ійного стиснення і розширення сигналу носить назву компандірованія (companding).
Дискретизація (sampling) низькочастотних (baseband) аналогових сигналів
Періодичний низькочастотний аналоговий сигнал може бути представлений як сума синусоїд, у яких буде дискретний (або лінійчатий (line)) спектр напруги і межа по смузі частот. Інтервал дискретизації моделі SystemVue встановлюється довільно високим по відношенню до апроксимуємої аналоговому сигналу. На малюнку 3.1 показаний періодичний джерело низькочастотного сигналу, ідеальний пристрій дискретизації, пристрій дискретизації із запам'ятовуванням значення, дискретний аналого-цифровий перетворювач (ADC) і цифро-аналоговий перетворювач (DAC), безперервний квантователь. Джерело формується комбінацією трьох модулів «Sinusoid» з бібліотеки «Source Library» з параметрами: амплітуди і частоти на 500 Гц, 0.5 V на 1.5 кГц і 0.2 V на 2.5 кГц. Параметр System Sampling Rate встановлюється в 5 МГц або Tsystem=0.2 ?sec, який в 2000 разів вище, ніж найвища частота в періодичному низькочастотному джерелі. Це відомо як сверхдіскретізація (oversampling).
Модуль «Adder» (суматор) підсумовує виходи від трьох модулів «Sinusoid», щоб сформувати складовою вузькосмуговий сигнал, як показано на малюнку 6.1. Складовою вузькосмуговий сигнал має основний період 2 мс або основну частоту 500 Гц. У інших двох синусоїд частоти (1.5 кГц і 2.5 кГц) є цілочисельними кратними значеннями основної частоти. Сумарна пікова амплітуда - приблизно 1.15 V в момент t=0.166 мс.
Малюнок 3.1
Періодичний вузькосмуговий джерело аналогового сигналу, ідеальний дискретизатор, дискретизатор із запам'ятовуванням вибірки, DAC, ADC і безперервний квантователь.
Установка системного часу: Number of Samples=4194304 (222) точки призводить до спектральної роздільної здатності 1.19 Гц. Отримайте нормалізовану (RL=1?) Спектральну щільність потужності (PSD) виходу суматора («Adder»). Переконайтеся, що спектр має дискретні спектральні компоненти цих трьох синусоїд в 500 Гц, 1.5 кГц, і 2.5 кГц очевидні. Однак, PSD не є точним лінійчатим спектрами, через його обчислення в SystemVue як дискретне (а не безперервне) перетворення Фур'є (DFT-digital Fourier transform).
Модуль «Multiplier» (множник) ідеально обробляє періодичний низькочастотний аналоговий сигнал і виробляє єдину вибірку в дискретні моменти часу. Інший вхід модуля «Multiplier» забезпечується модулем «Pulse Train» з бібліотеки «Source Library» з параметрами імпульсів: амплітуда=1 V, частота fo=8 kHz, тривалість імпульсу=2 ?сек (Системне Час, Tsystem), 0 V і 0 ° зсув по напрузі і фазі. Частота дискретизації fs становить 8 kHz.
Модуль «Sample і Hold» з бібліотеки «Operator Library» обробляє періодичний низькочастотний аналоговий сигнал і виробляє безперервну амплитудную вибірку в дискретні інтервали часу. Вхід керуючої напруги модуля «Sample і Hold» забезпечується модулем «Pulse Train».
Отримайте на графіках накладення періодичного низькочастотного сигналу і сигналу безперервної амплітудної вибірки з модуля «Sample і Hold». Оцініть помилку дискретизації і квантування для даної схеми.
Ідеальна робота вибірки може бути описана як множення низькочастотного аналогового сигналу x (t) на періодичну послідовність одиничних імпульсів f (t, nTs), де Ts є інтервалом дискретизації. Ідеальний процес вибірки дається рівнянням
Спектральна щільність потужності (PSD) операції ідеальної дискретизації (sampling) дана рівнянням 3.2.
(f) - перетворення Фур'є низькочастотного аналогового сигналу x (t), частота дискретизації fs=1/Ts=8 кГц. Нормалізована спектральна щільність потужності (PSD) x (t) дорівнює | X (f) | 2. Отримайте спектр PSD ідеальної вибірки модуля «Multiplier» зі схеми (див. Рисунок 3.1).
Переконайтеся, що одностороння PSD пристрої ідеальної стробування трьох дискретних лінійчатих спектру в 500 Гц, 1.5 кГц і 2.5 кГц. Ці лінійчаті спектри центруються щодо 0 Гц (k=0), а періодичні повторення шести дискретних лінійчатих спектрів центруються щодо центральної частоти k? 8 кГц (k=1, 2, 3 ...), і розташовуються на ± 500 Гц, ± 1.5 кГц і ± 2.5 кГц щодо центральної частоти.
Безперервна амплітудна вибірка - процес першого порядку, описаний рівнянням 3.3.
З рівнянь 3.1 і 3.3, спектральна щільність потужності PSDs-h вибірки дається рівнянням 3.4.
Отримайте PSD безперервної амплітудної вибірки імпульсами кінцевої тривалості (fs=8 kHz).
З рівняння 3.3 випливає, що PSD дискретної вибірки містить три дискретних лінійчатих спектру в 500 Гц, 1.5 кГц і 2.5 кГц. Ці лінійчаті спектри центруються щодо 0 Гц (k=0), а періодичні повторення шести дискретних лінійчатих спектрів центруються щодо центральної частоти k? 8 кГц (k=1, 2, 3 ...), і розташовуються на ± 500 Гц, ± 1.5 кГц і ± 2.5 кГц щодо центральної част...
