового рівня) напівплощинах розташовані симетрично ±h/2, ±(3/2)h, ±(5/2)h, ±(7/2)h. Оцінні значення нумеруються, починаючи з —(7/2) h. Кодові слова, що відповідають оцінним значенням, являють собою номери рівнів квантування у двійковому записі. Такий код називається натуральним двійковим, і для даного випадку представлений у табл.4.1.1.1. Кодові слова передаються по дискретному каналу зв'язку. На прийомній стороні декодер, користуючись тією ж кодовою таблицею, ставить у відповідність кожному прийнятому трисимвольному слову відповідне йому оцінне значення. Тому що оцінне значення відповідає різницевому сигналу, тобто для того, щоб знайти квантований відлік, треба скласти оцінні значення. По квантованим відлікам здійснюється відновлення аналогового сигналу. Для цього використовується який-небудь метод апроксимації, наприклад поліноміальна інтерполяція. При нульовому ступені полінома сигнал між відліками має постійне значення - східчаста інтерполяція, при ступені одиниця сигнал між відліками апроксимується - прямолінійна інтерполяція, при ступені два - параболи й т.д.

Таблиця 4.1.1.1 – Натуральний двійковий код
Оцінне значення (у частках А)	—7/2 —5/2 —3/2	—1/2 1/2 3/2 5/2 7/2
Кодове слово	000 001 010	011 100 101 110 111