Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ-I , АИМ- II). Виды модуляции (ШИМ, ВИМ, ФИМ, ЧИМ). Помехозащищенность сигналов в многоканальных системах передачи с ВРК и АИМ.
При амплитудно-импульсной модуляции (АИМ) амплитуда импульсов изменяется в соответствии с амплитудой модулируемого сигнала, при этом длительность и положение импульсов остаются неизменными. Различают два вида амплитудно-импульсной модуляции: первого рода (АИМ–I) и второго рода (АИМ–II). На рис. 3.6 а и б показаны, соответственно, случаи амплитудно-импульсной модуляции первого (АИМ-I) и второго (АИМ-II) рода, где c(t)- модулирующий сигнал.
При АИМ-I мгновенное значение амплитуды импульсов зависит от мгновенного значения амплитуды непрерывного сигнала, при АИМ-II амплитуда каждого отсчета неизменна и равна значению непрерывного сигнала в момент начала отсчета. Если длительность АИМ отсчетов 
много меньше периода их следования 
, т.е. скважность 
,то разница между АИМ-1 и АИМ-2 оказывается несущественной. Это условие выполняется в системах передачи с ВРК, так как длительность канальных импульсов должна выбираться из условия 
, где N - число каналов.
Для широтно-импульсной модуляции (ШИМ) характерно изменение длительности импульсов пропорционально амплитуде исходного непрерывного сигнала, при этом амплитуда импульсов остается постоянной. Различают одностороннюю (рис. 3.7а) и двустороннюю (рис. 3.7б) ШИМ.
При односторонней ШИМ изменение длительности импульса происходит только за счет перемещения одного из его фронтов. При двусторонней ШИМ перемещаются и передний, и задний фронты импульсов симметрично относительно их центра, соответствующего тактовым точкам.
|
|
|
Для временной импульсной модуляции (ВИМ) характерно смещение импульсов во времени относительно тактовых точек на величину, пропорциональную амплитуде передаваемого сигнала. Различают два вида ВИМ: фазоимпульсная модуляция (ФИМ) и частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) (рис. 3.8).
При ФИМ величина сдвига импульсов относительно тактовых точек определяется амплитудой отсчетных значений исходного сигнала. Если, например, модулируемый сигнал 
, то при ФИМ величина временного сдвига k-го импульса определяется выражением 
, где 
– максимальный сдвиг импульсов.
При ЧИМ частота следования импульсов пропорциональна амплитуде отсчетных значений исходного сигнала. Величина частотного сдвига определяется выражением 
, где 
- максимальная девиация частоты следования импульсов. 
Помехозащищенность сигналов в многоканальных системах передачи с ВРК и АИМ.
Равномерное квантование
Основной недостаток равномерного квантования заключается в следующем. Мощность шума квантования не зависит от величины сигнала. Защищенность от шумов квантования определяется как отношение сигнал-шум квантования: 
. Тогда защищенность от шумов квантования оказывается небольшой для слабых сигналов и возрастает при увеличении уровня сигнала. Для повышения защищенности необходимо уменьшить шаг квантования, т.е. увеличить число разрешенных уровней. При уменьшении шага квантования q в 2 раза мощность шумов квантования 
уменьшается в 4 раза, а защищенность 
возрастает на 6 дБ (рис. 3.11).
|
|
|
При 
, т.е. при 
защищенность от шумов резко падает за счет попадания сигнала в зону ограничения. Для обеспечения минимально допустимой защищенности от шумов квантования равной 30 дБ для кодирования сигнала требуется 12 разрядов (NКВ=4096). При этом защищенность для сигналов с максимальной амплитудой будет более чем на 30 дБ превышать минимально допустимое значение.
Большое число разрядов в коде приводит к усложнению аппаратуры и увеличению тактовой частоты. Устранить этот недостаток позволяет использование неравномерного квантования, которое используется в современных ЦСП. 
Неравномерное квантование
Сущность неравномерного квантования заключается в том, что для слабых уровней сигнала шаг квантования выбирается минимальным и постепенно увеличивается, достигая максимального значения для наибольшего уровня сигнала (рис. 3.12).
|
|
|
На рис. 3.13 приведена амплитудная характеристика квантователя при неравномерном квантовании.
При этом для слабых сигналов мощность шума квантования РШ.КВ. уменьшается, а для сильных - возрастает, что приводит к увеличению защищенности АЗ.КВ. для слабых сигналов и ее снижению для сильных сигналов, которые имели большой запас по помехозащищенности (см. рис. 3.11). В результате удается снизить разрядность кода до m=8 (NКВ=256), обеспечив при этом выполнение требований к защищенности от шумов квантования в широком динамическом диапазоне сигнала DC (рис 3.14).
Таким образом, происходит выравнивание защищенности АЗ.КВ. в широком диапазоне изменения уровней сигнала.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 3189; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!