Література: [Л.3], с 180-185

Представлення безперервного сигналу у вигляді послідовності дискретних відліків передбачає, що будь відлік

На рис. 3.9 як приклад представлений квантований сигнал при числі рівнів квантування і кодові слова для значень і . Очевидно при відповідно до (3.21) число розрядів кодового слова складе

.

Тоді при кодуванні значення утворюється кодове слово 1101, а при кодуванні кодове слово 0101.

Відзначимо, що мінімальне значення квантування сигналу в розглянутому випадку кодується кодовим словом 0000.

Якщо фізично розряд кодового слова представлений у вигляді прямокутного імпульсу амплітудою , То двійковий цифровий сигнал буде мати вигляд представлений на рис. 3.9, б.

Тривалість кодової комбінації цифрового двійкового сигналу, очевидно повинна дорівнювати тобто інтервалу дискретизації. Звідси тривалість елемента (розряду) кодової комбінації

 .

Вище було зазначено, що для зменшення помилки квантування необхідно зменшувати величину кроку квантування . Однак при цьому збільшується число рівнів, що в свою чергу призводить до збільшення розрядності кодової комбінації цифрового сигналу, зменшення тривалості розряду і, отже, розширенню спектра цифрового сигналу. Цю обставину необхідно враховувати при проектуванні систем передачі цифрових сигналів по каналах зв’язку.

На практиці операції дискретизації, квантування і кодування здійснюються в одному пристрої званому аналого-цифровим перетворювачем (АЦП). Структурна схема АЦП представлена ​​на рис. 3.9, а. На схемі показані основні елементи АЦП і сигнали на їх входах.

Операція зворотного перетворення цифрового сигналу в аналоговий виконується цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП), схема якого представлена ​​на рис. 3.9, б, і передбачає ряд етапів.

У першу чергу цифрової двійковий сигнал піддається порозрядного зваженому (з «вагою» ) Підсумовування, в результаті чого в моменти часу формується квантований сигнал . Після цього послідовність значень квантування сигналу надходить на згладжує фільтр з амплітудно-приватної характеристикою

у межах смуги пропускання або . Як відомо з попереднього матеріалу, при надходженні на вхід фільтра сигналу у вигляді короткого імпульсу амплітудою , Сигнал на виході буде мати вигляд

.

Додавання відгуків фільтру дає сигнал ŝ(t). Слід підкреслити, що відновлений сигнал ŝ(t) буде відрізняться від вихідного зважаючи на наявність помилки квантування.

Контрольні питання до главе3

 

1. Сформулюйте теорему В.А. Котельникова.

2. Запишіть математично теорему В.А. Котельникова.

3. Що таке частота Найквіста? Яка вона для мовного сигналу?

4. Як визначається база сигналу?

5. За яких умов заміна безперервного сигналу дискретним може стати неадекватною?

6. Як величина середньоквадратичної помилки пов’язана з частотою дискретизації неперервного сигналу?

7. Яким чином сукупність відліків сигналу можна перетворити в цифрову послідовність?

8. У чому полягає процедура квантування дискретного сигналу по рівню?

9. З яких міркувань вибирається крок квантування сигналу? Що таке шум квантування?

10. Що розуміється під операцією кодування в пристрої аналогово-цифрового перетворювача (АЦП)?

11. Наведіть схему АЦП і покажіть сигнали на входах всіх його елементів.

12. Як виконується операція зворотного перетворення цифрового сигналу в аналоговий в системі ЦАП?

 

Джерело: Медіченко М.П., ​​Литвинов В.П. Радіотехнічні ланцюги і сигнали: Навчальний посібник. – М.: Изд-во МГОУ, 2011.