Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Разработка элементов цифровой системы передачи

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Развитие науки и ускорение технического прогресса немыслимо без совершенствования вычислительной техники, средств связи и систем сбора, передачи и обработки информации. Решение этого вопроса невозможно без создания цифровых систем и сетей связи.

Наиболее широкое распространение получили в настоящее время многоканальные системы с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), обеспечивающие организацию по одной линии связи большого числа одновременно и независимо действующих каналов. Наиболее широко используются цифровые системы передачи ИКМ-12 М, ИКМ-15, ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480 с временным разделением каналов (ВД). Они позволяют организовывать соответственно 12,15, 30, 120 и 480 телефонных каналов связи.

Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ).

Управление территориально разобщенными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием систем передачи информации, т.е. систем связи, работающих по проводным и радиоканалам. В ближайшее время будет происходить постепенное внедрение волоконно-оптических линий связи.

Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами.

Передача информации на железнодорожном транспорте ведется в условиях воздействия сильных и разнообразных помех, поэтому системы связи должна обладать высокой помехоустойчивостью, что связано с безопасностью движения. Под помехоустойчивостью понимают способность систем связи противостоять вредному действию помех. К системам связи предъявляют также требование высокой эффективности при относительной простоте технической реализации и эксплуатации.

Проблема эффективности систем передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономичным способом (в смысле затрат энергии и полосы частот) в заданное время. Перечисленные проблемы тесно связаны между собой.

Повышение помехоустойчивости и эффективности достигается использованием наиболее совершенных способов передачи (кодирования и модуляции) и приема (декодирования и демодуляции).

Системы передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) характеризуются применением аналоговых методов модуляции, при которых модулируемый параметр может принимать любые значения в некоторых допустимых пределах. Помехоустойчивость систем с аналоговыми методами модуляции сравнительно невелика. Помехи вызывают паразитную модуляцию основных параметров сигналов переносчиков и после демодуляции попадают на выход канала. Помехоустойчивые методы модуляции (ЧМ и ФМ) улучшают соотношение сигнал-помеха на выходе канала. Однако поскольку при аналоговых методах модуляции все значения модулируемых параметров являются разрешенными, при приеме невозможно отличить паразитную модуляцию от полезной, а, следовательно, невозможно отделить полезный сигнал от помехи.

В курсовой работе необходимо по исходным данным рассчитать основные временные и частотные параметры системы передачи, разработать структурные схемы передающего и приемного устройства, построить временные диаграммы работы отдельных устройств и модулей системы передачи.

Передающее устройство системы должно состоять из следующих основных функциональных блоков: амплитудно-импульсного модулятора для преобразования аналогового сигнала в АИМ-сигнал, кодера для преобразования АИМ-сигнала в кодовую последовательность и формирователя линейного сигнала для непосредственной модуляции и согласования сообщения с линией передачи.

Приемное устройство должно содержать устройство разделения для выделения полезного промодулированного сигнала из линии, преобразователя кода передачи, осуществляющего перекодирование передаваемого сообщения в исходный цифровой код, блока цифро-аналогового преобразования, производящего восстановление принятого сообщения в исходном аналоговом виде.

Целью данной курсовой работы является разработка элементов цифровой системы передачи.

1. Расчёт основных параметров цифровой системы передачи информации

Пусть по ИКМ-ВД передаётся непрерывное сообщение. Его спектр ограничен верхней частотой и требуемым количеством каналов Рассчитаем некоторые параметры, необходимые при проектировании ИКМ - системы передачи.

1. Количество всех каналов, организуемых по ИКМ-ВД

(1)

где - заданное количество телефонных каналов;

- количество каналов синхронизации.

2. Длительность цикла (период дискретизации)

(2)

где - частота опроса.

По теореме Котельникова должно выполнятся условие Для повышения устойчивости обычно используют коэффициент В расчёте примем его среднее значение. Тогда Отсюда период дискретизации:

(3)

3. Длительность канального интервала

(4)

4. Длительность тактового интервала (период) между кодовыми импульсами в канальном интервале

(5)

где n - количество разрядов в кодовой комбинации квантованного отсчёта ().

5. Длительность кодового символа

(6)

6. Тактовая частота линейного сигнала

(7)

7. Длительность управляющих канальных импульсов

(8)

8. Требуемая полоса пропускания линейного тракта ИКМ - системы передачи:

(9)

2. Расчёт спектра АИМ-сигнала

Простейшим видом модуляции периодической последовательности импульсов является амплитудно-импульсная модуляция. При данной модуляции происходит изменение амплитуды периодической последовательности импульсов в соответствии с законом изменения модулирующего сообщения. Различают два рода амплитудно-импульсной модуляции: АИМ-1 и АИМ-2. При АИМ-1 амплитуда каждого импульса следует за изменениями модулирующего сообщения в течение всего времени существования этого импульса (рисунок 1).

Рисунок 1 - Формирование амплитудно-импульсного сигнала

Расчетная формула спектра АИМ-1 сигнала:

U(t) = a0/2 + 1/2 mАИМ a0cosщt +Ancos(nщ0t + цn) +

+ 1/2 mАИМAncos[(nщ0 + щ)t + цn] + (10)

+ 1/2 mАИМAncos[(nщ0 - щ)t + цn],

где - постоянная составляющая;

mАИМ - коэффициент глубины модуляции импульсов;

An - амплитуда n-й гармоники;

- круговая частота основной (первой) гармоники прямоугольных импульсов (частота дискретизации), рад/с;

цn - начальная фаза n-й гармоники;

U0 - амплитуда немодулированных прямоугольных импульсов.

Постоянная составляющая спектра (при щ = 0);

В (11)

Спектр модулирующего сигнала (при щ = щн ч щв):

В (12)

Амплитуда первой гармоники частоты дискретизации:

В (13)

Боковые полосы (верхняя и нижняя) для первой гармоники:

B (14)

Учитывая характер энергетического спектра русского речевого сигнала, принимаем значение спектра на частотах щв, равными нулю.

Результаты всех расчётов спектра АИМ-сигнала сведём в таблицу (таблица 1).

Таблица 1

Результаты расчета спектра модулированного АИМ сигнала

n

An

, В

0

0.0214

?

?

0.0075

0

1

0.0221

0

0.00772

0.00772

0

7

0.0219

0

0.00767

0.00767

0

17

0.0212

0

0.00741

0.00741

0

27

0.0199

0

0.00696

0.00696

0

37

0.0181

0

0.00633

0.00633

0

47

0.0159

0

0.00556

0.00556

0

По результатам расчетов построим спектральную диаграмму АИМ сигнала (рисунок 2).

По оси абсцисс отложим частоты, по оси ординат амплитуды соответствующих гармоник.

Рис. 2. Спектральная диаграмма АИМ-сигнала

3. Дискретизация сообщений по времени

Многоканальные системы передачи в основном применяются для передачи речевых сигналов, которые относятся к непрерывным. Для передачи непрерывного сообщения с помощью ИКМ необходимо выполнить следующие операции:

- дискретизация сообщения по времени (получение АИМ - сигнала);

- квантование полученных импульсов (отсчетов, выборок) по амплитуде;

- кодирование квантованных по амплитуде импульсов.

Дискретизация непрерывных сообщений производится АИМ-модуляторами в соответствии с теоремой Котельникова. На выходе АИМ-модуляторов формируется групповой АИМ-сигнал. Работой АИМ-модуляторов управляют последовательности канальных импульсов. Групповой АИМ-сигнал поступает на кодер, который одновременно с кодированием осуществляет операцию квантования по уровню.

Произведём расчёт величин отсчётов (выборок) заданных входных сигналов исследуемых каналов Ni = 21-26 проектируемой ЦСП для всех канальных интервалов и четырех циклов передачи. Для всех заданных входных сигналов выполним расчёт величины одного отсчёта в развёрнутом виде, подставляя в формулы числовые значения. Результаты расчётов величин других отсчётов всех циклов заданных входных сигналов приведём в итоговом виде в таблицах 2-5. Первая колонка каждой таблицы содержит порядковый номер канала i, вторая - соответствующее ему время t, остальные - значения напряжения заданных каналов в вольтах.

По результатам проведённых расчётов для всех исследуемых каналов и четырёх циклов передачи построим временные диаграммы изменения входного сигнала по времени по канальным интервалам. По оси абсцисс откладывается порядковый номер канала, по оси ординат - значение амплитуды входного сигнала в вольтах.

Входные сигналы:

U211(t) = -0.21sin3(23200t)=

=;

Так как имеет частоту выше Fв=3400 Гц, значит мы отбрасываем это выражение

U222(t) = -0.2sin(23000t);

U233(t) = -0.19sin(22800t);

U244(t) = 0.14cos(22700t) ;

U255(t)= 0.13cos(22500t);

U266(t) = 0.1cos(22400t).

Значение времени t в функциях входных сигналов для соответствующих циклов передачи определяется

t = Tк (i+1) +T0(Ц-1), (15)

где i - номер канального интервала;

Ц-номер цикла, Ц=1,2,3,4.

Расчет величины отсчета при n = 1 и i = 22, 23, 24, 25, 26, 27:

To = 125.1610-6 с.

Tк =3.91110-6 с.

U211(t)= = -

0.153067 В,

U222(t) = -0.2sin(23.143000((23+1) 3.91110-6)+((1-1)125.1610-6))) = -

0.196073 В,

U233(t) = -0.19sin(23.142800((24+1) 3.91110-6) +((1-1) 125.1610-6))) =

= -0.187885 В,

U244(t)= 0.14cos(23.142700((25+1) 3.91110-6)+((1-1) 125.1610-6))) = -

0.021511 В,

U255(t) =0.13cos(23.142500((26+1) 3.91110-6) +((1-1) 125.1610-6))) = -

U266(t) = 0.1 cos(23.142400((27+1) 3.91110-6) +((1-1) 125.1610-6))) = -

0.008046 В

Таблица 2

Таблица первого цикла передачи

i

t(i), c

U21(t), В

U22(t), В

U23(t), В

U24(t), В

U25(t), В

U26(t), В

0

0,0000039

-0,012372

-0,014731

-0,013063

0,139692

0,129755

0,099826

1

0,0000078

-0,024668

-0,029381

-0,026064

0,138769

0,129020

0,099305

2

0,0000117

-0,036811

-0,043873

-0,038941

0,137236

0,127798

0,098439

3

0,0000156

-0,048727

-0,058125

-0,051635

0,135098

0,126095

0,097230

4

0,0000196

-0,060342

-0,072062

-0,064084

0,132367

0,123915

0,095684

5

0,0000235

-0,071584

-0,085608

-0,076229

0,129052

0,121268

0,093804

6

0,0000274

-0,082383

-0,098689

-0,088014

0,125170

0,118164

0,091599

7

0,0000313

-0,092673

-0,111233

-0,099383

0,120737

0,114613

0,089075

8

0,0000352

-0,102391

-0,123173

-0,110281

0,115773

0,110630

0,086241

9

0,0000391

-0,111476

-0,134444

-0,120657

0,110299

0,106230

0,083107

10

0,0000430

-0,119871

-0,144985

-0,130463

0,104340

0,101429

0,079685

11

0,0000469

-0,127526

-0,154738

-0,139650

0,097922

0,096245

0,075985

12

0,0000508

-0,134393

-0,163651

-0,148177

0,091072

0,090699

0,072021

13

0,0000548

-0,140429

-0,171674

-0,156003

0,083823

0,084810

0,067806

14

0,0000587

-0,145597

-0,178765

-0,163091

0,076204

0,078601

0,063356

15

0,0000626

-0,149866

-0,184885

-0,169406

0,068250

0,072095

0,058686

16

0,0000665

-0,153208

-0,190001

-0,174920

0,059995

0,065318

0,053811

17

0,0000704

-0,155603

-0,194084

-0,179607

0,051477

0,058294

0,048750

18

0,0000743

-0,157037

-0,197113

-0,183443

0,042732

0,051050

0,043519

19

0,0000782

-0,157500

-0,199072

-0,186411

0,033798

0,043613

0,038136

20

0,0000821

-0,156989

-0,199949

-0,188497

0,024717

0,036012

0,032621

21

0,0000860

-0,155509

-0,199739

-0,189691

0,015526

0,028275

0,026992

22

0,0000900

-0,153067

-0,198445

-0,189987

0,006267

0,020431

0,021270

23

0,0000939

-0,149680

-0,196073

-0,189384

-0,003019

0,012511

0,015474

24

0,0000978

-0,145367

-0,192635

-0,187885

-0,012292

0,004543

0,009624

25

0,0001017

-0,140156

-0,188152

-0,185497

-0,021511

-0,003442

0,003740

26

0,0001056

-0,134078

-0,182646

-0,182231

-0,030636

-0,011414

-0,002157

27

0,0001095

-0,127172

-0,176148

-0,178102

-0,039626

-0,019343

-0,008046

28

0,0001134

-0,119480

-0,168693

-0,173131

-0,048441

-0,027199

-0,013907

29

0,0001173

-0,111050

-0,160321

-0,167340

-0,057043

-0,034953

-0,019720

30

0,0001212

-0,101933

-0,151079

-0,160758

-0,065394

-0,042574

-0,025464

31

0,0001252

-0,092187

-0,141016

-0,153414

-0,073457

-0,050035

-0,031119

Рисунок 3 - Временные диаграммы входных сигналов для первого цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 2 и i = 22, 23, 24, 25, 26, 27:

To = 125.1610-6 с.

Tк =3.91110-6 с.

U211(t)= =

0.145835 В,

U222(t) = -0.2sin(23.143000((23+1) 3.91110-6)+((2-1)125.1610-6))) =

0.166865 В,

U233(t) = -0.19sin(23.142800((24+1) 3.91110-6) +((2-1) 125.1610-6))) =

= 0.133688 В,

U244(t) = 0.14cos(23.142700((25+1) 3.91110-6)+((2-1) 125.1610-6))) = -

0.106466 В,

U255(t) =0.13cos(23.142500((26+1) 3.91110-6) +((2-1) 125.1610-6))) = -

0.115121 В,

U266(t) = 0.1 cos(23.142400((27+1) 3.91110-6) +((2-1) 125.1610-6))) = -

0.092218 В

Таблица 3

Таблица второго цикла передачи

i

t(i), c

U21(t), В

U22(t), В

U23(t), В

U24(t), В

U25(t), В

U26(t), В

0

0,0001291

-0,081849

-0,130164

-0,145328

-0,081213

-0,057322

-0,036678

1

0,0001330

-0,071025

-0,118626

-0,136569

-0,088595

-0,064377

-0,042098

2

0,0001369

-0,059763

-0,106444

-0,127164

-0,095587

-0,071190

-0,047371

3

0,0001408

-0,048131

-0,093684

-0,117158

-0,102158

-0,077734

-0,052480

4

0,0001447

-0,036202

-0,080415

-0,106597

-0,108280

-0,083985

-0,057406

5

0,0001486

-0,024049

-0,066709

-0,095531

-0,113926

-0,089918

-0,062132

6

0,0001525

-0,011748

-0,052641

-0,084014

-0,119070

-0,095513

-0,066643

7

0,0001564

0,000627

-0,038286

-0,072098

-0,123690

-0,100747

-0,070921

8

0,0001604

0,012997

-0,023724

-0,059842

-0,127766

-0,105601

-0,074953

9

0,0001643

0,025287

-0,009033

-0,047302

-0,131279

-0,110057

-0,078725

10

0,0001682

0,037420

0,005708

-0,034539

-0,134215

-0,114097

-0,082223

11

0,0001721

0,049323

0,020417

-0,021612

-0,136560

-0,117707

-0,085434

12

0,0001760

0,060920

0,035015

-0,008583

-0,138305

-0,120873

-0,088349

13

0,0001799

0,072141

0,049423

0,004487

-0,139441

-0,123583

-0,090957

14

0,0001838

0,082917

0,063563

0,017535

-0,139963

-0,125826

-0,093248

15

0,0001877

0,093179

0,077357

0,030501

-0,139869

-0,127595

-0,095215

16

0,0001916

0,102866

0,090731

0,043322

-0,139160

-0,128883

-0,096851

17

0,0001956

0,111917

0,103613

0,055938

-0,137838

-0,129684

-0,098150

18

0,0001995

0,120277

0,115931

0,068290

-0,135910

-0,129995

-0,099108

19

0,0002034

0,127893

0,127620

0,080318

-0,133384

-0,129817

-0,099721

20

0,0002073

0,134718

0,138615

0,091966

-0,130270

-0,129148

-0,099988

21

0,0002112

0,140712

0,148858

0,103179

-0,126584

-0,127993

-0,099906

22

0,0002151

0,145835

0,158291

0,113904

-0,122340

-0,126354

-0,099478

23

0,0002190

0,150057

0,166865

0,124090

-0,117559

-0,124239

-0,098703

24

0,0002229

0,153352

0,174533

0,133688

-0,112259

-0,121655

-0,097586

25

0,0002268

0,155699

0,181252

0,142654

-0,106466

-0,118612

-0,096129

26

0,0002308

0,157083

0,186987

0,150945

-0,100204

-0,115121

-0,094337

27

0,0002347

0,157497

0,191706

0,158521

-0,093502

-0,111196

-0,092218

28

0,0002386

0,156938

0,195383

0,165347

-0,086388

-0,106852

-0,089778

29

0,0002425

0,155408

0,197999

0,171391

-0,078893

-0,102104

-0,087026

30

0,0002464

0,152918

0,199540

0,176623

-0,071052

-0,096971

-0,083971

31

0,0002503

0,149483

0,199997

0,181020

-0,062898

-0,091473

-0,080624

Рисунок 4 - Временные диаграммы входных сигналов для второго цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 3 и i = 22, 23, 24, 25, 26, 27:

To = 125.1610-6 с.

Tк =3.91110-6 с.

U211(t)= = -

0.083449 В,

U222(t) = -0.2sin(23.143000((23+1) 3.91110-6)+((3-1)125.1610-6))) = -

0.040260 В,

U233(t) = -0.19sin(23.142800((24+1) 3.91110-6) +((3-1) 125.1610-6))) =

= 0.030117 В,

U244(t) = 0.14cos(23.142700((25+1) 3.91110-6)+((3-1) 125.1610-6))) =

0.133260 В,

U255(t) = 0.13cos(23.142500((26+1) 3.91110-6) +((3-1) 125.1610-6))) =

0.100058 В,

U266(t) = 0.1 cos(23.142400((27+1) 3.91110-6) +((3-1) 125.1610-6))) =

0.065462 В

Таблица 4

Таблица третьего цикла передачи

i

t(i), c

U21(t), В

U22(t), В

U23(t), В

U24(t), В

U25(t), В

U26(t), В

0

0,0002542

0,145115

0,199364

0,184567

-0,054450

-0,085616

-0,076990

1

0,0002581

0,139857

0,197649

0,187231

-0,045779

-0,079449

-0,073094

2

0,0002621

0,133735

0,194861

0,189010

-0,036906

-0,072982

-0,068945

3

0,0002660

0,126787

0,191013

0,189895

-0,027871

-0,066239

-0,064555

4

0,0002699

0,119055

0,186129

0,189880

-0,018714

-0,059246

-0,059942

5

0,0002738

0,110587

0,180233

0,188967

-0,009474

-0,052030

-0,055120

6

0,0002777

0,101435

0,173358

0,187160

-0,000192

-0,044618

-0,050106

7

0,0002816

0,091657

0,165541

0,184467

0,009090

-0,037037

-0,044918

8

0,0002855

0,081313

0,156825

0,180902

0,018332

-0,029317

-0,039573

9

0,0002894

0,070465

0,147257

0,176480

0,027494

-0,021486

-0,034092

10

0,0002933

0,059183

0,136889

0,171223

0,036535

-0,013574

-0,028491

11

0,0002973

0,047534

0,125778

0,165155

0,045415

-0,005610

-0,022792

12

0,0003012

0,035592

0,113983

0,158306

0,054095

0,002374

-0,017013

13

0,0003051

0,023430

0,101569

0,150708

0,062537

0,010350

-0,011175

14

0,0003090

0,011123

0,088603

0,142397

0,070704

0,018286

-0,005298

15

0,0003129

-0,001253

0,075156

0,133412

0,078560

0,026154

0,000597

16

0,0003168

-0,013621

0,061301

0,123795

0,086070

0,033923

0,006490

17

0,0003207

-0,025905

0,047113

0,113593

0,093201

0,041564

0,012360

18

0,0003246

-0,038029

0,032669

0,102853

0,099922

0,049048

0,018188

19

0,0003285

-0,049918

0,018047

0,091626

0,106203

0,056347

0,023952

20

0,0003325

-0,061498

0,003327

0,079966

0,112018

0,063433

0,029633

21

0,0003364

-0,072698

-0,011411

0,067927

0,117339

0,070280

0,035211

22

0,0003403

-0,083449

-0,026086

0,055567

0,122144

0,076862

0,040667

23

0,0003442

-0,093684

-0,040620

0,042944

0,126411

0,083154

0,045981

24

0,0003481

-0,103340

-0,054934

0,030117

0,130122

0,089132

0,051135

25

0,0003520

-0,112357

-0,068949

0,017148

0,133260

0,094774

0,056111

26

0,0003559

-0,120680

-0,082589

0,004098

0,135812

0,100058

0,060893

27

0,0003598

-0,128258

-0,095781

-0,008971

0,137767

0,104965

0,065462

28

0,0003637

-0,135042

-0,108452

-0,021998

0,139115

0,109476

0,069804

29

0,0003677

-0,140992

-0,120535

-0,034921

0,139851

0,113574

0,073904

30

0,0003716

-0,146070

-0,131962

-0,047679

0,139971

0,117243

0,077746

31

0,0003755

-0,150246

-0,142673

-0,060211

0,139476

0,120470

0,081318

Рисунок 5 - Временные диаграммы входных сигналов для третьего цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 4 и i = 22, 23, 24, 25, 26, 27:

To = 125.1610-6 с.

Tк =3.91110-6 с.

U211(t)= = -

0.010497 В,

U222(t) = -0.2sin(23.143000((23+1) 3.91110-6)+((4-1)125.1610-6))) = -

0.109246 В,

U233(t) = -0.19sin(23.142800((24+1) 3.91110-6) +((4-1) 125.1610-6))) =

= -0.169230 В,

U244(t)= 0.14cos(23.142700((25+1) 3.91110-6)+((4-1) 125.1610-6))) = -

0.033406 В,

U255(t) = 0.13cos(23.142500((26+1) 3.91110-6) +((4-1) 125.1610-6))) =

0.038076 В,

U266(t) = 0.1 cos(23.142400((27+1) 3.91110-6) +((4-1) 125.1610-6))) =

0.051460 В

Таблица 5

Таблица четвертого цикла передачи

i

t(i), c

U21(t), В

U22(t), В

U23(t), В

U24(t), В

U25(t), В

U26(t), В

0

0,0003794

-0,153499

-0,152628

-0,072482

0,138364

0,123247

0,084613

1

0,0003833

-0,155796

-0,161733

-0,084386

0,136645

0,125554

0,087608

2

0,0003872

-0,157129

-0,169960

-0,095890

0,134324

0,127386

0,090297

3

0,0003911

-0,157492

-0,177263

-0,106940

0,131412

0,128738

0,092673

4

0,0003950

-0,156881

-0,183603

-0,117484

0,127922

0,129605

0,094727

5

0,0003989

-0,155301

-0,188946

-0,127473

0,123870

0,129982

0,096451

6

0,0004029

-0,152761

-0,193262

-0,136858

0,119272

0,129869

0,097839

7

0,0004068

-0,149277

-0,196528

-0,145595

0,114149

0,129266

0,098888

8

0,0004107

-0,144870

-0,198727

-0,153643

0,108524

0,128175

0,099593

9

0,0004146

-0,139568

-0,199847

-0,160964

0,102421

0,126601

0,099951

10

0,0004185

-0,133403

-0,199881

-0,167524

0,095868

0,124549

0,099962

11

0,0004224

-0,126414

-0,198828

-0,173290

0,088892

0,122027

0,099625

12

0,0004263

-0,118643

-0,196696

-0,178237

0,081526

0,119045

0,098942

13

0,0004302

-0,110140

-0,193496

-0,182340

0,073801

0,115613

0,097915

14

0,0004341

-0,100955

-0,189244

-0,185580

0,065751

0,111746

0,096547

15

0,0004381

-0,091147

-0,183964

-0,187942

0,057411

0,107457

0,094843

16

0,0004420

-0,080775

-0,177685

-0,189415

0,048819

0,102762

0,092810

17

0,0004459

-0,069904

-0,170441

-0,189991

0,040013

0,097680

0,090454

18

0,0004498

-0,058601

-0,162271

-0,189668

0,031030

0,092229

0,087784

19

0,0004537

-0,046936

-0,153219

-0,188448

0,021910

0,086430

0,084808

20

0,0004576

-0,034981

-0,143335

-0,186335

0,012695

0,080305

0,081537

21

0,0004615

-0,022810

-0,132672

-0,183341

0,003423

0,073877

0,077983

22

0,0004654

-0,010497

-0,121289

-0,179479

-0,005864

0,067170

0,074158

23

0,0004693

0,001880

-0,109246

-0,174768

-0,015125

0,060210

0,070075

24

0,0004733

0,014245

-0,096611

-0,169230

-0,024319

0,053023

0,065748

25

0,0004772

0,026523

-0,083450

-0,162891

-0,033406

0,045635

0,061193

26

0,0004811

0,038637

-0,069836

-0,155781

-0,042347

0,038076

0,056424

27

0,0004850

0,050511

-0,055843

-0,147934

-0,051101

0,030373

0,051460

28

0,0004889

0,062074

-0,041547

-0,139387

-0,059630

0,022555

0,046317

29

0,0004928

0,073253

-0,027024

-0,130180

-0,067897

0,014652

0,041012

30

0,0004967

0,083979

-0,012355

-0,120357

-0,075865

0,006694

0,035565

31

0,0005006

0,094187

0,002381

-0,109964

-0,083499

-0,001290

0,029995

Рисунок 6 - Временные диаграммы входных сигналов для четвертого цикла передачи

4. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование

Квантование по уровню применяется для получения конечного числа амплитудных значений дискретных отсчетов сигнала взамен непрерывного бесконечно большого количества их значений, т. е. процесс квантования аналогичен процедуре округления числа до ближайшего разрешенного значения. Такое округление всегда связано с погрешностью, называемой погрешностью квантования.

В результате квантования возникают специфические нелинейные искажения, действие которых на передаваемый сигнал можно условно представить как добавление к неискаженному сигналу некоторой аддитивной помехи - шума квантования. Эти искажения неустранимы, но практически могут быть сделаны неощутимыми для получателя сообщений при надлежащем выборе числа уровней округляемой (квантуемой) величины сигнала.

В зависимости от разбивки динамического диапазона сообщения на уровни квантования различают равномерное (линейное) и неравномерное (нелинейное) квантования. В первом случае на всем динамическом диапазоне сообщения шаг квантования выбирается одинаковым.

При неравномерном квантовании непрерывных сигналов обычно ставится задача: выбором закона изменения шага квантования обеспечить примерно равное отношение сигнал - шум квантования в достаточно широком диапазоне уровней входных сигналов. Если шаг квантования будет возрастать по мере увеличения входного сигнала, то по сравнению с равномерным квантованием для слабых сигналов отношение сигнал - шум возрастет, а для сильных снижается, оставаясь, однако, достаточно высоким.

Значение выборки в условных единицах:

(16)

где Umax - максимальная амплитуда в условных единицах;

U - значение выборки в В;

Dc = ±1.7 - динамический диапазон сигнала.

Определитель сегмента C можно найти как наименьшее a, такое, что

l < 32 Ч 2С или , при С = 0, 1, 2 ...7.

Кодирование сигнала осуществляется за 8 тактов, после каждого из которых формируется один бит кода ИКМ:

на 1-м такте определяется полярность входного сигнала (1 - положительная, 0 - отрицательная). В дальнейшем вся работа осуществляется с абсолютным значением входного сигнала .

на 2-м, 3-м и 4-м тактах определяется номер сегмента С = 0,1, .., 7, в котором находится текущий отсчет. Номер сегмента определяется как наименьшее целое С, для которого || < 32Ч 2С (в условных единицах), где C=1,2,…7. После четвертого такта оказывается сформированным трехзначный двоичный код сегмента.

на 5-м, 6-м, 7-м и 8-м тактах определяется номер уровня квантования K в пределах сегмента. Для этого определяется остаток:

(17)

Номер уровня квантования K определяется как наименьшее целое из С, для которого

(18)

Полный 8-разрядный код формируется из бита знака отсчета, трех битов номера сегмента и четырех битов номера уровня.

Рассчитаем для Ni отсчетов (Ni=21...26) каждого входного сигнала в первом цикле передачи:

абсолютное значение отсчетов в условных единицах,

номер сегмента С отсчетов,

номер уровня квантования K отсчетов в сегменте.

1) Значение отсчета:

U21 (t) = -0.153067 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4

Код номера сегмента: 100

Номер уровня квантования:

K = 7

Код уровня квантования в сегменте: 0111

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 01000111

2) Значение отсчета:

U22 (t)= -0.196073 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента: 100

Номер уровня квантования:

K = 13

Код уровня квантования в сегменте: 1101

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 01001101

3) Значение отсчета:

U23 (t) = -0.187885 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента: 100

Номер уровня квантования:

K = 12

Код уровня квантования в сегменте: 1100

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 01001100.

4) Значение отсчета:

U24(t)= -0.021511 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 1

Код номера сегмента: 001

Номер уровня квантования:

K = 9

Код уровня квантования в сегменте: 1001

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 00011001

5) Значение отсчета:

U25 (t) = -0.011414 B

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С =0.

Код номера сегмента: 000

Номер уровня квантования:

K = 13

Код уровня квантования в сегменте: 1101

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 00001101

6) Значение отсчета:

U26 (t) = -0.008046 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 0.

Код номера сегмента: 000

Номер уровня квантования:

K = 9

Код уровня квантования в сегменте: 1001

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента: 00001001.

Аналогичный расчет произведем для остальных 3 циклов передачи.

Результаты всех расчетов приведем в таблице 6.

5. Расчет погрешностей квантования

В приемном устройстве процесс декодирования происходит обратно процессу кодирования в передающем устройстве.

В начале линейный сигнал преобразуется из кода ЧПИ в двоичный код ИКМ. Далее сигнал декодируется и восстанавливается.

Абсолютное значение уровня отсчета можно определить:

k = , (19)

где K - номер уровня квантования,

C - определитель сегмента.

Значение восстановленной выборки в В определяем по следующей формуле:

Uвост. = (20)

При этом абсолютная погрешность:

= U - Uвост (21)

Относительная погрешность:

= / U 100%. (22)

Рассчитаем для первого Ni отсчетов (Ni = 21) входного сигнала в первом цикле передачи:

абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах;

Таблица 6

Результаты квантования отсчетов по уровню и их кодирование

Номер цикла

Номер исследуемого канала связи

Значение отсчета

Полярность отсчета

Код полярности отсчета

Номер сегмента C

Код номера сегмента

Уровень квантования в сегменте K

Код уровня квантования в сегменте

Закодированое значение отсчета

r

B

у.е.

1

21

-0,153067

368,801878

-

0

4

1

0

0

7

0

1

1

1

01000111

112,8

22

-0,196073

472,420155

-

0

4

1

0

0

13

1

1

0

1

01001101

216,42

23

-0,187885

452,692148

-

0

4

1

0

0

12

1

1

0

0

01001100

196,69

24

-0,021511

51,8300167

-

0

1

0

0

1

9

1

0

0

1

00011001

19,83

25

-0,011414

27,5019214

-

0

0

0

0

0

13

1

1

0

1

00001101

27,502

26

-0,008046

19,3853937

-

0

0

0

0

0

9

1

0

0

1

00001001

19,385

2

21

0,145835

351,376485

+

1

4

1

0

0

5

0

1

0

1

11000101

95,376

22

0,166865

402,046969

+

1

4

1

0

0

9

1

0

0

1

11001001

146,05

23

0,133688

322,109677

+

1

4

1

0

0

4

0

1

0

0

11000100

66,861

24

-0,106466

255,397647

-

0

3

0

1

1

15

1

1

1

1

00111111

0,5208

25

-0,115121

277,374067

-

0

4

1

0

0

1

0

0

0

1

01000001

21,374

26

-0,092218

222,191339

-

0

3

0

1

1

11

1

0

1

1

00111011

94,191

3

21

-0,083449

199,981176

-

0

3

0

1

1

8

1

0

0

0

00111000

71,981

22

-0,040620

97,8712003

-

0

2

0

1

0

8

1

0

0

0

00101000

33,871

23

0,030117

72,5649165

+

1

2

0

1

0

2

0

0

1

0

10100010

8,5649

24

0,133260

321,079113

+

1

4

1

0

0

4

0

1

0

0

11000100

65,079

25

0,100058

241,081424

+

1

3

0

1

1

14

1

1

1

0

10111110

113,08

26

0,065462

157,725825

+

1

3

0

1

1

3

0

0

1

1

10110011

29,726

4

21

-0,010497

25,2927646

-

0

0

0

0

0

12

1

1

0

0

00001100

25,293

22

-0,109246

263,219658

-

0

4

1

0

0

0

0

0

0

0

01000000

7,2197

23

-0,169230

407,744797

-

0

4

1

0

0

9

1

0

0

1

01001001

151,74

24

-0,033406

79,5105882

-

0

2

0

1

0

3

0

0

1

1

00100011

15,511

25

0,038076

91,7400925

+

1

2

0

1

0

6

0

1

1

0

10100110

27,74

26

0,051460

123,988329

+

1

2

0

1

0

14

1

1

1

0

10101110

59,988

многоканальный амплитудный импульсный сигнал

абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала, В;

абсолютная погрешность квантования, В;

относительная погрешность квантования, %.

Значение отсчета: U21(t) = -0.153067 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 4.

Номер уровня квантования: K = 7.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Аналогично рассчитываются остальные 3 цикла передачи.

Результаты всех расчетов приведем в таблице 7.

Таблица 7

Результаты расчетов погрешностей квантования

Номер цикла

Номер исследуемого канала

Значение отсчета

Значение квантованного отсчета входного сигнала

Абсолютная погрешность квантования

Относительная погрешность квантования, %

ВU

у.е.

ВUk

у.е.

1

21

-0,153067

368,80

-0,156055

376

0,002988

1,951758%

22

-0,196073

472,42

-0,195898

472

0,000174

0,088937%

23

-0,187885

452,69

-0,189258

456

0,001373

0,730707%

24

-0,021511

51,83

-0,021167

51

0,000344

1,601421%

25

-0,011414

27,50

-0,011206

27

0,000208

1,825041%

26

-0,008046

19,39

-0,007886

19

0,000160

1,988063%

2

21

0,145835

351,38

0,142773

344

0,003062

2,099311%

22

0,166865

402,05

0,169336

408

0,002471

1,480681%

23

0,133688

322,11

0,136133

328

0,002445

1,828670%

24

-0,106466

256,52

-0,109570

264

0,003104

2,915627%

25

-0,115121

277,37

-0,116211

280

0,001090

0,946712%

26

-0,092218

222,19

-0,091309

220

0,000909

0,986240%

3

21

-0,083449

201,06

-0,084668

204

0,001219

1,461123%

22

-0,040620

97,87

-0,040674

98

0,000053

0,131601%

23

0,030117

72,56

0,030713

74

0,000596

1,977655%

24

0,133260

321,08

0,136133

328

0,002872

2,155508%

25

0,100058

241,08

0,101270

244

0,001211

1,210618%

26

0,065462

157,73

0,064746

156

0,000716

1,094193%

4

21

-0,010497

25,29

-0,010376

25

0,000122

1,157503%

22

-0,109246

263,22

-0,109570

264

0,000324

0,296460%

23

-0,169230

407,74

-0,169336

408

0,000106

0,062589%

24

-0,033406

80,49

-0,034033

82

0,000627

1,876131%

25

0,038076

91,74

0,037354

90

0,000722

1,896763%

26

0,051460

123,99

0,050635

122

0,000825

1,603642%

6. Формирование линейного сигнала

Цифровые сигналы передаются по разным линиям связи: кабельным, радиорелейным, волоконно-оптическим, спутниковым. В зависимости от используемой среды распространения сигналам в линии придают различный вид, при котором параметры сигнала в наибольшей степени согласованы с параметрами линии. Преобразование потока импульсов в код происходит в устройстве согласования с линией (УСЛ). Сигнал на выходе формирователя импульсов представляет собой последовательность однополярных импульсов. Энергетический спектр полярности этих импульсов зависит от формы используемых импульсов и от статистических характеристик импульсного потока, определяемыми свойствами кодируемого сигнала и типом кода, а также от статистических характеристик флуктуаций, вызываемых помехами. Он может быть представлен в виде суммы двух составляющих, одна из которых является дискретной АД(f), а другая непрерывной функцией частоты АН(f). Дискретная часть спектра характеризует спектральную плотность средней мощности регулярной составляющей процесса (средних значений амплитуд спектра), а непрерывная часть - спектральную плотность средней мощности случайной составляющей процесса (статических характеристик случайных флуктуаций амплитуд спектра, вызванных помехами). Дискретная часть содержит постоянную составляющую и составляющие на тактовой и кратной ей частотах. При длительности импульса

где ТТ - период следования кодовых импульсов, в спектре присутствуют только не четные гармоники

Недостатком однополярной последовательности является то, что при появлении длинных последовательностей нулей в выходном сигнале кодера отсутствуют импульсы и, следовательно, отсутствует опорное колебание для выделения тактовой частоты в регенераторе.

Во избежание искажений этого сигнала из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик линейного тракта и трудностей выделения тактовой частоты применяют дополнительное преобразование двоичного цифрового сигнала. Эта операция часто называется линейным кодированием. Она позволяет заменить цифровой поток в виде сигнала, характеристики которого в большей степени соответствуют параметрам линии. Полученный в результате сигнал называют кодом линии.

К коду линии предъявляют следующие требования: - однозначность декодирования. Это означает, что из кода линии должна однозначно формироваться исходная последовательность двоичных импульсов; - в энергетическом спектре должны быть ослаблены низкочастотная и высокочастотная составляющие; - в сигнале должна быть обеспечена высокая плотность импульсов, т.е. число импульсов должно быть существенно больше числа пробелов. Для большей концентрации в энергии сигнала в области средних частот, т.е. для ослабления роли его низкочастотных и высокочастотных составляющих, успешно применяются квазитроичных (трехуровневые) коды. При использовании квазитроичных кодов линейный сигнал в каждом тактовом интервале может принимать одно из трех возможных значений: +1, 0,-1, выраженных соответственно положительным импульсом, которые обозначаются +,0,-. Решающее устройство регенератора должно распознавать три возможных уровня сигнала. При этом кодирование остается двоичным, а на входе линии двоичный сигнал преобразуется в квазитроичный. Изобразим для четырех циклов передачи временные диаграммы линейного сигнала, на котором изобразим:

- значение отсчетов tИ входных сигналов для исследуемых каналов;

- закодированные двоичным кодом значения этих отсчетов;

- линейный сигнал, закодированный кодом КВП-3 и B6ZS.

Рисунок 7. Временная диаграмма линейных сигналов для первого цикла работы

Рисунок 8. Временная диаграмма линейных сигналов для второго цикла работы

Рисунок 9. Временная диаграмма линейных сигналов для третьего цикла работы

Рисунок 10. Временная диаграмма линейных сигналов для третьего цикла работы

За четыре цикла передачи для заданных кодов с высокой плотностью следования единиц рассчитаем вероятность появления единиц в линейном сигнале по формуле:

(23)

где m1 - количество единиц (+1, -1) в линейном сигнале за четыре цикла;

mобщ - общее количество импульсов (+1, 0, -1) в линейном сигнале за четыре цикла.

Тогда для КВП-3:

А для B6ZS:

Так как в коде КВП-3 вероятность появления единиц по отношению к общему числу импульсов больше, то соответственно, используя этот код, вероятность принять информацию с ошибкой меньше.

7. Расчет спектра линейного сигнала

При передаче цифровых сигналов в качестве выходного сигнала не используют сигнал на выходе кодера, так как он представляет собой неравномерную последовательность однополярных импульсов.

Известно, что спектр сигнала из однополярных прямоугольных импульсов бесконечен, но основная часть его энергии сосредоточена в полосе частот от нуля до тактовой частоты сигнала. Такой спектр сильно не совпадает с характеристиками передачи реальных линий связи. Во-первых, наличие в линии трансформаторов и переходных ёмкостей в усилителях и регенераторах сигнала препятствуют прохождению постоянной составляющей сигнала; во-вторых, при передаче сигнала происходит ослабление его высокочастотной составляющей, что приводит к увеличению длительности фронтов импульсов.

Ещё одним недостатком однополярной последовательности является то, что при появлении длинных последовательностей нулей в выходном сигнале кодера отсутствуют импульсы и, следовательно, отсутствует опорное колебание для выделителя тактовой частоты регенератора.

Чтобы избежать искажения сигнала из-за АЧХ линии и трудностей выделения тактовой частоты применяют дополнительное преобразование двоичного сигнала. Эта операция называется линейным кодированием. Она позволяет заменить цифровой поток в виде сигнала, характеристики которого в большей степени соответствуют параметрам линии. Полученный в результате код называют кодом линии.

В данной системе передачи в качестве линейного сигнала используется код КВП-3 и B6ZS. Энергетический спектр линейного сигнала описывается выражением

В()=, (24)

где А() - спектр одиночного трапецеидального импульса;

p- вероятность появления единиц;

- длительность кодового символа.

Спектр одиночного трапецеидального импульса определяется как

(25)

Приведем пример в развернутом виде (при i = 2).

Для КВП-3

Для B6ZS

Расчет энергетических спектров представим в таблице (Таблица 8):

Таблица 8

Результаты расчетов энергетических спектров

i

щ, рад/с

A(щ), В

B(щ), В (КВП-3)

B(щ), В (B6ZS)

0

0

0

0

0

1

1.6065106

2.914410-7

1.182310-8

1.095810-8

2

3.213106

2.857810-7

4.47910-8

4.206910-8

3

4.8195106

2.76510-7

9.165110-8

8.796110-8

4

6.4259106

2.638210-7

1.413510-7

1.395510-7

5

8.0324106

2.480410-7

1.810310-7

1.845310-7

6

9.6389106

2.295110-7

1.994710-7

2.096310-7

7

1.1245107

2.086610-7

1.912310-7

2.055510-7

8

1.2852107

1.859810-7

1.595510-7

1.729310-7

9

1.4458107

1.619610-7

1.152110-7

1.238310-7

10

1.6065107

1.371410-7

7.121910-8

7.484910-8

11

1.7671107

1.120510-7

3.694310-8

3.765810-8

12

1.9278107

8.721910-8

1.544810-8

1.525210-8

13

2.0884107

6.315410-8

4.781310-9

4.588710-9

14

2.2491107

4.032410-8

8.917610-10

8.375710-10

15

2.4097107

1.915110-8

5.105310-11

4.731510-11

16

2.5704107

0

0

0

17

2.731107

-1.682810-8

3.941910-11

3.653310-11

18

2.8917107

-3.110410-8

5.30610-10

4.983610-10

19

3.0523107

-4.267710-8

2.183410-9

2.095510-9

20

3.213107

-5.147210-8

5.380210-9

5.311810-9

21

3.3736107

-5.748910-8

9.725110-9

9.913310-9

22

3.5343107

-6.080510-8

1.400110-8

1.471410-8

23

3.6949107

-6.156310-8

1.664610-8

1.789210-8

24

3.8556107

-5.996910-8

1.65910-8

1.798110-8

25

4.0162107

-5.628410-8

1.391410-8

1.495510-8

26

4.1769107

-5.08110-8

9.776310-9

1.027510-8

27

4.3375107

-4.388110-8

5.666110-9

5.775710-9

28

4.4982107

-3.585610-8

2.610810-9

2.577610-9

29

4.6588107

-2.709910-8

8.80310-10

8.448510-10

30

4.8195107

-1.797410-8

1.771710-10

1.664110-10

31

4.9801107

-8.831910-9

1.085810-11

1.006310-11

32

5.1408107

0

0

0

33

5.3014107

8.226810-9

9.421410-12

8.731710-12

34

5.462107

1.559310-8

1.333510-10

1.252510-10

35

5.6227107

2.189110-8

5.744710-10

5.513410-10

36

5.7833107

2.69610-8

1.476110-9

1.457310-9

37

5.944107

3.069610-8

2.772610-9

2.826210-9

38

6.1046107

3.304410-8

4.13510-9

4.345710-9

39

6.2653107

3.400510-8

5.078710-9

5.458910-9

40

6.4259107

3.362610-8

5.21610-9

5.653410-9

41

6.5866107

3.200110-8

4.497710-9

4.834410-9

42

6.7472107

2.926210-8

3.242710-9

3.407910-9

43

6.9079107

2.557610-8

1.924810-9

1.96210-9

44

7.0685107

2.113110-8

9.068210-10

8.952810-10

45

7.2292107

1.613610-8

3.121410-10

2.995710-10

46

7.3898107

1.080610-8

6.404210-11

6.015110-11

47

7.5505107

5.357710-9

3.995910-12

3.703310-12

48

7.7111107

0

0

0

49

7.8718107

-5.071910-9

3.58110-12

3.318810-12

50

8.0324107

-9.683910-9

5.143110-11

4.830610-11

На рисунке 11 приведем спектр кода КВП-3 и B6ZS

Для проектируемой системы передачи информации выберем код КВП-3, так как он имеет лучшую спектральную характеристику по сравнению с кодом B6ZS, что устраняет трудности синхронизации передающих и приемных устройств.

Рисунок 11 - Энергетический спектр кодов КВП-3 и B6ZS

8. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ

Принцип работы передающего устройства поясняет структурная схема системы передачи (рисунок 1). Сообщения 1(t), 2(t), ... , 30(t) от 1, 2, ..., 30 источников информации (абонентов) через фильтры нижних частот (ФНЧ) и усилители низких частот (УНЧ) поступают на канальные амплитудно-импульсные модуляторы АИМ (ключи). С помощью АИМ-модуляторов осуществляется дискретизация передаваемых сигналов времени и формирование группового АИМ-сигнала (гр. АИМпер.). Управляют работой АИМ-модуляторов последовательности управляющих канальных импульсов УКИ1-УКИ30, поступающие от генераторного оборудования ГОпер. На АИМ-модуляторы каналов канальные импульсы подаются поочередно, при этом длительность каждого канального интервала составляет примерно T0 / (3...4)?N0. Групповой АИМ-сигнал поступает на кодирующее устройство - кодер, который одновременно с кодированием осуществляет операцию квантования по уровню.

Сигналы управления и взаимодействия (СУВ), передаваемые по телефонным каналам для управления приборами автоматических телефонных станций (АТС), поступают в передатчик СУВ (Пер. СУВ), где они дискретизуются импульсными последовательностями СУВ, следующими от ГОпер. В результате формируется групповой сигнал передачи СУВ (Гр. СУВ).

В устройстве объединения (УО) групповые сигналы, следующие от кодера передатчика СУВ, а также передатчика синхросигналов (Пер. СС), объединяются, образуя так называемый ИКМ-сигнал. Здесь формируется диаграмма временных циклов системы, определяющая порядок следования циклов в сверхцикле и кодовых групп в цикле передачи.

Сформированный ИКМ-сигнал представляет собой набор однополярных двоичных символов, импульсы которых всегда имеют только одну полярность, и не согласован с параметрами линии. При передаче по линии связи, такой сигнал подвержен значительным искажениям и быстро затухает. Поэтому перед передачей в линию однополярный ИКМ-сигнал преобразуется в биполярный линейный ИКМ-сигнал. Это происходит в преобразователе кода передачи ПКпер.

Рис. 12. Структурная схема передачи с ИКМ-ВД

В процессе передачи по линии связи ИКМ-сигнал периодически восстанавливается линейным регенератором (РЛ). На приеме сигнал восстанавливается станционным регенератором (РС).

Процесс обработки сигналов, т.е. процесс приема, преобразования, разделения и получения сигнала на принимающей оконечной станции носит обратный характер. Вначале ИКМ-сигнал из биполярного преобразуется в однополярный, из которого устройство выделения тактовой частоты (ВТЧ) выделяет тактовую частоту системы, которая используется для работы ГОпер. Этим достигается равенство скоростей обработки сигналов на передающей и приемной оконечных станциях. Правильное разделение сигналов телефонных каналов и каналов передачи СУВ обеспечивается приемниками синхросигналов.

Устройство разделения (УР) разделяет цифровые потоки СУВ и телефонных каналов. Приемник групповых СУВ (Пр. СУВ), управляемый импульсными последовательностями СУВ, следующими от генераторного оборудования приема ГОпр., распределяет СУВ по телефонным каналам, а декодер преобразует групповой ИКМ-сигнал в АИМ-сигнал (Гр. АИМпр). Последовательность управляющих канальных импульсов УКИ1-УКИ30 поочередно открывает временные селекторы каналов (ВС), обеспечивая выделение отсчётов своего канала из группового АИМ-сигнала. Восстановление исходного (непрерывного) сигнала из последовательности его отсчётов производится с помощью ФНЧ.

Структурная схема системы передачи с ИКМ поясняет принцип передачи сигналов в одном из направлений. Передача сигналов в обратном направлении осуществляется аналогично.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе разработана цифровая система передачи информации с ИКМ.

Спектр передаваемых сигналов находится в диапазоне частот 3003400 Гц.

Динамический диапазон сигнала от -1.7 В до 1.7 В.

В системе применяется амплитудно-импульсная модуляция сигналов АИМ-1.

Коэффициент глубины модуляции импульсов mАИМ=0.7.

Амплитуда немодулированных прямоугольных импульсов Uо=1.2 В.

Система передачи имеет 30 каналов связи.

Компандирование производится по закону A.

Для кодирования сигналов применяется коды КВП-3 и B6ZS.

Входной сигнал преобразуется в последовательность трапециедальных импульсов. Для передачи используется кабельная линия связи.

Рассчитаны основные параметры проектируемой схемы передачи информации, спектр АИМ-сигнала, дискретизация сообщений по времени, отсчеты каждого входного сигнала, выполнено кодирование отсчетов, рассчитаны абсолютная и относительная погрешности квантования, построены временные диаграммы линейного сигнала для четырех циклов, рассчитан спектр линейного сигнала. Разработана структурная схема многоканальной системы передачи с ИКМ и дано ее краткое описание ее работы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Фомичёв В.Н. Цифровая система передачи информации: Пособие по курсовому проектированию. - Гомель: БелГУТ,2003.-71с.

2. Зюко А.Г. и др. Теория передачи сигналов.- М.:Связь,1980.

3. Каллер М.Я., Фомин А.Ф. Теоретические основы транспортной связи: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт,1989. - 383 с.

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru