Передача аналогового сигнала по

цифровому каналу

В интегрированных системах связи (становятся

популярными), передача всех видов сообщений производится по единым цифровым каналам электросвязи. В связи с этим - задача преобразования аналогового сигнала в

цифровой.

Хотя абсолютно точно аналоговый сигнал, имеющий бесконечное число состояний, представить в конечном цифровом виде невозможно, это преобразование осуществимо с

приемлемой для практических нужд точностью.

41

Преобразование аналогового сигнала в

двухпозиционный цифровой - в 3 этапа:

1)дискретизация - измерение величины аналогового сигнала в моменты времени, кратные единичному интервалу Т;

2)квантование – округление измеренного значения до ближайшей позиции M- позиционного сигнала;

3)кодирование - преобразование многопозици- онного цифрового сигнала в двухпозиционный.

42

Качество преобразования существенно зависит от выбора T и M. Очевидно, чем быстрее меняется аналоговый сигнал, тем чаще нужно делать отсчеты значений.

В теории связи установлено, что если спектр

сигнала ограничен сверху величиной fmax, то отсчеты следует делать с частотой не менее 2fmax. Этот результат называется теоремой

отсчетов или теоремой Котельникова, доказанной радиофизиком Владимиром

Александровичем Котельниковым (1908-2005).

44

На основании теоремы отсчетов установлены

стандартные параметры преобразования разных видов аналоговых сигналов в цифровые.

Так, для передачи речи, имеющей fmax=3400 Гц

применяется частота отсчетов 8 кГц, при этом измерение значения сигнала рекомендуется

производить с точностью до 256 позиций (8 битов), таким образом, для нормальной передачи телефонного разговора достаточна скорость передачи данных

C = B log2 M = 8000 Х log2 (256) = 64 кбит/с.

Именно такая скорость установлена для

46

базового цифрового канала.

Для качественного воспроизведения музыки, с fmax = 20 кГц частота дискретизации устанавливается равной 44,1 кГц (стандарт компакт-дисков), а измерение величины

сигнала производится с повышенной

точностью до 16 битов (M = 216=65536).

47

Передача цифрового сигнала по аналоговому каналу

Часто возникает обратная задача – передать цифровой сигнал по аналоговому каналу. Пример – подключение компьютера к узлу Internet по обычному телефонному каналу. Первичный цифровой сигнал в виде импульсов постоянного тока по такому каналу не пройдет, т.к.

канал ТЧ не пропускает постоянный ток. В качестве переносчика данных в этом случае используется непрерывный сигнал, параметры которого дискретно меняются во времени в зависимости от передаваемой позиции цифрового сигнала. Процесс преобразования первичного цифрового сигнала в аналоговый -

модуляция, а обратный процесс – демодуляция. Конструктивно МОдулятор и ДЕМодулятор обычно

совмещаются в одно устройство - модем48 (modem).

Простейший вид непрерывного периодического

сигнала - синусоидальный переменный ток

s(t) Asin(2 ft )

у которого есть 3 параметра – амплитуда,

частота и фаза.

Соответственно возможны 3 простых вида

модуляции:

-амплитудная;

-частотная;

- фазовая. 49