Параметры последовательности прямоугольных импульсов (ппи)

Последовательность прямоугольных импульсов одного знака характеризуется следующими параметрами:

• амплитудой U,

• длительностью импульса τ_и,

• периодом следования Т_с,

• частотой следования f_c =1/ Т_с,

• круговой частотой следования _c =2f_c=2/ Т_с,

• скважностью q = Т_с/τ_и.

Частотный спектр ППИ – дискретный, частоты спектральных составляющих кратны частоте следования импульсов; содержит постоянную составляющуюU₀ на f = 0; амплитуды гармоник кратных скважности обращаются в нуль; чем короче длительность импульса τ_и , тем гуще спектральные линии и шире частотный спектр; количество спектральных линий в первом лепестке равно скважности.

Рисунок 2- Спектральная и временная диаграммы ППИ

Теорема котельникова. Выбор частоты дискретизации

Теорема Котельникова – любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частотой F_в полностью определяется последовательностью своих дискретных отсчетов взятых через промежуток времени ∆t = Т_д≤1/2F_в.

Т_д — период дискретизации,

F_д — частота дискретизации,

F_в — верхняя частота.

Т.о., если требуется передать непрерывный сигнал U(t) с ограниченным спектром, то не обязательно передавать весь сигнал, а достаточно передать лишь его мгновенные значения, отсчитанные через интервалы времени Тд. В соответствии с этим частота следования дискретных отсчетов сигнала, т.е. частота дискретизации Fд ≥2Fв. Если Fд =2Fв. Нижняя боковая частота промодулированного сигнала, определяемого из условия Fд -Fв= =2Fв- Fв= Fв, совпадает с верхней частотой спектра модулирующего сигнала, таким образом, для восстановления непрерывного сигнала по его дискретным отсчетам необходимо использовать идеальный ФНЧ с частотой среза Fср = Fв. В реальных системах Fд выбирают из условий Fд>2Fв. Fд=(2,3…2,4)Fв. При дискретизации телефонных сигналов с диапазоном частот 0,3…3,4кГц частота дискретизации равна 8 кГц. При Fд>2Fв упрощаются требования к параметрам ФНЧ. ЗП — защитная полоса (полоса расфильтровки)

Принцип временного разделения каналов. Структурная схема сп с врк

Непрерывный сигнал С_i(t) каждого из каналов поступает на ФНЧ, где проводится ограничение спектра частотой. Электронные ключи (ЭК) периодически замыкаются с частотой дискретизации f_д на время длительности импульса. Работой электронных ключей управляет распределитель канальных интервалов (РКИ), выдавая импульсные последовательности, сдвинутые по времени на ∆t. Работа РКИ осуществляется под управлением тактовых импульсов, вырабатываемых генератором тактовых импульсов (ГТИ). В сумматоре происходит объединение дискретных отсчетов сигналов и импульсов цикловой синхронизации, вырабатываемых в формирователе импульсов цикловой синхронизации ФИЦС.

В групповом АИМ-сигнале значение канального отсчета соответствующего АИМ сигнала называется канальным интервалом (КИ1, КИ2, КИ3). Для того чтобы распределить на приеме отсчеты индивидуальных сигналов по своим каналам необходимо в начале каждой группы КИ ввести дополнительный импульс, отличающийся по какому–либо признаку от импульсов КИ. Таким импульсом является синхросигнал (СС). Он определяет начало цикла и обеспечивает правильное распределение дискретных отчетов КИ по соответствующим каналам. Циклом называется время, в течение которого однократно передаются все КИ объединенных каналов и СС.

На приеме происходит обратное преобразование – групповой АИМ сигнал поступает на ЭК, управляемые РКИ. Работой РКИ управляет тактовая последовательность от приемника цикловой синхронизации (ПЦС). Индивидуальные АИМ – сигналы поступают на ФНЧ, которые восстанавливают непрерывные сигналы из дискретных отсчетов. Принятый сигнал Сi*(t) отличается от переданного Сi(t), так как подвержен воздействию помех и искажений.

Рисунок 3– Структурная схема трехканальной системы передачи с ВРК

ИКМ-ИМПУЛЬСНО-КОДОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ

Операции ИКМ:

• дискретизация по времени,

• квантование по уровню (по амплитуде),

• кодирование.

Уровни квантования пронумеровываются. Их номера переводятся в двоичную систему исчисления, и таким образом передается оцифрованный сигнал.

Разность между соседними уровнями квантования называется шагом квантования (∆). Если значение амплитуды отсчета в пределах двух соседних уровней больше половины шага квантования, то округление производиться в большую сторону, и соответственно наоборот.

Для речевого сигнала выбирается 256 квантованных уровней.

В результате квантования по уровню значение отсчетов АИМ – сигнала округляются до ближайшего уровня квантования. Ошибкой или шумом квантования называется разность между истинным значением отсчета и разрешенным уровнем квантования: ε_кв=U_аим(t) – U_кв(t).

В ЦСП для кодирования двухполярных сигналов используют симметричный двоичный код (рисунок 4). В этом коде старший разряд кодовой группы определяет полярность кодируемого отсчета (1 – положительный, 0 - отрицательный). Разрядность кодовой группы m при известном количестве уровней квантования: m=log₂M (M – количество уровней квантования, М=2^m).

011-трехразрядная кодовая группа,

1101010-семиразрядная кодовая группа.

Рисунок 4- кодирование двухполярного сигнала с использованием двоичного кода