3. Квантование по уровню и времени.

При кв-нии по уровню переход от одного дискр. значения к другому происходит в произволь. мом. вр.

При кв-нии по времени отсчета значения ф-и берутся через зад. промежутки времени, но с переменным шагом квантования по уровню. Целесообразно осущ-лять одновременное кв-ние по уровню и времени. В этом случае передача квантованных или дискретных значений ф-й осущ-ся в зад. мом. вр., что обеспечивает требуемую точность воспроизв-я ф-и при приеме: ∆=√S²_ур+S²_вр.

4. Дифференциальное квантование.

В этом случае область сущ-ния ф-и разбивается на отдельные ячейки с шагом q по уровню и ∆t по времени. При этом переход от одного квантованного значения к другому происходит по следующему правилу:

Если в зад. мом. вр. t текущее значение ф-и x(t) оказывается > соответствующего дискретного значения, отсчитанного на предыдущем шаге, то происходит прерход на ближайший более высокий дискретный уровень. Если текущее значение оказывается < предшествующего квантованного, то происходит переход на ближайший более низкий уровень.

Недостатком этого способа явл. то, что при быстрых изменениях ф-и возможно отставание ступенчатой аппроксимирующей ф-и от фактических значений. Вследствии этого погрешность диф. квантования оказывается выше, чем при др. видах квантования. В среднем оно в 4 раза превышает ошибку квантования по уровню. К недостаткам этого метода относится возможность накопления ошибок от помех в канале связи. Преимуществом диф. кв-я явл. возможность передачи значений квантованной ф-и с полярными признаками.

Теорема Котельникова.

Для исполь-я достоинств цифр. ус-в для задач обработки сигналов возникает необходимость исп-я дискретных сигналов. Для этих целей широко пользуются методом дискретизации, при кот. значение ф-и x(t) заменяется совокупностью ее дискретных значений, взятых в опр. мом. вр. Эти дискр. зн-я наз.

выборками или отсчетами: x(t)→{x_к(t_к)}, t_к+1-t_к=∆t_к – шаг квантования.

В 1933 Котельниковым была доказана теорема: любая непр. ф-я x(t), частотный спектр кот. ограничен нек. зн-ем частоты f≤f_max≤∞, может быть полностью и безошибочно восстановлена по ее дискр. отсчетам, взчтым через интервалы времени ∆tк =1/2F_max ; ω_m=2πf_max. Ф-я для отсчетов:

В общем случае ряд Котельникова мржно рассматривать как частный случай x(t)=Σa_кφ_к(t). В кач-ве базисных ф-й φ(t) могут быть исп-ны не ф-и отсчетов Котельникова, а и др. системы ф-й, такие как ф-и Уолла, Хегара, кр. того в теории сигналов исп-ся представление ф-и многочленами Чебышева, Ленеарда, Лагера. Из теории Котельникова можно сделать вывод: Каждую ф-ю отсчетов можно рассм. как реакцию идеального ФНЧ.

Из ряда Котельникова следует, что непр. сообщение x(t) можно восстановить по зад. мгнов. зн-ям x(∆t_к), пропуская импульсы отсчетов через идеальный ФНЧ.

Восстановление непрерыв. сообщения.

Процесс восстан-я непр. сообщ. по зад. выборкам наз-ся интерполяцией. Могут исп-ся различные виды интерполяции в зав-ти от треб. точности. Ограничиваются ступенчатой или трапецевидной интерполяцией.

Практическое значение теоремы Котельникова.

Теорема Кот-ва имеет прежде всего теор. зн-е при решении задач ан-за и синтеза систем связи, позволяя подходить к вопросу передачи непр. и дискр. сигналов с единств. позицией. Применение теоремы Кот-ва в случае реальных сигналов имеет приближенный хар-р, поскольку реальные процессы обладают конечной деятельностью, след-но не могут иметь ограниченного спектра и кр. того реальные сигналы не явл. стационарными и изменяются во времени. Аппаратная реализация восстановления ф-и сигналов в соотв-и с теор. Кот-ва физически не реализуема. Поэтому в практике теор. Кот-ва следует рассм. как приближенную идеализацию применения к ф-ям с неограниченным спектром. Тем не менее в процессе преобразования реальных сигналов в цифр. форму критерии Кот-ва исп-ся весьма широко и на практике его исп-ют в форме: ∆t=1/(2 ξ F_max).

Модуляция. Виды переносчиков информации.

Для передачи и последующей обработки инф-ции необходимо полученный первичный сигнал нанести на подходящий матер. наситель. Чаще всего для этих целей исп-ся физич процессы эл-маг. природы ввиде колебаний нек. частоты. или ввиде послед-ти импульсов. В общем случае нанесение инф-ции на нек. носитель сводится к изменению его хар-ных пар-ров в соответствии с передаваемым сообщением. Пар-ры, исп-мые для нанесения сообщения на перерносчик наз-ся информационными пар-рами. Процесс упр-я инф. пар-ми переносчика в соотв-вии с изменением первичного сигнала наз-ся модуляцией. Процесс, обратный произведенной модуляции и заключающийся в выделении исходного сигнала обусловивший данную модуляцию наз-ся демодуляцией. Технич. реализация этих операций осущ-ся с пом. спец. функциональных преобразователей называемых модуляторами и демодуляторами. В зав-ти от вида исп-мых инф. пар-ров применяются различные виды и методы модуляции. В зав-ти от хар-ра изменения во времени физич. процесса, служащего в кач-ве переносчика инф-ции переносчики инф-ции могут быть разделены на 3 типа:

а.) квазистационарный

Переносчики этого типа хар-ся постоянным во времени состоянием носителя и имеют единств. инф. пар-р, а именно уровень соотв-щей физ. величины. В общем случае при этом может изменяться также и полярность исп-мого пар-ра. Модуляция переносчиков этого типа наз. прямой модуляцией.

б.) гармонический (колеб-я, волны)

В этом случае в отсутствии первичного сигнала (модуляции) исп-мый физич. процесс протекает по гарм. закону. Т.к. для хар-ки гарм. процессов исп-ся такие пар-ры как амплитуда, частота и фаза, то гарм. переносчики позволяют осущ-вить амплитудо-частотную и фозовую модуляции (и их комбинации).

в.) импульсные последовательности

В этом случае могут быть исп-ны различные варианты импульсной последовательности.

Непрерывные методы модуляции.

Если в процессе нанесения сообщения на прерносчик инф-ции инф. пар-р переносчика изменяется непрерывно, то такая модуляция наз непрерывной. При непр. модуляции в кач-ве переносчика чаще всего исп-ся гарм. колебания той или иной физ. природы. В этом случае прерносчик обладает тремя инф. пар-рами. В случае исп-я гарм. колебаний в кач-ве переносчика исп-ся ВЧ колебания (ВЧ несущая) и, хотя в случае исп-я гарм. колебаний можно передавать сообщения в НЧ диапазоне. Однако исп-е ВЧ несущих расширяет возможности передачи сообщений и обеспечивает следующими преимуществами:

1.) Уплотнение каналов связи, т.е. увеличение числа сообщений, кот. могут быть переданы по данной линии связи путем соотв. разделения сигналов.

2.) Повышается достоверность передачи инф-ции за счет возможностей исп-я помехоустойчивых методов модуляции.

3.) Улучшаются габаритные показатели аппаратуры.