Цифровая система передачи информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

ФАКУЛЬТЕТ БЕЗОТРЫВНОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Системы передачи информации»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория передачи сигналов»

на тему «Цифровая система передачи информации»

Выполнил:

студент гр. ЗЭТ-33

Юркевич Р.О.

Проверил:

доцент Фомичёв В.Н.

Гомель 2013

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Расчёт основных параметров цифровой системы передачи информации
• 2. Расчёт спектра АИМ-сигнала
• 3. Дискретизация сообщений по времени
• 4. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование
• 5. Расчет погрешностей квантования
• 6. Формирование линейного сигнала
• 7. Расчет спектра линейного сигнала
• 8. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ
• Заключение
• Список использованных источников
• ВВЕДЕНИЕ

цифровой квантование сигнал

Развитие науки и ускорение технического прогресса немыслимо без совершенствования вычислительной техники, средств связи и систем сбора, передачи и обработки информации. Решение этого вопроса невозможно без создания цифровых систем и сетей связи.

Наиболее широкое распространение получили в настоящее время многоканальные системы с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), обеспечивающие организацию по одной линии связи большого числа одновременно и независимо действующих каналов. Наиболее широко используются цифровые системы передачи ИКМ-12 М, ИКМ-15, ИКМ-30, ИКМ-120, ИКМ-480 с временным разделением каналов (ВД). Они позволяют организовывать соответственно 12,15, 30, 120 и 480 телефонных каналов связи.

Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ).

Управление территориально разобщенными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием систем передачи информации, т.е. систем связи, работающих по проводным и радиоканалам. В ближайшее время будет происходить постепенное внедрение волоконно-оптических линий связи.

Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами.

Передача информации на железнодорожном транспорте ведется в условиях воздействия сильных и разнообразных помех, поэтому системы связи должна обладать высокой помехоустойчивостью, что связано с безопасностью движения. Под помехоустойчивостью понимают способность систем связи противостоять вредному действию помех. К системам связи предъявляют также требование высокой эффективности при относительной простоте технической реализации и эксплуатации.

Проблема эффективности систем передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономичным способом (в смысле затрат энергии и полосы частот) в заданное время. Перечисленные проблемы тесно связаны между собой.

Повышение помехоустойчивости и эффективности достигается использованием наиболее совершенных способов передачи (кодирования и модуляции) и приема (декодирования и демодуляции).

Системы передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) характеризуются применением аналоговых методов модуляции, при которых модулируемый параметр может принимать любые значения в некоторых допустимых пределах. Помехоустойчивость систем с аналоговыми методами модуляции сравнительно невелика. Помехи вызывают паразитную модуляцию основных параметров сигналов переносчиков и после демодуляции попадают на выход канала. Помехоустойчивые методы модуляции (ЧМ и ФМ) улучшают соотношение сигнал-помеха на выходе канала. Однако поскольку при аналоговых методах модуляции все значения модулируемых параметров являются разрешенными, при приеме невозможно отличить паразитную модуляцию от полезной, а следовательно, невозможно отделить полезный сигнал от помехи.

В курсовой работе необходимо по исходным данным рассчитать основные временные и частотные параметры системы передачи, разработать структурные схемы передающего и приемного устройства, построить временные диаграммы работы отдельных устройств и модулей системы передачи.

Передающее устройство системы должно состоять из следующих основных функциональных блоков: амплитудно-импульсного модулятора для преобразования аналогового сигнала в АИМ-сигнал, кодера для преобразования АИМ-сигнала в кодовую последовательность и формирователя линейного сигнала для непосредственной модуляции и согласования сообщения с линией передачи.

Приемное устройство должно содержать устройство разделения для выделения полезного промодулированного сигнала из линии, преобразователя кода передачи, осуществляющего перекодирование передаваемого сообщения в исходный цифровой код, блока цифро-аналогового преобразования, производящего восстановление принятого сообщения в исходном аналоговом виде.

Целью данной курсовой работы является разработка элементов цифровой системы передачи.

1. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Пусть по ИКМ-ВД передаётся непрерывное сообщение. Его спектр ограничен верхней частотой и требуемым количеством каналов Рассчитаем некоторые параметры, необходимые при проектировании ИКМ - системы передачи.

1. Количество всех каналов, организуемых по ИКМ-ВД

(1)

где - заданное количество телефонных каналов;

- количество каналов синхронизации.

2. Длительность цикла (период дискретизации)

(2)

где - частота опроса.

По теореме Котельникова должно выполнятся условие Для повышения устойчивости обычно используют коэффициент В расчёте примем его среднее значение. Тогда Отсюда период дискретизации:

(3)

3. Длительность канального интервала

(4)

4. Длительность тактового интервала (период) между кодовыми импульсами в канальном интервале

(5)

где n - количество разрядов в кодовой комбинации квантованного отсчёта ().

5. Длительность кодового символа

(6)

6. Тактовая частота линейного сигнала

(7)

7. Длительность управляющих канальных импульсов

(8)

8. Требуемая полоса пропускания линейного тракта ИКМ - системы передачи:

(9)

2. РАСЧЁТ СПЕКТРА АИМ-СИГНАЛА

Простейшим видом модуляции периодической последовательности импульсов является амплитудно-импульсная модуляция. При данной модуляции происходит изменение амплитуды периодической последовательности импульсов в соответствии с законом изменения модулирующего сообщения. Различают два рода амплитудно-импульсной модуляции: АИМ-1 и АИМ-2. При АИМ-1 амплитуда каждого импульса следует за изменениями модулирующего сообщения в течение всего времени существования этого импульса (рисунок 1).

Рисунок 1 - Формирование амплитудно-импульсного сигнала

Расчетная формула спектра АИМ-1 сигнала:

U(t) = a₀/2 + 1/2 m_АИМ a₀cosщt +A_ncos(nщ₀t + ц_n) +

+ 1/2 m_АИМA_ncos[(nщ₀ + щ)t + ц_n] + (10)

+ 1/2 m_АИМA_ncos[(nщ₀ - щ)t + ц_n],

где - постоянная составляющая;

m_АИМ - коэффициент глубины модуляции импульсов;

A_n - амплитуда n-й гармоники;

- круговая частота основной (первой) гармоники прямоугольных импульсов (частота дискретизации), рад/с;

ц_n - начальная фаза n-й гармоники;

U₀ - амплитуда немодулированных прямоугольных импульсов.

Постоянная составляющая спектра (при щ = 0);

В (11)

Спектр модулирующего сигнала (при щ = щ_н ч щ_в):

В (12)

Амплитуда первой гармоники частоты дискретизации:

В (13)

Боковые полосы (верхняя и нижняя) для первой гармоники:

B (14)

Учитывая характер энергетического спектра русского речевого сигнала, принимаем значение спектра на частотах щ_в, равными нулю.

Результаты всех расчётов спектра АИМ-сигнала сведём в таблицу (таблица 1).

Таблица 1 -- Результаты расчета спектра модулированного АИМ сигнала

n	An,В	, В
0	0.0357	?	?	0.0114	0
1	0.0714	0	0.0114	0.0114	0
2	0.0714	0	0.0114	0.0114	0
12	0.0701	0	0.0112	0.0112	0
22	0.067	0	0.0107	0.0107	0
32	0.0622	0	0.00995	0.00995	0
42	0.056	0	0.00896	0.00896	0

По результатам расчетов построим спектральную диаграмму АИМ сигнала (рисунок 2).

По оси абсцисс отложим частоты, по оси ординат амплитуды соответствующих гармоник.

3. ДИСКРЕТИЗАЦИЯ СООБЩЕНИЙ ПО ВРЕМЕНИ

Многоканальные системы передачи в основном применяются для передачи речевых сигналов, которые относятся к непрерывным. Для передачи непрерывного сообщения с помощью ИКМ необходимо выполнить следующие операции:

- дискретизация сообщения по времени (получение АИМ - сигнала);

- квантование полученных импульсов (отсчетов, выборок) по амплитуде;

- кодирование квантованных по амплитуде импульсов.

Дискретизация непрерывных сообщений производится АИМ-модуляторами в соответствии с теоремой Котельникова. На выходе АИМ-модуляторов формируется групповой АИМ-сигнал. Работой АИМ-модуляторов управляют последовательности канальных импульсов. Групповой АИМ-сигнал поступает на кодер, который одновременно с кодированием осуществляет операцию квантования по уровню.

Произведём расчёт величин отсчётов (выборок) заданных входных сигналов исследуемых каналов N_i = 23 - 28 проектируемой ЦСП для всех канальных интервалов и четырех циклов передачи. Для всех заданных входных сигналов выполним расчёт величины одного отсчёта в развёрнутом виде, подставляя в формулы числовые значения. Результаты расчётов величин других отсчётов всех циклов заданных входных сигналов приведём в итоговом виде в таблицах 2 - 5. Первая колонка каждой таблицы содержит порядковый номер канала i, вторая - соответствующее ему время t, остальные - значения напряжения заданных каналов в вольтах.

По результатам проведённых расчётов для всех исследуемых каналов и четырёх циклов передачи построим временные диаграммы изменения входного сигнала по времени по канальным интервалам. По оси абсцисс откладывается порядковый номер канала, по оси ординат - значение амплитуды входного сигнала в вольтах.

Входные сигналы:

U₂₃¹(t) = -0.14sin²(22000t) = ;

Так как имеет частоту выше Fв = 3700 Гц, значит мы отбрасываем это выражение.

U₂₄²(t) = -0.15sin(22100t);

U₂₅³(t) = -0.16sin(22200t);

U₂₆⁴(t) = 0.17cos(21200t) ;

U₂₇⁵(t)= 0.16cos(21100t);

U₂₈⁶(t) = 0.15cos(2800t).

Значение времени t в функциях входных сигналов для соответствующих циклов передачи определяется

t = T_к (i+1) +T₀(Ц-1) , (15)

где i - номер канального интервала;

Ц-номер цикла, Ц=1,2,3,4.

Расчет величины отсчета при n = 1 и i = 24, 25, 26, 27, 28, 29:

T_o = 115.0110^-6 с.

T_к =3.59410^-6 с.

U₂₃¹(t) = -0.07 В,

U₂₄²(t) = -0.15sin(23.142100((25+1)3.59410^-6) +((1-1) 115.0110^-6))) = -0.141521 В,

U₂₅³(t) = -0.16sin(23.142200((26+1)3.59410^-6) +((1-1) 115.0110^-6))) = -0.155807 В,

U₂₆⁴(t) = 0.17cos(23.141200((27+1)3.59410^-6)+((1-1)115.0110^-6))) = 0.123369 В,

U₂₇⁵(t) = 0.16cos(23.141100((28+1)3.59410^-6)+((1-1)115.0110^-6))) = 0.120251 В,

U₂₈⁶(t) = 0.15cos(23.14800((29+1)3.59410^-6) +((1-1) 115.0110^-6))) = 0.128505 В

Таблица 2 - Таблица первого цикла передачи

i	t(i), c	U23(t), В	U24(t), В	U25(t), В	U26(t), В	U27(t), В	U28(t), В
0	0,0000036	-0,070000	-0,007111	-0,007946	0,169938	0,159951	0,149976
1	0,0000072	-0,070000	-0,014205	-0,015871	0,169750	0,159803	0,149902
2	0,0000108	-0,070000	-0,021268	-0,023758	0,169439	0,159556	0,149780
3	0,0000144	-0,070000	-0,028283	-0,031586	0,169002	0,159211	0,149609
4	0,0000180	-0,070000	-0,035234	-0,039336	0,168442	0,158768	0,149388
5	0,0000216	-0,070000	-0,042106	-0,046990	0,167758	0,158226	0,149120
6	0,0000252	-0,070000	-0,048883	-0,054527	0,166951	0,157587	0,148802
7	0,0000288	-0,070000	-0,055551	-0,061929	0,166021	0,156851	0,148436
8	0,0000323	-0,070000	-0,062093	-0,069179	0,164969	0,156018	0,148022
9	0,0000359	-0,070000	-0,068496	-0,076258	0,163796	0,155089	0,147559
10	0,0000395	-0,070000	-0,074745	-0,083149	0,162503	0,154064	0,147048
11	0,0000431	-0,070000	-0,080826	-0,089835	0,161091	0,152944	0,146489
12	0,0000467	-0,070000	-0,086725	-0,096299	0,159560	0,151730	0,145882
13	0,0000503	-0,070000	-0,092429	-0,102525	0,157912	0,150422	0,145228
14	0,0000539	-0,070000	-0,097926	-0,108499	0,156149	0,149022	0,144526
15	0,0000575	-0,070000	-0,103202	-0,114204	0,154270	0,147529	0,143777
16	0,0000611	-0,070000	-0,108246	-0,119628	0,152279	0,145945	0,142982
17	0,0000647	-0,070000	-0,113047	-0,124757	0,150175	0,144271	0,142139
18	0,0000683	-0,070000	-0,117593	-0,129578	0,147961	0,142509	0,141250
19	0,0000719	-0,070000	-0,121875	-0,134079	0,145639	0,140658	0,140315
20	0,0000755	-0,070000	-0,125884	-0,138249	0,143209	0,138721	0,139335
21	0,0000791	-0,070000	-0,129609	-0,142078	0,140675	0,136698	0,138308
22	0,0000827	-0,070000	-0,133042	-0,145557	0,138037	0,134590	0,137237
23	0,0000863	-0,070000	-0,136177	-0,148676	0,135298	0,132400	0,136121
24	0,0000899	-0,070000	-0,139005	-0,151429	0,132459	0,130128	0,134960
25	0,0000934	-0,070000	-0,141521	-0,153808	0,129523	0,127775	0,133756
26	0,0000970	-0,070000	-0,143719	-0,155807	0,126493	0,125344	0,132507
27	0,0001006	-0,070000	-0,145593	-0,157422	0,123369	0,122836	0,131216
28	0,0001042	-0,070000	-0,147141	-0,158648	0,120154	0,120251	0,129881
29	0,0001078	-0,070000	-0,148357	-0,159483	0,116852	0,117593	0,128505
30	0,0001114	-0,070000	-0,149240	-0,159925	0,113463	0,114862	0,127086
31	0,0001150	-0,070000	-0,149787	-0,159971	0,109992	0,112060	0,125626

Рис. 3 - Временные диаграммы входных сигналов для первого цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 2 и i = 24, 25, 26, 27, 28, 29:

T_o = 115.0110^-6 с.

T_к =3.59410^-6 с.

U₂₃¹(t) = -0.07 В,

U₂₄²(t) = -0.15sin(23.142100((25+1)3.59410^-6) +((2-1) 115.0110^-6))) = -0.057182 В,

U₂₅³(t) = -0.16sin(23.142200((26+1)3.59410^-6) +((2-1) 115.0110^-6))) = -0.033425 В,

U₂₆⁴(t) = 0.17cos(23.141200((27+1)3.59410^-6)+((2-1)115.0110^-6))) = -0.009363 В,

U₂₇⁵(t) = 0.16cos(23.141100((28+1)3.59410^-6)+((2-1)115.0110^-6))) = 0.008883 В,

U₂₈⁶(t) = 0.15cos(23.14800((29+1)3.59410^-6) +((2-1) 115.0110^-6))) = 0.065344 В

Таблица 3 - Таблица второго цикла передачи

i	t(i), c	U23(t), В	U24(t), В	U25(t), В	U26(t), В	U27(t), В	U28(t), В
0	0,0001186	-0,070000	-0,149997	-0,159623	0,106437	0,109187	0,124124
1	0,0001222	-0,070000	-0,149870	-0,158881	0,102807	0,106248	0,122582
2	0,0001258	-0,070000	-0,149406	-0,157747	0,099101	0,103244	0,121001
3	0,0001294	-0,070000	-0,148607	-0,156223	0,095322	0,100176	0,119379
4	0,0001330	-0,070000	-0,147473	-0,154314	0,091473	0,097047	0,117719
5	0,0001366	-0,070000	-0,146007	-0,152025	0,087557	0,093857	0,116021
6	0,0001402	-0,070000	-0,144213	-0,149360	0,083576	0,090610	0,114284
7	0,0001438	-0,070000	-0,142095	-0,146327	0,079535	0,087307	0,112511
8	0,0001474	-0,070000	-0,139657	-0,142932	0,075434	0,083950	0,110700
9	0,0001510	-0,070000	-0,136906	-0,139185	0,071279	0,080541	0,108854
10	0,0001545	-0,070000	-0,133846	-0,135094	0,067071	0,077082	0,106972
11	0,0001581	-0,070000	-0,130486	-0,130670	0,062814	0,073576	0,105055
12	0,0001617	-0,070000	-0,126832	-0,125924	0,058511	0,070024	0,103103
13	0,0001653	-0,070000	-0,122893	-0,120867	0,054165	0,066430	0,101119
14	0,0001689	-0,070000	-0,118678	-0,115512	0,049779	0,062794	0,099101
15	0,0001725	-0,070000	-0,114196	-0,109871	0,045356	0,059119	0,097050
16	0,0001761	-0,070000	-0,109457	-0,103960	0,040900	0,055408	0,094969
17	0,0001797	-0,070000	-0,104472	-0,097792	0,036415	0,051663	0,092856
18	0,0001833	-0,070000	-0,099252	-0,091382	0,031902	0,047886	0,090712
19	0,0001869	-0,070000	-0,093809	-0,084747	0,027366	0,044079	0,088540
20	0,0001905	-0,070000	-0,088156	-0,077903	0,022810	0,040246	0,086338
21	0,0001941	-0,070000	-0,082303	-0,070867	0,018237	0,036387	0,084108
22	0,0001977	-0,070000	-0,076266	-0,063656	0,013651	0,032506	0,081851
23	0,0002013	-0,070000	-0,070058	-0,056288	0,009055	0,028605	0,079567
24	0,0002049	-0,070000	-0,063691	-0,048781	0,004452	0,024686	0,077257
25	0,0002085	-0,070000	-0,057182	-0,041154	-0,000154	0,020752	0,074921
26	0,0002120	-0,070000	-0,050544	-0,033425	-0,004760	0,016805	0,072562
27	0,0002156	-0,070000	-0,043793	-0,025613	-0,009363	0,012848	0,070178
28	0,0002192	-0,070000	-0,036943	-0,017739	-0,013959	0,008883	0,067772
29	0,0002228	-0,070000	-0,030009	-0,009820	-0,018544	0,004912	0,065344
30	0,0002264	-0,070000	-0,023009	-0,001877	-0,023116	0,000939	0,062894
31	0,0002300	-0,070000	-0,015957	0,006070	-0,027671	-0,003035	0,060424

Рис. 4 - Временные диаграммы входных сигналов для второго цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 3 и i = 24, 25, 26, 27, 28, 29:

T_o = 115.0110^-6 с.

T_к =3.59410^-6 с.

U₂₃¹(t) = -0.07 В,

U₂₄²(t) = -0.15sin(23.142100((25+1)3.59410^-6) +((3-1) 115.0110^-6))) = 0.135431 В,

U₂₅³(t) = -0.16sin(23.142200((26+1)3.59410^-6) +((3-1) 115.0110^-6))) = 0.157076 В,

U₂₆⁴(t) = 0.17cos(23.141200((27+1)3.59410^-6)+((3-1)115.0110^-6))) = -0.135485 В,

U₂₇⁵(t) = 0.16cos(23.141100((28+1)3.59410^-6)+((3-1)115.0110^-6))) = -0.107809 В,

U₂₈⁶(t) = 0.15cos(23.14800((29+1)3.59410^-6) +((3-1) 115.0110^-6))) = -0.019054 В

Таблица 4 - Таблица третьего цикла передачи

i	t(i), c	U23(t), В	U24(t), В	U25(t), В	U26(t), В	U27(t), В	U28(t), В
0	0,0002336	-0,070000	-0,008865	0,014006	-0,032208	-0,007010	0,057932
1	0,0002372	-0,070000	-0,001756	0,021904	-0,036719	-0,010978	0,055423
2	0,0002408	-0,070000	0,005356	0,029748	-0,041203	-0,014939	0,052897
3	0,0002444	-0,070000	0,012456	0,037518	-0,045656	-0,018891	0,050352
4	0,0002480	-0,070000	0,019528	0,045196	-0,050076	-0,022832	0,047792
5	0,0002516	-0,070000	0,026556	0,052762	-0,054460	-0,026758	0,045215
6	0,0002552	-0,070000	0,033524	0,060198	-0,058803	-0,030668	0,042624
7	0,0002588	-0,070000	0,040417	0,067485	-0,063103	-0,034558	0,040019
8	0,0002624	-0,070000	0,047219	0,074606	-0,067357	-0,038428	0,037401
9	0,0002660	-0,070000	0,053915	0,081543	-0,071562	-0,042274	0,034771
10	0,0002696	-0,070000	0,060490	0,088279	-0,075713	-0,046093	0,032130
11	0,0002731	-0,070000	0,066929	0,094796	-0,079810	-0,049885	0,029478
12	0,0002767	-0,070000	0,073217	0,101080	-0,083847	-0,053645	0,026816
13	0,0002803	-0,070000	0,079341	0,107115	-0,087823	-0,057373	0,024146
14	0,0002839	-0,070000	0,085286	0,112885	-0,091735	-0,061065	0,021467
15	0,0002875	-0,070000	0,091040	0,118376	-0,095579	-0,064719	0,018782
16	0,0002911	-0,070000	0,096589	0,123576	-0,099353	-0,068333	0,016091
17	0,0002947	-0,070000	0,101920	0,128470	-0,103055	-0,071906	0,013394
18	0,0002983	-0,070000	0,107023	0,133048	-0,106680	-0,075434	0,010693
19	0,0003019	-0,070000	0,111885	0,137297	-0,110227	-0,078915	0,007989
20	0,0003055	-0,070000	0,116495	0,141207	-0,113693	-0,082347	0,005282
21	0,0003091	-0,070000	0,120843	0,144769	-0,117076	-0,085729	0,002573
22	0,0003127	-0,070000	0,124920	0,147974	-0,120373	-0,089058	-0,000137
23	0,0003163	-0,070000	0,128716	0,150814	-0,123581	-0,092332	-0,002847
24	0,0003199	-0,070000	0,132222	0,153281	-0,126699	-0,095549	-0,005555
25	0,0003235	-0,070000	0,135431	0,155370	-0,129723	-0,098707	-0,008262
26	0,0003271	-0,070000	0,138336	0,157076	-0,132653	-0,101805	-0,010966
27	0,0003307	-0,070000	0,140929	0,158394	-0,135485	-0,104839	-0,013667
28	0,0003342	-0,070000	0,143206	0,159322	-0,138217	-0,107809	-0,016363
29	0,0003378	-0,070000	0,145161	0,159856	-0,140848	-0,110712	-0,019054
30	0,0003414	-0,070000	0,146789	0,159996	-0,143376	-0,113547	-0,021739
31	0,0003450	-0,070000	0,148088	0,159741	-0,145798	-0,116311	-0,024416

Рис. 5 - Временные диаграммы входных сигналов для третьего цикла передачи

Расчет величины отсчета при n = 4 и i = 24, 25, 26, 27, 28, 29:

T_o = 115.0110^-6 с.

T_к =3.59410^-6 с.

U₂₃¹(t) = -0.07 В,

U₂₄²(t) = -0.15sin(23.142100((25+1)3.59410^-6) +((4-1) 115.0110^-6))) = 0.071606 В,

U₂₅³(t) = -0.16sin(23.142200((26+1)3.59410^-6) +((4-1) 115.0110^-6))) = 0.027460 В,

U₂₆⁴(t) = 0.17cos(23.141200((27+1)3.59410^-6)+((4-1)115.0110^-6))) = -0.165954 В,

U₂₇⁵(t) = 0.16cos(23.141100((28+1)3.59410^-6)+((4-1)115.0110^-6))) = -0.159893 В,

U₂₈⁶(t) = 0.15cos(23.14800((29+1)3.59410^-6) +((4-1) 115.0110^-6))) = -0.097259 В

Таблица 5 - Таблица четвертого цикла передачи

i	t(i), c	U23(t), В	U24(t), В	U25(t), В	U26(t), В	U27(t), В	U28(t), В
0	0,0003486	-0,070000	0,149053	0,159091	-0,148114	-0,119006	-0,027087
1	0,0003522	-0,070000	0,149683	0,158049	-0,150321	-0,121625	-0,029748
2	0,0003558	-0,070000	0,149977	0,156617	-0,152417	-0,124170	-0,032399
3	0,0003594	-0,070000	0,149933	0,154799	-0,154401	-0,126638	-0,035039
4	0,0003630	-0,070000	0,149552	0,152598	-0,156272	-0,129028	-0,037668
5	0,0003666	-0,070000	0,148835	0,150021	-0,158028	-0,131338	-0,040285
6	0,0003702	-0,070000	0,147784	0,147074	-0,159668	-0,133567	-0,042889
7	0,0003738	-0,070000	0,146400	0,143764	-0,161190	-0,135714	-0,045478
8	0,0003774	-0,070000	0,144686	0,140099	-0,162595	-0,137777	-0,048053
9	0,0003810	-0,070000	0,142648	0,136089	-0,163880	-0,139755	-0,050612
10	0,0003846	-0,070000	0,140289	0,131742	-0,165044	-0,141646	-0,053154
11	0,0003882	-0,070000	0,137614	0,127071	-0,166088	-0,143451	-0,055679
12	0,0003918	-0,070000	0,134630	0,122086	-0,167009	-0,145167	-0,058186
13	0,0003953	-0,070000	0,131343	0,116800	-0,167808	-0,146793	-0,060674
14	0,0003989	-0,070000	0,127761	0,111225	-0,168484	-0,148329	-0,063143
15	0,0004025	-0,070000	0,123892	0,105376	-0,169036	-0,149773	-0,065590
16	0,0004061	-0,070000	0,119744	0,099267	-0,169464	-0,151125	-0,068016
17	0,0004097	-0,070000	0,115327	0,092913	-0,169767	-0,152383	-0,070420
18	0,0004133	-0,070000	0,110651	0,086330	-0,169946	-0,153548	-0,072801
19	0,0004169	-0,070000	0,105725	0,079534	-0,170000	-0,154617	-0,075159
20	0,0004205	-0,070000	0,100563	0,072542	-0,169929	-0,155592	-0,077491
21	0,0004241	-0,070000	0,095174	0,065370	-0,169733	-0,156470	-0,079799
22	0,0004277	-0,070000	0,089571	0,058038	-0,169413	-0,157252	-0,082080
23	0,0004313	-0,070000	0,083766	0,050562	-0,168968	-0,157937	-0,084335
24	0,0004349	-0,070000	0,077773	0,042961	-0,168400	-0,158524	-0,086562
25	0,0004385	-0,070000	0,071606	0,035254	-0,167707	-0,159014	-0,088761
26	0,0004421	-0,070000	0,065277	0,027460	-0,166892	-0,159405	-0,090930
27	0,0004457	-0,070000	0,058802	0,019599	-0,165954	-0,159698	-0,093071
28	0,0004493	-0,070000	0,052194	0,011689	-0,164894	-0,159893	-0,095180
29	0,0004529	-0,070000	0,045469	0,003750	-0,163713	-0,159989	-0,097259
0	0,0004564	-0,070000	0,038642	-0,004198	-0,162412	-0,159986	-0,099306
31	0,0004600	-0,070000	0,031728	-0,012135	-0,160991	-0,159885	-0,101321

Рис. 6 - Временные диаграммы входных сигналов для четвертого цикла передачи

4. КВАНТОВАНИЕ ОТСЧЕТОВ ПО УРОВНЮ И ИХ КОДИРОВАНИЕ

Квантование по уровню применяется для получения конечного числа амплитудных значений дискретных отсчетов сигнала взамен непрерывного бесконечно большого количества их значений, т. е. процесс квантования аналогичен процедуре округления числа до ближайшего разрешенного значения. Такое округление всегда связано с погрешностью, называемой погрешностью квантования.

В результате квантования возникают специфические нелинейные искажения, действие которых на передаваемый сигнал можно условно представить как добавление к неискаженному сигналу некоторой аддитивной помехи - шума квантования. Эти искажения неустранимы, но практически могут быть сделаны неощутимыми для получателя сообщений при надлежащем выборе числа уровней округляемой (квантуемой) величины сигнала.

В зависимости от разбивки динамического диапазона сообщения на уровни квантования различают равномерное (линейное) и неравномерное (нелинейное) квантования. В первом случае на всем динамическом диапазоне сообщения шаг квантования выбирается одинаковым.

При неравномерном квантовании непрерывных сигналов обычно ставится задача: выбором закона изменения шага квантования обеспечить примерно равное отношение сигнал - шум квантования в достаточно широком диапазоне уровней входных сигналов. Если шаг квантования будет возрастать по мере увеличения входного сигнала, то по сравнению с равномерным квантованием для слабых сигналов отношение сигнал - шум возрастет, а для сильных снижается, оставаясь, однако, достаточно высоким.

Значение выборки в условных единицах:

(16)

где U_max - максимальная амплитуда в условных единицах;

U - значение выборки в В;

D_c= ±1.2 - динамический диапазон сигнала.

Определитель сегмента C можно найти как наименьшее a, такое, что

l < 32 Ч 2^С или , при С = 0, 1, 2 ...7.

Кодирование сигнала осуществляется за 8 тактов, после каждого из которых формируется один бит кода ИКМ:

? на 1-м такте определяется полярность входного сигнала (1 - положительная, 0 - отрицательная). В дальнейшем вся работа осуществляется с абсолютным значением входного сигнала .

? на 2-м, 3-м и 4-м тактах определяется номер сегмента С = 0,1, .., 7, в котором находится текущий отсчет. Номер сегмента определяется как наименьшее целое С, для которого || < 32Ч 2^С (в условных единицах), где C=1,2,…7. После четвертого такта оказывается сформированным трехзначный двоичный код сегмента.

? на 5-м, 6-м, 7-м и 8-м тактах определяется номер уровня квантования K в пределах сегмента. Для этого определяется остаток:

(17)

Номер уровня квантования K определяется как наименьшее целое из С, для которого

(18)

Полный 8-разрядный код формируется из бита знака отсчета, трех битов номера сегмента и четырех битов номера уровня.

Рассчитаем для N_i отсчетов (N_i = 23...28) каждого входного сигнала в первом цикле передачи :

? абсолютное значение отсчетов в условных единицах,

? номер сегмента С отсчетов,

? номер уровня квантования K отсчетов в сегменте.

1) Значение отсчета:

U₂₃ (t) = -0.070000 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 3.

Код номера сегмента:

011

Номер уровня квантования:

K = 13.

Код уровня квантования в сегменте:

1101.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

00111101.

2) Значение отсчета:

U₂₄ (t)= -0.141521 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента:

100.

Номер уровня квантования:

K = 14.

Код уровня квантования в сегменте:

1110.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

01001110.

3) Значение отсчета:

U₂₅ (t) = -0.155807 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 5.

Код номера сегмента:

101.

Номер уровня квантования:

K = 0.

Код уровня квантования в сегменте:

0000.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

01010000.

4) Значение отсчета:

U₂₆(t)= 0.123369 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента:

100.

Номер уровня квантования:

K = 10.

Код уровня квантования в сегменте:

1010.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

11001010.

5) Значение отсчета:

U₂₇ (t)= 0.120251 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента:

100.

Номер уровня квантования:

K = 9.

Код уровня квантования в сегменте:

1001.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

11001001.

6) Значение отсчета:

U₂₈ (t) = 0.128505 B.

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента:

С = 4.

Код номера сегмента:

100.

Номер уровня квантования:

K = 11.

Код уровня квантования в сегменте:

1011.

Закодированное значение отсчета запишем, учитывая код полярности, код номера сегмента и код уровня квантования сегмента:

11001011.

Аналогичный расчет произведем для остальных 3 циклов передачи.

Результаты всех расчетов приведем в таблице 6.

Таблица 6 - Результаты квантования отсчетов по уровню и их кодирование

Номер цикла	Номер исследуемого канала связи	Значение отсчета	Поля-рно-сть отсче-та	Код поляр-ности отсче-та	Номер сегмента C	Код номера сегмента	Уровень квантования в сегменте K	Код уровня квантования в сегменте	Закодированое значение отсчета	r
		B	у.е.
1	23	-0,070000	238,933333	-	0	3	0	1	1	13	1	1	0	1	00111101	110,93
	24	-0,141521	483,059288	-	0	4	1	0	0	14	1	1	1	0	01001110	227,06
	25	-0,155807	531,821259	-	0	5	1	0	1	0	0	0	0	0	01010000	19,821
	26	0,123369	421,098837	+	1	4	1	0	0	10	1	0	1	0	11001010	165,1
	27	0,120251	410,457298	+	1	4	1	0	0	9	1	0	0	1	11001001	154,46
	28	0,128505	438,629535	+	1	4	1	0	0	11	1	0	1	1	11001011	182,63
2	23	-0,070000	238,933333	-	0	3	0	1	1	13	1	1	0	1	00111101	110,93
	24	-0,057182	195,181636	-	0	3	0	1	1	8	1	0	0	0	00111000	67,182
	25	-0,033425	114,089384	-	0	2	0	1	0	12	1	1	0	0	00101100	50,089
	26	-0,009363	31,9592262	-	0	0	0	0	0	15	1	1	1	1	00001111	31,959
	27	0,008883	30,320553	+	1	0	0	0	0	15	1	1	1	1	10001111	30,321
	28	0,065344	223,039549	+	1	3	0	1	1	11	1	0	1	1	10111011	95,04
3	23	-0,070000	238,933333	-	0	3	0	1	1	13	1	1	0	1	00111101	110,93
	24	0,135431	462,271972	+	1	4	1	0	0	12	1	1	0	0	11001100	206,27
	25	0,157076	536,153302	+	1	5	1	0	1	0	0	0	0	0	11010000	24,153
	26	-0,135485	462,454014	-	0	4	1	0	0	12	1	1	0	0	01001100	206,45
	27	-0,107809	367,986554	-	0	4	1	0	0	6	0	1	1	0	01000110	111,99
	28	-0,019054	65,0379147	-	0	2	0	1	0	0	0	0	0	0	00100000	1,0379
4	23	-0,070000	238,933333	-	0	3	0	1	1	13	1	1	0	1	00111101	110,93
	24	0,071606	244,41472	+	1	3	0	1	1	14	1	1	1	0	10111110	116,41
	25	0,027460	93,7313192	+	1	2	0	1	0	7	0	1	1	1	10100111	29,731
	26	-0,165954	566,455372	-	0	5	1	0	1	1	0	0	0	1	01010001	54,455
	27	-0,159893	545,76837	-	0	5	1	0	1	1	0	0	0	1	01010001	33,768
	28	-0,097259	331,978166	-	0	4	1	0	0	4	0	1	0	0	01000100	75,978

5. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ КВАНТОВАНИЯ

В приемном устройстве процесс декодирования происходит обратно процессу кодирования в передающем устройстве.

В начале линейный сигнал преобразуется из кода ЧПИ в двоичный код ИКМ. Далее сигнал декодируется и восстанавливается.

Абсолютное значение уровня отсчета можно определить:

_k = , (19)

где K - номер уровня квантования, C - определитель сегмента.

Значение восстановленной выборки в В определяем по следующей формуле:

U_вост. =. (20)

При этом абсолютная погрешность:

= U - U_вост. (21)

Относительная погрешность:

= / U 100 %. (22)

Рассчитаем для первого N_i отсчетов (N_i = 23…28) входного сигнала в первом цикле передачи :

? абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах;

? абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала, В;

? абсолютная погрешность квантования, В;

? относительная погрешность квантования, %.

Значение отсчета: U₂₃(t) = -0.070000 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 3.

Номер уровня квантования: K = 13.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Значение отсчета: U₂₄(t) = -0.141521 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 4.

Номер уровня квантования: K = 14.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Значение отсчета: U₂₅(t) = -0.155807 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 5.

Номер уровня квантования: K = 0.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Значение отсчета: U₂₆(t) = 0.123369 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 4.

Номер уровня квантования: K = 10.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Значение отсчета: U₂₇(t) = 0.120251 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 4.

Номер уровня квантования: K = 9.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Значение отсчета: U₂₈(t) = 0.128505 В,

Значение отсчета в условных единицах:

Номер сегмента: С = 4.

Номер уровня квантования: K = 11.

Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах

Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала:

Абсолютная погрешность квантования:

Относительная погрешность квантования:

Аналогично рассчитываются остальные 3 цикла передачи.

Результаты всех расчетов приведем в таблице 7.

Таблица 7 - Результаты расчетов погрешностей квантования

Номер цикла	Номер исследуемого канала	Значение отсчета	Значение квантованного отсчета входного сигнала	Абсолютная погрешность квантования	Относительная погрешность квантования, %
		В U	у.е. ?	В U?k	у.е. ??
1	23	-0,070000	238,93	-0,069141	236	0,000859	1,227679%
	24	-0,141521	483,06	-0,142969	488	0,001447	1,022796%
	25	-0,155807	531,82	-0,154688	528	0,001120	0,718523%
	26	0,123369	421,10	0,124219	424	0,000850	0,688951%
	27	0,120251	410,46	0,119531	408	0,000720	0,598673%
	28	0,128505	438,63	0,128906	440	0,000402	0,312443%
2	23	-0,070000	238,93	-0,069141	236	0,000859	1,227679%
	24	-0,057182	195,18	-0,057422	196	0,000240	0,419283%
	25	-0,033425	114,09	-0,033398	114	0,000026	0,078346%
	26	-0,009363	31,96	-0,009229	31,5	0,000135	1,436913%
	27	0,008883	30,32	0,009229	31,5	0,000346	3,889926%
	28	0,065344	223,04	0,064453	220	0,000890	1,362785%
3	23	-0,070000	238,93	-0,069141	236	0,000859	1,227679%
	24	0,135431	462,27	0,133594	456	0,001837	1,356771%
	25	0,157076	536,15	0,154688	528	0,002389	1,520704%
	26	-0,135485	462,45	-0,133594	456	0,001891	1,395601%
	27	-0,107809	367,99	-0,105469	360	0,002340	2,170338%
	28	-0,019054	65,04	-0,019336	66	0,000282	1,479268%
4	23	-0,070000	238,93	-0,069141	236	0,000859	1,227679%
	24	0,071606	244,41	0,071484	244	0,000121	0,169679%
	25	0,027460	93,73	0,027539	94	0,000079	0,286650%
	26	-0,165954	566,46	-0,164063	560	0,001891	1,139608%
	27	-0,159893	545,77	-0,164063	560	0,004169	2,607632%
	28	-0,097259	331,98	-0,096094	328	0,001165	1,198321%

6. ФОРМИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО СИГНАЛА

Цифровые сигналы передаются по разным линия связи: кабельным, радиорелейным, волоконно-оптическим, спутниковым. В зависимости от используемой среды распространения сигналам в линии придают различный вид, при котором параметры сигнала в наибольшей степени согласованы с параметрами линии. Преобразование потока импульсов в код происходит в устройстве согласования с линией (УСЛ).

Сигнал на выходе формирователя импульсов представляет собой последовательность однополярных импульсов. Энергетический спектр полярности этих импульсов зависит от формы используемых импульсов и от статистических характеристик импульсного потока, определяемыми свойствами кодируемого сигнала и типом кода, а также от статистических характеристик флуктуаций, вызываемых помехами. Он может быть представлен в виде суммы двух составляющих, одна из которых является дискретной А_Д(f), а другая непрерывной функцией частоты А_Н(f). Дискретная часть спектра характеризует спектральную плотность средней мощности регулярной составляющей процесса (средних значений амплитуд спектра), а непрерывная часть - спектральную плотность средней мощности случайной составляющей процесса (статических характеристик случайных флуктуаций амплитуд спектра, вызванных помехами). Дискретная часть содержит постоянную составляющую и составляющие на тактовой и кратной ей частотах. При длительности импульса где Т_Т - период следования кодовых импульсов, в спектре присутствуют только не четные гармоники

Недостатком однополярной последовательности является то, что при появлении длинных последовательностей нулей в выходном сигнале кодера отсутствуют импульсы и, следовательно, отсутствует опорное колебание для выделения тактовой частоты в регенераторе.

Во избежание искажений этого сигнала из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик линейного тракта и трудностей выделения тактовой частоты применяют дополнительное преобразование двоичного цифрового сигнала. Эта операция часто называется линейным кодированием. Она позволяет заменить цифровой поток в виде сигнала, характеристики которого в большей степени соответствуют параметрам линии. Полученный в результате сигнал называют кодом линии.

К коду линии предъявляют следующие требования:

- однозначность декодирования. Это означает, что из кода линии должна однозначно формироваться исходная последовательность двоичных импульсов;

- в энергетическом спектре должны быть ослаблены низкочастотная и высокочастотная составляющие;

- в сигнале должна быть обеспечена высокая плотность импульсов, т. е. число импульсов должно быть существенно больше числа пробелов.

Для большей концентрации в энергии сигнала в области средних частот, т. е. для ослабления роли его низкочастотных и высокочастотных составляющих, успешно применяются квазитроичных (трехуровневые) коды. При использовании квазитроичных кодов линейный сигнал в каждом тактовом интервале может принимать одно из трех возможных значений: +1, 0, -1, выраженных соответственно положительным импульсом, которые обозначаются +, 0, -. Решающее устройство регенератора должно распознавать три возможных уровня сигнала. При этом кодирование остается двоичным, а на входе линии двоичный сигнал преобразуется в квазитроичный.

Изобразим для четырех циклов передачи временные диаграммы линейного сигнала, на котором изобразим:

- значение отсчетов t_И входных сигналов для исследуемых каналов;

- закодированные двоичным кодом значения этих отсчетов;

- линейный сигнал закодированный кодом B6ZS и 2В2Т.



За четыре цикла передачи для заданных кодов с высокой плотностью следования единиц рассчитаем вероятность появления единиц в линейном сигнале по формуле:

(23)

где m₁ - количество единиц (+1, -1) в линейном сигнале за четыре цикла;

m_общ - общее количество импульсов (+1, 0, -1) в линейном сигнале за четыре цикла.

Тогда для B6ZS:

А для 2B2Т:

Так как в коде 2B2Т вероятность появления единиц по отношению к общему числу импульсов больше, то соответственно, используя этот код, вероятность принять информацию с ошибкой меньше.

7. РАСЧЕТ СПЕКТРА ЛИНЕЙНОГО СИГНАЛА

При передаче цифровых сигналов в качестве выходного сигнала не используют сигнал на выходе кодера, так как он представляет собой неравномерную последовательность однополярных импульсов.

Известно, что спектр сигнала из однополярных прямоугольных импульсов бесконечен, но основная часть его энергии сосредоточена в полосе частот от нуля до тактовой частоты сигнала. Такой спектр сильно не совпадает с характеристиками передачи реальных линий связи. Во-первых, наличие в линии трансформаторов и переходных ёмкостей в усилителях и регенераторах сигнала препятствуют прохождению постоянной составляющей сигнала; во-вторых, при передаче сигнала происходит ослабление его высокочастотной составляющей, что приводит к увеличению длительности фронтов импульсов.

Ещё одним недостатком однополярной последовательности является то, что при появлении длинных последовательностей нулей в выходном сигнале кодера отсутствуют импульсы и, следовательно, отсутствует опорное колебание для выделителя тактовой частоты регенератора.

Чтобы избежать искажения сигнала из-за АЧХ линии и трудностей выделения тактовой частоты применяют дополнительное преобразование двоичного сигнала. Эта операция называется линейным кодированием. Она позволяет заменить цифровой поток в виде сигнала, характеристики которого в большей степени соответствуют параметрам линии. Полученный в результате код называют кодом линии.

В данной системе передачи в качестве линейного сигнала используется код B6ZS и 2B2T. Энергетический спектр линейного сигнала описывается выражением

В()= , (24)

где А() - спектр одиночного трапецеидального импульса;

p- вероятность появления единиц;

- длительность кодового символа.

Спектр одиночного трапецеидального импульса определяется как

(25)

Приведем пример в развернутом виде (при i = 2).

Для B6ZS



Для 2B2T

Расчет энергетических спектров представим в таблице (Таблица 8):

Таблица 8 - Результаты расчетов энергетических спектров

i	щ, рад/с	A(щ), В	B(щ), В (B6ZS)	B(щ), В (2B2T)
0	0	8.98510-7	0	0
1	1.7482106	8.926910-7	1.50710-7	3.480910-7
2	3.4965106	8.753610-7	5.417910-7	6.058810-7
3	5.2447106	8.469510-7	1.025510-6	6.668810-7
4	6.9929106	8.081110-7	1.443210-6	6.463710-7
5	8.7412106	7.597510-7	1.686610-6	5.883110-7
6	1.0489107	7.029910-7	1.719110-6	5.112410-7
7	1.2238107	6.391410-7	1.564110-6	4.256610-7
8	1.3986107	5.696610-7	1.281110-6	3.388710-7
9	1.5734107	4.960910-7	9.422610-7	2.564410-7
10	1.7482107	4.200610-7	6.137910-7	1.825410-7
11	1.9231107	3.432110-7	3.441910-7	1.200610-7
12	2.0979107	2.671610-7	1.577310-7	7.06410-8
13	2.2727107	1.934510-7	5.3510-8	3.47910-8
14	2.4475107	1.235110-7	1.078710-8	1.206310-8
15	2.6224107	5.865910-8	6.507310-10	1.50310-9
16	2.7972107	-0	0	0
17	2.972107	-5.154510-8	5.024410-10	1.160510-9
18	3.1468107	-9.527510-8	6.418210-9	7.177310-9
19	3.3216107	-1.307210-7	2.443110-8	1.588710-8
20	3.4965107	-1.576610-7	5.493310-8	2.460410-8
21	3.6713107	-1.760910-7	9.060610-8	3.160510-8
22	3.8461107	-1.862510-7	1.206610-7	3.588510-8
23	4.0209107	-1.885710-7	1.361410-7	3.705210-8
24	4.1958107	-1.836910-7	1.332110-7	3.523510-8
25	4.3706107	-1.72410-7	1.13810-7	3.09710-8
26	4.5454107	-1.556310-7	8.425510-8	2.505710-8
27	4.7202107	-1.344110-7	5.278910-8	1.841410-8
28	4.8951107	-1.098310-7	2.665710-8	1.193910-8
29	5.0699107	-8.300510-8	9.850110-9	6.405410-9
30	5.2447107	-5.505510-8	2.143110-9	2.396610-9
31	5.4195107	-2.705310-8	1.38410-10	3.196810-10
32	5.5943107	0	0	0
33	5.7692107	2.519910-8	1.200910-10	2.773710-10
34	5.944107	4.776410-8	1.613110-9	1.803910-9
35	6.1188107	6.705410-8	6.42810-9	4.1810-9
36	6.2936107	8.258210-8	1.507110-8	6.750210-9
37	6.4685107	9.402410-8	2.583110-8	9.010410-9
38	6.6433107	1.012210-7	3.563710-8	1.05910-8
39	6.8181107	1.041610-7	4.153810-8	1.130410-8
40	6.9929107	1.0310-7	4.188110-8	1.107810-8
41	7.1678107	9.80210-8	3.678610-8	1.001110-8
42	7.3426107	8.963210-8	2.794610-8	8.311110-9
43	7.5174107	7.83410-8	1.793310-8	6.255210-9
44	7.6922107	6.472710-8	9.258810-9	4.146810-9
45	7.8671107	4.942710-8	3.492610-9	2.271210-9
46	8.0419107	3.3110-8	7.746710-10	8.662910-10
47	8.2167107	1.641110-8	5.093210-11	1.176410-10
48	8.3915107	-0	0	0
49	8.5663107	-1.553610-8	4.564410-11	1.054310-10
50	8.7412107	-2.966210-8	6.221110-10	6.95710-10

На рисунке 11 приведем спектр кода B6ZS и 2B2T.



Рис.11 - Энергетический спектр кодов B6ZS и 2B2T

Для проектируемой системы передачи информации выберем код 2B2T, так как он имеет лучшую спектральную характеристику по сравнению с кодом B6ZS, что устраняет трудности синхронизации передающих и приемных устройств.

8. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ИКМ

Принцип работы передающего устройства поясняет структурная схема системы передачи (рисунок 1). Сообщения ₁(t), ₂(t), ... , ₃₀(t) от 1, 2, ..., 30 источников информации (абонентов) через фильтры нижних частот (ФНЧ) и усилители низких частот (УНЧ) поступают на канальные амплитудно-импульсные модуляторы АИМ (ключи). С помощью АИМ - модуляторов осуществляется дискретизация передаваемых сигналов времени и формирование группового АИМ - сигнала (гр. АИМ_пер.). Управляют работой АИМ - модуляторов последовательности управляющих канальных импульсов УКИ₁-УКИ₃₀, поступающие от генераторного оборудования ГО_пер. На АИМ - модуляторы каналов канальные импульсы подаются поочередно, при этом длительность каждого канального интервала составляет примерно T₀ / (3...4)?N₀. Групповой АИМ - сигнал поступает на кодирующее устройство - кодер, который одновременно с кодированием осуществляет операцию квантования по уровню.

Сигналы управления и взаимодействия (СУВ), передаваемые по телефонным каналам для управления приборами автоматических телефонных станций (АТС), поступают в передатчик СУВ (Пер. СУВ), где они дискретизуются импульсными последовательностями СУВ, следующими от ГО_пер. В результате формируется групповой сигнал передачи СУВ (Гр. СУВ).

В устройстве объединения (УО) групповые сигналы, следующие от кодера передатчика СУВ, а также передатчика синхросигналов (Пер.СС), объединяются, образуя так называемый ИКМ - сигнал. Здесь формируется диаграмма временных циклов системы, определяющая порядок следования циклов в сверхцикле и кодовых групп в цикле передачи.

Сформированный ИКМ - сигнал представляет собой набор однополярных двоичных символов, импульсы которых всегда имеют только одну полярность, и не согласован с параметрами линии. При передаче по линии связи, такой сигнал подвержен значительным искажениям и быстро затухает. Поэтому перед передачей в линию однополярный ИКМ - сигнал преобразуется в биполярный линейный ИКМ - сигнал. Это происходит в преобразователе кода передачи ПК_пер.

В процессе передачи по линии связи ИКМ - сигнал периодически восстанавливается линейным регенератором (РЛ). На приеме сигнал восстанавливается станционным регенератором (РС).

Процесс обработки сигналов, т.е. процесс приема, преобразования, разделения и получения сигнала на принимающей оконечной станции носит обратный характер. Вначале ИКМ - сигнал из биполярного преобразуется в однополярный, из которого устройство выделения тактовой частоты (ВТЧ) выделяет тактовую частоту системы, которая используется для работы ГО_пер. Этим достигается равенство скоростей обработки сигналов на передающей и приемной оконечных станциях. Правильное разделение сигналов телефонных каналов и каналов передачи СУВ обеспечивается приемниками синхросигналов.