3.2. Квантование сигнала и построение выборки

Следующими этапами преобразования сигнала являются квантование импульсных отсчетов по уровню и кодирование. Разрядность кодов определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов. При этом в качестве верхней границы динамического U_max принимается максимальное напряжение детерминированного сигнала и наибольшего по амплитуде отсчета случайного сигнала. Нижняя граница диапазона равна минимальному значению сигнала, либо определяется по формуле:

(23)

где К – динамический коэффициент, его значение дается в задании на курсовую работу.

Дальнейший расчет выполняется по следующей методике.

Для самого малого по амплитуде импульсного отсчета U_min задается соотношение мгновенной мощности сигнала и мощности шума квантования:

(24)

где P_{ш. кв} – мощность шумов квантования при равномерной шкале квантования,

(25)

где   шаг шкалы квантования,

(26)

где n_кв – число уровней квантования.

С учетом равенств (20) и (21) получим:

.

(27)

Из (21) получаем:

.

(28)

Известно, что при использовании двоичного кодирования число кодовых комбинаций, равное числу уровней квантования, определяется по выражению:

,

(29)

где m – разрядность кодовых комбинаций,

отсюда

(30)

Длительность элементарного кодового импульса _и определяется исходя из интервала дискретизации t и разрядности кода m. Здесь необходимо ввести защитный интервал, под который отводят половину t. В итоге получается выражение:

.

(31)

Таким образом, по γ определяем конечное (не нулевое) значение сигнала Umin,

Параметр K определяем шаг квантования, по шагу определяем m число уровней квантования, а по числу квантов определяем разрядность кода.

В коде учитываем знак квантованного сигнала, если в этом есть необходимость.

3.3. Выбор сигнала для передачи

Выбор системы связи во многом определяется показателями качества, которое в свою очередь зависит от сигнала. Здесь мы воспользуемся обобщенным показателем равным B=Pш кв×(1/τ) На данном этапе нам известны длительности сигналов τ, которыми передаются 1 бит информации. Поскольку сигнал АЦП имеет прямоугольную форму, определим его спектр:

(32)

Если его построить, можно убедится в том, что главное значение этой функции находится в интервале частот 0- 2π/τ. Это дает основание считать, что граничная частота сигнала приближенно равна Fc=1/ τ.

Чем меньше показатель B, тем лучше используется полоса канала связи и меньше шумы квантования. Иными словами для передачи одного бита требуется меньшая полоса частот, что в конечном итоге повышает ресурс системы связи. Располагая всеми необходимыми данными, требуется определить «B» для двух заданных сигналов и выбрать для дальнейшей передачи один.