Квантование сигналов по уровню

1. Лекция 2 Квантование сигналов по уровню.

1. Квантование по уровню. Линейное квантование. Мощность
шумов квантования. Разрядность кодовых комбинаций.
2. Нелинейное квантование. Законы компрессии.
Шкала нелинейного квантования типа А.
3. Энергетический спектр шумов квантования.

2. Оконечная станция ЦСП

Индивидуальное оборудование
Групповое оборудование
1
УНЧ
ФНЧ
Мод
ИКМ гр
АИМ гр
АИМ-1
2
Кодер
АИМ-2
Пр Код
пд
УО
Линия
N
Fд
NF д
1
F тч
Генераторное
оборудование (ПД)
2
N
СУВ
пд
ФСС
СДИ
пд
F тч
Дист.
питание
ЗГ
ДС
+
+
_
_
N
Генераторное
оборудование (ПРМ)
2
1
СДИ
прм
СУВ
прм
F тч
ВТЧ
Прм
СС
АИМ гр
УНЧ
ФНЧ
Врем. 1
селектор
2
N
Декодер
ИКМ гр
Пр Код
прм
Ст. Рег.
Линия

3.

U кв (t)
U (t)
U(t)
U i+1
Ui
ΔU
U i-1
t

4. Шумы квантования

U вых
U вых
0
U вх
t
∆U/2
t
t
U огр

5. АХ квантующих устройств.

а)
б)
Uвых
Uвых
ΔU кв
ΔU кв/ 2
ΔU кв
Uвх
ΔU кв/ 2
U огр
U огр
Uвх

6.

Р пик
Р
v=12дБ
Рmax
3,1σ=15,5дБ
Р0
-13 дБ
3,1σ=15,5дБ
Рmin
D=43дБ

7. Нелинейное квантование

U вых
U огр
U вх
U вх (t)
U кв (t)
t

8. Защищенность при линейном и нелинейном квантовании

А кв
А кв лин
А кв нелин
А кв доп
Р с min
Р с max=P огр
Рс

9. Нелинейное квантование

ln(1 μ x )
y
ln(1 μ)
Акв, дб
y
(1)
μ=100
35
μ=60
1
A
при
0 | x |
при
1
| x | 1
A
Акв, дб
30
(2)
μ=255 A=87,6
40
30
25
Равномерное
квантование
20
15
20
10
20lg(Uвх/U0), дб
20lg(Uвх/U0), дб
10
-50
Ax
1 lnA
1 lnAx
1 lnA
- 45
- 40
- 35
- 30
- 25
- 20
- 80
-60
- 40
- 20
0

10. μ- компрессия

Uвых
μ =100
μ =0
Uвх
μ =25

11. Способы нелинейного квантования (кодирования)

К
Кв
Дк
m
Кд
m
Тракт передачи
НАЦП
НЦАП
m
Кв
Кд
Э
Тракт передачи
ПК пер
m
ПК пр
Тракт передачи
m
ЦК
ЦЭ
Дк
m

12. Неравномерная шкала квантования типа А

y
1,0
U вх
x
U вхmax
0,75
0,5
U вых
y
U выхmax
0,25
x
1/16 1/8
1/4
1/2
1,0

13.

Номер
сегмен
та
Код
сегм
ента
Шаг
квантования
Число
уровней при
нелинейном
квантовании
Число уровней
при линейном
квантовании
Эталон
нижней
границы
Верхняя
граница
сегмента
U вых
y
U выхmax
7
111
ΔU7=64ΔUo
128
2048
1024 ΔUo
1
6
110
ΔU6=32ΔUo
112
1024
512 ΔUo
1/2
5
101
ΔU5=16ΔUo
96
512
256 ΔUo
1/4
4
100
ΔU4=8ΔUo
80
256
128 ΔUo
1/8
3
011
ΔU3=4ΔUo
64
128
64 ΔUo
1/16
2
010
ΔU2=2ΔUo
48
64
32 ΔUo
1/32
1
001
ΔU1=ΔUo
32
32
16 ΔUo
1/64
0
000
ΔUo
16
16
0
1/128

14.

Энергетический спектр шумов квантования
2 и 2 sin 2 ( и / 2)
Gкв ( )
кв
Тд
( и / 2) 2
Gкв ( f )
2 Ркв
*
q
sin 2 (
(1)
f
2qFв
f
(
)2
2qFв
)
(2)
Gкв
2 Ркв
q
0
1/Тд
1/τи
2/τи
f