Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лабораторная работа - Нелинейный кодер - файл Лабораторная работа.doc


Лабораторная работа - Нелинейный кодер
скачать (3023.2 kb.)

Доступные файлы (1):

Лабораторная работа.doc3236kb.19.06.2011 03:26скачать

содержание
Загрузка...

Лабораторная работа.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,

Оценена Ваша работа по предмету: Многоканальные телекоммуникационные системы (6 сем.)

Вид работы: Лабораторная работа 2

Оценка: Зачет

Дата оценки: 06.05.2011

Рецензия: Уважаемый Олег Георгиевич, лабораторная работа зачтена. Ошибок и замечаний нет.


Гавриленко Ольга Борисовна

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики.


Межрегиональный центр переподготовки специалистов


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Многоканальные телекоммуникационные системы»


Выполнил:

студент группы МДТ.

Вариант 14

Проверил:

Гавриленко О.Б.


Новосибирск, 2011


^ Лабораторная работа № 8

Тема: «Нелинейный кодер»


...1 Цель работы.
Целью работы является изучение работы нелинейного кодера.

...2 Подготовка к работе.

......2.1 Изучить теоретический материал изложенный в разделе 1.5 «Нелинейный кодер».
......2.2 Изучить структурную схему, принцип работы и назначение основных узлов лабораторного макета.
......2.3 Решить задачу.
На вход 8-ми разрядного кодирующего устройства с равномерной шкалой квантования D подается отсчет напряжения сигнала Uаим. Записать кодовую группу для данного отсчета при приведенных данных (таблица 1)

Таблица 1 Вариант для решения задачи.

№ варианта (последняя цифра студенческого билета)

Δ, мВ

Uаим, мВ

4

0.6

-50....|.....238



Решение:

1. Определим квантованное значение Nкв:

,

так как код симметричный, то может быть Nкв= ± 83. Число уровней квантования N/кв. будет 166 (2Nкв).

При использовании симметричного двоичного кода первым символом кодовой комбинации кодируется знак отсчета. Для 8-ми разрядного симметричного кода число уровней квантования составляет ± 127:



Находим кодовую группу для квантованного значения –83. Пусть отрицательный отсчет кодируется как 0:





2. Определим квантованное значение Nкв:

,

так как код симметричный, то может быть Nкв= ±397. Число уровней квантования N/кв. будет 794 (2Nкв).

При использовании симметричного двоичного кода первым символом кодовой комбинации кодируется знак отсчета. Для 8-ми разрядного симметричного кода число уровней квантования составляет ± 127:



Находим кодовую группу для квантованного значения +397. Пусть положительный отсчет кодируется как 1.



Ввиду того, что при 8-ми разрядном симметричном коде максимальное число уровней квантования составляет ± 127, все остальные уровни большей амплитуды, кодируются с шумами ограничения. В нашем случае число уровней квантования составляет ± 397  ± 127.


^ .3 Описание лабораторного макета.
Схема лабораторного макета приведена на рис.1 и состоит из:
- Компаратор;
- Блок выбора эталонов (БВЭ);
- Генератор положительных (ГЭТ+) и отрицательных (ГЭТ-) эталонных токов;
- Компрессирующая логика;
- Логическое устройство.
Нелинейный кодер содержит компаратор, на который подается АИМ-сигнал и сумма эталонных токов, вырабатываемых генераторами эталонов. Результат сравнения АИМ-сигнала и эталона подается на логическое устройство (ЛУ).


Рис.1 Структурная схема лабораторного макета


На выходе ЛУ с каждым тактом появляется логическая единица. Если Iаим<Iэт, то на выходе компаратора формируется логическая единица, которая "сбрасывает" последнюю единицу на выходе ЛУ. Таким образом, за 8 тактов на выходе ЛУ формируется 8-ми разрядная кодовая группа, которая определяет полярность АИМ-сигнала, номер сегмента, в который он попадает, и номер шага внутри этого сегмента. В зависимости от полярности АИМ-сигнала блок выбора эталонов (БВЭ) подключает к компаратору генератор положительных (ГЭТ+) или отрицательных (ГЭТ-) эталонных токов. Блок компрессирующей логики (КЛ) преобразует 7-и разрядную кодовую группу в 11-и разрядную, которая управляет работой генератора эталонов.


^ 1. Проведем кодирование сигнала АИМ отрицательной полярности:


Первый такт

Второй такт




Третий такт




Четвертый такт

Пятый такт





Шестой такт




Седьмой такт

Восьмой такт





^ 2. Проведем кодирование сигнала АИМ положительной полярности:





Первый такт

Второй такт

Третий такт

Четвертый такт





Пятый такт

Шестой такт




Седьмой такт

Восьмой такт




^ Выводы по лабораторной работе:


В данной лабораторной работе была изучена работа нелинейного кодера на примере кодирования отсчетов положительной и отрицательной полярности. В обоих случаях наблюдалась ошибка квантования, в случае с отсчетом отрицательной полярности ошибка квантования составила – три единицы, в случае с отсчетом положительной полярности – тринадцать единиц (согласно теоретическим сведениям ошибка квантования может иметь максимальное значение равное половине шага квантования в пределах соответствующего сегмента).


^ 4 Контрольные вопросы.


1. Как строится линейный кодер взвешивающего типа?

Линейный кодер взвешивающего типа состоит (рис.2):

- К – компаратор-схема сравнения напряжений отсчёта АИМ-сигнала и эталонного напряжения

- ГЭН – генератор эталонных напряжений.

- ЛУ – логическое устройство.

Алгоритм работы компаратора:





где m – число информационных посылок. Если разрядность кода равна 8, то одна посылка используется для кодирования знака отсчета, а 7 информационные.

Импульсы тактовой частоты () поступают из ГОпер и вызывают появление сигналов "1" на выходах логического устройства. Первый тактовый импульс появляется на нулевом (0) выходе ЛУ – он определяет полярность. Каждый последующий тактовый импульс вызывает появление сигнала "1" на соответствующих выходах ЛУ и подключение соответствующего эталонного напряжения. Алгоритм работы подобен взвешиванию предмета на весах. Сигнал "1" с выхода компаратора оставляет UЭтi подключенным, а сигнал "0" отключает их. В конце восьмого такта из ГОпер поступает сигнал сброса, который устанавливает все устройства в исходные состояния.



^ Рис. 2. Устройство линейного кодера взвешивающего типа.


2. Поясните принцип построения сегментной характеристики компандирования типа А-87,6/13?


Сегментная характеристика компандирования типа А-87,6/13 представляет собой кусочно-ломаную аппроксимацию плавных характеристик, при которой изменение крутизны происходит дискретными ступенями.

А - коэффициент компрессии, равный 87,6, а сама характеристика строится из 13 сегментов (рис.3). Она содержит в положительной области сегменты C1-C8, находящиеся между узлами.

Аналогичным образом строится характеристика для отрицательной области значений входного сигнала. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях) объединяются в один центральный сегмент, поэтому общее число сегментов на двухполярной характеристике равно 13. Каждый из 16 сегментов характеристики содержит по 16 шагов (уровней), квантования, а общее число уровней равно 256, из них 128 положительных и 128 отрицательных.

Каждый сегмент начинается с определенного эталона, называемого основным. Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а при переходе от одного к другому сегменту изменяется в 2 раза, начиная с центрального сегмента, куда входят С1, и С2. Значения основных и дополнительных эталонов, шагов квантования даны в таблице 2.

Таблица 2. Значения основных и дополнительных эталонов.

Номер сегмента

Кодовая комбинация номера сегмента

Эталонные сигналы

Шаг квантования

Эталонные сигналы коррекции

основной

дополнительные

1

000

 

8

4

2

1

1

0,5

2

001

16

8

4

2

1

1

0,5

3

010

32

16

8

4

2

2

1

4

011

64

32

16

8

4

4

2

5

100

128

64

32

16

8

8

4

6

101

256

128

64

32

16

16

8

7

110

512

256

128

64

32

32

16

8

111

1024

512

256

128

64

64

32

Все эталонные значения в таблице даны в условных единицах по отношению к значению минимального шага квантования. Сочетание дополнительных эталонов позволяет получить любой из 16 уровней квантования в данном сегменте. При изменении шага квантования изменяется крутизна характеристики. Изменение крутизны происходит в точках (узлах) характеристики.



Рис. 3. Характеристика компрессии типа А-87,6/13.


В случае сегментной характеристики компрессии типа А-87,6/13 для кодирования абсолютных величин отсчетов необходимо 11 эталонов с условными весами, равными 20, 21, 22, 23, ..., 210, или 1, 2, 4, ..., 1024 уровнями квантования.


3. Поясните этапы кодирования нелинейного кодера.


Кодирование осуществляется за восемь тактов и включает три основных этапа: 1 - определение и кодирование полярности входного сигнала; 2 - определение и кодирование номера сегмента узла, в котором заключен кодируемый отсчет; 3 - определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета.

Первый этап кодирования осуществляется за 1-й такт, второй этап — за 2...4-й такты, третий этап—за 5...8-й такты кодирования.

На первом этапе кодирования определяется и кодируется полярность отсчета.

На втором этапе определяется и кодируется узел характеристики, определяющей начало сегмента, в котором находится амплитуда кодируемого отсчета. Для этого выбирается алгоритм работы, обеспечивающий определение узла характеристики за три такта кодирования. Происходит поэтапное со 2 по 4 такт сравнение отсчета Ic с эталонными токами Iэт. и кодирование узла.

На третьем этапе определяется и кодируется номер уровня квантования внутри выбранного сегмента, в зоне которого находится амплитуда кодируемого отсчета. Третий этап осуществляется за четыре такта методом линейного кодирования. При кодировании в дополнение к основному эталону, определяющему начало сегмента, подключаются дополнительные эталоны с весами 8∆с, 4∆с, 2∆с, ∆с (таблица 2). В результате сравнения определяется номер уровня квантования, в зоне которого находится амплитуда отсчета.

Итак, в результате выполнения указанных операций получается 8-разрядная кодовая комбинация двоичных символов, 1-й разряд который указывает полярность кодируемого отсчета.


4. Как строятся нелинейные кодеры и декодеры?



Рис. 4. Структурная схема нелинейного кодера.

Нелинейный кодер взвешивающего типа с цифровой компрессией эталонов (рис.4):

- компаратор (К),

- блок выбора и коммутации эталонных токов (БКЭ),

- генератор положительных (ГЭТ1) и отрицательных (ГЭТ2) эталонных токов,

- компрессирующую логику (КЛ),

- цифровой регистр (ЦР),

- преобразователь кода (ПК).

Компаратор определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого отсчета Iс и эталона Iэт. Генератор эталонов формирует полярность и величины эталонов. По построению он аналогичен ГЭТ линейного кодера, только количество формируемых эталонов равно 11, а значения этих эталонов равны 1, 2, 4, ... 1024 уровней квантования. Цифровой регистр, служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и формирования структуры кодовой группы. В зависимости от решений компаратора ЦР выбирает полярность ГЭТ и управляет работой компрессирующей логики. По мере образования кодовой комбинации формирователь считывает состояние выходов 1, 2, ..., 8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Работой узлов кодера управляют устройства генераторного оборудования системы передачи.


Декодер осуществляет цифро-аналоговое преобразование кодовых групп ИКМ сигнала в АИМ сигнал, т.е. в отсчеты нужной полярности и амплитуды.



Рис. 5. Структурная схема нелинейного декодера.

Декодер взвешивающего тина с цифровым экспандированием эталонов (рис.5):

- цифровой регистр (ЦР),

- блок экспандирующей логики (ЭЛ),

- блок выбора и коммутации эталонных токов (БКЭ),

- генераторы эталонных токов положительной (ГЭТ1) и отрицательной (ГЭТ2) полярностей.


5. Суть операции кодирования.


При кодировании осуществляется аналогово-цифровое преобразование АИМ - сигнала в кодо­вые группы ИКМ сигнала.

Каждому из уровней квантования по амплитуде присваивается свой номер, а его величина из десятичной системы счисления преобразуется в двоичную. В дальнейшем передаётся группа импульсов, соответствующих номеру уровня квантования, выраженного в двоичной системе счисления, т. е. цифровой сигнал, который состоит из последовательности импульсов.


Скачать файл (3023.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru