close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

01. Принципы Цифро-аналогового и Аналого-цифрового преобразования.

код для вставкиСкачать
1. Принципы Цифро-аналогового и Аналого-цифрового преобразования. Основные параметры преобразований.
Прежде чем разбираться в самих преобразованиях нужно знать, какие сигналы существуют. А их 3 типа:
1. Аналоговые
2. Дискретные
3. Цифровые
Аналоговые - это сигналы непрерывные во времени, они определены во все моменты времени.
Дискретные - это сигналы, представленные последовательностью отсчётов, т.е. значениями сигналов в дискретные моменты времени. Цифровые - это сигналы дискретные во времени (или в пространстве) и квантованные по уровню. Вычислительные процедуры в компьютере выполняются именно в цифровых сигналах. В большинстве случаев информация о физических процессах и явлениях представляется в аналоговой форме. В аналоговой же форме должны формироваться и управляющие воздействия на различные объекты, подвергающиеся анализу, контролю или управлению. Для возможности осуществлять обработку полученной с датчиков аналоговой информации цифровыми методами необходимо выполнить преобразование этой информации к виду, доступному к "пониманию" цифровыми устройствами. Подобное преобразование называется аналого-цифровым. Обратное преобразование, заключающееся в переводе информации, полученной с выходов цифрового устройства к виду непрерывной функции времени или иного ее параметра, называется цифро-аналоговым. Соответственно устройства, выполняющие такие преобразования, называются аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) и цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП).
ЦАП применяется всегда, когда надо преобразовать сигнал из цифрового представления в аналоговое, например, в проигрывателях компакт-дисков (Audio CD).
АЦП - электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор.
В первых системах телефонной связи речь передавалась в аналоговом виде. Каждое телефонное соединение занимало полосу частот 4 кГц. Хотя спектр речевого сигнала гораздо шире и человек может улавливать звуки на частотах до 15 кГц, ограничение речевого потока частотой 4кГц не вредит распознаваемости отдельных слов и фраз, при этом значительно экономится ресурс канала связи.
Однако передача речи в аналоговом виде обладает рядом недостатков, основными из которых является низкая помехоустойчивость и энергетическая эффективность. Эти факторы, а также рост потребности абонентов в новых дополнительных услугах, в том числе и передачи данных, дали толчок к появлению первых цифровых систем телефонии. Для передачи речевого сигнала по цифровому каналу связи необходима процедура аналого-цифрового преобразования (АЦП).
Аналого-цифровое преобразование сигнала включает в себя три этапа:
1. Дискретизация сигнала (во времени или пространстве)
2. Квантование по уровню
3. Кодирование
Дискретизация представляет собой процедуру взятия отдельных значений сигнала через равные промежутки времени. Согласно теоремы Котельникова (отсчетов Найквиста) частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше, чем верхняя частота сигнала. Исходя из этого для речевого сигнала частота дискретизации должна быть 8 кГц.
Квантование сигнала по уровню
Далее значения сигнала округляются до ближайшего из заранее заданного набора, т.е. проводится процедура квантования. При этом, чем больше будет использоваться уровней, тем более точно можно будет восстановить сигнал к исходной форме на приемном конце. После этого значения сигнала кодируются двоичным кодом. Далее кодированные значения передаются по всем правилам передачи цифровых сигналов. При этом возможно применение различных методов шифрования, помехоустойчивого кодирования, сжатия и т.п.
В конце цифрового тракта применяется обратная процедура - аналого-цифровое преобразование (ЦАП). Цель которой - получить аналоговый сигнал, максимально похожий на исходный.
Одной из первых систем цифровой телефонии является ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая сеть интегрального обслуживания. Данный стандарт подразумевает для передачи одного речевого сигнала канал со скоростью 64 кбит/сек. Эта скорость выбрана исходя из частоты дискретизации 8 кГц (см. выше), а также 8 битного шифрования значений сигнала (256 возможных уровней). Такие параметры позволяют обеспечить достаточное восстановление сигнала в аналоговую форму, чтобы собеседники могли понимать 90% отдельных слов и 99% фраз.
Начиная со второго поколения сотовой связи все стандарты предусматривают передачу информации только в цифровом виде, т.е. являются цифровыми системами. Это позволяет предоставлять широкий перечень высококачественных услуг, обеспечивать высокую энергетическую эффективность работы сети и безопасность.
Документ
Категория
Разное
Просмотров
624
Размер файла
64 Кб
Теги
цифрового, принципы, преобразование, цифры, аналогового, аналогов
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа