Расчет защищенности от шумов квантования

Квантование сигнала по уровню является главной операцией АЦП сигнала и заключается в округлении его мгновенных значений до ближайших разрешенных.

Если расстояние между уровнями квантования одинаково, то квантование называется равномерным.

При квантовании возникают ошибки, величина которых случайна, имеет равномерное распределение и не превышает значения половины шага квантования. Таким образом, сигнал после квантования представляет собой сумму исходного сигнала и сигнала ошибки, который воспринимается, как флуктуационный шум.

Определим динамический диапазон сигнала:

Dc = Pmax -Pmin (5.5)

где: Рмах - максимальный уровень сигнала

Рmin - минимальный уровень сигнала

(5.6)

(5.7)

где: Qпик=13.5 дБ - пик-фактор сигнала

у0 = -11дБ - среднее значение волюма сигнала

σу=3 дБ - среднеквадратическое отклонение волюма сигнала

тогда:

Число уровней квантования Nкв однозначно связано с разрядностью кода m, необходимой для кодирования АИМ отсчетов. При использовании двоичных кодов Nкв=2m. Оценим необходимое число разрядов m при использовании равномерного квантования.

Найдем минимальную защищенность от шумов квантования:

(5.8)

Где Kпсоф - псофометрический коэффициент, равный для канала ТЧ - 0.75

Максимальная защищенность от шумов квантования:

(5.9)

Выразим из Акв min mр - число разрядов двоичного кода:

(5.10)

Найдем число шагов квантования:

(5.11)

Большое число разрядов в коде (m=9) при равномерном квантовании приводит к усложнению аппаратуры и неоправданному увеличению тактовой частоты.

Рис. 5.1 Характеристика защищенности от шумов квантования

Анализ характеристики защищенности от шумов квантования показывает, что при заданной помехозащищенности число разрядов можно было бы уменьшить наклон характеристики Aз.кв Это достигается применением неравномерного квантования, т.е. уменьшение величины шагов квантования для малых мгновенных значений сигнала за счет увеличения шагов для больших значений.

Вывод: Использование равномерного квантования не является оптимальным.

Шумы при неравномерном квантовании

В реальных системах ИКМ с временным разделением каналов используется неравномерное квантование, которое может быть осуществлено различными способами:

· сжатием динамического диапазона сигнала перед равномерным квантованием и последующим компенсирующим расширением его после линейного декодирования;

· непосредственно в кодирующем устройстве, т.е. путем применения нелинейного кодирующего устройства;

· с помощью соответствующего цифрового преобразования сигнала, формируемого на выходе линейного кодера, т.е. кодера с равномерной характеристикой (цифровое компандирование).

При неравномерном кодировании используются 8-ми разрядные коды, т.е. число уровней квантования равно 256.

При реализации первого способа используется характеристика компрессирования типа А. Характеристика компрессирования - зависимость y от х, где y = Uвых/Uогр , x = Uвх/Uогр; Uогр определяется по формуле:

(5.12)

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по теме

Преобразование релейно-контактной схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором в схему на бесконтактных логических элементах
В современных электроприводах металлургического производства уделяется большое внимание надежности и бесперебойной работе электрооборудования. Это в особенности относится к таким агрегатам, как доменная и сталеплавильная печи, ...

Переносной бытовой радиовещательный приемник первой группы сложности
схема радиовещательный приемник Современный радиоприемник является сложным радиотехническим устройством, значение которого в экономической, социальной и культурной жизни людей огромно. Радиосвязь невозможна без радиоприемника, ...

Главное меню

© 2020 / www.techsolid.ru