|
| |
|
Главная Журналы но уменьшить, уменьшая шаг квантования, но при этом возрастает вероятность перегрузки по крутизне. Следует также учитывать, что шум квантования намного более заметен, чем перегрузка по крутизне. Для рассмотренного линейного дельта-модулятора необходимо выполнение двух критериев: 1) отношение сигнал/шум квантования должно быть минимально при наиболее низком уровне кодируемого сигнала; 2) отношение сигнал/шум перегрузки по крутизне должно быть минимально для самого высокого уровня сигнала, подлежащего кодированию. Уровень ожидаемой энергии от одиночной ошибки квантования в системе с ДМ составляет Ах1\2. Вследствие относительно высокой частоты дискретизации в системе с ДМ спектр ошибок квантования занимает полосу более широкую, чем в системах с ИКМ, следовательно, выходной фильтр ДМ-декодера подавляет более высокий процент шума квантования, чем система с ИКМ. Для частот дискретизации, превышающих более чем в 6 раз максимальную частоту входного фильтра, шум квантования на выходе пропорционален отношению частоты среза фильтра, к частоте дискретизации. Поэтому мощность шума квантования линейной ДМ аппроксимируется следующим образом: Лкв= {kfc/fs)Ax\ (2.21) Тогда для входного синусоидального сигнала из формул (2.20) и (2.21) получаем S/iVKB = (AV2) {kfe/fs) {2nfA/fsr, где fс - частота среза выходного фильтра; k = 0,32; А sm2nft - выбранная в качестве входного сигнала синусоида. , У Частота дискретизации, необходимая для получения конкретного отношения сигнал/шум- квантования, fs= (25i?ffcS/AfKB)A, где R - динамический диапазон (-макс/мин); f - частота входного сигнала. Данное выражение справедливо при выборе размера шага исходя из условия отсутствия перегрузки по крутизне для сигнала с наивысшим уровнем: Ах = 2JtДмaкc(f/M Ocнoвнoй недостаток" линейной ДМ состоит в том, что сигналы как с низким, так и с высоким уровнем кодируются шагом одного размера, следовательно, сигналы с высоким уровнем кодируются с избыточным качеством, что приводит к повышению сложности устройств передачи. Этот недостаток устраняет адаптивная ДМ. Все алгоритмы адаптивной ДМ основаны на изменении размера шага в зависимости от изменения крутизны входного сигнала. В некоторых случаях- изменяют крутизну входного сигнала и передают информацию о размере шага в явной форме. В других случаях информация о размере шага и в кодере, и в декодере извлекается из передаваемого цифрового потока. Адаптация называется мгновенной, если подстройка .осуществляется при переходе от одного отсчета к другому. Но чаще используется слоговая адаптация, при которой значительные изменения в размере шага происходят один раз на интервале длительностью 10 мс. Для снижения уровня шумов незагруженного канала используется слоговое компандирование [2]. Адаптивная ДМ применяется в системе с непрерывно изменяющейся крутизной (ДМНИК), в которой используется метод компандирования, управляемого цифровым способом. Как следует из названия, информация о размере шага получается из передаваемого цифрового потока. Как показано на рис. 2.13, логическое устройство адаптации ЛУА следит за передаваемым цифровым сигналом, чтобы установить появление четырех последовательных, единиц или четырех последовательных нулей. Последовательность из единиц обозначает, что сигнал в ЦОС растет медленнее входного, последовательность нулей показывает, что сигнал в ЦОС падает медленнее входного. Оба случая свидетельствуют о перегрузке по крутизне, т. е. необходимо увеличить КоЗер 
Рис. 2.13. Структурная схема адаптивной ДМ размер шага. Эти явления используют для управления генератором импульсов ГИ. В течение перегрузки генератор импульсов возбуждается, напряжение шага, накапливаемое на конденсаторе С1, увеличивается. К этому конденсатору подключен резистор, благодаря которому напряжение соответствующего шага со временем уменьшается. Размер шага уменьшается по экспоненте до тех пор, пока не зафиксируется перегрузка, что снова приведет к увеличению размера шага. Глава 3 ВРЕМЕННОЕ ГРУППООБРЛЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ 1. СПОСОБЫ ВРЕМЕННОГО ГРУППООБРАЗОВАНИЯ Процесс объединения цифровых сигналов, поступающих от нескольких независимых источников, в один объединенный групповой цифровой сигнал называется временным объединением. При временном объединении общий тракт (или канал) передачи предоставляется на определенное время только для одного поступающего потока. При объединении нескольких цифровых потоков в ЦСП с ИКМ временной цикл группового сигнала равен временному циклу объединяемых сигналов. Тактовая частота группового сигнала при объединении потоков возрастает пропорционально числу объединяемых сигналов. Возможно погруппо-вое (поканальиое) и посимвольное объединение цифровых потоков. При погрупповом Объединении к общему тракту поочередно подключаются группы импульсов от каждого источника сигналов. На рис. 3.1 показано объединение трех цифровых потоков ЦП. В каждом потоке объединяются трехразрядные кодовые группы. Переключатель находится во включенном состоянии на каждом входе до тех пор, пока не будет передана целая группа символов. Если цифровые потоки поступают на входы непрерывно, то для каждого индивидуального потока требуется устройство памяти для накопления входных сигналов в ожидании следующего цикла передачи. Схема объединения групп символов используется при формировании первичного цифрового потока, когда целесообразно сохранить целостность кодовых групп символов каждого канала. Такая схема объединения в первичных ЦСП позволяет использовать только одно кодирующее и одно декодирующее устройства для всей группы каналов. Кодобые группы 1 \ 2 \ 3 1ЦП I 2 /7 I JZ I 1ЦП , 2ЦП ЗЦП п1 Inn- --i -•,•-- Лерёые кодовые группы j Вторые кодоЗые группы I .1 , I Рис.. 3.1. Графики временного погруппового объединения цифровых потоков: а - объединяемые потоки; б - групповой поток Кодовые группы ЩП I ПппИПП! пПпрпп! ЗЦП I 1 пППгпПг-.П ПппнППнпППпПпПППп, Рис. 3.2. Графики временного посимвольного объединения цифровых потоков: о.- объединяемые потоки; б - групповой лоток При посимвольном объединении цифровые потоки объединяются символ за символом (рис. 3.2). Такие схемы не требуют запоминания символов, лишь в нескольких каналах на время переключения входов нужна небольшая задержка. Временное объединение можно выполнять как для синхронных, так и для асинхронных цифровых потоков. Синхронное объединение - это простая операция, поскольку тактовые частоты жестко связаны между собой и временные соотношения между значащими моментами сигналов в течение времени не меняются. На рис. 3.3 показаны временная диаграмма и схема устройства синхронного временного объединения - мультиплексирования. Информационные входы устройства объединения обозначены буквами D1-D4, а входы тактовой частоты - С1-С4. При объединении асинхронных (плезиохронных) цифровых потоков при расхождении тактовых частот возможны проскальзывания* (потеря) или, на- * Механизм возникновения проскальзываний описай в гл. 4. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 |