Построим временные диаграммы

Задача 2

 

Дано:

 

1. Изобразить аналого-цифровой преобразователь (АЦП), т.е. структурную схему устройства для преобразования непрерывного сигнала в дискретно-двоичный (цифровой) сигнал.

2. Нарисовать временные диаграммы, иллюстрирующие указанный процесс преобразования.

3. Рассчитать скорость передачи v двоичных символов на выходе АЦП при заданном числе уровней квантования L и верхней граничной частоте F _висточника непрерывных сообщений. Значения F _в и L по вариантам приведены в табл.

Вариант	Источник сообщения	Верхняя граничная частота F в, Гц	Число уровней квантования L
50 - 74	факсимильный

 

Решение:

1. Изобразим обобщенную структурную схему аналого-цифрового преобразователя:

 

Рис.6. Структурная схема АЦП.

 

АЦП – служит для преобразования непрерывного сигнала в дискретно двоичный (цифровой) сигнал.

Преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую включает в себя следующие операции: дискретизацию, квантование и кодирование. В процессе дискретизации из непрерывного сигнала X(t) берутся отсчеты (мгновенные значения), которые следуют через определенный временной интервал Т, называемый тактовым интервалом. Согласно теореме Котельникова, если сигнал имеет ограниченный спектр, т.е. все его спектральные составляющие имеют частоты не выше некоторой частоты Fmax.

то для восстановления аналогового сигнала из последовательности его дискретных значений тактовый интервал должен удовлетворять условию Т £1/ Fmax. Сущность операции квантования состоит в следующем. Создается сетка так называемых уровней квантования, смещенных друг относительно друга на величину, называемую шагом квантования, каждому уровню квантования приписывается порядковый номер (0,1,2,3,4...). Полученные в результате дискретизации отсчеты заменяются ближайшими к ним уровнями квантования. Таким образом, последовательность отсчетов сигнала в процессе квантования преобразуется в последовательность соответствующих чисел (номеров уровней квантования). Наконец в процессе операции кодирования числа этой последовательности представляются в определенной системе счисления, например двоичной. Кодировка в основном сводится к кодированной записи номера уровня. В кодере, последовательность дискретных значений представляется в виде последовательных кодовых комбинаций (обычно двоичных). Такое преобразование называется импульсно-кодовой модуляцией.

 

Построим временные диаграммы.

 

Временные диаграммы преобразования представлены на рис.7.

Рис.7. Временные диаграммы преобразования АЦП