Met_roz_zad_KiS

При розв’язку задачі 7.5 необхідно мати на увазі, що крок квантування системи з ІКМ може бути визначений для будб-якої точки каналу як до кодеру (крок по входу) так і після декодеру (крок по виходу), і не обов’язково тільки на вході кодера і виході декодера. Під піковою потужністю, яка відповідає початку зон обмеження, Р0гр розуміється миттєве значення

потужності такого імпульсу АІМ-2, амплітуда якого максимальна, а квантоване значення на виході каналу ІКМ з нулоьвим залишковим загасанням дорівнює вихідному. Для випадку симетричної лінійної шкали справедливо:

Р0гр U02гр 2n 1 2 1 ,

R R

де R - опір навантаження, на якому проводиться вимірювання.

Кодери, про які йшла мова в задачах 7.6, 7.7 і 7.8, є найпростішими і описані в [2], [3], [4], і частково в [1]. Індекс широтно-імпульсної модуляції є виражене в радіанах відношення найбільшої тривалості імпульсу ШІМ до тривалості періоду дискретизації моделюючого сигналу

( 2 max ). Сучасні високошвидкісні лічильники імпульсів мають швидкодію, яка

Т0

вимірюється сотнями мільйонів біт в секунду. Квантуючою характеристикою кодеру (задача 7.7 і 7.10) називається залежність номеру дозволеного рівня або структури кодової групи від амплітудних значень кодованих груп, що вимірюються на вході кодеру. Характеристика має вигляд ступінчатої кривої, подібної до квантуючої характеристики системи, і за умовою задачі 7.7 повинна будуватися по точках. Квантуюча характеристика декодеру є квантуючою дискретною залежністю амплітуди квантованих проб сигналу на виході декодеру від номерів умовних рівнів проб або від структури кодових груп, які надходять на його вхід. Зняття обох характеристик широко практикується при розробці, настройці і експлуатації кодерів і декодерів.

Декодер зважування, про який іде мова в задачах 7.9 і 7.10, знаходить широке застосування на практиці. Він описаний в [2]. Неважко переконатися, що при включенні джерела струму N1

вихідна напруга декодера виявиться рівною 2 IR , при включенні тільки джерела N2 – вона буде

3

рівна 1 IR і т. д. Це є ключем розв’язву поставлених питань.

3

Задачі 8.1 – 8.10 пов’язані з спотворенням сигналів в системах з ІКМ внаслідок процесів квантування. Рекомендована література: [1], стор. 374-376; [2], стор. 44-57, 61-64, 67-70 або [4],

стор. 18-25.

В системах з лінійною шкалою (задачі 8.1 – 8.5, 8.8 і 8.9) середня потужність шумів квантування, виміряна в смузі частот від нуля до половини частоти дискретизації F0 на виході

виміряний в будь-якій точці схеми до кодера або після декодера, а R - опір, на якому проводилось вимірювання кроку.

Спектральний розподіл шумів у смузі (0-0,5) F0 при передачі телефонних сигналів є

рівномірним [2], а при передачі одночастотних гармонічних сигнаів – дискретним. Цю обставину слід враховувати при розв’язку всіх задач групи (8.1 – 8.10). Так як ширина смуги ефективно передавальних частот каналу ТЧ дорівнює 3,1 кГц, а частота дискретизації каналів в системах ВД-

12R

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Величина середньої потужності шумів квантування в системах з лінійною шкалою не залежить від рівня передавального сигналу, якщо ефективне значення сигналу в 5-10 і більше разів перевищує крок квантування, а пікові значення сигналу менше або рівні значенням U0гр , які

відповідають початкам зон обмежень (задача 8.3). Відношення пікових значень напруги сигналу до ефективного значення називається пік-фактором сигналу, який звичайно виражається в дБ (задачі 8.3, 8.5 – 8.9). Пік-фактор одночастотного гармонічного коливання (задача 8.5) дорівнює, очевидно, 3 дБ. Про значення U0гр і пов’язаного з ним поняття рівня пікової потужності р0гр ,

який відповідає початку зон обмеження, дивіться також методичні вказівки до задачі 7.5. При перевищення піковими значеннями сигналу рівня р0гр потужність шумів квантування різко зростає. В зв’язку з цим можна вважатити, що пікові значення сигналів максимального рівня повинні бути рівні U0гр В або р0гр дБп (задача 8.3).

При розв’язку задачі 8.4 необхідно враховувати дискретний характер розподілу продуктів квантування за частотою. Процес переформування спектру при АІМ (див. методичні вказівки до задач 6.1 – 6.10) призводять до того, що ці продукти концентруються на частотах 0 кГц, 0,8 кГц, 1,6 кГц, 2,4 кГц, 3,2 кГц і 4,0 кГц. В область 2300-2500 Гц попаде тому лише шоста частина повної потужності шумів квантування.

В режимі мовчання середня потужність шумів квантування (задача 8.5) не перевищує

2

значення , де - крок квантування в центральній частині квантуючої характеристики [2].

4R

В системах ВД-ІКМ з пропорційною шкалою квантування (див. методичні вказівки до задачі 7.4) захищеність телефонних сигналів від шумів квантування може бути визначена за наступною формулою [2]:

Тут n - розряднідсть коду і Uс - ефективна напруга сигналу. Очевидно, що за умовою задачі 8.6

для сигналів самого високого рівня, на передачу якого розрахована система, справедливо

10lg Uобм 2 =16 дБ.Uс

Для сигналів, рівень яких на 20 дБ нижче, справедливо

10lg Uобм 2 =16 + 20 = 36 дБ.

Uс

Сказанного вище достатньо для розв’язку задач 8.8 і 8.9, пов’язаних з процесами в системах з ЧД-ІКМ. Нагадаємо лише, що потужність групового сигналу Nк –канальної системи в точці з

загальної потужності шумів квантування.

Прийом, описаний в задачі 3.30, часто використовується в системах з ІКМ. Імпульсні положення, які звільняються при скороченні кодових груп, використовуються для передачі якоїнебудь іншої інформації (наприклад, для передачі синхросигналів або сигналів керування і виклику). Позначимо через Ркв– середню потужність шумів квантування в каналі при передачі

сигналів n –розрядними групами. Тоді очевидно, що при скороченні груп на одиницю ( n 1 -

розрядний код) потужність шумів буде рівна 4Ркв. А якщо на кожні m1 груп n –розрядного коду буде припадати m2 груп n 1 -розрядного коду, то потужність шумів квантування буде рівна:

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

ЛІТЕРАТУРА

1.Под ред. И. А. Аболица. Многоканальная связь. – Связь , 1971.

2.Б. Є. Трофимов. Импульсная многоканальная електросвязь. – ЛЕІС, 1971.

3.А. Г. Линкардопуло, Б. Є. Трофимов. Кодирующие электронно-лучевые трубки.– Энергия, 1971.

4.В. Е. Гуревич и др. Принципы импульсно-кодовой модуляции в системах телефонной связи. – Связь, 1968.

5.Н. Н. Баева. Многоканальная связь и РРЛ. – М.: Радио и связь, 1988.

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)