Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫОПРОСА
КВАНТОВАТЕЛЬ
АДАПТИВНАЯ КОММУТАЦИЯ.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫУПЛОТНЕНИЯ
СТРУКТУРА ГРУППОВОГО СИГНАЛА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Определение частоты опроса
В нашем случае спектр сигнала гауссовский. Из [2] по модели №4 сигнала с гауссовским спектром (рис. 1) определяем частоту опроса F0. По заданию на проект, показатель верности gэф = 0.7 %, а ширина спектра сигнала Df=300 Гц. Применим эту модель к интерполяции по Лагранжу при n=1,2,3, используя также следующие соотношения:
Частоту опроса определим по формуле: 
, i=1,2,3.
Теперь проанализируем полученные результаты. Частота опроса F02 имеет существенный выигрыш по сравнению с F01 и проигрывает частоте F03, так как больше неё. Но выберем F02, так как при реализации на этой частоте обеспечивается заданное качество и аппаратная сложность меньше, чем при F03.
Квантователь
Неравномерное квантование позволяет получить постоянное отношение сигнал/шум в достаточно широком диапазоне входного сигнала по сравнению с равномерным квантованием (рис.2).
По техническому заданию в данной курсовой работе задан квантователь АИКМ. Возможны следующие реализации:
1. С адаптацией по входу:
а) С переменным шагом квантования
б) С переменным коэффициентом усиления
2. С адаптацией по выходу:
а) С переменным шагом квантования
б) С переменным коэффициентом усиления
Главным недостатком систем с адаптацией по выходу является необходимость передавать по каналу связи еще либо коэффициент усиления, либо шаг квантования. Поэтому будем использовать адаптацию по выходу с переменным коэффициентом усиления, ее проще реализовать аппаратно.
Структурная схема выглядит следующим образом:
Квант – квантователь, Код – кодер, Адапт – адаптация, Декод – декодер, ЛС – линия связи
Дискретизация входного сигнала осуществляется по выходному квантованному сигналу или по последовательности кодовых слов.
Недостатком данной схемы является высокая чувствительность к ошибкам в кодовых словах. Эти ошибки ведут к неправильной установке коэффициента усиления.
Исследование этой схемы показало, что по сравнению с 
- квантователем достигается выигрыш не менее 5 дБ при том же динамическом диапазоне сигнала. Но этот выигрыш зависит от ФПВ сигнала и от его динамического диапазона.
Рассчитаем сколько нужно разрядов, для того чтобы выполнить условие отношения сигнал/шум равным 35дБ. Представим квантованный сигнал в виде:
, где е (n) – шум квантования.
В дальнейшем предполагаем что шум квантования является стационарным белым шумом, некоррелированным с входным сигналом и имеющим равномерное распределение в интервале 
в этом случае дисперсия шумов квантования:
Для равномерной ФПВ дисперсия составляет: 
, т.к 
Шаг квантования определяется по формуле: 
;
Отношение С/Ш квантования определяется по формуле:
АИКМ дает преимущество по сравнению с равномерным квантователем порядка 3 дб. Величина выигрыша зависит от величины корреляции между отсчетами.
Следовательно разрядность квантователя В определяется как:
q-6=6В+4,8 В= 
По заданию на курсовой проект ОСШ q=35дб,следовательно
В= 
Возьмем В=4
Адаптивная коммутация
Адаптивная коммутация представляет собой способ уменьшения частоты опроса датчиков в соответствии со скоростью изменения входного сигнала. Очередность передачи информации от различных датчиков может производиться с такими характеристиками:
1) Наибольшая текущая погрешность аппроксимации.
2) Экстремальное значение входных сигналов и их производных
3) Отклонение параметров от нормы.
Система позволяет учитывать приоритет отдельных сообщений по отношению к источникам, а так же передавать информацию в каналах связи в реальных масштабах времени. В данной системе производиться предварительный опрос всех каналов, выявляется канал с наибольшей погрешностью аппроксимации и информация этого канала поступает в линию связи. Обобщенная структурная схема системы (рис. 4)
 |
K1
Д1 П П А А Ц П Б С
KN
ДN П П А
Г И А П
Рис. 4
ГИ – генератор импульсов; ППА – преобразователь погрешности аппроксимации; АП – анализатор помех; БС – блок считывания; К – ключ
В каждом канале есть преобразователь погрешности аппроксимации (ППА). Анализатор погрешности (АП), путем последовательного опроса ППА, выделяет канал с наибольшей погрешностью аппроксимации и открывает ключ этого канала. После АЦП сигнал в параллельном коде поступает в блок считывания (БС) куда поступает и адрес канала. В БС производиться преобразование параллельного кода в последовательный. После выдачи сигнала в линию связи из БС, в АП поступает сигнал «конец» и срабатывает АП. Затем все повторяется снова.
Рассмотрим возможности построения блока анализатора помех. Известно параллельное, последовательное и параллельно-последовательное построение блока АП. Наибольшим быстродействием обладает схема АП при параллельном анализе погрешности. (Рис. 5)
 | |||
 | |||
Д1
 | |||
 |
П П А
 | |||||
 |  | ||||
ДN М К А Ц П Б С
 |  |  | |||
С
П П А
З
Г Т И
 | |||
 |
В М С
Рис. 5
С – сигнал считывания; З – сигнал запрета; МК – мультиплексор; ВМС – выявитель максимального сигнала; ГТИ – генератор тактовых импульсов.
Сигналы от датчиков поступают на входы ППА и мультиплексора. Мультиплексор находиться в закрытом состоянии и открывается с поступлением тактовых импульсов с генератора тактовых импульсов (ГТИ). Мультиплексор – это устройство, предназначенное для передачи сигнала с любого из входов на одну общую выходную шину. Вход, с которого сигнал поступает на выход, выбирается в зависимости от вида параллельного двоичного кода, который подается на управляющие входы. Сигналы с выхода ППА анализируются в блоке ВМС, который представляет собой схему сравнения на n входов. На выходе ВМС формируется параллельный двоичный код, соответствующий номеру канала с наибольшей погрешностью аппроксимации. При поступлении на МК тактового импульса с ГТИ на выход проходит сигнал канала двоичный код номера которого воздействовал на управляющие входы МК. Сигнал датчика и адрес канала в параллельной форме записываются в БС. При поступлении импульсов считывания с ГТИ происходит преобразование параллельного кода в последовательный, и сигнал передается в линию связи.
Наиболее оптимальная [1] по программно-аппаратным затратам является АИКМ4 которую и возьмем. Алгоритм вычисления которой:
Рассмотрим простейшую схему выделения максимального сигнала с использованием диодных сборок, т.е. диодных схем «И» и операционных усилителей, выходной сигнал которых является двоичным кодом канала с максимальной погрешностью аппроксимации. Использование диодных сборок основано на том, что между операциями алгебры логики и операциями выделения максимума и минимума существует определенная аналогия:
Для получения на выходе на выходе схемы выделения максимального сигнала, соответствующего кода необходимо на выходы этой схемы подключить по определенным правилам к инверсным и прямым входам операционные усилители.
- подключение к инверсному входу, 
- подключение к прямому входу.
Простейшая схема ВМС на 4 входа имеет вид:
Рис. 6
При достаточном усилении операционных усилителей, когда напряжение на прямом входе больше, чем на инверсном, операционный усилитель находится в режиме насыщения, т.е. на выходе «1». Если наоборот, то операционный усилитель находится в режиме отсечки, т.е. на выходе «0». Для получения хороших результатов, необходимо, что бы характеристики диодов были одинаковыми, а усиление ОУ было больше 1000.
Структурная схема и описание системы уплотнения
Рис. 8 Структурная схема передающей части адресного уплотнения
При кодовом (адресном) разделение сигнал состоит из двух частей: адреса и самих данных. Адрес содержит информацию о номере канала, которому принадлежит данные. Рассмотрим работу передающей части. Сигналы с каналов запоминаются в блоке памяти (БП) и с приходом тактового импульса первым последовательно на выходе БП появляется СИ, а за ним появляется код адреса канала и данные этого канала из БП. Дальше это модулируется и излучается передатчиком.
Рис. 9 Структурная схема приемной части.
ГТИ – генератор тактовых импульсов.
ГНК – генератор несущего колебания.
ПРМ – приемник.
ДМ – демодулятор.
Д – демультиплексор.
После приемника сигнал детектируется и при получении синхросигнала запускается схема декодирования адреса, которая преобразует из последовательной формы в параллельную и управляет демультиплексором который перенаправляет сигнал данных в нужный канал схемы сжатия.