ції
=63 дБ - необхідна захищеність від шумів дискретизації
, тому , То:
нс
нс
Висновок: щоб забезпечити допустиму захищеність від шумів дискретизації, період дискретизації не повинен відхилятися на понад 20 нс.
5.2 Шуми квантування
Шуми рівномірного квантування
Квантування сигналу за рівнем є головною операцією аналого-цифрового перетворення сигналу і полягає в округленні його миттєвих значень до найближчих дозволених. При рівномірному квантуванні, відстань між рівнями квантування однаково. При квантуванні сигналу виникають помилки, величина яких випадкова і має рівномірний розподіл, не перевищуючи значення половини кроку квантування. Сигнал після квантування являє собою суму вихідного сигналу і сигналу помилки, який сприймається як флуктуаційний шум.
Захищеність від шумів квантування для найбільш слабких сигналів при рівномірному квантуванні:
,
де
-псофометріческій коефіцієнт, рівний для каналу ТЧ величиною 0,75;
- динамічний діапазон сигналу, рівний, дБ;
m - число розрядів у двійковому коді.
Таблиця 5.2. Вихідні дані
Пік - фактор сигналу, дБ=15Среднеквадратіческое відхилення волюмов сигналу, дБ Середнє значення волюмов сигналу, дБY 0=- 14Мінімально допустима захищеність від шумів квантування, дБА з кв=26
Рівні сигналу:
дБ
дБ
Динамічний діапазон сигналу:
дБ
Необхідне число розрядів:
- розрядність коду при рівномірному квантуванні.
дБ
Число кроків для рівномірного квантування буде:
Висновок: щоб закодувати рівномірним кодом із заданою захищеністю потрібно код з розрядністю.
Шуми нерівномірного квантування
У реальних системах ІКМ використовується нерівномірне квантування. Нерівномірний квантування - зменшення нахилу характеристики шляхом зменшення величини кроків квантування для малих миттєвих значень сигналу за рахунок збільшення кроків для великих значень.
При нерівномірному кодуванні використовуються 8-ми розрядні коди, тобто число рівнів квантування одно 256.
Стиснення динамічного діапазону здійснюється за допомогою А - або m - характеристики компрессирования. У нашому випадку використовується характеристика компресії, яка описується наступним виразом:
Рис. 5.2.2. Характеристика компресії
У ЦСП застосовуються сегментні нерівномірні характеристики квантування, тому вони досить просто реалізуються на цифровій основі. Характеристика симетрична щодо 0, позитивна і негативна її гілки складаються з 8-ми сегментів, кожний сегмент поділений на 16 однакових кроків (всередині кожного сегмента квантування рівномірний).
Сегменти апроксимують гладку криву характеристики компрессирования типу А. в нульовому і в першому сегменті крок мінімальний, а в кожному наступному сегменті величина кроку подвоюється по відношенню до попереднього.
Вираз для захищеності від шумів квантування в двох перших сегментах буде мати вигляд:
Для 2-7 сегментів:
де i - номер сегмента.
i01234567 0 - 38.538.538.538.538.538.538.5 1 38.544.544.544.544.544.544.544.5
Початок графіка - похила пряма - відповідає нульовому і першому сегментам. Це зона рівномірного квантування, тому захищеність зростає пропорційно збільшенню рівня сигналу. При переході до другого сегменту захищеність стрибком зменшується на 6 дБ. При досягненні верхньої межі 7 сегмента настає зона перевантаження.
5.3 Інструментальні шуми
У процесі перетворення аналогового сигналу в цифровий в кінцевому обладнанні з'являються шуми, обумовлені відхиленням характеристик перетворювача від ідеальної. Зазначені відхилення викликаються обмеженим швидкодією і кінцевою точністю роботи окремих вузлів, зміною параметрів перетворювачів при коливаннях температури, старінні приладів і т.п. Рівень інструментальних шумів зростає при збільшенні швидкості передачі і розрядності коду.
Співвідношення між шумами квантування та інструментальними шумами:
- середньоквадратичне значення наведеної інструментальної похибки перетворення...
