Речевой сигнал, передаваемый с телефонного аппарата, является аналоговым сигналом, частота и амплитуда которого изменяются в определенных пределах. Для передачи аналогового сигнала необходимо, чтобы его уровень значительно отличался от уровня шумов. Аналоговый сигнал ограниченной полосы частот можно представить в виде последовательности дискретов (стробов), взятых с определенной частотой.
Преобразование аналогового сигнала в цифровой осуществляется путем стробирования, квантования и кодирования.
Стробирование заключается в замене аналогового сигнала последовательностью его мгновенных значений, отсчитываемых с определенной частотой (рисунок 1.1). Согласно теореме Котельникова-Шеннона значение сигнала будет точно воспроизведено, если частота стробирования будет по крайней мере в 2 раза выше, чем частота самого сигнала. Для речевого сигнала, ограниченного при телефонной передаче частотой 3400 Гц частота стробирования принята равной 8000 имп/с, и, следовательно, период стробирования, т. е. интервал между соседними пробами, равен 125 мкс (1с / 8000 = 125 мкс).
Точность восстановления сигнала не зависит от ширины строба. Следовательно, по одному тракту можно передавать стробы нескольких независимых друг от друга сигналов. Это и есть амплитудно-импульсная модуляция (АИМ).
Последовательность импульсов АИМ не может быть передана по линии, так как на приемной стороне из-за амплитудных искажений невозможно будет восстановить модулированный сигнал. Из теории информации следует, что для восстановления на приёмной стороне модулированного сигнала с необходимой точностью достаточно располагать определенным конечным числом значений амплитуды. В системе ИКМ используется 256 уровней. Имея конечное число уровней, их можно пронумеровать и передать по линии номер уровня. Это и составляет сущность импульсно-кодовой модуляции.
Квантование – это процесс сопоставления значения амплитуды взятого дискрета (сигнала АИМ) с ближайшим выделенным уровнем, т. е. одним из 256 так называемых уровней квантования. Номер каждого уровня выражается в двоичной системе счисления.
Кодирование основано на замене значения квантованного дискрета восьмиразрядным словом. Квантование и кодирование осуществляются с помощью кодера. Воспроизводимый в приемнике сигнал не совпадает в точности с передаваемым сигналом, поскольку из-за конечного числа уровней квантования (256) вершина дискрета может занимать произвольное положение внутри интервала, который определяется величиной шага квантования, т. е. расстоянием между последовательными уровнями квантования. Поэтому в приемнике значение восстановленного сигнала располагается в середине интервала квантования. Таким образом, в приемнике получаем два сигнала: сигнал, идентичный переданному, и разностный сигнал (разность между переданным и восстановленным сигналами), который называется шумом квантования.
Основные параметры системы ИКМ, используемые на станциях:
Число канальных интервалов в цикле.................... 32
В том числе:
речевых........................................................................ 30
сигнальных.................................................................. 1
синхронизации............................................................ 1
Длительность цикла, мкс.......................................... 125
Длительность интервала, мкс................................... 125 : 32 = 3,9
Число разрядов (бит) в канальном интервале....... 8
Частота стробирования, имп/с................................. 8000
Пропускная способность системы, Мбит/с........... 32 · 8 · 8 ·103 = 2,048
Число уровней квантования..................................... 256
Рисунок 1.1 –
Принципы стробирования и кодирования
Электронная автоматическая телефонная станция АТС-180 предназначена для использования в качестве оконечной станции малой ёмкости на ведомственных и сельских телефонных сетях.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.