Файл: Лекция 11 Значение цифровых способов передачи сигналов.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 45
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция № 11
Значение цифровых способов передачи сигналов.
Мы знаем, что сигналы электросвязи могут быть непрерывными и дискретными.
В основном сигналы, отображающие природные явления – аналоговые. Аналоговыми могут быть как непрерывные, так и дискретные (во времени) сигналы.
Непрерывный сигнал можно заменить дискретным (во времени), применяя теорему Котельникова.
Дискретный сигнал можно проквантовать по уровню, округлив мгновенные значения сигнала до некоторых разрешенных значений.
Квантование превращает аналоговый сигнал, в цифровой, т.е. в сигнал, мгновенные значения которого образуют конечное множество.
Самой удобной системой счисления для цифровых устройств является двоичная система. Поэтому обычно квантование сочетается с кодированием.
При кодировании записывается полученные значения в двоичном коде, в виде последовательности нулей и единиц.
В основном цифровые сигналы отличаются необходимой скоростью передачи (количество бит в секунду). Бит – число, принимающее значение «0» или «1».
Передача и обработка сигналов в цифровой форме имеет следующее преимущества перед передачей аналоговых сигналов:
1) Унификация различных видов передаваемой информации;
2) Интеграция систем коммутации, т.е. создание полностью цифровых телекоммуникационных сетей;
3) Компьютеризация телекоммуникационного оборудования;
4) Высокая помехоустойчивость;
5) Стабильность параметров каналов. Стабильность остаточного затухания, амплитудной и частотной характеристик определяются в основном устройствами обработки сигналов в аналоговой форме;
6) Высокие технико-экономические показатели.
Применяются цифровые интегральные схемы, что снижает стоимость оборудования, их габариты, потребление энергии.
Надежность цифрового оборудования повышается.
Формирование цифрового сигнала.
Цифровой сигнал формируется в результате аналого-цифрового преобразования (АЦП) сигналов.
Сначала происходит дискретизация непрерывного сигнала на основании теоремы Котельникова, которая гласит, что любой непрерывный сигнал, ограниченный частотой fв может быть восстановлен по своим дискретным отсчетам, следующим с частотой дискретизации
fд
2fв Затем следует квантование дискретных отсчетов.
Квантование – это округление мгновенных значений сигнала до ближайших разрешенных значений. Эта операция фактически превращает аналоговый сигнал в цифровой.
В результате квантования неизбежно возникают ошибки квантования.
Чем меньше расстояние между ближайшими разрешенными уровнями, т.е. чем меньше шаг квантования, т.е. чем больше число разрешенных уровней, тем меньше ошибка квантования.
В современных ЦСП операция квантования практически всегда совмещается с кодированием.
Кодирование - очень важная операция. В ЦСП кодирование понимают в узком смысле, как переход от кода с высоким основанием к коду с низким основанием. Мгновенные значения могут принимать разрешенные значения (к примеру, 256) заменяют комбинациями импульсов (кодовыми группами, состоящими, например, из 8 импульсов), которые имеют мало разрешенных значений (минимум два). Это повышает помехоустойчивость сигнала.
Кроме дискретизации, квантования и кодирования в ЦСП осуществляется также мультиплексирование – объединение нескольких потоков в групповой поток.
Операции АЦП на передаче должны соответствовать обратные операции на приеме (цифро-аналоговое преобразование ЦАП).
В результате декодирования восстанавливаются мгновенные значения сигнала, которые после прохождения ФНЧ с частотой среза Fв, превращаются в непрерывный исходный сигнал.
Восстановленный сигнал отличается от исходного, т.к. сигнал восстанавливается не точно по исходным мгновенным значениям, а по округлению до разрешенных.
Ниже приведены схемы АЦП и ЦАП. (Рис. 11.1 и 11.2)
