Квантование мгновенных значений сигнала

В процессе квантования по уровню значение каждого АИМ-отсчета заменяется наиблежайшим разрешенным значением.

Чертами квантующего устройства являются последующие:

· число уровней квантования NКВ;

· шаг квантования d - разность меж 2-мя примыкающими разрешенными уровнями;

· напряжение ограничения UОГР- наибольшее значение амплитуды отсчета, подвергаемого квантованию.

Если d =const, то квантование именуют равномерным. Амплитудная черта равномерного квантователя показана Квантование мгновенных значений сигнала на Рис. 8.25.

Рис. 8.25. Амплитудная черта равномерного квантователя

Ошибка квантования - разность меж настоящим значением отсчета и его квантованным значением. При равномерном квантовании величина ошибки квантования не превосходит половины шага квантования.

При квантовании появляется так именуемый шум квантования, мощность которого определяется выражением PШ.КВ=d 2/12. Защищенность от шумов квантования Квантование мгновенных значений сигнала определяется как
АЗ.КВ=10lg(PС/PШ.КВ).

Если входное напряжение выше порогового, на выходе квантователя формируются отсчеты с амплитудой UОГР- таковой режим работы квантователя именуется перегрузкой. При всем этом появляются шумы ограничения, мощность которых существенно превосходит мощность шумов квантования. Нужно использовать особые меры, предотвращающие перегрузку квантователя.

Недочетом равномерного Квантование мгновенных значений сигнала квантования является наименьшая защищенность от шумов квантования малых уровней сигнала.

Для обеспечения АЗ.КВне наименее 30 дБ во всем динамическом спектре речевого сигнала требуется 212=4096 уровней квантования.

Огромное число разрядов в коде (m=12) при равномерном квантовании приводит к усложнению аппаратуры и неоправданному повышению тактовой частоты. Убрать обозначенный значимый недочет можно, осуществляя неравномерное Квантование мгновенных значений сигнала квантование, которое употребляется в современных ЦСП. Суть неравномерного квантования заключается в последующем. Для малых значений сигналов шаг квантования выбирается наименьшим и равномерно возрастает, достигая наибольшего для огромных значений сигналов. Амплитудная черта неравномерного квантователя показана на Рис. 8.26.

Рис. 8.26. Амплитудная черта неравномерного квантователя

При всем этом для слабеньких сигналов РШ.КВуменьшается Квантование мгновенных значений сигнала, а для сильных - растет, что приводит к повышению АЗ.КВдля слабеньких сигналов и понижению АЗ.КВ- для сильных, которые имели большой припас по помехозащищенности. В итоге удается понизить разрядность кода до m=8 (NКВ=256), обеспечив при всем этом выполнение требований к защищенности от шумов квантования в широком динамическом спектре сигнала DС, составляющем Квантование мгновенных значений сигнала около 40 дБ. Таким макаром происходит выравнивание АЗ.КВв широком спектре конфигурации уровней сигнала.

Эффект неравномерного квантования может быть получен при помощи сжатия динамического спектра сигнала с следующим равномерным квантованием. Сжатие динамического спектра сигнала осуществляется при помощи компрессора, владеющего нелинейной амплитудной чертой. Чем большей нелинейностью обладает компрессор, тем Квантование мгновенных значений сигнала больший выигрыш может быть получен для слабеньких сигналов.

Для восстановления начального динамического спектра сигнала на приеме нужно установить экспандер (расширитель), амплитудная черта которого должна быть оборотной амплитудной характеристике компрессора. Таким макаром, результирующая (суммарная) амплитудная черта цепи компрессор-экспандер (компандер), должна быть линейной во избежание нелинейных искажений передаваемых сигналов.

В современных ЦСП находят Квантование мгновенных значений сигнала применение две логарифмические свойства компандирования (типов А и m ), которые комфортно изображать и обрисовывать в нормированном виде у=f(х), где у = UВЫХ/UОГР, x = UВХ/UОГР:

где А=87,6 и m =255 - характеристики компрессии.

Черта компандирования типа А употребляется в ЦСП, соответственных европейской ПЦИ, а типа m - в ЦСП, соответственных Квантование мгновенных значений сигнала североамериканской ПЦИ.


kvalifikaciya-avtoslesar-3-razryada.html
kvalifikaciya-medicinskij-laboratornij-tehnik.html
kvalifikaciya-po-obektivnoj-storone-prestupleniya.html