Система сжатия и уплотнения каналов Разработка системы (стр. 1 из 3)

В данном курсовом проекте разрабатывается система сжатия и уплотнения каналов, и определяются её основные параметры и характеристики. Проектирование и применение подобных систем в настоящее время считаются целесообразным, т. к. эти системы позволяют уменьшить плотность и сложность линий связи, увеличить число каналов, улучшить качество обслуживания абонентов, а так же предоставлять им дополнительные услуги.

Определение частоты опроса

В нашем случае спектр сигнала равномерный. Определим частоту опроса F₀. По заданию на проект, показатель верности gэф = 0.3 %, а ширина спектра сигнала Df=200 Гц. Применим эту модель к интерполяции по Лагранжу при n=1,2,3, используя также следующие соотношения:

Теперь проанализируем полученные результаты. Частота опроса F₀₂ имеет существенный выигрыш по сравнению с F₀₁ и проигрывает частоте F₀₃, так как больше неё. Но выберем F₀₂, так как при реализации на этой частоте обеспечивается заданное качество и используются небольшие аппаратные затраты.

Адаптивная дискретизация

В системе с адаптивной дискретизацией в каждом измерительном канале сужение полосы пропускания частот канала связи может быть получено без буферной связи. При этом передача информации будет производиться в реальном масштабе времени, что является достоинством таких систем, именно поэтому мы выбрали эту структурную схему.

Структурная схема передающей части ТИС с адаптивной дискретизацией в каждом канале без буферной памяти представлена на рис.2.

В литературе такие системы названы асинхронно-циклическими. Схема работает следующим образом. Сигналы с датчиков Д анализируются адаптивными временными дискретизаторами АВД, которые решают задачу адаптивной дискретизации в каждом измерительном канале отдельно. Если в каком-либо канале погрешность аппроксимации достигает значения заданной допустимой погрешности e_д, то на выходе соответствующего АВД появится сигнал 1. В то же время импульсы от генератора тактовых импульсов ГТИ через открытую схему запуска СЗ с помощью распределителя Р поочерёдно поступают на схемы совпадения И.

Если на втором входе какой-либо схемы И появляется сигнал 1 от АВД, то схема И выдаёт сигнал 1 на ключ К и соответствующий датчик подключается к аналого-цифровому преобразователю АЦП. При этом через собирательную схему ИЛИ подаётся сигнал на СЗ, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов с ГТИ до окончания преобразования и выдачи кода в линию связи. Распределитель останавливается, и параметр выбранного датчика преобразуется в код АЦП, который поступает в блок считывания БС. В БС поступает также код номера (адрес) выбранного канала. В БС код адреса и код параметра преобразуются из параллельного в последовательный и передаются в линию связи. По окончании считывания БС выдаёт сигнал на разрешение дальнейшего прохождения импульсов через СЗ на распределитель. Кроме того, сигнал окончания считывания от БС поступает также на один из входов схемы совпадения И1, служащей для формирования сигнала сброса АВД в момент отсчёта.

Так как на второй вход схемы И1 поступает сигнал от схемы И своего канала, то сброс АВД произойдёт только в выбранном канале. После этого распределитель Р продолжает опрос схем И, причём время прохождения канала, у которого погрешность аппроксимации меньше заданной, выбирается малым по сравнению со временем преобразования сигнала и выдачи сигнала в линию связи.

В асинхронно-циклических системах можно не передавать код адреса, а вместо него через канал связи передавать на приёмную сторону импульсы переключения распределителя Р от схемы запуска СЗ.

РИКМ

Рассмотрим особенности работы разностного квантователя (рис. 3):

На входе квантователя действует сигнал:

Сигнал

называется погрешностью предсказания или разностный сигнал. Квантованию подвергается не входной, а разностный сигнал. Квантователь может быть адаптивным или неадаптивным, равномерным или неравномерным, но во всех случаях его параметры соответствуют дисперсии погрешности предсказания. Квантованная погрешность предсказания имеет вид:

где

- ошибка квантования разностного сигнала. Из структурной схемы следует, что квантованное значение исходного сигнала имеет вид:

И используя формулы получаем выражение:

Таким образом квантованный входной сигнал отличается от исходного входного сигнала на величину шума квантования разностного сигнала, если предсказатель хороший, то дисперсия разностного сигнала будет меньше дисперсии входного сигнала и квантователь с заданным количеством уровней даст меньшую погрешность при квантовании разности, чем при квантовании исходного сигнала. Отношение с/ш квантования в этом случае имеет вид:

где

- с/ш квантователя,

- коэффициент усиления, обусловленный разностным кодированием. Отношение с/ш квантователя зависит только от свойств квантователя (равномерный, неравномерный, адаптивный) и разностного сигнала. Величина

определяет выигрыш в отношении с/ш при использовании разностного представления. Т.к. величина

фиксированная, то увеличить коэффициент усиления можно только за счет минимизации

. Для решения этой задачи определяют тип предсказателя. Рассмотрим возможность использования линейного предсказателя:

где

- порядок фильтра предсказателя. Дисперсия погрешности предсказателя в этом случае имеет вид:

Дифференцируя

по

и приравниваем к нулю, получим систему уравнений:

Решением системы уравнений будет

, при котором

минимальна. В этом случае коэффициент усиления: