Завдання на лабораторне заняття

1. Визначити які (по номеру) ключі ФЕС повинні бути замкнуті, якщо на вхід кодеру поступає вхідний АІМ сигнал із заданим варіантом амплітуди, представленим в табл. 3.1. лабораторної роботи №3.

2. Визначити значення: еталонних сигналів, рівня квантування, помилки квантування для заданого варіанту амплітуди вхідного АІМ сигналу.

3. Визначити структуру кодової групи на виході кодеру (для заданого варіанту амплітуда вхідного АІМ сигналу) і накреслити часову діаграму сигналу цієї кодової групи.

Звіт повинен складатися з:

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Таблиця відповідності стану ключів ФЕС з номерами, значеннями еталонних сигналів і рівнями квантування сегментів характеристики квантування кодеру (табл.4.2.).

4. Таблиці 4.3 і 4.4, в яких самостійно заповнити всі незаповнені рядки.

5. Характеристика квантування кодеру (у вигляді графіка), побудована за даними таблиці 4.2 (при цьому врахувати, що кінцю 7-го сегменту відповідають наступні дані: Uес7=2048, Nкв=128, Uс=1.

4. Отримані результати по пунктах 1 та 2 лабораторного заняття оформити у вигляді таблиці (за формою табл. 4.5.).

5. Структура і тимчасова діаграма кодової групи на виході кодеру (для свого варіанту амплітуди вхідного АІМ сигналу).

6. Висновки.

Контрольні питання:

1. В чому полягає призначення ключів формувача еталонних сигналів (ФЕС), їх кількість і значення що підключаються ними еталонних сигналів?

2. Які (по номеру) ключі ФЕС визначають номери сегментів?

3. Які (по номеру) ключі ФЕС визначають номери рівнів квантування в конкретному (по номеру) сегменті?

4. Визначте номер сегменту і його кодову комбінацію, якщо у ФЕС замкнутий 1-й (2-й..,7-й) ключ.

5. Визначте номер рівня квантування в сегменті (номер, якого необхідно також визначити), і його кодову комбінацію, якщо у ФЕС замкнуті 2-й, 3-й (4-й ...11-й) ключі.

6. Визначте рівень квантування для вхідного АІМ сигналу, відлік якого потрапляє в сегмент №... в зоні рівня квантування в сегменті №...

7. На виході кодеру сформована 8-розрядна кодова комбінація вигляду ____________. Визначте закодовані номери сегменту, рівня квантування в сегменті і полярність відліку вхідного АІМ сигналу.

Література

1. Аппаратура ИКМ-30. Под ред. Ю.П. Иванова и Л.С. Левина, -М.: Радио и связь, 1983.

2. Ю.В. Скалин, А.Г. Берштейн, А.Д. Финкевич. Цифровые системы передачи. - М.: Радио и связь, 1988.

Лабораторна робота № 5

Декодер ЦСП ІКМ-30

Мета: вивчення побудови та принципу роботи деко деру ЦСП ІКМ-30.

Теоретичні положення

Декодер призначений для цифро-аналогового перетворення 8-ми розрядних кодових груп ІКМ сигналу у сигнал АІМ-2, тобто у відліки потрібної полярності та амплітуди.

Амплітудна характеристика декодеру наведена на Рис. 5.1. Як можна бачити з цього рисунку, вона визначається, як зворотна функція по відношенню до характеристик кодеру, у наслідок чого загальна амплітудна характеристика тракту, що включає кодер та декодер, лінійна (з точністю до половини шагу квантування).

Рис. 5.1 - Амплітудна характеристика декодеру

Структурна схема декодеру наведена на Рис. 5.2.

Рис. 5.2 - Структурна схема декодеру

Декодер складається з аналогової та цифрової частин, що розташовані на двох платах, що входять у один блок ДЕШ.

Аналогова частина декодеру містить наступні функціональні вузли:

• два формувача еталонних сигналів (ФЕС-А, ФЕС-В), що за призначенням аналогічні відповідним вузлам кодеру;

• диференційний підсилювач (ДП), що перетворює одно полярні відліки сигналу АІМ-2 у біполярний сигнал.

Цифрова частина декодеру містить наступні функціональні вузли:

• перетворювач коду (ПК), що перетворює послідовний код у паралельний;

• регістр пам’яті з логікою керування (РП з ЛУ), що призначений для запису та зберігання символів (0 та 1) кодової групи у спливанні інтервалу часу , необхідного для потрібної довжини відліків вихідного АІМ сигналу;

• цифрового експандеру (ЦЕ), що здійснює перетворення 7-ми розрядного коду (без знакового символу ); що поступає з виходів регістру пам’яті, у 12-розрядний код, необхідний для керування ФЕС;

• логіка вибору ФЕС (ЛВ Ф(С), що пропускає сигнали з виходу цифрового експандеру на вихід розрядів того чи іншого ФЕС (ФЕС-А або ФЕС-В) у залежності від значення символу у знаковому розряді ().

Всі функціональні вузли аналогової та цифрової частин декодеру конструктивно виконані у вигляді інтегральних мікросхем.

Основним параметром, що характеризує якість перетворення сигналу у декодері, як і у кодері, є відношення середньої потужності у декодері сигналу до середньої потужності шуму квантування .

У декодері виникають додаткові шуми перетворення () унаслідок кінцевої точності виготовлення аналогових виробів декодеру та обмеженої стабільності їх параметрів (апаратурні похибки перетворення у декодері). Середня потужність додаткових шумів, що обумовлена апаратурними похибками декодеру, складає , де - середня потужність шуму кватовання.

При нелінійному декодуванні відбувається перетворення за допомогою цифрового експандеру 7-символьного коду (окрім знакового символу ) у 12-символьний для керування станом ключів ФЕС, що підключає ті чи інші еталонні значення сигналів. При цьому комбінація символів перетворюється у сигнал керування, що забезпечує замкнутий стан ключа ФЕС, що підключається основний еталонний сигнал на його виході.

Одночасно з підключенням (формуванням) основного еталонного сигналу підключається (формується) через відповідний ()-й ключ ФЕС еталонний сигнал корекції величиною , що забезпечує значення похибки () не більш половини шага квантування: , де - величина шагу квантування і-го сегменту. Комбінація символів використовується для керування станом ключа ФЕС, що підключають (формують) додатковий еталонний сигнал даного сегменту . Відновлений таким чином відлік сигналу потім інвертується або передається без змін на вихід декодеру (у залежності від знакового символу кодового слова).

Процес перетворення кодового слову ІКМ сигналу у відлік сигналу АІМ-2 пояснюється часовими діаграмами, що наведені на Рис.5.3.

Символи кодового слова , що послідовно поступають на вхід декодеру, записуються за допомогою керуючих символів Р₁,Р₂,…,Р₇ у комірці перетворювача коду. Восьмий символ вхідного ІКМ сигналу поступає безпосередньо на вхід 8-го розряду регістру пам’яті у тактовому інтервалі Р₈. У цьому ж тактовому інтервалі Р₈ сім символів кодового слова , що представлені у паралельній формі на виходах перетворювача коду, записуються (з ПК) одночасно з символом у регістр пам’яті. При цьому 8-розрадний код записується у регістр пам’яті з інверсією парних символів за допомогою логіки керування.

Зберігання інформації у регістрі пам’яті продовжується на протязі інтервалу , необхідного для отримання потрібної довжини відліків вихідного АІМ сигналу. Імпульсом Р₆ здійснюється загальне скидання регістру пам’яті.

Вихідні сигнали регістру пам’яті , перетворюються у цифровому експандері та у логіці вибору ФЕС у сигнали керування станом ключів ФЕС-А (при ) або ФЕС-В (при ). Одно полярний сигнал, що формується на виході ФЕС-А, інвертується у диференційному підсилювачі, а сигнал з виходу ФЕС-В передається цим підсилювачем без інверсії. У результаті цього на виході на виході декодеру отримуємо біполярний сигнал АІМ-2. Відлік вихідного сигналу деко деру подається потім на вхід ФНЧ, відповідного канального приймача на протязі тривалості імпульсу Кер.N, що керує селектором N-го каналу.

Рис. 5.3 - Часові діаграмами, що пояснюють Процес перетворення кодового слову ІКМ сигналу у відлік сигналу АІМ-2

Таким чином, кодова група N-го каналу, що поступає на вхід декодеру, виду 10011010 після інвертування парних символів у регістрі пам’яті декодеру набуває вид 11001111 (див. Рис.5.3). Кодова група даного виду містить наступну інформацію: відлік сигналу – позитивний (), знаходиться у 4-му сегменті () у районі 16-го рівня квантування 4-го сегменту (). При цьому у декодері вмикається ФЕС-А, ключі якого підключають на його вихід наступні еталонні сигнали: (див. Табл. 5.1). Сумарне значення еталонного сигналу на виході ФЕС-А складає що при відповідає амплітуді відліку АІМ сигналу 252 мВ.

Таблиця 5.1

Номер сегменту (і)	Еталонні сигнали (), у.о.						Шаг квантовання (), у.о.
	Основний	додаткові				корекції
0	-	8	4	2	1	0,5	1
1	16	8	4	2	1	0,5	1
2	32	16	8	4	2	1	2
3	64	32	16	8	4	2	4
4	128	64	32	16	8	4	8
5	256	128	64	32	16	8	16
6	512	256	128	64	32	16	32
7	1024	512	256	128	64	32	64

Побудова ФЕС декодеру аналогічно побудові ФЕС кодеру (за кількістю ключів, еталонних сигналів та їх значень). Особливість ФЕС декодеру міститься у тому, що у ньому (на відміну від ФЕС кодеру) використовується додатково еталонні сигнали корегування. У наслідок чого ФЕС декодеру містить на 11-ть (як ФЕС кодеру), або 12-ть ключів. При цьому 12-й ключ підключає еталонний сигнал корегування , що використовується у 0-му та 1-му сегментах.