Сделай Сам Свою Работу на 5

Зависимость качества и сложности реализации кодеков от скорости передачи. ИКМ. ДИКМ. АДИКМ. Дельта-модуляция. Богачков





Синхронизированный по переднему фронту JK-триггер на элементах И, НЕ(Женатов)

 

Для устранения недостатка – наличия запрещенного состояния в RS-треггере был создан JK-триггер.

Таблица истинности JK-триггера

 

J K Qn
Qn-1


1) C = 0. Работает первый триггер, а второй хранит предыдущее состояние;

2) С = 1. Работает второй триггер, первый сохраняет предыдущее состояние.

 

 

Импульсные воздействия (переходные процессы) в линейных электрических цепях, основные определения, терминология. Классический метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях. Переходные и импульсные характеристики(Никонов)

 

В реальных электрических цепях сигналы длятся не бесконечно, так как происходят их включения или выключения, а также могут осуществляться переключения пассивных элементов. При переключениях (коммутациях) происходит переход цепи от одного установившегося состояния к другому и необходимо знать:

- вид переходных процессов на разных участках цепи;

- время завершения переходного процесса (время установления);



- максимальные значения токов и напряжений при переходных процессах.

Основные определения:

- , - время, соответственно, непосредственно до и после переключения;

- независимые начальные условия - начальные условия для момента времени ;

- зависимые начальные условия - начальные условия для момента времени ;

- электрическая цепь с нулевыми начальными условиями - в момент времени реактивные элементы не имели энергии;

- электрическая цепь с ненулевыми начальными условиями - в момент времени некоторые реактивные элементы имели запас энергии;

- корректные переключения (коммутации) - законы коммутации не противоречат основным законам цепей и их можно применять для анализа;

- некорректные коммутации - законы коммутации противоречат ТЭЦ и для анализа необходимо вначале применить более общие принципы непрерывности потокосцепления и заряда.

Анализ переходных процессов чрезвычайно важен, так как длительность переходных процессов определяет готовность радиоаппаратуры к работе, а «броски» токов и напряжений могут вывести радиоэлементы из строя.



В соответствии с используемым математическим аппаратом нашли применения четыре метода анализа переходных процессов, которые можно назвать: классический, частный, операторный, временной. Выбор метода анализа зависит от его трудоемкости при решении конкретной задачи.

При анализе достаточно любым методом найти переходной процесс для одного из токов (напряжений) электрической цепи, остальные величины определяются затем по законам теории цепей.

Классический метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях.

Метод основан на классическом способе решения линейных дифференциальных уравнений, при котором:

- составляется дифференциальное уравнение с одной переменной;

- записывается однородное дифференциальное уравнение, которое преобразуется в характеристическое (производные заменяются произвольной переменной, степени которой зависят от порядков производных);

- определяются корни характеристического уравнения;

- записывается ответ в виде суммы общего решения (экспонент) с неизвестными постоянными и частного решения уравнения;

- по зависимым начальным условиям определяются неизвестные постоянные.

В теории цепей данный метод применяется нулевых и ненулевых начальных условий при включениях (выключениях) постоянного напряжения, гармонического напряжения, импульсов прямоугольной формы, а так же при переключениях элементов при перечисленных сигналах.

При составлении дифференциальных уравнений по законам ТЭЦ



применяют зависимости (1.1),(1.3),(1.5) для линейных элементов:

Для индуктивности и ёмкости, как известно, можно использовать и обратные, т.е. интегральные соотношения.


4.Задача. (Богачков)

Полый прямоугольный волновод имеет размеры 23*10 мм. Оценить возможность использования данного волновода на частоте 14 ГГц. (Рабочий и одномодовый режимы, типы волн на заданной частоте). При необходимости подобрать волновод оптимальных размеров.

1) ; ; 6.5·109<fодн<13·109 Гц
2) fраб ;

;

3) Найдём все типы волн

;

;

;

; т.е. А=2,15 и В=0,93, следовательно входят типы волн Н10 и Н20.

4) Оптимальный волновод

f0 → fраб ; f0≈1,5 ; f0= ; а = ; а = 2,3b; b = .

1.

 

 

Зависимость качества и сложности реализации кодеков от скорости передачи. ИКМ. ДИКМ. АДИКМ. Дельта-модуляция. Богачков

Простейшим способом использования корреляции между дискретами речи является кодирование разностеймежду соседними дискретами. Поэтому первым примером «сжимающей» обработки стоит считать дифференциальную ИКМ (ДИКМ), при которой осуществляется предсказание речи первого порядка. Предыдущий отсчет берется с определенным весом, формируя прогноз, а разница между предсказанным и реальным отсчетами речи подвергается квантованию.

ДИКМ и дельта-модуляция (ДМ) специально разработаны для реализации преимуществ, которые дает использование корреляции между дискретами в РС. Наличие корреляции означает, что сигнал изменяется медленно и разность между соседними отсчетами будет иметь меньшие значения, чем исходный сигнал. Поскольку диапазон разностей значений дискретов меньше диапазона самих значений дискретов, для кодирования значений разности потребуется меньше разрядов.

Простейшими средствами получения разности значений дискретов являются запоминание предыдущего входного дискрета непосредственно в аналоговой памяти и использование аналогового вычитающего устройства для измерения изменения (рис. 6.1) [26]. Изменения сигнала затем квантуются и кодируются для передачи.

 

Рис. 6.1. Структурная схема системы ДИКМ

 

Сигнал разности после дискретизации квантуется при ДМ только по знаку (полярности), а при ДИКМ – и по знаку, и по величине, после чего формируются двоичные символы (кодовые слова) цифрового сигнала.

Таким образом, в дифференциальных кодеках квантованию и передаче по цифровому каналу подвергается разность между текущим отсчетом (выборкой) PC и его предсказанным значением.

Шум квантования при подаче на вход квантователя будет меньше, чем при обычном квантовании (ИКМ). При одинаковом уровне шума число уровней квантования будет меньше, а значит, длина двоичного кодового слова и необходимая скорость передачи будут снижены [3].

На приемной стороне из принятого цифрового сигнала аналогичным образом формируется квантованный аппроксимирующий сигнал, который после ФНЧ и усиления поступает на выход системы.

Дельта-модуляция фактически может рассматриваться как особый случай ДИКМ, когда используется только один разряд на отсчет разностного сигнала. Этот единственный разряд показывает полярность отсчета разностного сигнала и посредством этого указывает на то, увеличился или уменьшился сигнал за время, прошедшее после последнего отсчета. В системах с ДМ частота дискретизации выбирается во много раз больше, чем в системе с ИКМ. В результате соседние отсчеты оказываются в большой степени коррелированными.

В простейшем случае линейной ДМ квантователь имеет только два уровня и фиксированный шаг квантования, а предсказатель представляет собой цифровое интегрирующее устройство, в котором сигнал задерживается на такт и умножается на коэффициент а, где 0 < < 1.

Иногда дельта-модулятор не в состоянии отслеживать быстрые изменения во входном сигнале. Когда это случается, возникает «отставание» восстановленного сигнала от исходного, характеризуемое как искажения перегрузки по крутизне [3, 27].

Рис. 6.2. Искажения перегрузки по крутизне при ДМ


Ошибки квантования (шумомдробленияили гранулярный шум) можно уменьшить, выбирая меньший шаг. При медленном изменении сигнала искажения обусловлены только шумом квантования. Но при быстром изменении сигнала ДМ-квантователь с мелким шагом просто не будет успевать подстраивать напряжение на выходе, и будет наблюдаться «перегрузка по наклону». Как показано на рис. 6.2, для медленно меняющихся сигналов основное значение имеет гранулярный шум, в то время как для быстро меняющихся сигналов – искажения перегрузки по крутизне.

Таким образом, приходится искать компромисс.

Перегрузка по крутизне является не только ограничивающим фактором для системы с ДМ, но и проблемой, присущей любой системе, когда кодируется разность значений соседних отсчетов. Поэтому для снижения погрешности передачи при ДИКМ и повышения эффективности ДМ (снижения ) параметры квантователя и предсказателя должны быть согласованы со статистическими характеристиками PC. Следовательно, как квантователь, так и предсказатель должны быть адаптивными. В этом случае речь идет об адаптивной ДИКМ (АДИКМ).

Основная идея адаптивного квантования состоит в том, что шаг квантования изменяется таким образом, чтобы соответствовать изменяющейся дисперсиикодируемого сигнала. В результате размеры шкалы квантования подстраивают в соответствии с энергией речи так, чтобы слабые сигналы квантовались малыми ступенями квантования, а сильные сигналы – большими. Благодаря непрерывной подстройке шага квантования к текущей мощности речи, разрядность шкалы квантования при АДИКМ удалось снизить до четырех бит и получить кодек со скоростью передачи 32 кбит/с (в два раза ниже ИКМ-64) и качеством, близким к ИКМ [26].

В 1984 году был принят стандарт на АДИКМ (32 кбит/с) ITU-T G.721, позднее замененный на G.726, для передачи по каналам со скоростью 16, 24, 32 кбит/с с хорошим качествомАДИКМ обеспечивает выигрыш около 5 дБ по сравнению со обычной неадаптивной ИКМ с -законом. Адаптивный квантователь позволяет расширить динамический диапазон. С учетом дополнительного выигрыша в величине ОСШ приблизительно 6 дБ за схемы с адаптивным квантованием, АДИКМ позволяет получить ОСШ на 10...11 дБ больше, чем при использовании неадаптивного квантователя с тем же числом уровней [27].

При одной и той же вероятности ошибки на бит АДИКМ с скоростью 40 кбит/с обеспечивает намного лучшее качество передачи речи, чем логарифмическая -ИКМ со скоростью 56 кбит/с. При этом следует отметить, что снижение скорости передачи не обязательно сопровождается повышением устойчивости к ошибкам передачи. Более того, если РС представляется меньшим числом битов, то это сопровождается увеличением информации, содержащейся о сигнале в каждом бите, и, следовательно, необходимо повышать защищенность битов от ошибок

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.