Меню

"Оцифровка" сигналов

Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму представляет собой комплекс трех операций: дискретизацию, квантование и кодирование.

Дискретизация - замена непрерывного аналогового ТВ-сигнала S(t) последовательностью выборок (отсчетов) этого сигнала (Рис. 2). Эти отсчеты берутся в моменты времени, отделенные друг от друга интервалом Т, который называется интервалом дискретизации. Величина, обратная интервалу дискретизации, называется частотой дискретизации. Наиболее распространена равномерная дискретизация с постоянным периодом, основанная на теореме Котельникова. Согласно этой теореме любой непрерывный сигнал S(t), имеющий ограниченный спектр частот (0 .fгp), может быть без потерь информации представлен значениями этого сигнала Sdi. взятыми в дискретные моменты времени tn=nT (п=1,2,3, . - целые числа) при условии, что T≤0,5/

trp (Т - период, или интервал дискретизации). Минимально допустимая частота дискретизации по Котельнику tд.мин=2fгp .

Рис.2

Понятно, чем меньше интервал дискретизации (выше частота дискретизации), тем меньше различия между исходным сигналом и его дис-кретизированной копией. Ступенчатая структура дискретизированного сигнала может быть сглажена с помощью фильтра нижних частот. Таким образом и осуществляется восстановление аналогового сигнала из дискретизированного.

За дискретизацией при преобразовании аналогового сигнала в цифровую форму следует процесс квантования, который заключается в замене полученных после дискретизации мгновенных значений отсчетов Sdi ближайшими значениями из набора отдельных фиксированных уровней (рис.3). Квантование также представляет собой дискретизацию сигнала Sq, но не во времени, а по уровню. Фиксированные уровни, к которым "привязываются" отсчеты, называются уровнями квантования. Динамический диапазон изменения сигнала S(t), разбитый уровнями квантования на отдельные области значений (шаги квантования), образует шкалу квантования.

Рис.3

Последняя может быть как линейной, так и нелинейной, в зависимости от условий преобразования. Округление отсчета до ближайшего уровня (верхнего или нижнего) определяется положением порога квантования внутри шага квантования.

Дискретизированный и квантованный сигнал Sdq уже является цифровым. Действительно, если амплитуда импульсов дискретизированного сигнала Sd может принимать любые произвольные значения в пределах исходного динамического диапазона сигнала S(t), то операция квантования привела к замене возможных значений амплитуды сигнала ограниченным числом значений, равным числу уровней квантования. Таким образом, квантованная выборка сигнала выражается некоторым числом, определяемым числом уровней квантования.

Для передачи такого сигнала по каналам связи его лучше всего преобразовать в двоичную форму, т.е. каждое значение уровня сигнала записать в двоичной системе счисления. При этом номер (значение уровня) преобразуется в кодовую комбинацию символов "0" или "1" (рис.4).

В этом состоит третья, заключительная oneрация по преобразованию аналогового сигнала S(t) в цифровой Sdq, называемая кодированием.

Все эти три операции выполняются одним техническим устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый производится в устройстве, называемом цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи - непременные блоки любых цифровых систем передачи, хранения и обработки информации.

При непосредственном кодировании телевизионного сигнала кодовые комбинации создаются с частотой, равной частоте отсчетов (частоте дискретизации fд). Каждая кодовая комбинация соответствует определенному отсчету и содержит некоторое число m двоичных символов (битов). Кодовые слова можно передавать в параллельной или последовательной формах. Для передачи в параллельной форме надо использовать к линий связи (на рис.4 к=4).

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи:

Амплитудно–модулированный передатчик ближней связи
Радиотехнические системы СВЧ диапазона имеют широкую область применения. В состав большинства из них входят радиопередатчики - устройства, в значительной степени определяющие надежность и долговечность всей системы в целом [5 ...

Расчет рупорно-линзовой антенны
Целью данной работы является приобретение навыков расчета антенны в СВЧ диапазоне с заданными параметрами. В соответствии с условиями задания, мною произведен расчет рупорно-линзовой антенны. Она обладает следующими достоинства ...

Средства постановки помех и помехозащиты радиолокационной станции
В современных условиях развитие и использование вооружений и военной техники (ВиВТ) характеризуются высокой насыщенностью их радиоэлектронным оборудованием, обеспечивающим решение задач автоматического или автоматизированног ...

(C) 2020 | www.techniformula.ru