Цифровые системы передачи телефонных сигналов (стр. 2 из 2)
c) Кодирование уровня квантования внутри выбранного сегмента, выбор дополнительного эталонного тока (результат записывается в 5, 6, 7, 8 разрядах).
Назначение элементов схемы:
Компаратор определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого отсчета и эталона (Ic и Iэт);
Цифровой регистр служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и формирования структуры кодовой группы;
Генератор эталонов (ГЭТ(+) и ГЭТ(-)) формирует полярность и величины эталонов, количество формируемых эталонов равно 11, их значения – 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 усл. ед.
ПК преобразует параллельный код в последовательный, считывая состояние выходов 1 … 8 ЦР;
ГОпер управляет работой узлов кодера;
БКЭ – блок выбора и коммутации эталонных токов – для подключения выбранных ГЭТ, а также для подключения выбранных эталонных токов по сигналам от ключей;
КЛ – компрессирующая логика – для коммутации поступающего от ЦР семиразрядного регистра (без первого символа полярности) в П-разрядный двоичный код для управления разрядами выбранного ГЭТ.
Структурная схема нелинейного кодера: см. приложение №2.
1-й этап – кодирование полярности – 130>0 → 1;
2-й этап – кодирование номера сегмента, выбор основного эталонного тока –
| 130>128 → 1130<512 → 0130<256 → 0 | → 4 сегмент (ОЭ для 4 сегмента – 128) |
3-й этап – кодирование уровня квантования внутри выбранного сегмента, выбор дополнительного эталонного тока: ОЭ –128, ДЭ –64, 32, 16, 8
130<128+64 → 0
130<128+32 → 0
130<128+16 → 0
130<128+8 → 0
Шаг квантования равен последнему эталону – 8
Ошибка квантования: εкв=130–128=2, не должна превышать 0,5Δ
| Опред. полярности | Выбор основного эталонного тока, Iосн.эт. | Вкл. Iосн.эт. | Дополнительные эталонные токи, Iдоп.эт. | ||||||
| Разряды кодирования | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Iэт. | 1 | 128 | 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 |
| Iаим-Σ Iэт. | 130>0 | 130-128>0 | 130–512<0 | 130–256<0 | 130 – (128 +64) <0 | 130 – (128+32) <0 | 130 – (128+16) <0 | 130 – (128+8) <0 | |
| Состояние выхода компаратора | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Запись решения в ЦР | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Шаг квантования | 8 | ||||||||
| Ошибка квантования, | 2 | ||||||||
| 1-й этап | 2-й этап | 3-й этап | |||||||
При неравномерном квантовании шаг квантования изменяется в допустимых пределах амплитудных значений квантуемых сигналов, возрастая с увеличением уровня сигнала. Абсолютная ошибка квантования возрастает с увеличением уровня сигнала, но ее относительное значение, т.е. отношение сигнал-ошибка квантования, не изменяется. Использование неравномерного квантования позволяет выровнять отношение сигнал-ошибка квантования во всем диапазоне сигналов, а, следовательно, сократить число шагов квантования в 2 … 4 раза по сравнению с равномерным квантованием до Мкв.=128 … 256, что требует семи разрядов кодовой группы.
Вывод: преимущество кодера с неравномерной шкалой квантования заключается в передаче сигналов с необходимым качеством.
Задание №4
1. Начертите структурную схему нелинейного декодера. Кратко поясните три этапа декодирования, назначение всех узлов декодера.
2. Выполните операцию нелинейного декодирования.
3. Укажите назначение эталона коррекции.
Исходные данные: кодовая комбинация – 11000000.
1. Назначение декодера – для преобразования 8-разрядной кодовой комбинации в соответствующую амплитуду отсчета АИМ-сигнала.
3 этапа декодирования:
1-й этап – по символу записанному в 1-м разряде, выбирается ГЭТ. Если записана «1», то выбирается ГЭТ(+), если «0» - ГЭТ(-).
2-й этап – по кодовой комбинации, записанной во 2, 3 и 4-м разрядах, выбирается эталонный ток Iосн.эт..
3-й этап – из четырех дополнительных эталонных токов данного Iосн.эт. выбираются те, в чьих разрядах записаны «1».
В конце добавляется эталон коррекции, равный половине шага квантования данного сегмента.
Структурная схема нелинейного декодера: см. приложение №3.
Назначение элементов схемы:
ЦР – служит для принятия кодовой группы ИКМ-сигнала и формирования на выходе в виде 8-разрядного параллельного двоичного кода.
ГОпр – управляет работой узлов декодера.
ГЭТ – формирует полярность и величины эталонов, количество формируемых эталонов равно 11, их значения – 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 у. е.
БКЭ – для подключения выбранного ГЭТ1 или ГЭТ2, а также для подключения выбранных эталонных токов по сигналу от ЭЛ.
ЭЛ – экспандирующая логика – для коммутации 7-разрядного кода (без первого символа полярности сигнала), поступившего от ЦР, в 12-разрядный двоичный код для управления разрядами выбранного ГЭТ.
2. Кодовая комбинация – 1100000.
1-й этап – выбираем ГЭТ:
«1» → ГЭТ(+);
2-й этап – выбираем основной эталонный ток:
100 → 4-й сегмент → ОЭ – 128, ДЭ – 64, 32, 16, 8;
3-й этап – из ДЭ выбираем те, в чьих разрядах стоит «1». Т.к. в ДЭ нет разрядов со значением «1», выбираем последний и определяем шаг квантования:
Δ=8, эталон коррекции равен 0,5Δ=4.
128+4=132 (у. е.) – полученный КАИМ-сигнал.
Эталон коррекции применяется для уменьшения искажения при декодировании.
Задание №5
1. Приведите три требования к линейным кодам. Укажите достоинства и недостатки заданного линейного кода.
2. Постройте заданную цифровую последовательность в кодах:
Однополярном со скважностью Q=2 (ВН);
Однополярном со скважностью Q=1 (МБВН);
Двухполярном ЧПИ;
Двухполярном КВП-3 (МЧПИ).
Исходные данные:
| Цифровая последовательность | Тип линейного кода |
| 1110000110000101000010101 | МБВН (NRZ) |
1. Три требования к линейным кодам:
- Энергетический спектр сигнала должен ограничиваться сверху и снизу, быть достаточно узким, располагаться на сравнительно низких частотах и не содержать постоянной составляющей.
- В составе спектра должна быть составляющая fт.
- Сигнал должен быть представлен в коде, содержащем информационную избыточность.
Линейный код МБВН (NRZ) – однополярный, со скважностью Q=1, так называемый сигнал с импульсами, затянутыми на тактовый интервал.
«+»:
Спектр линейного сигнала расположен в НЧ области, поэтому малы МСИ-1 и переходные помехи;
Схема генератора проще, чем у ЧПИ.
«-»:
В спектре есть постоянный ток и мощные НЧ составляющие, поэтому велики МСИ-1;
Возможен сбой УТС из-за большой серии нулей;
В коде нет избыточности, поэтому нельзя контролировать ошибки;
В спектре нет fр, поэтому схема УТС сложнее, чем у ВН.
Список использованной литературы
1.Скалин Ю.В., Финкевич А.Д., Бернштейн А.Г. цифровые системы передачи. М.: Радио и связь, 1987
2.Цифровые системы передачи. Контрольные задания, методические указания по их выполнению и задание на курсовой проект для студентов заочных отделений по специальности 2005 – «Многоканальные телекоммуникационные системы».