Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции

Вид материала

Содержание

Функциональная схема декодера ИКМ-сигнала
преобразуется в непрерывный сигнал с помощью специального устройства
Полосовые Выпрямители Блок объединения Блок разъединения
Кодер Каналы Декодер

Подобный материал:

1 ... 48 49 50 51 52 53 54 55 ... 156

сигнала.

На приеме аналоговый сигнал отличается от сигнала на передаче, т.к. он формируется из квантованных импульсов, амплитуды которых равны не мгновенным значениям передаваемого речевого сигнала s(t), а, как отмечалось выше, ближайшим разрешенным его значениям.

Процесс квантования вносит искажения, которые тем меньше, чем меньше шаг квантования.

^ Функциональная схема декодера ИКМ-сигнала (на примере числа "789")

Преобразователь Сумматор

последовательного (напряжение возрастает

кода в параллельный пропорционально 2ⁿ)

Последоват. код

Параллельн. код

9

8

7

6

5 Σ

4

3

2

1

0

а₉ 1

ИКМ-сигнал а₈ 1

1100010101 а₇ 0

вход декодера а₆ 0 КАИМ-сигнал

а

₅ 0 (пропорц. числу)

а₄1 а₃ 0

а₂ 1

а₁ 0

а₀ 1

На выходе преобразователя каждая единица (токовый импульс) поступает на вход сумматора, в котором все значения токовых импульсов суммируются, т.е. увеличиваются в 2ⁿpaз.

На выходе сумматора появляется импульс, амплитуда которого определяется кодовой комбинацией на входе ИКМ-декодера.

В приведенном примере кодовая комбинация 1100010101 поступает на нулевой, второй, четвертый, восьмой и девятый входы сумматора, где напряжение увеличивается пропорционально 2^л раз.

В итоге на выходе сумматора возникает напряжение, пропорциональное сумме вышеназванных чисел, значение которых в десятичной системе равно 789 т.о.,

на выходе сумматора имеется квантованный АИМ-сигнал (КАИМ-сигнал), который
^

преобразуется в непрерывный сигнал с помощью специального устройства

(в простейшем виде это - конденсатор небольшой емкости, который, получая импульсы тока, т.е. отсчетного значения, мгновенно заряжается, удерживает заряд до поступления следующего токового импульса). При этом кривая непрерывного тока, полученная с помощью специального устройства, незначительно отличается от исходного речевого сигнала и имеет плоские ступеньки между отсчетными значениями, т.е. имеют место незначительные искажения.

Аналогово-цифровое преобразование - довольно дорогое, но необходимое действие, имеет место до тех пор, пока существует аналоговое окружение, но в процентном отношении к общим сетевым затратам затраты на аналого-цифровое преобразование будут постоянно снижаться.

Функциональная схема канального вокодера (кодер + декодер)

^ Полосовые Выпрямители Блок объединения Блок разъединения

фильтры потоков потоков

ПФ

АЦП 1

ЦАП 1

ПФ

В

АМ

ПФ

В

АЦП 2

ЦАП 2

АМ

ПФ

ПФ

АЦП n

В

ЦАП n

АМ

ПФ

Определение звука: гласный, согласный

ГИ

ГШ

Измерение основного тона
Генератор Генератор

импульсов шума

^ Кодер Каналы Декодер

Данный кодер с низкой скоростью передачи информации (2,4кбит/с) и "синтетическим" характером речи. Есть кодеры со скоростью 6,0-16,0кбит/с.

Вокодеры - Voice codinq - кодеры речевого сигнала, или спектральные канальные вокодеры (иногда их называют вокодеры с возбуждением основного тона), более сложное, чем просто кодер устройство, состоит из: кодера - на передающем конце и декодера - на приемном.

Вокодеры кодируют только речевую информацию, они не могут применяться на телефонной сети общего пользования (ТфОП).

Вокодеры применяются в ограниченной полосе частот, например в автоинформаторах, в т.ч. "Службы времени", для передачи

засекреченного речевого сигнала по аналоговым каналам тональной частоты, формирования речевого сигнала на выходе компьютера, в компьютерных играх и т.д.

Вокодер включает в себя следующие устройства:

-Полосовые фильтры, разделяющие речевой сигнал на узкие полосы;

-Выпрямители, осуществляющие двухполупериодное выпрямление и фильтрацию узких полос сигнала;

-Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП), кодирующие каждую полосу сигнала;

-Устройство определения характера возбуждения речи, определяющее гласный или звонкий согласный звук в отличие от глухого, а также частоту основного тона для гласных и звонких согласных звуков.

Возбуждение гласных звуков и звонких согласных звуков имитируется для синтеза речевого сигнала на приемном конце в декодере генератором импульсов. Возбуждение глухих звуков имитируется генератором шума. Определить основной тон гласных и звонких согласных звуков процесс наиболее сложный, но речь на приеме разборчива, но имеет синтетическое звучание, даже на малых скоростях.

Эффект фазового сдвига одной из компонент основного сигнала, осуществляемый вокодерами, ухом не воспринимается.

Резюме:

Замена непрерывного (аналогового) сигнала кодированной комбинацией импульсов называется импульсно-кодовой модуляцией - ИКМ -

PSM - Pulse Code Modulation (стандарт G.711).

В системах ИКМ-30 используются общие АЦП (АЦО – аналого-цифровое оборудование) и ЦАП (ЦАО – цифро-аналоговое оборудование) на 30 информационных каналов и два служебных канала - всего32 канала.

При этом запоминающее устройство ЗУ не используются.

Один АЦП обслуживает по очереди все каналы системы ИКМ-30, а на приемном конце используется общий ЦАП, который восстанавливает отсчеты и распределяет их по своим каналам.

Таким образом, системы ИКМ-30 не только простые, но и не дорогие.

АЦП и ЦАП должны работать синхронно!

Другой метод кодирования сигнала: DM - дельта-модуляция:

Метод дельта-модуляции (фазовой модуляции) основан на том, что идет сравнение двух соседних амплитуд аналогового сигнала.

В этом случае нежен не один байт, как в ИКМ, а один бит (0 или 1):

-если в сигменте амплитуда аналогового сигнала возрастает, дискрете дается значение "1";

-если амплитуда аналогового сигнала убывает, дискрете дается значение "0".

При этом шаг дискретизации должен быть очень малым - 32,0кГц (31,25мс).

Третий метод кодирования сигнала: математическое прогнозирование

Этот метод требует для оценки тенденции изменения амплитудных значений дискрет частоту дискретизации (измерений в секунду) 16,0кГц или 32кГц, при этом для кодирования сигнала требуется не 8 бит, как в ИКМ и не 1 бит, как в устройствах с дельда-модуляцией, а 3 или 4 бита.

Цифровые многоканальные системы передачи

Многоканальные системы с временным разделением каналов (ВРК)

Пример:

В качестве переносчика первичного сигнала s(t) использована периодическая последовательность узких импульсов. В результате модуляции этой последовательности первичным сигналом по амплитуде, на выходе модулятора получается АИМ-сигнал - канальный сигнал v(t).

Канальные импульсы второго и т.д. каналов должны быть сдвинуты во времени относительно импульсов первого канала и остальных каналов. Это правило распространяется на канальные импульсы любого из образованных каналов.

АИМ-сигналы получить очень просто: в качестве АИМ-модуляторов можно использовать обыкновенные электронные ключи - ЭК, через которые передаются первичные сигналы и которые управляются импульсными переносчиками (периодическими последовательностями импульсов) из генераторов тактовых импульсов - ГТИ.

Функциональная схема многоканальной системы передачи с ВРК