Основные свойства, термины и определения ЦСП

К цифровым относятся системы передачи, в которых все виды сообщений передаются посредством цифровых сигналов.

Самый распространенный метод аналого-цифрового преобразования – это импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).

Преобразование аналогового сигнала в ИКМ осуществляется в три этапа.

1. Дискретизация. Аналоговый сигнал дискретизируется по времени в соответствии с теоремой Котельникова, при этом образуется последовательность отсчетов этого сигнала. Этот процесс называется амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ). АИМ сигналы бывают двух видов. АИМ первого рода, когда вершины импульсов повторяют форму аналогового сигнала. АИМ второго рода, когда вершины импульсов плоские.

Спектральная плотность аналогового и дискретного сигналов представлена на рисунке 29. На приеме исходный сигнал выделяется фильтром нижних частот.

Рисунок 28 – Сигнал, дискретный по времени

Рисунок 29 – Спектры исходного и АИМ сигналов

2. Квантование по уровню. На втором этапе осуществляется квантование АИМ сигнала по амплитуде. При этом весь диапазон значений сигнала разбивается на допустимые уровни квантования. При этом интервал между двумя ближайшими уровнями квантования называют шагом квантования и обозначают .

На данном этапе импульсы квантованного по времени АИМ сигнала, заменяются импульсами, амплитуда которых совпадает с ближайшим допустимым уровнем квантования.

Разность между исходным и квантованным сигналами называется шумом квантования (ξ_кв).

Максимальная ошибка квантования не должна превышать половины шага квантования.

Рисунок 30 – Квантование по уровню

3. Кодирование На третьем этапе осуществляется преобразование многоуровнего цифрового сигнала в многоразрядный двоичный сигнал, т.е. ИКМ сигнал. При этом каждому импульсу многоуровнего сигнала, в зависимости от его амплитуды, ставится в соответствие кодовая комбинация, состоящая из m разрядов. Количество разрядов двоичного кода определяется числом амплитудных градаций М. Если максимальное значение кодируемого сигнала равно U_{с max} , то:

где k равно 2 для двухполярного сигнала или равно 1 для однополярного сигнала.