Описание имитационной модели

Модель предназначена для исследования характеристик кодирования сигналов при помощи ИКМ с -законом компандирования. Модель содержит программные модули:

• НЧ генератора;

• кодека;

• осциллографа;

• анализатора спектра.

Этапы работы

Ознакомление с устройством и принципом работы ИКМ-кодека с -законом компандирования.

Домашнее задание: изучите типовые характеристики ИКМ-кодека с -законом компандирования.

Порядок выполнения

1. Загрузите модель в MathConnex 7.0.

2. Запустите модель на выполнение.

3. Запишите значения компандированного и некомпандированного сигнала (с некоторым шагом в течении одного периода).

4. Определите точки перегиба функции компандирования.

5. Выйдете из программы MathConnex 7.0.

Контрольные вопросы

1. Расскажите принцип действия ИКМ-кодека с -законом компандирования.

2. Опишите алгоритм работы кодека.

3. Обоснуйте оптимальные режимы эксплуатации ИКМ-кодеков с -законом компандирования.

Рекомендуемая литература

1. Конспект лекций.

2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники в 2-х томах -М.: Мир, 1986.

3. Белами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Исследование имитационной модели импульсно-кодового модулятора с А – законом компандирования

ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ

Модель предназначена для исследования характеристик кодирования сигналов при помощи ИКМ с А – законом компандирования. Модель содержит программные модули:

• НЧ генератора;

• кодека;

• таблицы, в которую выводятся значения компандированного и некомпандированного сигнала.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы:изучение принципов действия и характеристик кодека, анализ характеристик имитационного моделирования.

Домашнее задание:изучите принцип действия и схему включения кодера и декодера ИКМ с А – законом компандирования, их основные характеристики.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Загрузите модель в MathConnex 7.0.

2. Запустите модель на выполнение.

3. Запишите значения компандированного и некомпандированного сигнала (с некоторым шагом в течении одного периода).

4. Определите точки перегиба функции компандирования.

5. Выйдете из программы MathConnex 7.0.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

4. Расскажите принцип действия ИКМ-кодеков с А-законом компандирования.

5. Опишите алгоритм работы кодека.

6. Обоснуйте оптимальные режимы эксплуатации ИКМ-кодеков с А-законом компандирования.

7. Расскажите отличия ИКМ-кодеков с -законом компандирования от ИКМ-кодеков с А-законом компандирования.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

4. Конспект лекций.

5. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники в 2-х томах -М.: Мир, 1986.

6. Белами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Исследование имитационной модели адаптивного дифференциального импульсно-кодового модулятора

Цель работы: изучение принципов действия и характеристик адаптивного дифференциального импульсно-кодового модулятора, анализ характеристик имитационного моделирования.

Домашнее задание:изучите принцип действия и схему включения адаптивного дифференциального импульсно-кодового модулятора, его основные характеристики.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Система ИКМ, в которой в соответствии с изменениями сигнала регулируется один из основных параметров О, h, d,  или любая совокупность из них — два, три, четыре, называется адаптивной импульсно-кодовой модуляцией (АИКМ). Осуществляемая в АИКМ адаптация является параметрической.

Анализ характеристик сигнала может осуществляться с использованием, как аналогового входного сигнала, так и дискретизованного выходного сигнала.

На практике часто используется простой алгоритм регулировки (рис.1), когда текущий нулевой уровень шкалы квантования выбирается равным предшествующему квантованному отсчету, умноженному на коэффициент а, где а1. Систему такого вида называют дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией (ДИКМ).

Рис.1.

При а=1 ДИКМ называют обычной или классической, а при а<1—ДИКМ с затуханием.

На рис. 2 в качестве примера приведена дискретизация сигнала с помощью обычной ДИКМ. Диапазон квантования задан симметричными порогами ±А, внутри диапазона расположены интервалы квантования: здесь три — в области положительных значений сигнала, три — в области отрицательных значений. Кроме того, имеются две области вне диапазона — области

Рис.2.

ограничения, так что в данном случае всего восемь уровней квантования. Внутри диапазона оценочные значения — уровни квантования — расположены в середине интервалов квантования, а вне диапазона — на расстоянии h/2 от соответствующих порогов, где h — интервал квантования, называемый при равномерном квантовании также шагом квантования. Оценочные значения в верхней и нижней (относительно нулевого уровня) полуплоскостях расположены симметрично ±h/2, ±(3/2)h, ±(5/2)h, ±(7/2)h. Оценочные значения нумеруются, начиная с —(7/2) h. Кодовые слова, соответствующие оценочным значениям, представляют собой номера уровней квантования в двоичной записи. Такой код называется натуральным двоичным, и для данного случая представлен в табл.1. Кодовые слова передаются по дискретному каналу связи. На приемной стороне декодер, пользуясь той же кодовой таблицей, ставит в соответствие каждому принятому трехсимвольному слову соответствующее ему оценочное значение. Так как оценочное значение соответствует разностному сигналу, то. для того чтобы найти квантованный отсчет, надо просуммировать оценочные значения. По квантованным отсчетам осуществляется восстановление аналогового сигнала. Для этого используется какой-либо метод аппроксимации, например полиномиальная интерполяция. При нулевой степени полинома сигнал между отсчетами имеет постоянное значение — ступенчатая интерполяция, при степени единица сигнал между отсчетами аппроксимируется прямой—линейная интерполяция, при степени два — параболой и т.п.

Таблица 1
Оценочное значение (в до­лях А)	—7/2 —5/2 —3/2	—1/2 1/2 3/2 5/2 7/2
Кодовое слово	000 001 010	011 100 101 110 111