کوانتیزاسیون سیگنال درسی. کمی سازی نمونه بر اساس سطح و کدگذاری آنها

سیگنال های فیزیکیتوابع پیوسته زمان هستند. برای تبدیل یک سیگنال پیوسته، به ویژه، آنالوگ به شکل دیجیتال، مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADCs) استفاده می شود. روش تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال معمولاً به صورت دنباله ای از سه عملیات ارائه می شود: نمونه برداری، کوانتیزه کردن و کدگذاری.

عملیات گسسته سازی شامل تعیین نمونه ای از نقاط زمانی اندازه گیری سیگنال است. عملیات کوانتیزاسیون شامل خواندن مقادیر مختصات سیگنال در لحظات اندازه گیری انتخاب شده با یک سطح دقت معین است و عملیات رمزگذاری در تبدیل اندازه گیری سیگنال دریافتی به مقادیر مربوط به کد دیجیتال یا ترکیب کد است. ، که سپس از طریق کانال های ارتباطی منتقل می شوند.

روش بازیابی سیگنال پیوسته از یک نمایش دیجیتالی نیز می تواند به صورت دو عملیات نمایش داده شود: رمزگشایی و دمودولاسیون. عملیات رمزگشایی عملیات معکوس عملیات رمزگذاری را انجام می دهد، یعنی. دنباله ای از مقادیر کلمه رمز داده شده (کلمه های رمزی) را به دنباله ای از اندازه گیری ها که یکی پس از دیگری در فواصل زمانی نمونه برداری مشخص شده است، تبدیل می کند. عملیات دمدولاسیون یک سیگنال پیوسته را از اندازه گیری های آن درون یابی یا بازسازی می کند. تبدیل سیگنال از شکل دیجیتال به سیگنال پیوسته توسط مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) انجام می شود. اعتقاد بر این است که سیستم تبدیل آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ برای سیگنال کافی است اگر سیگنال پیوسته بازیابی شده (کپی) با سیگنال پیوسته اصلی (اصل) با خطای داده شده مطابقت داشته باشد.

پایان کار -

این موضوع متعلق به:

علوم کامپیوتر

بودجه فدرال آموزشی ایالتی.. شهر تولا..

اگر به مطالب اضافی در مورد این موضوع نیاز دارید یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه داده آثار ما استفاده کنید:

با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:

اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:

تمامی موضوعات این بخش:

آموزش عالی حرفه ای
بخش "سیستم های ماشین ابزار خودکار" موسسه پلی تکنیک "دانشگاه ایالتی تولا"

مفهوم انفورماتیک
انفورماتیک یک علم فنی است که روش‌های ایجاد، ذخیره، بازتولید، پردازش و انتقال داده‌ها را با استفاده از فناوری رایانه و همچنین اصول فو را نظام‌بندی می‌کند.

تاریخچه توسعه علوم کامپیوتر
تاریخچه کامپیوتر ارتباط نزدیکی با تلاش های انسان برای تسهیل خودکارسازی مقادیر زیادی از محاسبات دارد. حتی عملیات ساده حسابی روی اعداد بزرگ نیز دشوار است.

جهان بینی جنبه های اقتصادی و حقوقی فناوری اطلاعات
سند حقوقی اساسی در روسیه مربوط به علوم کامپیوتر قانون "در مورد اطلاعات، اطلاعات و حفاظت از اطلاعات" است. قانون به مسائل مربوط به مقررات قانونی در مورد اطلاعات می پردازد

اندازه گیری نحوی اطلاعات
حجم داده Vd. در یک پیام با تعداد کاراکترها (بیت ها) در آن پیام اندازه گیری می شود. که در سیستم های مختلفحساب دیفرانسیل و انتگرال، یک رقم وزن متفاوتی دارد و بر این اساس،

معیار معنایی اطلاعات
اصطلاحنامه مجموعه ای از اطلاعات است که توسط یک کاربر یا سیستم نگهداری می شود. بسته به رابطه بین محتوای معنایی اطلاعات S و اصطلاحنامه کاربران

اندازه گیری الگوریتمی اطلاعات
همه موافقند که کلمه 0101….01 دشوارتر از کلمه 00….0 است و کلمه ای که 0 و 1 از آزمایش پرتاب سکه انتخاب می شوند (که در آن 0 نشان رسمی است، 1 دم است) سخت تر از هر دو مورد قبلی است.

کمیت و کیفیت اطلاعات
شاخص های کیفیت مصرف کننده: نمایندگی، محتوا، ارتباط کافی، به موقع بودن، دقت، قابلیت اطمینان، قابلیت استفاده

واحدهای اطلاعاتی
در رایانه های مدرن می توانیم اطلاعات متنی، مقادیر عددی و همچنین اطلاعات گرافیکی و صوتی را وارد کنیم. مقدار اطلاعات ذخیره شده در یک کامپیوتر با آن اندازه گیری می شود

اطلاعات و آنتروپی
آیا می توانیم معیار معقولی از اطلاعات معرفی کنیم؟ کلود شانون، ریاضیدان و مهندس آمریکایی درباره این سوال فکر کرد. نتیجه تأملات توسط او در سال 1948 منتشر شد.

پیام ها و سیگنال ها
شانون موفق شد یک مدل انتقال اطلاعات به طرز شگفت‌آوری ساده و عمیق ارائه کند که بدون آن هیچ کتاب درسی اکنون نمی‌تواند انجام دهد. او مفاهیم: منبع پیام، فرستنده را معرفی کرد

آنتروپی
پیام های مختلف مقادیر متفاوتی از اطلاعات را حمل می کنند. بیایید سعی کنیم دو سوال زیر را با هم مقایسه کنیم: 1. دانشجو در کدام یک از پنج رشته دانشگاهی تحصیل می کند؟ 2. نحوه بسته بندی

افزونگی
اجازه دهید منبع پیام یک جمله زبان واقعی را منتقل کند. معلوم می شود که هر کاراکتر بعدی کاملاً تصادفی نیست و احتمال وقوع آن کاملاً توسط محیط از پیش تعیین نشده است.

احساس
مفاهیم آنتروپی (غیر قابل پیش بینی) پیام و افزونگی (پیش بینی پذیری) به طور طبیعی با ایده های شهودی در مورد اندازه گیری اطلاعات مطابقت دارد. غیر قابل پیش بینی تر

مفهوم فناوری اطلاعات
تکنولوژی ترجمه شده از یونانی (techne) به معنای هنر، مهارت، مهارت است و این چیزی بیش از فرآیندها نیست. یک فرآیند باید به عنوان مجموعه خاصی از اقدامات درک شود

فناوری اطلاعات جدید
تا به امروز، فناوری اطلاعات چندین مرحله تکاملی را پشت سر گذاشته است که تغییر آن عمدتاً با توسعه پیشرفت علمی و فناوری، ظهور

مجموعه ابزار فناوری اطلاعات
ابزار فناوری اطلاعات - یک یا چند محصول نرم افزاری مرتبط برای نوع خاصی از رایانه که فناوری آن به شما امکان دستیابی به آن را می دهد

مولفه های فناوری اطلاعات
مفاهیم فناورانه مورد استفاده در حوزه تولید مانند هنجار، استاندارد، فرآیند فناورانه، عملیات فناورانه و غیره نیز می توانند در اطلاعات مورد استفاده قرار گیرند.

توسعه فناوری اطلاعات
تکامل فناوری اطلاعات به وضوح در فرآیندهای ذخیره سازی، حمل و نقل و پردازش اطلاعات مشاهده می شود.

نسل اول فناوری اطلاعات
نسل اول (1900-1955) با فناوری کارت های پانچ همراه است، زمانی که رکورد داده ها در قالب ساختارهای باینری بر روی آنها ارائه شد. رونق IBM در دوره 1915-1960. ارتباط

IT نسل دوم
نسل دوم (سیستم‌افزار پردازش رکورد، 1955-1980) با ظهور فناوری نوار مغناطیسی همراه است که هر کدام می‌توانند اطلاعات ده هزار نفری را ذخیره کنند.

نسل سوم فناوری اطلاعات
نسل سوم (پایگاه‌های اطلاعاتی عملیاتی، 1965-1980) با معرفی دسترسی آنلاین به داده‌ها در حالت تعاملی مبتنی بر استفاده از سیستم‌های پایگاه داده همراه است.

نسل چهارم فناوری اطلاعات
نسل چهارم (پایگاه‌های اطلاعاتی رابطه‌ای: معماری مشتری-سرور، 1980-1995) جایگزینی برای رابط سطح پایین بود. ایده مدل رابطه ای است

نسل پنجم فناوری اطلاعات
نسل پنجم (پایگاه‌های اطلاعاتی چند رسانه‌ای، از سال 1995) با انتقال از اعداد و کاراکترهای ذخیره‌سازی سنتی به موارد شی-رابطه‌ای حاوی داده‌هایی با رفتار پیچیده مرتبط است.

فناوری اطلاعات پایه
همانطور که قبلاً اشاره شد، مفهوم فناوری اطلاعات را نمی توان جدا از محیط فنی (کامپیوتری) در نظر گرفت. از فناوری اطلاعات پایه برنامه

موضوع فناوری اطلاعات
فناوری موضوع به عنوان دنباله ای از مراحل فناورانه برای تبدیل اطلاعات اولیه به اطلاعات نتیجه در یک حوزه موضوعی خاص، مستقل از

فعال کردن فناوری اطلاعات
ارائه فناوری‌های اطلاعاتی، فناوری‌های پردازش اطلاعات هستند که می‌توانند به عنوان ابزاری در حوزه‌های موضوعی مختلف برای حل مشکلات مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

فناوری اطلاعات عملکردی
فناوری اطلاعات عملکردی یک آماده را تشکیل می دهد نرم افزار(یا بخشی از آن)، طراحی شده برای خودکار کردن وظایف در یک موضوع خاص، منطقه و داده شده است

ویژگی های فناوری اطلاعات
از میان ویژگی‌های متمایز فناوری اطلاعات که برای توسعه جامعه از اهمیت راهبردی برخوردار است، به نظر می‌رسد هفت مورد از مهمترین موارد زیر را مشخص کنیم.

ویژگی های سیگنال های ارسال شده از طریق کانال
سیگنال را می توان با پارامترهای مختلفی مشخص کرد. چنین پارامترهای زیادی وجود دارد، اما برای مشکلاتی که باید در عمل حل شوند، فقط تعداد کمی از آنها ضروری است. بر

مدولاسیون سیگنال
سیگنال ها فرآیندهای فیزیکی هستند که پارامترهای آنها حاوی اطلاعات است. در ارتباطات تلفنی، صداهای مکالمه با استفاده از سیگنال های الکتریکی منتقل می شود، در تلویزیون -

انواع و ویژگی های رسانه
اگر پارامترهای حامل را به صورت a1، a2، …، an تعیین کنیم، آنگاه حامل به عنوان تابعی از زمان می تواند به صورت: UN =g(a) نمایش داده شود.

طیف سیگنال ها
طیف گسترده ای از سیگنال های مورد استفاده در سیستم های اطلاعاتی را می توان به 2 گروه اصلی تقسیم کرد: قطعی و تصادفی. یک سیگنال قطعی مشخص می شود

سیگنال های دوره ای
تابع x(t) تناوبی نامیده می شود اگر در مقداری ثابت Т، برابری زیر درست باشد: x(t)=x(t+nT)، جایی که Т دوره تابع، n است.

فرم مثلثاتی
هر سیگنال دوره ای x(t) که شرط دیریکله را برآورده می کند (x(t) محدود است، به صورت تکه ای پیوسته است، دارای تعداد محدودی از منتهیات در طول دوره است)

فرم پیچیده
از نظر ریاضی، کار با شکل پیچیده سری فوریه راحت تر است. با اعمال تبدیل اویلر به دست می آید

تعریف خطا
هنگام تجزیه توابع تناوبی به مجموع هارمونیک ها، در عمل آنها اغلب به چند هارمونیک اول محدود می شوند و بقیه در نظر گرفته نمی شوند. تقریباً نشان دهنده تابع است

سیگنال های غیر دوره ای
هر سیگنال غیر تناوبی را می توان دوره ای در نظر گرفت که دوره تغییر آن برابر با ¥ است. با توجه به این تحلیل طیفیفرآیندهای دوره ای می توانند هر دو باشند

مدولاسیون و کدگذاری
5.1. کدها: مستقیم، معکوس، مکمل، اصلاح شده

کد شماره مستقیم
هنگام رمزگذاری با یک کد باینری n بیتی مستقیم، یک بیت (معمولاً مهم ترین) برای علامت عدد رزرو می شود. n-1 رقم باقی مانده برای ارقام قابل توجه است. مقدار بیت علامت 0 است

کد عدد معکوس
کد معکوس فقط برای یک عدد منفی ساخته شده است. کد معکوس یک عدد باینری یک تصویر معکوس از خود عدد است که در آن تمام ارقام عدد اصلی بر عکس می گیرند (معکوس

کد شماره اضافی
کد اضافی فقط برای یک عدد منفی ساخته شده است. استفاده از کد مستقیم ساختار کامپیوتر را پیچیده می کند. در این صورت باید عمل جمع دو عدد با علائم مختلف جایگزین شود

کد شماره اصلاح شده
هنگام جمع کردن اعداد کمتر از یک با یک نقطه ثابت، می توانید نتیجه ای با مقدار مطلق بزرگتر از یک بدست آورید که منجر به اعوجاج نتایج محاسبه می شود. سرریز بیت

کدهای سیستماتیک
همانطور که قبلا ذکر شد، توابع کنترل را می توان با افزونگی اطلاعات پیاده سازی کرد. این امکان هنگام استفاده از روش های خاص رمزگذاری اطلاعات ظاهر می شود. که در

کد نویسی زوج و فرد
یک مثال سادهیک کد با یک تشخیص خطا یک کد با بیت برابری است. طراحی آن به شرح زیر است: یک بیت برابری به کلمه اصلی اضافه می شود. اگر تعداد یکها در کلمه اصلی زوج باشد، پس

کدهای همینگ
کدهای پیشنهاد شده توسط دانشمند آمریکایی R. Hamming (شکل 3.3) نه تنها توانایی تشخیص، بلکه تصحیح خطاهای منفرد را نیز دارند. این کدها سیستماتیک هستند.

پردازش داده های توزیع شده
در عصر استفاده متمرکز از رایانه‌ها با پردازش دسته‌ای اطلاعات، کاربران رایانه ترجیح می‌دادند رایانه‌هایی را خریداری کنند که بتوانند مشکلات را بر روی آنها حل کنند.

ساختار تعمیم یافته یک شبکه کامپیوتری
شبکه های کامپیوتری بالاترین شکل ارتباط چند ماشینی هستند. تفاوت های اصلی بین یک شبکه کامپیوتری و یک مجموعه چند کامپیوتری: ابعاد. sos

ویژگی های کلی سیگنال ها و کانال ها
سیگنال را می توان با پارامترهای مختلفی مشخص کرد. به طور کلی، چنین پارامترهای زیادی وجود دارد، اما برای مشکلاتی که باید در عمل حل شوند، فقط تعداد کمی ضروری هستند.

ویژگی های کانال انتقال اطلاعات بدون تداخل
شکل 5.4 - ساختار کانال برای انتقال اطلاعات بدون تداخل

ویژگی های کانال های انتقال اطلاعات با تداخل
شکل 5.5 - ساختار کانال برای انتقال اطلاعات با نویز

روش هایی برای بهبود مصونیت صوتی انتقال و دریافت
اساس همه روش ها برای بهبود ایمنی سیستم های اطلاعاتی در برابر نویز، استفاده از تفاوت های خاص بین سیگنال مفید و تداخل است. بنابراین، برای مقابله با تداخل

ابزارهای فنی مدرن تبادل داده و تجهیزات کانال سازی
برای انتقال پیام ها در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود انواع مختلفکانالهای ارتباطی. رایج ترین کانال های تلفن اختصاصی و کانال های ویژه برای انتقال دیجیتال

نمایش اطلاعات در اتوماتای ​​دیجیتال (CA)
کدها به عنوان وسیله ای برای نوشتن مخفی در دوران باستان ظاهر شدند. مشخص است که حتی هرودوت مورخ یونان باستان تا قرن پنجم. قبل از میلاد مسیح. نمونه هایی از حروف را ارائه کرد که فقط برای مخاطب قابل درک است. راز

پایگاه های اطلاعاتی برای کنترل عملکرد اتوماتای ​​دیجیتال
الگوریتم های انجام عملیات حسابی تنها در صورتی نتیجه صحیح را ارائه می دهند که دستگاه بدون اختلال کار کند. در صورت بروز هرگونه اختلال در حالت عادی

مصونیت نویز کد
حداقل فاصله کد یک کد به عنوان حداقل فاصله همینگ بین هر کد کلمه مجاز آن کد تعریف می شود. کد غیر زائد دارای m است

روش برابری
این یک راه آسان برای تشخیص برخی از خطاهای احتمالی است. ما از نیمی از کدهای ترکیبی ممکن استفاده خواهیم کرد، یعنی آنهایی که دارای تعداد زوج هستند

روش چکسام
روش بررسی برابری در نظر گرفته شده در بالا می تواند به طور مکرر برای ترکیب های مختلف بیت های کلمات رمز ارسال شده اعمال شود - و این نه تنها به شناسایی، بلکه همچنین

کدهای همینگ
کدهای ارائه شده توسط دانشمند آمریکایی آر.همینگ نه تنها توانایی تشخیص، بلکه تصحیح تک خطاها را نیز دارند. این کدها سیستماتیک هستند. روش هام

کنترل ماژول
انواع مشکلات را می توان با استفاده از روش کنترلی بر اساس ویژگی های مقایسه حل کرد. روش های کنترل عملیات حسابی و منطقی که بر این اساس توسعه یافته اند، کنترل نامیده می شوند

روش کنترل عددی
با روش عددی کنترل، کد یک عدد معین به عنوان کوچکترین باقیمانده مثبت از تقسیم عدد بر ماژول انتخابی p تعیین می شود: rA = A-(A/p)p.

روش کنترل دیجیتال
با روش کنترل دیجیتال، کد کنترل عدد از تقسیم مجموع ارقام عدد بر ماژول انتخاب شده تشکیل می شود:

انتخاب یک ماژول برای کنترل
مزایای روش کنترل عددی در عادلانه بودن خواص مقایسه برای کدهای کنترل است که کنترل عملیات حسابی را تسهیل می کند. مزایای روش دیجیتال

عملیات اضافه کردن Modulo 2
عملیات جمع مدول 2 را می توان بر حسب سایر عملیات حسابی بیان کرد، به عنوان مثال. اتحادیه اروپا

عملیات ضرب بولی
عمل ضرب منطقی دو عدد را می توان از طریق سایر عملیات حسابی و منطقی بیان کرد:

کنترل عملیات حسابی
عملیات حسابی بر روی جمع کننده های کدهای مستقیم، معکوس و اضافی انجام می شود. فرض کنید که تصویر اعداد (عملکردها) در یک کد در ماشین ذخیره شده است، یعنی حدود

کدهای حسابی
کنترل مدول که قبلاً مورد بحث قرار گرفت امکان تشخیص کارآمد خطاهای منفرد را فراهم می کند. با این حال، یک خطا در یک بیت می تواند منجر به گروهی از خطاها در چندین بیت شود.

DAC و ADC
تبدیل بین مقادیر آنالوگ و دیجیتال یک عملیات اساسی در سیستم های محاسباتی و کنترلی است زیرا پارامترهای فیزیکی مانند دما جابجا می شوند.

سطوح منطق دیجیتال
در اکثریت قریب به اتفاق، استفاده از مبدل های دیجیتال به آنالوگ و آنالوگ به دیجیتال بدون دانستن نوع ورودی یا خروجی دیجیتال استفاده شده تقریبا غیرممکن است.

خروجی کنترل بارق
اکثر مبدل های دیجیتال به آنالوگ، به استثنای مبدل های نوع سریال (آنهایی که مبتنی بر شارژ ظرفیت هستند)، دارای مدار اصلی هستند که پاسخ می دهد.

سیگنال های آنالوگ
به طور معمول، مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگنال هایی را به شکل ولتاژ تغذیه می کنند. مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) اغلب سیگنال ها را به شکل ولتاژ در خروجی می دهند

مبدل دیجیتال به آنالوگ
تبدیل مقادیر دیجیتال به مقادیر آنالوگ متناسب ضروری است تا بتوان از نتایج محاسبات دیجیتالی به راحتی در آنالوگ استفاده کرد.

تبدیل دیجیتال به آنالوگ
شکل 6.2 بلوک دیاگرام یک DAC را نشان می دهد که یک کلمه دیجیتال علامت مثبت 3 بیتی را می گیرد و آن را به یک ولتاژ معادل تبدیل می کند. اصلی

انواع اصلی DAC
همانطور که قبلا ذکر شد، در حال حاضر اکثریت قریب به اتفاق DAC های موجود در بازار بر اساس دو طرح اصلی ساخته می شوند: به شکل زنجیره ای از مقاومت های وزن دار و نوع R-2R. هر دو به نام

DAC با مقاومت های وزن دار
مبدل های با وزن مقاومت (شکل 6.3) حاوی یک مرجع ولتاژ، مجموعه ای از سوئیچ ها، مجموعه ای از مقاومت های دقیق با وزن باینری و یک تقویت کننده عملیاتی هستند.

DAC با زنجیره ای از مقاومت های نوع R-2R
DAC با زنجیره ای از مقاومت های نوع R-2R همچنین حاوی یک مرجع ولتاژ، مجموعه ای از سوئیچ ها و یک تقویت کننده عملیاتی است. با این حال، به جای مجموعه ای از مقاومت های باینری وزن، آنها حاوی

انواع دیگر DAC
DACها عمدتاً دارای مرجع ولتاژ متغیر ثابت داخلی (یا خارجی) یا خارجی (مبدلهای چند برابری) هستند. منبع ثابت DAC

مبدل های آنالوگ
مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال اساساً یک سیگنال ورودی آنالوگ (ولتاژ یا جریان) را به فرکانس یا قطار پالسی تبدیل می‌کنند که مدت زمان آن اندازه‌گیری می‌شود.

تبدیل آنالوگ به دیجیتال
شکل 6.5 یک مدل تبدیل آنالوگ به دیجیتال ابتدایی را با یک DAC به عنوان یک بلوک ساده در سیستم تبدیل نشان می دهد. ضربه اولیه تنظیم شده است

ادغام ADC های فشاری-کششی
یک ADC یکپارچه کننده فشاری، همانطور که در شکل 6.6 نشان داده شده است، حاوی یک انتگرالگر، مقداری منطق کنترل، یک مولد ساعت، یک مقایسه کننده و یک شمارنده خروجی است.

تقریب متوالی ADC
دلیل اصلی اینکه روش تقریب متوالی تقریباً به طور جهانی در سیستم های محاسباتی با تبدیل اطلاعات استفاده می شود، قابلیت اطمینان این است.

مبدل های ولتاژ
شکل 6.9 یک مبدل معمولی ولتاژ به فرکانس را نشان می دهد. در آن، سیگنال آنالوگ ورودی یکپارچه شده و به مقایسه کننده تغذیه می شود. هنگامی که مقایسه کننده حالت خود را تغییر می دهد،

ADC های موازی
مبدل های سریال به موازی و به سادگی موازی عمدتاً در مواردی استفاده می شوند که بالاترین سرعت ممکن مورد نیاز است. تبدیل متوالی

مشخصات DAC
هنگام تجزیه و تحلیل داده های جدولی، باید دقت زیادی کرد تا مشخص شود که هر پارامتر تحت چه شرایطی تعیین می شود و احتمالاً پارامترها به طور متفاوتی تعیین می شوند.

مشخصات ADC
ویژگی های یک ADC مشابه ویژگی های یک DAC است. علاوه بر این، تقریباً هر آنچه در مورد ویژگی های DAC گفته می شود برای ویژگی های ADC صادق است. آنها همچنین بیشتر از mi معمولی هستند

سازگاری سیستم
لیست مشخصات ارائه شده توسط سازندگان تنها نقطه شروع در انتخاب یک ADC یا DAC مناسب است. مقداری سیستم مورد نیازکه شما را تحت تاثیر قرار می دهد

سازگاری مبدل (قابلیت تعویض)
اکثر ADCها و DACها از نظر فیزیکی سازگاری جهانی ندارند و برخی از نظر الکتریکی سازگار نیستند. از نظر فیزیکی، موارد از نظر اندازه متفاوت هستند و شایع‌ترین آنها هستند

سیستم های اعداد موقعیتی
سیستم اعداد مجموعه ای از تکنیک ها و قوانین برای نوشتن اعداد در علائم دیجیتال است. شناخته شده ترین سیستم اعداد اعشاری که در آن می توان h را نوشت

روش های ترجمه اعداد
اعداد در سیستم های مختلفمحاسبات را می توان به صورت زیر نشان داد:

ترجمه اعداد بر اساس تقسیم بر اساس سیستم جدید
ترجمه اعداد صحیح با تقسیم بر پایه q2 سیستم اعداد جدید، کسرهای منظم با ضرب در پایه q2 انجام می شود. عملیات تقسیم و ضرب توسط

روش ترجمه جدولی
در ساده ترین شکل آن، روش جدولی به شرح زیر است: جدولی از تمام اعداد یک سیستم با معادل های مربوطه از یک سیستم دیگر وجود دارد. وظیفه ترجمه یافتن مورد مربوطه است

نمایش اعداد واقعی در کامپیوتر
برای نمایش اعداد واقعی در کامپیوترهای مدرن، روش نمایش نقطه شناور اتخاذ شده است. این نمایش بر یک نرمال شده (نمایی) متکی است

نمایش اعداد ممیز شناور
هنگام نمایش اعداد ممیز شناور، بخشی از ارقام سلول برای ثبت ترتیب عدد اختصاص داده می شود، ارقام باقی مانده برای ثبت آخوندک استفاده می شود. در هر گروه یک رقم برای تصویر در نظر گرفته شده است

الگوریتم نمایش عدد ممیز شناور
تبدیل یک عدد از سیستم اعداد P-ary به باینری. یک عدد باینری را به شکل نمایی عادی نشان می دهد. ترتیب جابجایی عدد را محاسبه کنید. ra

مفهوم و ویژگی های الگوریتم
تئوری الگوریتم ها از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. نوع الگوریتمی فعالیت نه تنها به عنوان یک نوع قدرتمند از فعالیت های انسانی، بلکه به عنوان یکی از اشکال مؤثر کار انسانی مهم است.

تعریف الگوریتم
کلمه "الگوریتم" خود از الگوریتم - شکل لاتین نام خوارزمی گرفته شده است که تحت آن در اروپای قرون وسطی بزرگترین ریاضیدان را از خوارزم (شهری در شوروی) می شناختند.

ویژگی های الگوریتم
تعریف فوق از یک الگوریتم را نمی توان دقیق در نظر گرفت - کاملاً مشخص نیست که "نسخه دقیق" یا "توالی اقداماتی که تضمین می کند نتیجه مطلوب حاصل شود" چیست. الگوریتم

قوانین و الزامات ساخت یک الگوریتم
اولین قانون این است که هنگام ساخت یک الگوریتم، قبل از هر چیز، لازم است مجموعه ای از اشیاء را مشخص کنید که الگوریتم با آنها کار می کند. رسمی شد

انواع فرآیندهای الگوریتمی
انواع فرآیندهای الگوریتمی الگوریتمی که بر روی کامپیوتر اعمال می شود یک نسخه دقیق است، به عنوان مثال. مجموعه ای از عملیات و قوانین برای تناوب آنها، که با کمک آنها، از یک معین شروع می شود

اصول جان فون نویمان
ساخت اکثریت قریب به اتفاق کامپیوترها بر اساس اصول کلی زیر است که در سال 1945 توسط دانشمند آمریکایی جان فون نویمان فرموله شد (شکل 8.5). اولین

سازماندهی عملکردی و ساختاری کامپیوتر
یک دستگاه کامپیوتری را با استفاده از مثال رایج ترین آنها در نظر بگیرید سیستم کامپیوتری- کامپیوتر شخصی. رایانه شخصی (PC) رایانه ای نسبتاً ارزان است

انجام عملیات حسابی روی اعداد ثابت و ممیز شناور
9.6.1 کدها: مستقیم، معکوس، اضافی، برای نمایش ماشین اعداد منفیاز کدهای مستقیم، اضافی، معکوس استفاده کنید.

عملیات اضافه
عملیات جمع اعداد به صورت مستقیم، معکوس و کدهای اضافیبر روی جمع کننده های باینری کد مربوطه انجام می شود. جمع کننده کد مستقیم باینری (DS

عملیات ضرب
ضرب اعداد ارائه شده در قالب نقطه ثابت بر روی جمع کننده های باینری کدهای مستقیم، معکوس و اضافی انجام می شود. من چندتایی هستم

عملیات تقسیم
تقسیم اعداد باینری که در قالب نقطه ثابت نشان داده شده اند، عملیات متوالی جمع جبری تقسیم کننده و مقسوم علیه و سپس باقیمانده و شیفت را نشان می دهد. تقسیم

فایل های داده
در منابع مختلف در مورد علوم کامپیوتر و فناوری کامپیوتر، تعاریف اصطلاح "فایل" و همچنین اصطلاح "سیستم عامل" ممکن است متفاوت باشد. اکثر

ساختارهای فایل
بخش نرم افزاریسیستم فایل، تعیین شده توسط هدف خود، باید شامل اجزای زیر باشد: Ø وسیله تعامل با فرآیندهای کاربر که

حامل های اطلاعات و ابزارهای فنی برای ذخیره سازی داده ها
دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات درایو نامیده می شوند. کار آنها بر اساس اصول مختلف(بیشتر مغناطیسی یا دستگاه های نوری)، اما آنها برای یکی استفاده می شوند

سازماندهی داده ها روی دستگاه هایی با دسترسی مستقیم و متوالی
سازماندهی داده به روشی اطلاق می شود که رکوردهای فایل در حافظه خارجی (در یک رسانه ضبط) مرتب می شوند. دو نوع سازماندهی فایل زیر بیشترین استفاده را دارند.

مهندسی رایانه
مجموعه ای از ابزارهای فنی و ریاضی (کامپیوتر، دستگاه ها، دستگاه ها، برنامه ها و غیره) که برای مکانیزاسیون و اتوماسیون فرآیندهای محاسباتی و

ابزار شمارش باستانی
قدیمی ترین ابزار محاسبه ای که خود طبیعت در اختیار انسان قرار داده بود، دست خود او بود. اف. انگلس می نویسد: «مفهوم عدد و رقم از جایی گرفته نشده است

توسعه چرتکه
برچسب ها و طناب های دارای گره نمی توانستند نیاز روزافزون به ابزارهای محاسباتی را در ارتباط با توسعه تجارت برآورده کنند. توسعه حساب نوشته شده توسط دو شرایط مانع شد.

لگاریتم ها
اصطلاح "لگاریتم" از ترکیب کلمات یونانی logos - نسبت، نسبت و arithmos - عدد بوجود آمده است. ویژگی های اصلی لگاریتم به شما امکان می دهد ضرب، تقسیم، را جایگزین کنید

ماشین اضافه کردن بلز پاسکال
در سال 1640 بلز پاسکال (1623-1662) تلاشی برای ایجاد یک کامپیوتر مکانیکی انجام داد. عقیده ای وجود دارد که "بلز پاسکال از ایده یک ماشین محاسبه الهام گرفته است.

چارلز بابیج و اختراع او
در سال 1812، چارلز بابیج شروع به فکر کردن در مورد راه های ممکن برای محاسبه جداول توسط ماشین کرد. بابیج چارلز (26 دسامبر 1791، لندن - 18 اکتبر 1871، همانجا)

جدول نویس هولریت
مسلح با مداد و کاغذ یا بهترین موردبا افزودن ماشین، آماردانان آمریکایی قرن نوزدهم نیاز مبرمی به اتوماسیون یک دستگاه طولانی، خسته کننده و

ماشین C3
خلقت کار می کند کامپیوترهادر آستانه جنگ، ادارات نظامی همه کشورها علاقه مند بودند. با حمایت مالی موسسه تحقیقات هوانوردی آلمان Zuse

کامپیوتر الکترونیکی عمومی BESM-6
1. دامنه: فریم اصلی برای حل طبقه وسیعی از مشکلات در علم و فناوری (شکل 11.18 و شکل 11.19). 2. توضیحات دستگاه: در ساختار BESM-6 برای اولین بار در

IBM 360
در سال 1964، IBM ساخت شش مدل از خانواده IBM 360 (System 360) را اعلام کرد که اولین کامپیوترهای نسل سوم شدند. مدل ها یک سیستم فرمان واحد داشتند

Altair 8800
در ژانویه 1975 آخرین شماره مجله "Popular Electronics" منتشر شد که روی جلد آن شکل 11.22 Altair 8800 بود که قلب آن آخرین ریزپردازنده بود.

کامپیوترهای اپل
در سال 1976 ظاهر شد کامپیوتر شخصی Apple-1 (شکل 11.23). در اواسط دهه 70 توسط استیو وزنیاک توسعه یافت. در آن زمان او برای هیولت پاکارد کار می کرد.

IBM 5150
در 12 آگوست 1981، IBM کامپیوتر شخصی IBM 5150 را منتشر کرد (شکل 11.25). این رایانه هزینه زیادی داشت - 1565 دلار و تنها 16 کیلوبایت رم داشت

شرح ساختار پروژه
هر برنامه ای در دلفی از یک فایل پروژه (یک فایل با پسوند dpr) و یک یا چند ماژول (فایل هایی با پسوند پاس) تشکیل شده است. هر کدام از این فایل ها نرم افزار را توضیح می دهند

شرح ساختار ماژول
ساختار ماژول ماژول ها واحدهای برنامه ای هستند که برای قرار دادن قطعات برنامه در نظر گرفته شده اند. با کمک کد برنامهخورشید اجرا شده

شرح عناصر برنامه
عناصر برنامه عناصر برنامه حداقل بخش های غیرقابل تقسیم آن هستند که هنوز برای کامپایلر اهمیت خاصی دارند. عناصر عبارتند از:

عناصر زبان برنامه نویسی - الفبا
الفبا الفبای پاسکال شی شامل حروف، اعداد، ارقام هگزادسیمال, نمادهای خاص، فاصله ها و کلمات رزرو شده حروف حروف هستند

عناصر زبان برنامه نویسی - شناسه ها، ثابت ها، عبارات
شناسه شناسه ها در Object Pascal نام ثابت ها، متغیرها، برچسب ها، انواع، اشیا، کلاس ها، ویژگی ها، رویه ها، توابع، ماژول ها، برنامه ها و فیلدها هستند.

عبارات در Object Pascal
عناصر اصلی که قسمت اجرایی برنامه از آنها ساخته می شود، ثابت ها، متغیرها و فراخوانی تابع هستند. هر یک از این عناصر با خود مشخص می شود

عدد صحیح و حساب واقعی
یک عبارت از عملوندها و عملگرها تشکیل شده است. عملگرها بین عملوندها هستند و به اعمالی اشاره می کنند که روی عملوندها انجام می شود. به عنوان عملوند یک عبارت، می توانید استفاده کنید

اولویت عملیات
هنگام ارزیابی مقادیر عبارت، به خاطر داشته باشید که عملگرها دارای اولویت های متفاوتی هستند. Object Pascal عملیات زیر را تعریف می کند: Ø unary not, @ ;

توابع داخلی ساخت عبارات پیچیده
در Object Pascal واحد اصلی برنامه یک زیر روال است. دو نوع زیربرنامه وجود دارد: رویه ها و توابع. هر دو روش و عملکرد هستند

انواع داده ها
در ریاضیات متغیرها بر اساس برخی طبقه بندی می شوند ویژگی های مهم. تمایز دقیقی بین متغیرهای واقعی، پیچیده و منطقی گذاشته شده است.

انواع داده های داخلی
هر نوع داده واقعی، مهم نیست که در نگاه اول چقدر پیچیده به نظر می رسد، یک جزء ساده (انواع پایه) است که به عنوان یک قاعده، همیشه در زبان برنامه نویسی وجود دارد.

انواع عدد صحیح
محدوده مقادیر ممکن برای انواع عدد صحیح به نمایش داخلی آنها بستگی دارد که می تواند یک، دو، چهار یا هشت بایت باشد. جدول 15.1 ویژگی های عدد صحیح t را نشان می دهد

نمایش علامت شماره
بسیاری از فیلدهای عددی بدون علامت هستند، مانند شماره مشترک، آدرس حافظه. برخی از فیلدهای عددی همیشه مثبت هستند، مانند نرخ پرداخت، روز هفته، ارزش PI. دوست

سرریز حسابی
سرریز حسابی - از دست دادن ارقام قابل توجه هنگام محاسبه مقدار یک عبارت. اگر فقط مقادیر غیر منفی را می توان در یک متغیر ذخیره کرد (نوع BYTE و WORD)

انواع واقعی پردازنده کمکی
بر خلاف انواع ترتیبی که مقادیر آنها همیشه به یک سری اعداد صحیح نگاشت می شوند و بنابراین دقیقاً در رایانه شخصی نشان داده می شوند، مقادیر انواع واقعی

انواع متن
انواع متن (شخصیت) انواع داده ای هستند که از یک کاراکتر تشکیل شده اند. ویندوز از کد ANSI استفاده می کند (پس از نام مؤسسه ای که این کد را توسعه داده است - American National Standa

نوع بولی
نوع داده منطقی که به نام ریاضیدان انگلیسی قرن نوزدهم جی. بول نامگذاری شده است، بسیار ساده به نظر می رسد. اما یک سری چیزهای جالب در ارتباط با آن وجود دارد. اول، به داده های این

دستگاه های خروجی
دستگاه های خروجی عمدتاً شامل نمایشگرها و چاپگرها هستند. مانیتور - وسیله ای برای نمایش بصری اطلاعات (به شکل متن، جداول، شکل ها، نقاشی ها و غیره). &

فهرست اجزاء برای ورودی و نمایش اطلاعات متنی
در کتابخانه تصویری اجزای دلفیاجزای زیادی وجود دارد که به شما امکان نمایش، وارد کردن و ویرایش اطلاعات متنی را می دهد. جدول 16.1 آنها را فهرست می کند.

نمایش متن در برچسب‌های مولفه‌های برچسب، متن استاتیک و پانل
برای نمایش برچسب‌های مختلف روی فرم، از اجزای Label، StaticText (فقط در دلفی 3 ظاهر می‌شود) و پانل استفاده می‌شود.

ویرایش و MaskEdit ویندوز
برای نمایش اطلاعات متنی و حتی با فرصت اضافیبا پیمایش متون طولانی، می توانید از پنجره های ویرایش و ویرایش Ma نیز استفاده کنید

یادداشت چند خطی و ویندوز ویرایش RichEdit
اجزای یادداشت و RichEdit پنجره های ویرایش متن چند خطی هستند. آنها، مانند پنجره ویرایش، به عملکردهای زیادی مجهز هستند

وارد کردن و نمایش اعداد صحیح - اجزای UpDown و SpinEdit
دلفی دارای اجزای تخصصی است که ورودی اعداد صحیح را ارائه می دهد - UpDown و SpinEdit. مولفه UpDown می چرخد

اجزای انتخاب را فهرست کنید - ListBox، CheckBox، CheckListBox و ComboBox
اجزای ListBox و ComboBox لیستی از رشته ها را نمایش می دهند. تفاوت آنها با یکدیگر در درجه اول در این است که ListBox فقط نمایش داده می شود

تابع InputBox
جعبه ورودی یک کادر محاوره استاندارد است که در نتیجه فراخوانی تابع InputBox روی صفحه ظاهر می شود. مقدار تابع InputBox یک رشته است

رویه ShowMessage
می توانید با استفاده از رویه ShowMessage یا تابع MessageDlg یک جعبه پیام را نمایش دهید. رویه ShowMessage

اعلامیه فایل
یک فایل یک ساختار داده با نام است که دنباله ای از عناصر داده از همان نوع است و تعداد عناصر دنباله عملاً نامحدود است.

هدف فایل
اعلان متغیر فایل فقط نوع اجزای فایل را مشخص می کند. برای اینکه برنامه بتواند داده ها را به یک فایل خروجی دهد یا داده ها را از یک فایل بخواند، باید مشخص کنید

خروجی به فایل
خروجی مستقیم به یک فایل متنی با استفاده از دستور نوشتن یا نوشتن انجام می شود. که در نمای کلیاین دستورالعمل ها به صورت زیر نوشته شده است:

باز کردن یک فایل برای خروجی
قبل از خروجی به یک فایل، باید آن را باز کنید. اگر برنامه ای که فایل خروجی را تولید می کند قبلاً استفاده شده باشد، ممکن است فایل با نتایج کار برنامه قبلاً روی دیسک باشد.

خطاهای باز شدن فایل
تلاش برای باز کردن فایل ممکن است با شکست مواجه شود و باعث خطای زمان اجرای برنامه شود. دلایل مختلفی برای باز نشدن فایل ها وجود دارد. به عنوان مثال، برنامه سعی خواهد کرد

دستگاه های ورودی
دستگاه های ورودی شامل موارد زیر است: صفحه کلید، اسکنر، تبلت. صفحه کلید کامپیوتر - وسیله ای برای وارد کردن اطلاعات به رایانه و ارائه سیگنال های کنترلی.

باز کردن یک فایل
باز کردن یک فایل برای ورودی (خواندن) با فراخوانی روش Reset انجام می شود که دارای یک پارامتر - یک متغیر فایل است. قبل از فراخوانی روش Reset با

خواندن اعداد
باید درک کرد که فایل متنی حاوی اعداد نیست، بلکه تصاویر آنها است. عملی که توسط دستورات read یا readln انجام می شود در واقع است

خواندن خطوط
در یک برنامه، یک متغیر رشته ای را می توان با یا بدون طول اعلام کرد. به عنوان مثال: string1:string; stroka2

انتهای فایل
اجازه دهید مقداری فایل متنی روی دیسک وجود داشته باشد. شما باید محتویات این فایل را در یک کادر محاوره ای نمایش دهید. راه حل مشکل کاملا واضح است: شما باید فایل را باز کنید، خط اول را بخوانید،

توابع حلقه در برنامه حلقه ها با شرایط قبل و بعد
الگوریتم‌های حل بسیاری از مسائل چرخه‌ای هستند، یعنی برای دستیابی به نتیجه، دنباله خاصی از اقدامات باید چندین بار انجام شود. مثلا برنامه

حلقه FOR
عملگر for در صورتی استفاده می‌شود که دنباله خاصی از اقدامات لازم باشد چندین بار انجام شود و تعداد تکرارها از قبل مشخص باشد، به عنوان مثال، برای محاسبه مقادیر یک تابع.

دستورات BREAK و CONTINUE
برای خاتمه فوری دستور حلقه جاری، می‌توانید از زیربرنامه Break بدون پارامتر استفاده کنید (این زیربرنامه‌ای است که نقش یک عملگر را بازی می‌کند). به عنوان مثال، هنگامی که در یک آرایه با r شناخته شده است

حلقه های تو در تو
اگر یک چرخه شامل یک یا چند چرخه باشد، سیکل حاوی چرخه های دیگر بیرونی نامیده می شود و چرخه موجود در چرخه دیگر نامیده می شود.

اعلام آرایه
یک آرایه، مانند هر متغیر برنامه، باید قبل از استفاده در قسمت اعلام متغیر اعلام شود. به طور کلی، یک دستور اعلان آرایه به شکل زیر است:

خروجی آرایه
خروجی یک آرایه به عنوان خروجی به صفحه نمایشگر (به کادر محاوره ای) مقادیر عناصر آرایه درک می شود. اگر برنامه نیاز به نمایش مقادیر تمام عناصر یک آرایه دارد،

ورودی آرایه
ورودی آرایه فرآیند به دست آوردن مقادیر عناصر آرایه از کاربر (یا از یک فایل) در طول عملیات برنامه است. راه حل "جلو" مشکل ورودی

با استفاده از کامپوننت StringGrid
استفاده از مولفه StringGrid برای وارد کردن یک آرایه راحت است. نماد مولفه StringGrid در تب Additional قرار دارد (شکل 19.1).

استفاده از مؤلفه یادداشت
در برخی موارد، می توانید از مؤلفه Memo برای وارد کردن یک آرایه استفاده کنید. مؤلفه یادداشت به شما امکان می دهد متنی را وارد کنید که حاوی مقدار کافی باشد تعداد زیادیخطوط، بنابراین راحت است

یافتن حداقل (حداکثر) عنصر یک آرایه
بیایید مشکل یافتن حداقل عنصر یک آرایه را با استفاده از مثال آرایه ای از اعداد صحیح در نظر بگیریم. الگوریتم برای یافتن حداقل (حداکثر) عنصر یک آرایه کاملاً واضح است: اول

جستجوی یک آرایه برای یک عنصر داده شده
هنگام حل بسیاری از مسائل، تعیین اینکه آیا یک آرایه حاوی اطلاعات خاصی است یا خیر، ضروری است. به عنوان مثال، بررسی کنید که آیا نام خانوادگی پتروف در لیست دانش آموزان وجود دارد یا خیر. زاده

خطاها هنگام استفاده از آرایه ها
هنگام استفاده از آرایه ها، رایج ترین اشتباه این است که مقدار عبارت شاخص فراتر از حد مجاز مشخص شده هنگام اعلام آرایه است. اگر در کا

فهرست کتابشناختی
1. مبانی علوم کامپیوتر: Proc. کمک هزینه تحصیلی دانشگاه ها / A.N. موروزویچ، N.N. گوویادینوا، V.G. لواشنکو و دیگران؛ اد. A.N. موروزویچ - Minsk: New Knowledge, 2001. - 544 p., ill.

نمایه موضوعی
"چرتکه"، آرایه 167، 276 بریک، 272 سی دی رام، 161 مستمر، 298 ادامه، 273

بلوک دیاگرام تعمیم یافته مسیر تلویزیون دیجیتال.

مشخصات کلی فرمت های فشرده سازی MPEG

مفاهیم اساسی.

سیستم های تلویزیونی که در آن سیگنال آنالوگ برای انتقال، نگهداری، پردازش و دریافت استفاده می شود، آنالوگ نامیده می شوند. این سیستم ها دارای تعدادی کاستی هستند که به طور جدی توسعه تلویزیون را محدود می کند. یکی از اصلی ترین آنها ایمنی کم نویز سیگنال آنالوگ است که در هر پیوند از طول زنجیره دستگاه های تبدیل و انتقال سیگنال در معرض نویز و تداخل قرار می گیرد که تعداد پیوندهای آن با توسعه دستگاه ها بسیار افزایش می یابد. تلویزیون. با یک سیستم انتقال آنالوگ، تداخل هر لینک انباشته می شود. اکنون تعداد زیادی تجهیزات برای جلوه های ویژه مختلف استفاده می شود که انتقال را متنوع می کند، اما نیاز به تبدیل سیگنال اضافی دارد. بنابراین، افزایش ایمنی در برابر صدا اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. کاهش قابل توجه اعوجاج ناشی از تداخل و حل تعدادی از مشکلات دیگر به روش های دیجیتال اجازه می دهد.

تلویزیون دیجیتال- حوزه فناوری تلویزیون که در آن عملیات پردازش، حفظ و انتقال سیگنال تلویزیونی با تبدیل آن به شکل دیجیتال همراه است.

دو نوع سیستم تلویزیون دیجیتال وجود دارد:

1. کاملا دیجیتال که در آن تبدیل تصویر آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ به طور مستقیم در مبدل نور به سیگنال و سیگنال به نور انجام می شود و در تمام لینک های مسیر سیگنال به صورت دیجیتال ارسال می شود. فرم. با این حال، در این مرحله از توسعه فناوری، چنین سیستم هایی هنوز وجود ندارند.

2. ترکیبی، که در آن سیگنال آنالوگ دریافت شده از سنسورها به شکل دیجیتال تبدیل می شود، تحت تمام پردازش، انتقال یا حفاظت لازم قرار می گیرد و سپس دوباره به شکل آنالوگ می رسد.

در چنین سیستم هایی، یک سیگنال آنالوگ در ورودی مسیر تلویزیون دیجیتال دریافت می شود، جایی که کدگذاری می شود، یعنی. به فرم دیجیتال تبدیل شده است. این تبدیل مجموعه ای از عملیات است که عمده ترین آنها عبارتند از: نمونه برداری، کمی سازی و کدگذاری مستقیم.

نمونه برداری- جایگزینی یک سیگنال آنالوگ پیوسته با دنباله ای از مقادیر سطح سیگنال جدا شده در زمان (حساب می کند)که در گسسته سازی یکنواخت، بر اساس انتخاب می شوند قضیه کوتلنیکفبا توجه به این قضیه، به منظور هر سیگنال پیوسته ای که طیف فرکانس محدودی دارد را ارسال کند(شکل 14.1، الف) ، برای انتقال مقادیر آن با فرکانس نمونه برداری ³2Fmax کافی است(شکل 14.1، ب) , جایی که Fmax– حداکثر فرکانسطیف سیگنال اصلی برای بازیابی سیگنال آنالوگ اصلی، نمونه‌ها باید از یک فیلتر پایین‌گذر ایده‌آل با قطعی عبور داده شوند. Fmax

در تلویزیون، رایج‌ترین استفاده، نمونه‌برداری با نرخ ثابت است که ممکن است به فرکانس‌های رفت و برگشت مرتبط باشد یا نباشد. با اتصال سفت و سخت، تعداد ثابتی از نمونه ها در هر خط، مربوط به همان عناصر تصویر، به دست می آید و روی تصویر معلوم می شود ساختار نمونه گیری متعامد ثابت، جایی که قرائت ها در گره های یک شبکه مستطیلی قرار دارند. این روش در حال حاضر بیشتر در دستگاه های پخش تلویزیون دیجیتال رایج است.

بعد از گسسته سازیروند به دنبال دارد کوانتیزاسیون- جایگزینی مقادیر خواندن آنی با نزدیکترین مقادیر از مجموعه ای از سطوح ثابت فردی (سطوح کوانتیزاسیون). این نیز گسسته سازی است، اما نه از نظر زمان، بلکه بر اساس سطح(شکل 14.1، ج) . در این حالت تفاوت بین سطوح کوانتیزه شدن نامیده می شود مرحله کوانتیزاسیون،آ گرد کردن قرائت هابه سطح بالا یا پایین تعیین می شود آستانه کوانتیزاسیون. در معنای خود، عملیات کوانتیزاسیون به معنای ظهور یک خطا بین مقدار واقعی سیگنال و تقریب کوانتیزه شده آن است - خطاهای کوانتیزاسیون یا نویز. اگر نویز ذاتی سیستم آنالوگ

شکل 14.1. تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال

در مقایسه با مرحله کوانتیزاسیون کوچک هستند، سپس نویز کوانتیزاسیون به صورت خطوط کاذب ظاهر می شود، که به ویژه در کوانتیزاسیون "زمخت"، زمانی که تعداد سطوح ناکافی است، قابل توجه است. اگر نویز سیستم آنالوگ زیاد باشد، نویز کوانتیزاسیون به صورت نویز توزیع شده یکنواخت ظاهر می شود که از نظر بصری نویز تصویر را افزایش می دهد. این روی تصویر رنگی در قالب الگوهای رنگی تأثیر می گذارد. برای بهبود کیفیت تصویر، افزایش تعداد سطوح کوانتیزاسیون ضروری است و برای کاهش اندازه جریان دیجیتال، از مقیاس کوانتیزاسیون غیرخطی بر اساس قانون وبر-فچنر استفاده می شود. احساس افزایش روشنایی متناسب با لگاریتم نسبت روشنایی نهایی به روشنایی اولیه است.). با این نوع کوانتیزاسیون، گام های آن به سمت قسمت بالایی محدوده افزایش می یابد. به طور تجربی ثابت شده است که با 2 7 سطح، کیفیت تصویر مربوط به 2 8 را به دست می آوریم. امکان بازیابی سیگنال از تقریب کوانتیزه آن ناشی از کنتراست محدود و حساسیت رنگ سیستم بینایی انسان است.

عملیات نهایی تبدیل سیگنال آنالوگ به فرم دیجیتال است کد نویسی- جایگزینی مقدار کوانتیزه شده مرجع با عدد باینری مربوطه با ترکیب کدی از نمادها (شکل 14.1، د). روش کدگذاری که در آن مقادیر نمونه در کد باینری طبیعی نمایش داده می شود نامیده می شود مدولاسیون کد پالس (PCM).

گسسته سازی، کمی سازی و رمزگذاریمعمولا توسط یک دستگاه انجام می شود - مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)و تبدیل معکوس در انجام می شود مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC).

مطالعات روش انتقال دیجیتال در رابطه با تلویزیون در دهه 1930 آغاز شد، اما استفاده از آن در پخش تلویزیون به تازگی آغاز شده است. این به دلیل الزامات سختگیرانه برای عملکرد دستگاه ها برای تبدیل و انتقال سیگنال دیجیتال است، زیرا برای سیگنال تلویزیون پخش با فرکانس بالای طیف 6 مگاهرتزنرخ نمونه مورد نیاز fclock=12 مگاهرتز. در سیستم ها DTVبرای یکسان سازی سیگنال تلویزیون دیجیتال استانداردهای کشورهای مختلف، برابر است با 13.5 مگاهرتزبرای اطمینان از حداکثر درجه بندی روشنایی قابل تشخیص توسط چشم، که از 100 تا 200 متغیر است، لازم است از یک کد 7 یا 8 بیتی استفاده شود که 128 یا 256 نیم صدا را ارائه می دهد. در این صورت نرخ انتقال خواهد بود C=Nfclock=8*13.5=108Mbps، که N طول کد است. هم دستگاه‌های پردازش سیگنال تلویزیونی و هم کانال‌های ارتباطی برای انتقال آن باید از چنین سرعت بالایی برخوردار باشند که اجرای آن از نظر فنی دشوار است.

برای کاهش نرخ انتقال مورد نیاز، از روش‌های ویژه فشرده‌سازی سیگنال‌های تلویزیونی با حذف افزونگی اطلاعات استفاده می‌شود که به طور معمول به دو دسته تقسیم می‌شود. آماری و فیزیولوژیکی

افزونگی آماریتوسط ویژگی های تصاویر تعیین می شود، که در حالت کلی توزیع پر هرج و مرج روشنایی نیستند، بلکه توسط قوانینی توصیف می شوند که روابط خاصی (همبستگی) بین روشنایی عناصر جداگانه برقرار می کنند. همبستگی بین عناصر تصویر همسایه در فضا و زمان بسیار زیاد است، که باعث می شود اطلاعات یکسان به طور مکرر مخابره نشود و در نتیجه جریان دیجیتال کاهش یابد.

افزونگی فیزیولوژیکیاین به دلیل توانایی های محدود دستگاه بینایی انسان ایجاد می شود، یعنی ممکن است اطلاعاتی را در سیگنالی که با دید ما درک نمی شود، منتقل نکنیم.

به طور تجربی ثابت شده است که در تحلیلگر بصری انسان مجموعه ای از گیرنده ها وجود دارد - زمینه های پذیرنده- که همزمان پردازش می شوند گروه های بزرگعناصر، و واکنش نه چندان به روشنایی که به شکل، برجسته کردن آموزنده ترین بخش ها - خطوط، تفاوت های روشنایی. این به شما امکان می دهد یکپارچگی خطوط را حتی زمانی که به دلیل تداخل شکسته شده اند، بازیابی کنید. آن ها و در تلویزیون می توانید خود را به انتقال تنظیمات خاصی محدود کنید و در عین حال تعداد عناصر ارسالی را کاهش دهید. به عنوان مثال، با ساختار نمونه گیری متعامد، افزونگی بیش از حد در جهت های مورب وجود دارد. برای غلبه بر این، پیشرفته تر است ساختار شطرنج

روش کدگذاری از اهمیت زیادی در کارایی سیگنال دیجیتال برخوردار است. بنابراین PCM حساسیت کم به نویز، تداخل و اعوجاج، سهولت بازیابی دارد، اما به سرعت انتقال بسیار بالایی نیاز دارد، زیرا اطلاعات اضافی را در عناصر همسایه حذف نمی کند. بنابراین اکنون از روش های کدگذاری کارآمدتری استفاده شده است که به طور مشروط می توان آنها را به سه گروه تقسیم کرد: کدگذاری پیشگو، کدگذاری گروهی تبدیل و کدگذاری گروهی تطبیقی.

کدگذاری پیش بینیشامل انتقال، به جای مقدار واقعی سیگنال، تفاوت رمزگذاری شده بین مقادیر واقعی و پیش بینی شده است، به همین دلیل به آنها سیستم هایی با دیفرانسیل PCM - DPCM.

روش های کدگذاری گروهیبر اساس انتقال به جای هر یک از نمونه های گسسته معین هستند ترکیبات خطیاز مجموعه ای از این نمرات روش های کدگذاری گروهی شاخص های کیفیت بالاتری نسبت به DPCM ارائه می دهند. عملکرد آنها کمتر به ویژگی های آماری تصاویر بستگی دارد و کمتر در معرض خطاهای کانال هستند. در پیشرفته ترین سیستم ها، تنها 0.5 - 1 بیت برای هر عنصر تصویر مورد نیاز است. نقطه ضعف آنها پیچیدگی اجرا است.

5. سیستم های انتقال دیجیتال

5.1. سیگنال های دیجیتال: نمونه برداری، کوانتیزاسیون، رمزگذاری

در حال حاضر، شکل دیجیتالی انتقال سیگنال در سراسر جهان در حال توسعه است: تلفن دیجیتال، تلویزیون کابلی دیجیتال، سیستم های سوئیچینگ دیجیتال و سیستم های انتقال، شبکه های ارتباطی دیجیتال. کیفیت ارتباطات دیجیتالبسیار بالاتر از آنالوگ است، زیرا سیگنال های دیجیتال بسیار مقاوم تر در برابر نویز هستند: انباشته شدن نویز وجود ندارد، آنها به راحتی پردازش می شوند، سیگنال های دیجیتال را می توان "فشرده" کرد، که امکان سازماندهی کانال های بیشتری با سرعت انتقال بالا و کیفیت عالی در یک فرکانس را فراهم می کند. باند.

سیگنال دیجیتالدنباله ای از تکانه ها است. به طور کلی پذیرفته شده است که دنباله پالس را به عنوان تناوب دو کاراکتر نشان دهیم: 0 و 1. "رقم دودویی" - "رقم باینری". مفهوم بیت ها از اینجا به وجود آمد، یعنی یک موقعیت در سیگنال دیجیتال 1 بیت است. می تواند 0 یا 1 باشد. هشت موقعیت در یک سیگنال دیجیتال با مفهوم تعریف می شوند بایت .

هنگام انتقال سیگنال های دیجیتال، مفهوم نرخ انتقال معرفی می شود - این تعداد بیت های ارسال شده در واحد زمان (در هر ثانیه) است.

برای انتقال پیام‌های پیوسته به روش‌های دیجیتال، تبدیل این پیام‌ها به پیام‌های گسسته ضروری است که با نمونه‌برداری به موقع از سیگنال‌های پیوسته و کمی‌سازی آن‌ها از نظر سطح و تبدیل قرائت‌های کوانتیزه‌شده به سیگنال دیجیتال انجام می‌شود.

نمونه گیری سیگنالعبارت است از جایگزینی پیغام پیوسته u به (t) با دنباله ای از نمونه های آن، یعنی دنباله ای از پالس های مدوله شده در دامنه (به شکل 5.1، a مراجعه کنید). فرکانس نمونه برداری F d از شرط (4.4.1) انتخاب می شود. سیگنال AIM آنالوگ حاصل u AIM (iT d)، که در آن i = 1، 2، 3 ...، نشان داده شده در شکل 5.1، a، سپس تحت یک عملیات کوانتیزه کردن قرار می گیرد که شامل جایگزینی خوانش مقادیر لحظه ای است. سیگنال u AIM (iT d) با مقادیر گسسته u 0 , u 1 , u 2 … u 7 سطح مجاز u مربع (iT d). در فرآیند کوانتیزه کردن، مقادیر AIM آنی سطوح سیگنال u AIM (iT d) با نزدیکترین سطوح سیگنال مجاز u kv (iT d) جایگزین می شوند (شکل 5.1، a را ببینید).

شکل 5.1. اصل PCM: الف - گسسته سازی. ب – خطای کوانتیزاسیون؛ ج - سیگنال دیجیتال با PCM

چنین تبدیل سیگنال های اولیه را می توان نامید مدولاسیون دامنه پالس کوانتیزه (KAIM). یکی از ویژگی های چنین سیگنالی این است که تمام سطوح آن را می توان شماره گذاری کرد و در نتیجه انتقال سیگنال KAIM را به ارسال دنباله ای از اعداد سطحی که این سیگنال در لحظاتی از زمان دریافت می کند کاهش داد.

فاصله بین نزدیکترین سطوح کوانتیزاسیون مجاز (u 0 ... u 7 در شکل 5.1، a) ∆ نامیده می شود. مرحله کوانتیزاسیون. مقیاس کوانتیزاسیون یکنواخت نامیده می شود اگر تمام مراحل کوانتیزاسیون با یکدیگر برابر باشند ∆ j = ∆ 0 .

اگر در لحظه گرفتن نمونه i، مقدار لحظه ای پیام پیوسته u تا (t i) شرط را برآورده کند.

u j – ∆ j /2 ≤ u AIM (iT d) ≤ u j + ∆ j /2، (5.1)

سپس به پالس کوانتیزه شده u kv (iT d) دامنه سطح کوانتیزاسیون مجاز u j اختصاص داده می شود (شکل 5.1، a را ببینید). در این مورد، یک خطای کوانتیزاسیون δ kv رخ می دهد، که نشان دهنده تفاوت بین مقدار کوانتیزه ارسالی u kv (iT d) و مقدار واقعی سیگنال پیوسته در یک زمان معین u AIM (iT d) است (شکل 5.1، b را ببینید). :

δ qv (iT d) \u003d u qv (iT d) - u AIM (iT d). (5.2)

همانطور که از شکل های 5.1، b و (5.1) نشان داده شده است، خطای کوانتیزاسیون در داخل است

–∆ 0/2 ≤ δ sq ≤ ∆ 0/2. (5.3)

مشخصه دامنه دستگاه کوانتیزاسیون با مقیاس کوانتیزاسیون یکنواخت در شکل 5.2 نشان داده شده است. شکل پلکانی دارد و زمانی که پیام پیوسته u تا (t) و سیگنال AIM مربوطه u AIM (iT d) در یک مرحله تغییر کند، سیگنال خروجی ثابت می ماند و وقتی به مرز این مرحله رسید، تغییر می کند. به طور ناگهانی توسط مرحله کوانتیزاسیون. در این حالت، خطای کوانتیزاسیون به u تا (t) بستگی دارد و شکل نشان داده شده در شکل 5.2، b را دارد.

شکل 5.2. مشخصه دامنه کوانتایزر (a) و وابستگی خطای کوانتیزاسیون به دامنه پالس ها (b)

همانطور که از شکل 5.2، b نشان داده شده است، به دلیل غیرخطی بودن مشخصه دامنه کوانتایزر، خطای کوانتیزاسیون δ kv تابعی از تعداد زیادیپرش های تیز، نرخ تکرار آن به طور قابل توجهی بیشتر از فرکانس پیام اصلی u تا (t) است، یعنی در طول کوانتیزاسیون، طیف سیگنال گسترش می یابد. در این حالت، نوارهای کناری مجاور همدیگر همپوشانی خواهند داشت و اجزای طیف اعوجاج کوانتیزاسیون در باند عبور فیلتر پایین‌گذر در خروجی کانال می‌افتند که توزیع آن در باند پایین‌گذر یکنواخت در نظر گرفته می‌شود. از آنجایی که تقریباً تمام مقادیر گسسته یک پیام پیوسته در محدوده کوانتیزه شدن از حد –u تا حد +u قرار دارند، سپس با یک مقیاس کوانتیزاسیون یکنواخت ∆j = ∆ 0 و سپس:

Pkv \u003d (1/12) ∆ 2 0. (5.4)

از عبارت (5.4) می توان دریافت که با یک مقیاس کوانتیزاسیون یکنواخت، توان نویز کوانتیزاسیون به سطح سیگنال کوانتیزه شده بستگی ندارد و تنها با مرحله کوانتیزاسیون ∆ 0 تعیین می شود.

اکنون رمزگذاری و رمزگشایی سیگنال ها را در نظر بگیرید. مرحله بعدی در تبدیل سیگنال، تبدیل سیگنال کوانتیزه شده AIM به دیجیتال است. این عملیات رمزگذاری سیگنال AIM نامیده می شود. کد قانونی است که بین دامنه کوانتیزه شده و ساختار گروه کد مطابقت دارد.

کدهای یکنواخت و غیر یکنواخت را تشخیص دهید. اگر همه گروه های کد از تعداد مساوی کاراکتر تشکیل شده باشند، کد یکنواخت نامیده می شود. اگر گروه های کد هستند عدد متفاوتکاراکترها، سپس کد غیر یکنواخت نامیده می شود. در سیستم های انتقال PCM، به عنوان یک قاعده، از یک کد باینری یکنواخت استفاده می شود.

برای تعیین ساختار کلمه رمز دودویی در خروجی رمزگذار، در ساده ترین حالت، لازم است دامنه نمونه های AIM را در کد باینری بنویسید که در مراحل کوانتیزاسیون بیان می شود.

که در آن i = (0,1) وضعیت رقم متناظر ترکیب است. 2 i وزن رقم مربوطه در مراحل کوانتیزاسیون است.

اگر در سیستم اعشاری «وزن» هر موقعیت یک عدد تا حدی برابر با عدد ده باشد، آنگاه در سیستم دودوییبه جای عدد ده از عدد دو استفاده می شود. "وزن" سیزده موقعیت اول یک عدد باینری معانی زیر را دارد:

جدول - 5.1

با توجه به اصل عملکرد، رمزگذارها به رمزگذارهای نوع شمارش، ماتریس، نوع وزن و غیره تقسیم می شوند. رایج ترین رمزگذارهای نوع وزنی استفاده می شود که ساده ترین آنها رمزگذار وزنی بیتی (شکل 5.3) است که تابع (5.5) را از تشکیل طبیعی پیاده سازی می کند. کد باینری. اصل کار چنین رمزگذار این است که خوانش های AIM کدگذاری شده را با مجموع ولتاژهای مرجع متعادل کند. مدار رمزگذار خطی توزین بیتی شامل هشت سلول (برای m = 8) است که تشکیل مقدار ضریب a i بیت مربوطه را فراهم می کند (5.5). هر سلول (به استثنای آخرین مورد که مربوط به کمترین رقم است) شامل یک مدار مقایسه CC و یک مدار تفریق CB است.

مدار مقایسه مقایسه دامنه سیگنال AIM ورودی با سیگنال های مرجع را ارائه می دهد که دامنه آنها برابر با وزن بیت های مربوطه است.

U et8 = 2 7 ∆ = 128∆; U et7 = 2 6 ∆ = 64∆; … U et1 = 2 0 ∆ = 1∆.

اگر در ورودی SS i دامنه سیگنال AIM ورودی برابر یا بیشتر از U eti باشد، یک "1" در خروجی مدار مقایسه تشکیل می شود و در SS i U eti از سیگنال ورودی کم می شود. پس از آن وارد ورودی سلول بعدی می شود. اگر دامنه سیگنال AIM در ورودی SS i کمتر از U eti باشد، خروجی SS i با "0" تشکیل می شود و سیگنال AIM بدون تغییر از CB i عبور می کند. پس از پایان فرآیند کدگذاری نمونه فعلی، یک کد موازی هشت بیتی در خروجی انکودر به دست می آید، انکودر در حالت اولیه قرار می گیرد و کدگذاری نمونه بعدی آغاز می شود.

شکل 5.3. رمزگذار خطی بیتی

برای مثال، اگر یک شمارش AIM با دامنه U AIM = 185∆ در ورودی رمزگذار دریافت شود، SS 8 P 8 = 1 را تولید می کند و سیگنالی با دامنه U AIM = 185∆ - 128∆ = 57∆ در ورودی دریافت می شود. ورودی سلول هفتم در خروجی SS 7 P 7 = 0 تشکیل می شود و سیگنالی با همان دامنه U AIM = 57∆ به ورودی سلول ششم انکودر ارسال می شود. در خروجی SS 6 P 6 = 1 تشکیل می شود و سیگنالی با دامنه U AIM = 57∆ - 32∆ = 25∆ به ورودی سلول بعدی ارسال می شود و به همین ترتیب. در نتیجه کد ترکیبی 10111001 ایجاد خواهد شد.

در فرآیند رمزگشایی سیگنال، ترکیب کدهای m-bit به نمونه های AIM با دامنه مربوطه تبدیل می شوند. سیگنال در خروجی رمزگشا در نتیجه جمع سیگنال های مرجع U این بیت های ترکیب کد به دست می آید که مقدار آنها برابر با 1 است (شکل 5.4). بنابراین، اگر ترکیب کد 10111001 در ورودی رمزگشا دریافت شده باشد، دامنه AIM قرائت شده در خروجی آن برابر با U AIM = 128∆ + 32∆ + 16∆ + 8∆ + 1∆ = 185∆ خواهد بود. .

در رمزگشای خطی (شکل 5.4)، تحت تأثیر سیگنال های کنترلی که از تجهیزات ژنراتور می آیند، یک ترکیب کد هشت بیتی دیگر در رجیستر شیفت نوشته می شود. در لحظه رسیدن پالس بازخوانی، فقط کلیدهای CL 1 ... CL 8 بسته می شوند که مربوط به بیت هایی است که مقدار "1" دارند. در نتیجه، ولتاژهای مرجع مربوطه در جمع کننده ترکیب می شوند و دامنه خواندن AIM مربوطه در خروجی آن به دست می آید.

شکل 5.4. رسیور نوع وزن دهی خط

مدار رمزگذار وزن بیتی در نظر گرفته شده (شکل 5.3) شامل تعداد زیادی مدار مقایسه است که دستگاه های نسبتاً پیچیده ای هستند. در عمل، رمزگذار نوع وزنی با یک مدار مقایسه و یک مدار بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. بازخوردحاوی رمزگشا. همانطور که از عبارت (5.4) به دست می آید، قدرت نویز کوانتیزاسیون در کدگذاری خطی برای دامنه های مختلف سیگنال های کوانتیزه برابر خواهد بود. برای سیگنال های سینوسی، نسبت سیگنال به نویز کوانتیزاسیون با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

, (5.6)

که در آن U m دامنه سیگنال کوانتیزه شده است.

از فرمول می توان دریافت که برای سیگنال های ورودی ضعیف این نسبت بسیار بدتر از سیگنال های با دامنه بزرگ است. برای رفع این نقیصه پیشنهاد شد از کوانتیزاسیون غیریکنواخت یعنی تغییر مرحله کوانتیزاسیون متناسب با تغییر دامنه سیگنال ورودی استفاده شود.

برای کدگذاری با مقیاس کوانتیزاسیون غیریکنواخت می توان از موارد زیر استفاده کرد:

• کدگذاری غیر خطی مستقیم، که در آن رمزگذار عملکردهای تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC) و کمپرسور را ترکیب می کند.
• ترکیب آنالوگ، که در آن سیگنال قبل از رمزگذار خطی فشرده می شود و سیگنال پس از رمزگشای خطی گسترش می یابد.
• تبدیل بر اساس کدگذاری خطی، که در آن سیگنال در یک رمزگذار خطی با تعداد زیادی بیت کدگذاری می‌شود و به دنبال آن ترکیب دیجیتالی انجام می‌شود.

مراحل کوانتیزاسیون متغیر را می توان با استفاده از یک دستگاه پاسخ دامنه غیر خطی (شکل 5.5) (که کمپرسور نامیده می شود زیرا دامنه دینامیکی سیگنال ورودی را فشرده می کند) و یک کوانتایزر یکنواخت (شکل 5.2 را ببینید) به دست آورد. در سمت دریافت، محدوده دینامیکی توسط یک بسط دهنده گسترش می یابد که دارای مشخصه ای در مقابل کمپرسور است که خطی بودن سیستم انتقال را تضمین می کند. مجموعه عملیات فشرده سازی محدوده دینامیکی با کمپرسور و گسترش آن با بسط دهنده را فشرده سازی سیگنال می نامند.

در حال حاضر، سیستم های PCM TDM از مشخصه فشرده سازی نوع A استفاده می کنند (شکل 5.5).

در این شکل، یک مشخصه فشرده سازی قطعه بندی شده A برای سیگنال های مثبت (برای سیگنال های منفی، مشخصه شکل مشابهی دارد). تعداد کل قطعات مشخصه Nc = 16 است، با این حال، چهار بخش مرکزی (هر کدام در مناطق مثبت و منفی) دارای یک مرحله کوانتیزه شدن هستند و در واقع یک قطعه را تشکیل می دهند، در نتیجه تعداد قطعات N c = 13 است. بنابراین، این مشخصه نوع A = 87.16/13 نامیده می شود. در بخش مرکزی (Nc = 1 یا 2)، مقدار ∆ 0 حداقل است (یعنی برابر با ∆ 0) و مربوط به مقیاس یکنواخت دوازده رقمی (m = 12) است و در هر بخش بعدی، به سمت لبه های مشخصه، مرحله کوانتیزاسیون دو برابر می شود.

نمایش سیگنال PCM توسط ترکیب کدهای هشت بیتی از فرمت "علامت - مقدار مطلق" استفاده می کند، که در آن یک بیت قطبیت سیگنال AIM P را نشان می دهد و بقیه مقدار مطلق آن را تعیین می کند. هفت رقمی که قدر مطلق را نشان می‌دهند به تعیین‌کننده عدد قطعه C سه رقمی و تعیین‌کننده مرحله کوانتیشن K از چهار رقم تقسیم می‌شوند (شکل 5.6).

شکل 5.6. فرمت ترکیبی PCM 8 بیتی

برای پیاده سازی چنین رمزگذار، لازم است مقادیر ولتاژهای مرجع را برای مرز پایین هر بخش و هنگام رمزگذاری در بخش تنظیم کنید (جدول 5.2).

طرح ها و اصل عملکرد کدک های غیر خطی از نوع وزن دهی اساساً مشابه کدک های خطی است. تفاوت در ترتیبی است که در آن ولتاژهای مرجع در طول رمزگذاری سیگنال اصلی روشن می شوند.

جدول 5.2. ولتاژهای مرجع برای یک کدک غیر خطی

بنابراین، حداکثر مرحله کوانتیزاسیون (در بخش هفتم) 64 برابر حداقل مرحله کوانتیزه شدن است و نسبت سیگنال به نویز کوانتیزاسیون (برای حداکثر مقدارسیگنال سینوسی) را می توان با بیان (5.6) تعیین کرد و برای بخش دوم خواهد بود

R s - R w q \u003d 7.78 + 20lg (A / ∆) \u003d 7.78 + 20 log (32 ∆ 0 / ∆ 0) \u003d 37.88 dB.

برای بخش هفتم

R s - R w q \u003d 7.78 + 20 lg (2048∆ 0 / 64∆ 0) \u003d 37.88 دسی بل.

وابستگی نسبت سیگنال به نویز کوانتیزاسیون به سطح سیگنال ورودی هنگام فشرده سازی طبق قانون A = 87.6/13 در شکل 5.7 نشان داده شده است. برای سیگنال هایی در محدوده های صفر و بخش اول، کوانتیزه کردن یکنواخت با گام ∆ 0 انجام می شود، بنابراین Ps - Rw q با افزایش r s افزایش می یابد. هنگام حرکت به بخش دوم، مرحله کوانتیزاسیون دو برابر می شود، در نتیجه Ps - P w q به شدت 6 دسی بل کاهش می یابد، و سپس در این بخش با افزایش ps افزایش می یابد، زیرا کوانتیزاسیون یکنواخت در داخل قطعه انجام می شود. پس از ورود سیگنال به منطقه محدودیت، نسبت سیگنال به نویز به دلیل بارگذاری بیش از حد رمزگذار به شدت کاهش می یابد.

شکل 5.7. وابستگی P s / R w q \u003d f (r s)

شکل 5.8 نشان می دهد نمودار ساده شدهرمزگذار غیر خطی نوع توزین که کدگذاری مستقیم سیگنال AIM را پیاده سازی می کند.

رمزگذاری در هشت بازه ساعت انجام می شود که در هر یک از آنها یکی از نمادهای ترکیب کد تشکیل می شود (شکل 5.6). در چرخه اول، علامت نمونه دریافتی در ورودی رمزگذار تعیین می شود. اگر شمارش مثبت باشد، "1" در بیت علامت تشکیل می شود و یک ژنراتور ولتاژ مرجع مثبت PV 1 به مدار کلیدزنی و جمع استانداردهای SPSE متصل می شود، در غیر این صورت یک "0" تشکیل می شود و PV 2 وصل می شود. به مدار. سپس کد شماره قطعه با تقسیم تعداد آنها به نصف تشکیل می شود (شکل 5.9).

در چرخه دوم، مدار منطقی کنترل ULS و SPSE ورودی مدار مقایسه سیگنال مرجع U fl = 128 ∆ 0 مربوط به مرز پایین بخش چهارم (وسط) را فراهم می کند. اگر دامنه خواندن U AIM ≥ U ref = 128 ∆ 0 , آنگاه تصمیم گرفته می شود که دامنه قرائت در یکی از چهار بخش پوشاننده قرار گیرد و نماد بعدی X = 1 تشکیل شود که از طریق مدار بازخورد به مدار تغذیه می شود. ورودی ULS در غیر این صورت، تصمیم گرفته می شود که دامنه خواندن در یکی از بخش های زیرین قرار می گیرد و X = 0 تشکیل می شود.

در چرخه سوم، بسته به مقدار نماد قبلی X، تعداد قطعه مشخص می شود که دامنه نمونه کدگذاری شده در آن می افتد. اگر X = 1 باشد، ULS و SPSE ولتاژ مرجع U et = 512 ∆ 0 مربوط به مرز پایینی قطعه ششم را به ورودی SS می دهند. در این حالت، اگر U AIM ≥ U ref = 512 ∆ 0، تصمیم گرفته می شود که قرائت در یکی از دو بخش پوشاننده قرار گیرد و نماد بعدی Y = 1 تشکیل شود. در غیر این صورت، اگر U AIM ≤ U ref = 512 باشد. ∆ 0، این تصمیم پذیرفته می شود که قرائت در دو بخش زیرین قرار می گیرد و Y = 0 تشکیل می شود.

اگر X = 0 باشد، ULS با کمک SPSE منبع تغذیه ورودی ولتاژ مرجع SS U et = 32 ∆ 0 مربوط به مرز پایین قطعه دوم را فراهم می کند. اگر U AIM ≥ U ref = 32 ∆ 0 , آنگاه تصمیم گرفته می شود که شمارش در بخش دوم و سوم قرار گیرد و Y = 1 تشکیل شود.اگر U AIM ≤ U ref = 32 ∆ 0 به دو بخش زیرین تقسیم می شود و Y = 0 تشکیل می شود.

در اندازه گیری چهارم نماد Z به همین صورت تشکیل می شود و در نهایت کد شماره قطعه تشکیل می شود. در نتیجه، پس از چهار سیکل کدگذاری، چهار نماد از ترکیب کد هشت بیتی PXYZ تشکیل می‌شود (شکل 5.6) و یکی از هشت ولتاژ مرجع مربوط به مرز پایین قطعه‌ای که نمونه کدگذاری شده در آن قرار دارد، متصل می‌شود. به CC

در چهار چرخه باقیمانده، نمادهای ABCD ترکیب کد به صورت متوالی تشکیل می شوند که مقادیر آن به تعداد مرحله کوانتیزاسیون در بخش مربوط به دامنه نمونه کدگذاری شده بستگی دارد. از آنجایی که کوانتیزاسیون یکنواخت در هر بخش انجام می شود، فرآیند کدگذاری، مانند رمزگذارهای وزن خطی، با روشن کردن متوالی ولتاژهای مرجع مربوط به این بخش اجرا می شود (جدول 5.2).

کارگاه آموزشی استفاده از رمزگذار غیر خطی با فشرده سازی طبق قانون A = 87.6/13:

به عنوان مثال، اگر یک نمونه مثبت با دامنه U AIM = 889 ∆ 0 در ورودی انکودر دریافت شود، پس از چهار سیکل اول نمادهای PXYZ = 1110 تشکیل شده و ولتاژ مرجع U ref = 512 ∆ 0 به SS، مربوط به مرز پایینی بخش ششم است، زیرا سیگنال کدگذاری شده در این بخش است. در سیکل پنجم، حداکثر ولتاژ مرجع به این سیگنال مرجع اضافه می شود U et = 256 ∆ 0 مربوط به نماد A در تعیین کننده مرحله کوانتیزاسیون K (شکل 5.6) قطعه ششم (جدول 5.2). از آنجایی که U AIM > U ref = (512 +256) ∆ 0، نماد A = 1 تشکیل می شود و این ولتاژ مرجع روشن می ماند. در سیکل ششم، ولتاژ مرجع مربوط به نماد B در تعیین کننده مرحله کوانتیزاسیون U et = 128 ∆ 0 و از آنجایی که U AIM > U et = (512 +256 + 128) ∆ 0 و سپس نماد B = 1 وصل می شود. در خروجی SS تشکیل می شود و ولتاژ مرجع روشن باقی می ماند. در چرخه هفتم، ولتاژ مرجع مربوط به نماد C در تعیین کننده مرحله کوانتیزاسیون U et = 64 ∆ 0 و از آنجایی که U AIM متصل می شود.< U эт = (512 +256 + 128 + 64) ∆ 0 , то на выходе СС формируется символ С = 0. В восьмом такте вместо U эт = 64 ∆ 0 подключается эталонное напряжение соответствующее символу D в определителе шага квантования U эт = 32 ∆ 0 и так как U АИМ < U эт = (512 +256 + 128 + 32) ∆ 0 , то на выходе СС формируется символ D = 0 и это эталонное напряжение отключается и на этом процесс кодирования очередного отсчёта заканчивается. При этом на выходе кодера сформирована кодовая комбинация PXYZABCD = 11101100, соответствующая амплитуде уравновешивающего АИМ сигнала на входе СС U АИМ = 896 ∆ 0 . Разница между входным и уравновешивающим АИМ сигналами на входах СС представляет ошибку квантования δ кв = U АИМ – U АИМ = 7∆ 0 .

5.2. سلسله مراتب دیجیتال

هنگام انتخاب سلسله مراتب DSP، الزامات زیر باید در نظر گرفته شود: نرخ بیت استاندارد باید با در نظر گرفتن امکان استفاده از سیستم های انتقال دیجیتال و آنالوگ انتخاب شود. مشخصات الکتریکیخطوط ارتباطی موجود و آینده. امکان ترکیب همزمان و ناهمزمان، جداسازی و انتقال جریان ها و سیگنال های دیجیتال به صورت دیجیتال را فراهم می کند. علاوه بر این، یک DSP مرتبه بالاتر باید این شرط را برآورده کند که نرخ انتقال در یک سیگنال دیجیتال گروهی مستقل از انواع اطلاعات ارسالی و روش تولید این سیگنال باشد.

این الزامات توسط سلسله مراتب DSP اروپایی، که بر اساس DSP PCM-30 اولیه با نرخ انتقال سیگنال دیجیتال گروهی 2048 کیلوبیت بر ثانیه (F t = 2048 کیلوهرتز) است، برآورده شده است (شکل 5.10).

شکل 5.10. سلسله مراتب اروپایی سیستم های انتقال دیجیتال

افزایش نسبی نرخ انتقال در هر سطح بعدی از سلسله مراتب در رابطه با سطح قبلی با نیاز به افزایش میزان اطلاعات سرویس با افزایش تعداد کانال ها همراه است.

سلسله مراتب DSP با PCM. یک بلوک دیاگرام ساده شده از تجهیزات TRC با PCM در شکل 5.11 نشان داده شده است، جایی که برای سادگی، تجهیزات جداگانه یک کانال نشان داده شده است.

شکل 5.11. بلوک دیاگرام ساده شده تجهیزات برای ترکیب (AO) و جداسازی (AR) برای RTV با PCM

یک پیام تلفنی u به (t) از طریق یک سیستم دیفرانسیل (DS) فیلتر پایین گذر (LPF)، که طیف سیگنال را با فرکانس 3.4 کیلوهرتز محدود می کند، به ورودی مدولاتور AIM (M AIM) وارد می شود. در مدولاتور، یک سیگنال پیوسته نمونه برداری می شود، یعنی به دنباله ای از پالس های مدوله شده با دامنه که فرکانس F d ​​= 8 کیلوهرتز دارند، تبدیل می شود.

سیگنال‌های AIM تمام کانال‌ها در یک سیگنال AIM گروهی ترکیب می‌شوند (شکل 5.1، ج را ببینید)، که به کمپرسور (Km) تغذیه می‌شود. پس از فشرده سازی، سیگنال AIM گروه کوانتیزه شده و در یک رمزگذار (Kd) کدگذاری می شود. از خروجی Kd، یک سیگنال دیجیتال دو سطحی به ترکیب کننده (UO) وارد می شود، جایی که پالس ها از فرستنده (P) SUV و از فرستنده سیگنال همگام سازی چرخه ای (PCS) دریافت می شود. بنابراین، یک سیگنال دیجیتال گروهی در CR تشکیل می شود که ساختار چرخه آن در شکل 5.12 نشان داده شده است.

شکل 5.12. ساختار حلقه سیگنال گروه VRK با PCM

پارامترهای یک سیگنال دیجیتال باینری به خوبی با پارامترهای خطوط انتقال واقعی که از اجزای فرکانس پایین طیف چنین سیگنالی عبور نمی کنند، مطابقت ندارد. بنابراین، سیگنال باینری در یک مبدل کد (PCC) به یک کد خط به اصطلاح کدگذاری می شود که در آن اجزای فرکانس پایین ضعیف شده و در نتیجه ویژگی ها با پارامترهای خط بهتر ترکیب می شوند. عملکرد تمام بلوک های AO توسط سیگنال های تولید شده توسط توزیع کننده کانال های انتقال (RKp) هماهنگ می شود.

در سمت دریافت، سیگنال PCM به صورت معکوس به سیگنال کوانتیزه AIM (رمزگشایی) تبدیل می شود. برای انجام این کار، یک جریان پیوسته از نمادها باید به گروه های کد تقسیم شود، که هر کدام مربوط به یک نمونه از سیگنال کوانتیزه شده است. سیگنال رمزگشایی شده مشابه نمونه های کوانتیزه شده سیگنال اصلی u kv (iT d) است (شکل 5.1، a را ببینید)، که در طیف خود دارای اجزایی با فرکانس Ω n ... Ω در پیام ارسالی u k (t) هستند. بنابراین، از دنباله پالس u* kv (iT d) پیام دریافتی u* k (t) با استفاده از فیلتر پایین گذر تخصیص داده می شود.

در سمت گیرنده، سیگنال از طریق کابل به مبدل کد دریافت (PKpr) وارد می شود، جایی که کد خط به باینری تبدیل شده و وارد دستگاه جداسازی (UR) می شود. از خروجی SD، سیگنال سیکلیک سینک و SUV به گیرنده‌های خود می‌رسند و گروه‌های کد سیگنال‌های گفتاری در رمزگشا (Dc) به سیگنال AIM گروهی تبدیل می‌شوند که پس از گسترش دهنده (EC) انتخابگرهای زمان (TS) را وارد می کند که به نوبه خود باز می شوند و پالس های AIM مربوط به این کانال را ارسال می کنند. دمودولاسیون سیگنال در کانال در LPF انجام می شود.

عملکرد AR توسط توزیع کننده کانال های دریافت (RKpr) کنترل می شود که همگام سازی آن توسط فرکانس ساعت اختصاص داده شده از سیگنال دیجیتال گروه توسط یک فیلتر باند باریک واقع در خروجی PKpr و توسط فریم انجام می شود. هماهنگ سازی.

روش های همگام سازی را در نظر بگیرید. برای عملکرد هماهنگ AO، AR و بازسازی کننده ها، لازم است از برابری نرخ پردازش سیگنال، توزیع صحیح سیگنال های AIM و SUV اطمینان حاصل شود. این کار با همگام سازی احیاگرها، تجهیزات ژنراتور AR با توجه به فرکانس ساعت و با توجه به سیکل های سیگنال دیجیتال دریافتی انجام می شود.

با N gr فواصل کانال و m بیت در گروه های کد اطلاعات، فرکانس ساعت سیگنال دیجیتال گروه

F t \u003d F d ∙ m ∙ N گرم. (5.7)

بنابراین، برای سیستم PCM-30، طراحی شده برای Ngr = 32 فواصل کانال با یک گروه کد هشت بیتی، F t = 8∙8∙32 = 2048 کیلوهرتز. سیگنال دیجیتال گروهی u PCM (t) یک دنباله تصادفی از پالس های باینری است (شکل 5.1، ج). این دنباله را می توان به صورت مجموع دنباله های دوره ای و تصادفی نشان داد. دنباله تناوبی پالس ها دارای یک طیف گسسته است و در τ و برابر T و T/2، اجزای گسسته دارای فرکانس F=0 خواهند بود. F t و غیره (شکل 5.13 را ببینید، جایی که این اجزا با نقطه مشخص شده اند). یک توالی دوقطبی تصادفی یک طیف پیوسته (شکل 5.13) از توالی باینری اصلی را تعریف می کند.

شکل 5.13. طیف انرژی یک دنباله تصادفی از پالس های دوتایی (a, b) و یک سیگنال PRF (c) (اجزای طیف گسسته با نقطه مشخص می شوند)

از شکل 5.13 چنین استنباط می شود که حداکثر انرژی ساعت دارای یک دنباله باینری تصادفی با τ و = T/2 است. نوسانات با فرکانس ساعت F t توسط یک فیلتر باند باریک از چنین دنباله ای جدا شده و در بازسازی کننده برای همگام سازی عملکرد دستگاه تصمیم گیری استفاده می شود.

سیستم قاب بندی شروع چرخه انتقال را تعیین می کند و توزیع مقادیر نمونه سیگنال های آنالوگ رمزگشایی شده در انتهای گیرنده را بر روی کانال های خود، مطابق با AO تضمین می کند. عدم دقت همگام سازی فریم منجر به افزایش احتمال خطا در آن می شود کانال های اطلاع رسانی. برای افزایش ایمنی نویز، گروهی از نمادهای یک ساختار ثابت با نرخ تکرار 4 کیلوهرتز به عنوان سیگنال ساعت چرخه ای استفاده می شود (شکل 5.12)، یعنی DS از طریق یک چرخه انتقال منتقل می شود.

ادغام DSP بر اساس ورودی ناهمزمان سیگنال های دیجیتال را در نظر بگیرید. نیاز به ترکیب جریان های دیجیتال هنگام تشکیل یک سیگنال دیجیتال گروهی از جریان های دیجیتالی سیستم های درجه پایین، از سیگنال های مختلف ارسال شده به شکل دیجیتال، و همچنین زمانی که سیگنال های گسسته از منابع مختلف اطلاعات وارد سیگنال دیجیتال گروهی می شوند، بوجود می آید (شکل 5.14). جریان های دیجیتال در DSP تولید می شوند که نوسانگرهای اصلی آن می توانند با نوسان ساز اصلی تجهیزات ترکیبی همگام شوند یا نباشند. مطابق با این، یک ترکیب همزمان یا ناهمزمان از جریان های دیجیتال انجام می شود.

شکل 5.14. بلوک دیاگرام ساده شده (الف) کاراکتر به کاراکتر (ب) و کانال به کانال (ج) ترکیبی از جریان های دیجیتال

برای ترکیب موقت جریان های دیجیتال ناهمزمان، ابتدا باید سرعت آنها را هماهنگ کنید، یعنی آنها را به یک فرکانس مرجع "پیوند" کنید. در دریافت، کل سیگنال به خروجی های مربوطه توزیع می شود. بیت هایی که از چهار جریان اطلاعات به ورودی سیستم انتقال می آیند در سلول های حافظه دستگاه ذخیره سازی (حافظه) نوشته می شوند و سپس از آنها خوانده می شوند و به خط ارسال می شوند. اگر محتویات سلول های حافظه سریعتر در نظر گرفته می شد، یک بازه زمانی "خالی" برای درج پالس های همگام سازی تشکیل می شد. تناوب دقیق سیگنال ساعت یکی از مهم ترین ویژگی ها برای تشخیص آن است.

اگر معلوم شود که ژنراتور ناپایدار است، در این صورت تغییری در زمان فواصل "خالی" ایجاد می شود و تناوب شدید تکرار آنها نقض می شود. ممکن است سیستم همگام سازی و تمام تجهیزات به طور کلی از کار بیفتند. برای جلوگیری از این امر، رویه تراز کردن سرعت یا همانطور که اغلب به آن تطبیق سرعت گفته می شود، اعمال کنید.

یک کنترل‌کننده ویژه موقعیت متقابل پالس‌های نوشتن و خواندن را کنترل می‌کند و اگر پالس‌های خواندن سریع‌تر دنبال شوند (فاصله بین جفت‌های مجاور این پالس‌ها کاهش می‌یابد)، کنترل‌کننده سیگنال می‌دهد که بازه خالی جلوتر از زمان ظاهر شده است. . دستگاه دیگری یک پالس کاذب را به بازه خالی وارد می کند که هیچ اطلاعاتی را حمل نمی کند. در این حالت با تطبیق سرعت مثبت روبرو هستیم.

روش تطبیق سرعت که در بالا توضیح داده شد، کارکنان نامیده می شود (از انگلیسی "staffing" - درج). دستوری به ایستگاه دریافت کننده ارسال می شود که تطبیق سرعت برای حذف پالس کاذب رخ داده است. برای اطمینان، دستور تطبیق نرخ بارها تکرار می شود، به عنوان مثال، سه بار ارسال می شود.

اگر مولد پالس‌های خواندن را کمتر تولید کند و یک بازه خالی از قبل در جریان دیجیتال ظاهر شود و پالس‌های ساعت هنوز پالس اطلاعات قبل از آن را از حافظه نخوانده باشند، باید یک بیت اضافی را از حافظه حذف کنید. جریان دیجیتال و ارائه یک فاصله زمانی برای ارسال پالس همگام بعدی. به این قرارداد منفی می گویند.

بنابراین، لازم است به ایستگاه دریافت کننده اطلاع داده شود که کدام توافق رخ داده است: مثبت یا منفی. برای این منظور دستور "نوع توافق" وارد می شود که برای موافقت مثبت 1 و برای موافقت منفی 0 در کانال سرویس دیگر ارسال می شود. همچنین سه بار تکرار می شود. بنابراین، اطلاعات مربوط به حذف یا اضافه کردن یک پالس در موقعیت‌های پالس اختصاص‌یافته منتقل می‌شود و بر اساس این اطلاعات، در سمت گیرنده، هنگام تقسیم جریان‌های دیجیتال، سرعت آنها بازیابی می‌شود (شکل 5.14). ترکیبی از جریان‌ها با یکسان‌سازی سرعت‌ها پلسیوکرون، یعنی تقریباً همزمان نامیده می‌شود و سلسله مراتب موجود نرخ انتقال جریان‌های دیجیتال، و بنابراین، سیستم‌های انتقال نوع PCM، سلسله‌مراتب دیجیتال پلزیوکرونوس نامیده می‌شود (به انگلیسی PDH - سلسله مراتب دیجیتال Plesiohronous).

با روش ناهمزمان ترکیب در بلوک های رابط دیجیتالی خط BCS (شکل 5.14)، سرعت جریان های دیجیتال سیستم های ترکیبی با نسبت آنها با فرکانس ساعت جریان ترکیبی و موقعیت های زمانی لازم سیگنال ها مطابقت داده می شود. جریان های ترکیبی تنظیم شده اند (KCP - جمع کننده جریان دیجیتال، RDP - توزیع کننده جریان دیجیتال). برای همگام سازی مسیر انتقال و دریافت بر روی جریان دیجیتال چندپخشی، به چرخه هایی تقسیم می شود که در ابتدای آن یک سیگنال همگام سازی معرفی می شود (شکل 5.14، b و c). با ترکیب کانال به کانال جریان های دیجیتال، فواصل تخصیص یافته برای گروه های کد محدود شده و در زمان توزیع می شوند (شکل 5.14، ج).

سلسله مراتب مشخص شده به نام نام متداول PDH یا PDH در جدول 5.3 خلاصه شده است.

جدول 5.3 - مقایسه سلسله مراتب

کجا: AC - طرح آمریکایی؛

YaS - طرح ژاپنی؛

اتحادیه اروپا طرح اروپایی است.

اما PDH دارای معایبی بود که عبارتند از:

• ورودی / خروجی دشوار جریان های دیجیتال در ایستگاه های بین راه;
• عدم وجود ابزار کنترل و مدیریت خودکار شبکه؛
• بازیابی چند مرحله ای همزمانی به زمان نسبتاً طولانی نیاز دارد.

این کاستی های PDH، و همچنین تعدادی از عوامل دیگر، منجر به توسعه یک سلسله مراتب دیجیتال همزمان SDH مشابه در اروپا شد.

سلسله مراتب دیجیتال همزمان.

سلسله مراتب دیجیتال SDH جدید راهی برای چندگانه سازی داده های دیجیتال مختلف در آن است تک بلوک، تماس گرفت ماژول حمل و نقل همزمان (STM)، به منظور انتقال این ماژول از طریق خط ارتباطی. یک ساختار STM ساده شده در شکل 5.15 نشان داده شده است:

شکل 5.15 - ساختار ماژول حمل و نقل همزمان STM-1

ماژول یک فریم (فریم) 9∙270 = 2430 بایت است. علاوه بر اطلاعات ارسال شده (که در ادبیات به آن payload گفته می شود)، در خط 4 یک اشاره گر (اشاره گر، PTR) وجود دارد که شروع رکورد محموله را تعیین می کند.

یک Section Over Head (SOH) در سمت چپ قاب نوشته شده است تا مسیر ماژول حمل و نقل را مشخص کند. 5∙9 = 45 بایت پایین (بعد از اشاره گر) مسئول تحویل اطلاعات به آن مکان در شبکه، به آن مالتی پلکسری است که این ماژول انتقال مجدداً فرمت می شود. این قسمت از هدر، هدر بخش مالتی پلکسر (MSOH) نامیده می شود. 3∙9 = 27 بایت بالا (قبل از اشاره گر) سرصفحه بخش Regenerator (RSOH) است، جایی که جریان خراب شده با نویز بازیابی می شود و خطاها در آن تصحیح می شوند.

یک چرخه انتقال شامل خواندن در خط است میز مستطیلی. ترتیب بایت ها از چپ به راست، از بالا به پایین است (همانطور که هنگام خواندن متن در یک صفحه). زمان چرخه انتقال STM-1 125 میکرو ثانیه است، یعنی. در فرکانس 8 کیلوهرتز تکرار می شود. هر سلول مربوط به نرخ انتقال 8 بیت ∙ 8 کیلوهرتز = 64 کیلوبیت بر ثانیه است. این بدان معناست که اگر 125 میکروثانیه برای انتقال به خط هر قاب مستطیلی صرف کنیم، 9∙270∙64 Kbps = 155520 Kbps به خط در ثانیه منتقل می شود، یعنی. 155 مگابیت بر ثانیه

جدول 5.4 - سلسله مراتب دیجیتال همزمان

برای ایجاد جریان های دیجیتال قدرتمندتر در سیستم های SDH، سلسله مراتب سرعت زیر تشکیل شده است (جدول 5.4): 4 ماژول STM-1 با مالتی پلکس شدن بایت در یک ماژول STM-4 که ​​با سرعت 622.080 مگابیت در ثانیه ارسال می شود، ترکیب می شوند. سپس 4 ماژول STM-4 در یک ماژول STM-16 با سرعت انتقال 2488.320 مگابیت بر ثانیه ترکیب می شوند. در نهایت 4 ماژول STM-16 را می توان در یک ماژول STM-64 پرسرعت (9953.280 مگابیت در ثانیه) ترکیب کرد.

شکل 5.17 شکل گیری ماژول STM-16 را نشان می دهد. ابتدا، هر 4 ماژول STM-1 با استفاده از مالتی پلکسرهای چهار ورودی در یک ماژول STM-4 ترکیب می شوند، سپس چهار ماژول STM-4 توسط همان مالتی پلکسر چهار ورودی در یک ماژول STM-16 مالتی پلکس می شوند. با این حال، یک مالتی پلکسر 16 ورودی وجود دارد که می تواند به طور همزمان 16 ماژول STM-1 را در یک ماژول STM-16 ترکیب کند.

شکل 5.16 - تشکیل ماژول حمل و نقل همزمان STM-16

تشکیل ماژول STM-1. اصول حمل و نقل کانتینری در شبکه SDH اعمال می شود. سیگنال هایی که قرار است حمل شوند ابتدا در کانتینرهای استاندارد (Container - C) قرار می گیرند. تمام عملیات با کانتینرها بدون توجه به محتوای آنها انجام می شود، که چگونه شفافیت شبکه SDH به دست می آید، یعنی. توانایی انتقال سیگنال های مختلف، به ویژه سیگنال های PDH.

نزدیکترین سرعت به سطح اول سلسله مراتب SDH (155.520 مگابیت بر ثانیه) یک جریان دیجیتال با سرعت 139.264 مگابیت در ثانیه است که در خروجی تجهیزات سلسله مراتبی دیجیتال پلسیوکرونوس IKM-1920 شکل گرفته است. قرار دادن آن در ماژول STM-1 ساده ترین کار است. برای انجام این کار، سیگنال دیجیتال ورودی ابتدا در یک ظرف "بسته بندی" می شود (یعنی در موقعیت های خاصی در چرخه آن قرار می گیرد)، که C-4 نامیده می شود.

قاب کانتینر C-4 شامل 9 ردیف و 260 ستون یک بایتی است. با افزودن ستون دیگری در سمت چپ - یک مسیر یا سرفصل مسیر (Path Over Head - RON) - این کانتینر به یک کانتینر مجازی VC-4 تبدیل می شود.

در نهایت، برای قرار دادن کانتینر مجازی VC-4 در ماژول STM-1، یک اشاره گر (PTR) به آن ارائه می شود، بنابراین یک واحد اداری AU-4 (واحد اداری) تشکیل می شود، و دومی مستقیماً در STM- قرار می گیرد. 1 ماژول به همراه هدر بخش SOH (شکل 5.17 و شکل 5.18).

ماژول حمل و نقل سنکرون STM-1 همچنین می تواند با جریان های پلسیوکرون با سرعت 2.048 مگابیت در ثانیه بارگیری شود. چنین جریان هایی توسط تجهیزات IKM-30 تولید می شوند و به طور گسترده در شبکه های مدرن استفاده می شوند. برای "بسته بندی" اولیه از ظرف C12 استفاده می شود. سیگنال دیجیتال در موقعیت های خاصی از این ظرف قرار می گیرد. با افزودن یک هدر مسیریابی یا انتقال (RON)، یک کانتینر مجازی VC-12 تشکیل می‌شود. کانتینرهای مجازی در نقاط پایانی مسیر تشکیل و منحل می شوند.

شکل 5.17. قرار دادن ظروف در ماژول STM-1

STM-1 می تواند 63 VC-12 را در خود جای دهد. در انجام این کار به صورت زیر عمل کنید. کانتینر مجازی VC-12 با یک اشاره گر (PTR) ارائه می شود و در نتیجه یک واحد حمل و نقل TU-12 (واحد تریبوتاری) را تشکیل می دهد. اکنون جریان های دیجیتال بلوک های حمل و نقل مختلف را می توان در یک جریان دیجیتال 155.520 مگابیت بر ثانیه ترکیب کرد (شکل 5.18). ابتدا سه TU-12 در یک گروه بلوک حمل و نقل TUG-2 (گروه واحد انشعابی) مالتی پلکس می شوند، سپس هفت TUG-2 در گروه های واحد حمل و نقل TUG-3 مالتی پلکس می شوند و سه TUG-3 با هم ترکیب می شوند و در یک فضای مجازی قرار می گیرند. ظرف VC-4. علاوه بر این، مسیر تحول شناخته شده است.

شکل 5.18 نیز نحوه قرارگیری در STM-N، N=1،4،16 جریان دیجیتالی مختلف از تجهیزات سلسله مراتب دیجیتال پلسیوکرونوس را نشان می دهد. جریان های دیجیتال Plesiochronous از همه سطوح قرار داده شده است
در ظروف C با استفاده از روش یکسان سازی سرعت (مثبت، منفی و دو طرفه).

وجود تعداد زیادی اشاره گر (PTR) به شما این امکان را می دهد که به طور کامل
مکان هر دیجیتال را در ماژول STM-N به وضوح شناسایی کنید
جریان با سرعت 2.048; 34.368 و 139.264 مگابیت بر ثانیه. مالتی پلکسرهای ورودی/خروجی صنعتی (Add/Drop Multiplexer -
ADM) به شما امکان می دهد هر جریان دیجیتالی را شعبه بندی کرده و اضافه کنید.

شکل 5.18. ورودی جریان های دیجیتال پلزیوکرون به ماژول حمل و نقل سنکرون STM-N

یکی از ویژگی های مهم تجهیزات SDH این است که علاوه بر اطلاعات مسیریابی، اطلاعات زیادی در مسیر و هدرهای شبکه ایجاد می شود که امکان نظارت و کنترل کل شبکه به طور کلی، انجام سوئیچینگ از راه دور در مالتی پلکسرها را ممکن می سازد. بنا به درخواست مشتریان، نظارت و عیب یابی، تشخیص و رفع عیوب به موقع، اجرای کارآمد شبکه و حفظ کیفیت بالای خدمات ارائه شده.

سلسله مراتب PDH و SDH از طریق رویه هایی برای مالتی پلکس کردن و مالتی پلکس کردن جریان های PDH در سیستم های SDH با هم تعامل دارند.

تفاوت اصلی بین سیستم SDH و سیستم PDH انتقال به یک اصل مالتی پلکسی جدید است. در سیستم SDH، مالتی پلکس/دیمولتی پلکس سنکرون انجام می شود که امکان دسترسی مستقیم به کانال های PDH که در شبکه SDH منتقل می شوند را می دهد. این نوآوری نسبتا مهم و ساده در فناوری منجر به این واقعیت شده است که به طور کلی، فناوری مالتی پلکس در شبکه SDH بسیار پیچیده تر از فناوری در شبکه PDH است، الزامات همگام سازی و پارامترهای کیفی رسانه انتقال و انتقال. سیستم افزایش یافته است و تعداد پارامترهای ضروری برای عملیات شبکه افزایش یافته است.

سوالات کنترلی:

1. سیگنال دیجیتال چیست؟
2. مزایای اصلی ارتباطات دیجیتال نسبت به آنالوگ را نام ببرید؟
3. مفهوم سرعت انتقال را بیان کنید؟
4. با چه سرعتی باید از سیگنال آنالوگ نمونه برداری کرد؟
5. ماهیت کوانتیزاسیون را توضیح دهید؟
6. چگونه خطای کوانتیزاسیون سیگنال را تعیین کنیم؟
7. عدد 859 را به صورت باینری بنویسید.
8. خواندن مثبت 358 میلی آمپر را در یک کد هشت بیتی متقارن رمزگذاری کنید. خطای کوانتیزاسیون چیست؟
9. مفهوم یک سلسله مراتب دیجیتال پلسیوکرون را ارائه دهید؟
10. چرا هنگام ترکیب شدن آنها در یک جریان پرسرعت، لازم است نرخ های انتقال جریان های مختلف مطابقت داده شود؟ هماهنگی چگونه انجام می شود؟
11. اصل سلسله مراتب دیجیتال همزمان، مزایای آن در مقایسه با سلسله مراتب دیجیتال پلزیوکرون؟
12. اشاره گر (PTR) برای چیست؟
13. ساختار ماژول حمل و نقل همزمان را شرح دهید.
14. چگونه STM-N سه جریان را با سرعت 34.368 مگابیت در ثانیه از تجهیزات سلسله مراتب دیجیتال PCM-480 plesiochronous در خود جای می دهد.

2.2. نمونه برداری، کوانتیزاسیون و کدگذاری سیگنال ها

فن‌آوری‌های دیجیتال مدرن، با داشتن امکانات نامحدود برای پردازش، انتقال و ذخیره مقادیر زیادی اطلاعات، به طور فزاینده‌ای در حوزه‌های مختلف فعالیت‌های انسانی وارد می‌شوند، حتی در حوزه‌هایی که قبلاً آنالوگ به طور سنتی غالب بود. با این حال، تمام پدیده ها و فرآیندهای فیزیکی شناخته شده که به عنوان منابع داده های اولیه برای حل مسائل محاسباتی عمل می کنند، کمیت های آنالوگ پیوسته هستند. بنابراین، قبل از انجام هر گونه محاسبه، لازم است مقادیر عددی کمیت هایی که عملیات محاسباتی بر روی آنها انجام می شود، به دست آوریم، یعنی مقدار آنالوگ را به معادل دیجیتال مربوطه تبدیل کنیم. و دقت چنین تبدیلی نباید بدتر از دقت مطلوب نتیجه باشد. علاوه بر این، اغلب نتیجه محاسبه نیز باید به عنوان یک مقدار آنالوگ با درجه دقت بالا نشان داده شود.

استدلال دیگر به نفع نمایش دیجیتالی اطلاعات آنالوگ، امکان حفظ اطلاعات آنالوگ بدون تغییر برای مدت تقریباً نامحدودی است. بسیاری از فرآیندهای آنالوگ زودگذر هستند و دیگر تکرار نمی‌شوند، رفع آنها با روش‌های آنالوگ - ضبط بر روی برخی رسانه‌ها - فیلم یا نوار مغناطیسی، به اندازه کافی قابل اعتماد نیست و در طول زمان به زوال می‌رود - تا نابودی کامل. با این حال، روش های دیجیتال از چنین کاستی هایی رنج نمی برند، زیرا ضبط فقط با دو کاراکتر انجام می شود - "یک" (یک سیگنال وجود دارد) و "صفر" (هیچ سیگنالی وجود ندارد). در این شکل، اطلاعات در برابر تأثیر عوامل مختلف تحریف کننده به طور غیرقابل اندازه گیری مقاوم تر است. نیازی به مراقبت از شکل دقیق نبض نیست - کافی است که اصلاً یکی وجود داشته باشد. علاوه بر این، الگوریتم‌هایی که تا به امروز برای محافظت از اطلاعات دیجیتال در برابر خطاها ایجاد شده‌اند، عملاً نتیجه هر گونه تأثیر تحریف‌کننده را باطل می‌کنند، به طوری که برای اطلاعات آنالوگ مساوی با از دست دادن غیرقابل برگشت آن است.

به دلایل فوق، نقش دستگاه هایی که مقادیر آنالوگ را به دیجیتال تبدیل می کنند و بالعکس - مبدل های آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ (ADC و DAC) بسیار مهم می شود، زیرا نقش آنها به آنها اختصاص داده شده است. نوعی "واسطه" بین ماهیت آنالوگ دنیای اطراف ما و قدرت محاسباتی " دنیای دیجیتال". این نقش بسیار مسئولیت پذیر است. دقت تبدیل چقدر است، دقت نتیجه هم همینطور خواهد بود.

قبل از شروع به تجزیه و تحلیل رویه های تبدیل آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ، باید با انواع اصلی سیگنال های الکتریکی آشنا شوید که بعداً به عنوان اهداف تبدیل های ذکر شده عمل خواهند کرد. در کلی ترین حالت، چنین سیگنال هایی را می توان به چهار کلاس تقسیم کرد:

1. از نظر بزرگی دلخواه و در زمان پیوسته (شکل 1.1 a).

2. دلخواه در بزرگی و گسسته در زمان (شکل 1.1 ب).

3. از نظر قدر کوانتیزه شده و در زمان پیوسته است (شکل 1.1 c).

علامت س( تی), در شکل نشان داده شده است. 1 a نامیده می شود آنالوگ،زیرا می توان آن را به عنوان یک نمایش الکتریکی از فرآیندهای فیزیکی واقعی تفسیر کرد. سیگنال های آنالوگ در امتداد محور زمان در مجموعه ای از نقاط غیرقابل شمارش داده می شوند و پیوسته هستند . در امتداد محور y، چنین سیگنال هایی می توانند هر مقداری را در یک بازه زمانی مشخص به خود بگیرند.

علامت اس( nt), در شکل نشان داده شده است. 1.1 b، و همچنین آنالوگ، می تواند هر مقداری را در امتداد محور مختصات بگیرد، اما در امتداد محور زمان فقط برای برخی از نقاط ثابت تعریف می شود، یعنی تابعی از یک متغیر گسسته است. ( nت)جایی که n = 0، 1، 2 ...، و تی -فاصله نمونه برداری چنین سیگنالی نامیده می شود گسسته،علاوه بر این، در این مورد، اصطلاح "گسسته" نه خود سیگنال، بلکه نحوه مشخص شدن آن در محور زمان را مشخص می کند.

سیگنال نشان داده شده در شکل. 1.1 اینچ بر روی کل محور زمانی تنظیم شده است، با این حال، مقدار آن فقط می تواند مقادیر گسسته را بگیرد. در چنین حالتی، از یک سیگنال کوانتیزه شده بر اساس سطح صحبت می شود. به منظور تمایز گسست سطح سیگنال از گسست زمانی، اصطلاح "گسسته" فقط برای نمونه برداری زمانی اعمال می شود، در حالی که گسست سطح با عبارت "کوانتیزه کردن" مشخص می شود.

کوانتیزاسیونزمانی استفاده می شود که تبدیل سیگنال به شکل دیجیتال ضروری باشد. برای انجام این کار، کل محدوده تغییرات در مقدار سیگنال به تعداد سطوح قابل شمارش تقسیم می شود و به هر سطح یک عدد خاص اختصاص می یابد که سپس در یک کد باینری با تعداد محدودی از رقم ها کدگذاری می شود. بزرگی سیگنال در نقاط داده شده در محور زمان اندازه گیری می شود. چنین سیگنالی که از نظر زمان گسسته و در سطح کوانتیزه شده است، نامیده می شود دیجیتالدر شکل نشان داده شده است. 1.1 جی.

کوانتیزاسیون سطح برای به دست آوردن تعداد محدودی از مقادیر دامنه نمونه های سیگنال گسسته به جای تعداد بی نهایت زیاد پیوسته از مقادیر آنها استفاده می شود. فرآیند کوانتیزاسیون مشابه روش گرد کردن یک عدد به نزدیکترین مقدار مجاز است. چنین گرد کردنی همیشه با خطایی به نام خطای کوانتیزاسیون همراه است.

در نتیجه کوانتیزاسیون، خاص اعوجاج غیر خطی، که تأثیر آن بر سیگنال ارسالی را می توان به صورت مشروط به عنوان افزودن مقداری نویز افزایشی - نویز کوانتیزاسیون - به سیگنال تحریف نشده نشان داد. این اعوجاج ها غیرقابل حذف هستند، اما در عمل می توانند با انتخاب مناسب تعداد سطوح مقدار سیگنال گرد شده (کوانتیزه) برای گیرنده پیام غیرقابل محسوس شوند.

شکل 4.1 - مشخصه دامنه یک دستگاه کوانتیزاسیون با مقیاس یکنواخت

همانطور که از شکل 6 مشاهده می شود، نقطه ضعف یک مقیاس کوانتیزاسیون یکنواخت این است که خطای کوانتیزاسیون نسبی، یعنی. نگرش

برای سیگنال های قوی کوچک است، در حالی که برای سیگنال های ضعیف بزرگ است.

بسته به تقسیم دامنه دینامیکی پیام به سطوح کوانتیزاسیون، کوانتیزاسیون یکنواخت (خطی) و غیر یکنواخت (غیرخطی) متمایز می شود. در حالت اول، مرحله کوانتیزاسیون به گونه ای انتخاب می شود که در کل محدوده دینامیکی پیام یکسان باشد. هنگام انتقال سیگنال های گفتاری، سیگنال هایی با مقادیر آنی کوچک به احتمال زیاد وجود دارد، بنابراین، برای انتقال آنها با خطای کوچکتر، لازم است مرحله کوانتیزاسیون کاهش یابد. به طور کلی لازم است که سیگنال گفتار در حداقل سطح توان متوسط ​​حداقل 20 دسی بل از نویز کوانتیزاسیون محافظت شود. امنیت درک می شود

قدرت سیگنال کجاست

قدرت نویز کوانتیزاسیون

با کوانتیزاسیون یکنواخت، برای به دست آوردن حفاظت مورد نیاز در برابر نویز کوانتیزاسیون در هنگام انتقال سیگنال های گفتاری، کدگذاری باید با تعداد کافی بیت کد انجام شود که نامطلوب است. با افزایش تعداد بیت های کد، مدت زمان پالس ها کاهش می یابد و بر این اساس، طیف سیگنال PCM گسترش می یابد، دستگاه های رمزگذاری و رمزگشایی پیچیده تر می شوند و الزامات سرعت آنها افزایش می یابد.

بنابراین، نقطه ضعف کوانتیزاسیون یکنواخت این است که حفاظت در برابر نویز کوانتیزاسیون برای ضعیف ترین سیگنال ها حداقل است و متناسب با سطح سیگنال افزایش می یابد. برای یکسان کردن مقدار زمانی که سطح سیگنال در یک محدوده وسیع تغییر می کند و بر این اساس، برای کاهش تعداد سطوح کوانتیزاسیون و کاهش عمق بیت کد باینری، از کوانتیزاسیون غیریکنواخت استفاده می شود که در آن مرحله کوانتیزه شدن دارای حداقل مقدار است. برای سیگنال های ضعیف و با افزایش سطح سیگنال ورودی افزایش می یابد.

مقیاس کوانتیزاسیون غیرخطی در سیستم‌های انتقال PCM را می‌توان به روش‌های مختلفی پیاده‌سازی کرد: با فشرده‌سازی محدوده دینامیکی سیگنال قبل از رمزگذاری، که برای آن از کمپرسورها استفاده می‌شود، و سپس گسترش آن پس از رمزگشایی با کمک بسط دهنده‌ها. کدگذاری و رمزگشایی غیر خطی؛ ترکیب دیجیتال

شکل 4.2 - مشخصه دامنه یک دستگاه کوانتیزاسیون با مقیاس غیر خطی (غیر یکنواخت)

در مورد کوانتیزاسیون غیریکنواخت سیگنال‌های پیوسته، معمولاً این وظیفه تعیین می‌شود: با انتخاب قانون تغییر در مرحله کوانتیزه کردن، اطمینان از نسبت تقریباً برابر سیگنال به نویز در محدوده نسبتاً وسیعی از سیگنال ورودی سطوح اگر با افزایش سیگنال ورودی، مرحله کوانتیزاسیون افزایش یابد، در مقایسه با کمیت‌سازی یکنواخت، نسبت سیگنال به نویز برای سیگنال‌های ضعیف افزایش می‌یابد و برای سیگنال‌های قوی کاهش می‌یابد، اما بسیار بالا باقی می‌ماند.

یکی را در نظر بگیرید راه های ممکناجرای کوانتیزاسیون غیر یکنواخت - با استفاده از کامپاندرهای آنالوگ.

کمپرسور دستگاهی با پاسخ دامنه غیر خطی است که به آن پاسخ فشرده سازی می گویند. سیگنال های ضعیف توسط کمپرسور تقویت می شوند. بیشتراز قوی، که به دلیل آن محدوده دینامیکی فشرده می شود ().

استفاده از یک کمپرسور در جلوی رمزگذار کوانتیزه شده یکنواخت امکان بدست آوردن کوانتیزاسیون ناهموار را فراهم می کند. در انتهای گیرنده، پس از رمزگشا، سیگنال وارد بسط دهنده می شود که دارای مشخصه دامنه معکوس نسبت به کمپرسور است، در حالی که مشخصه دامنه کل باید خطی باشد. گسترش دهنده اعوجاج وارد شده به سیگنال توسط کمپرسور را حذف می کند، به طوری که پاسخ دامنه حاصل از سیگنال کمپرسور-بسط خطی است. سیستمی متشکل از یک کمپرسور و یک بسط دهنده که به صورت سری به هم متصل شده اند کمپاندر می گویند.

استفاده از کوانتیزه غیریکنواخت این امکان را فراهم می کند که حفاظت لازم در برابر نویز کوانتیزه شدن ضعیف ترین سیگنال های گفتاری با کدگذاری هشت بیتی به جای دوازده بیتی با کوانتیزاسیون یکنواخت فراهم شود.

نقطه ضعف ترکیب آنالوگ دشواری به دست آوردن با دقت بالا ویژگی های دامنه متقابل کمپرسور و بسط دهنده است که در نتیجه غیر خطی بودن مشخصه دامنه کل منجر به اعوجاج غیرخطی سیگنال های ارسالی می شود.

کیفیت مورد نیاز انتقال سیگنال در شرایط واقعی با استفاده از دستگاه های کدگذاری و رمزگشایی غیر یکنواخت (روش های کدگذاری غیر خطی) به دست می آید، زمانی که تشکیل یک مشخصه کمی سازی غیر یکنواخت به طور مستقیم در رمزگذار (رمزگشا) انجام می شود. دومی در این مورد غیر خطی نامیده می شود.

رایج ترین رمزگذارهای با مرحله کوانتیزاسیون غیریکنواخت، دو قانون فشرده سازی تقریباً معادل هستند و با کمک آنها یک مشخصه کمپرسور شبه لگاریتمی به دست می آید.

گسسته سازی پیام های پیوسته توسط تعدیل کننده های AIM مطابق با قضیه Kotelnikov انجام می شود. در خروجی مدولاتورهای AIM، یک سیگنال گروهی AIM تشکیل می شود. کار تعدیل کننده های AIM با دنباله ای از پالس های کانال کنترل می شود. گروه AIM - سیگنال به رمزگذار تغذیه می شود که همزمان با رمزگذاری، عملیات کوانتیزاسیون سطح را انجام می دهد.

سیستم های انتقال چند کاناله عمدتاً برای انتقال سیگنال های صوتی که پیوسته هستند استفاده می شود. برای ارسال پیام پیوسته با استفاده از PCM، باید عملیات زیر را انجام دهید:

· گسسته سازی پیام بر اساس زمان (دریافت AIM - سیگنال).

· کمی سازی پالس های دریافتی (شمارش، نمونه ها) بر اساس دامنه.

· کدگذاری پالس های کوانتیزه شده با دامنه.

در نتیجه کوانتیزاسیون، اعوجاج های غیرخطی خاصی به وجود می آیند، که تأثیر آن بر سیگنال ارسالی را می توان به صورت مشروط به عنوان افزودن برخی تداخل افزودنی - نویز کوانتیزاسیون - به سیگنال تحریف نشده نشان داد. این اعوجاج ها غیرقابل حذف هستند، اما در عمل می توانند با انتخاب مناسب تعداد سطوح مقدار سیگنال گرد شده (کوانتیزه) برای گیرنده پیام غیرقابل محسوس شوند.

بسته به تقسیم دامنه دینامیکی پیام به سطوح کوانتیزاسیون، کوانتیزاسیون یکنواخت (خطی) و غیر یکنواخت (غیرخطی) متمایز می شود.

رایج ترین رمزگذارها با مراحل کوانتیزاسیون غیریکنواخت، دو قانون ترکیبی تقریبا معادل هستند. مترو آ، که به کمک آن مشخصه شبه لگاریتمی کمپرسور به دست می آید.

مشخصه تراکم قانون A؟ با معادله زیر توصیف می شود:

جایی که علامت (l) -قطبیت سیگنال؛

ل- دامنه سیگنال ورودی؛

آ- پارامتر مورد استفاده برای تعیین درجه فشرده سازی.

که درمشخصه بخش ترکیبی نوع A = 87.6/13.

برای قوانین کوانتیزاسیون A = 87.6/13برای اولی محاسبه کنید ن مننمونه هایی از هر سیگنال ورودی در اولین چرخه انتقال:

ارزش مطلق قرائت ها در واحدهای دلخواه؛

شماره بخش ( با) قرائت؛

عدد سطح کوانتیزاسیون ( به) خواندن در بخش ها.

برای کانال هفتم برای کانال هشتم

برای کانال 9 برای کانال 10

برای کانال 11 برای کانال 12

شماره بخش باخواندن کوانتیزه به عنوان کوچکترین عدد صحیح از عبارت:

بیایید تفاوت را پیدا کنیم rبین دامنه سیگنال ورودی و مقدار مربوط به نقطه اندام تحتانی بخش داده شده:

عدد سطح کوانتیزاسیون بهتعداد در بخش به عنوان کوچکترین عدد صحیح از عبارت تعریف می شود:

با جایگزین کردن مقادیر به فرمول، به دست می آوریم:

ما محاسبات مشابهی را برای چرخه های انتقال 2، 3 و 4 انجام خواهیم داد. نتایج محاسبات در جدول 4.1 خلاصه شده است.

جدول 4.1 - نتایج کوانتیزاسیون نمونه بر اساس سطح و کدگذاری آنها