Кодирование данных Аналого-цифровое преобразование Ред.01 от 19_03_2012 г. IV

Аналого-цифровое преобразование Передача голоса через цифровую сеть Для преобразования используется КОДЕК (кодер-декодер) 2/12 Аналоговый сигнал Цифровой сигнал

Процесс преобразования 3/12 АС ИКМ передатчик АЦП ЦС Выборка аналогового сигнала с помощью амплитудно-импульсной модуляции (АИМ или PAM) Схема стробирования Присваивание определенных целых значений полученным выборкам (отсчетам) Квантование Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал (каждой выборке сопоставляется двоичный код) Двоичное кодирование Кодер Кодовые комбинации преобразуются в цифровой сигнал

АИМ (РАМ) модуляция Аналоговый сигнал оцифровывается через одинаковые временные интервалы 4/12 Исходный сигнал Стробирующие импульсы Однополярная АИМ Полярная АИМ

Шаг дискретизации 5/12 Чем выше частота дискретизации, тем ближе форма восстановленного сигнала приближается к оригиналу На практике частота дискретизации выбирается исходя из теоремы Котельникова и составляет 8 кГц для речевого сигнала

Теорема Котельникова 6/12 Если аналоговый сигнал x(t) имеет ограниченный по ширине спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой строго большей удвоенной верхней частоты f c f > 2f c «Любую функцию f(t), состоящую из частот от 0 до f c, можно непрерывно передавать с любой точностью при помощи чисел, следующих друг за другом через 1 / (2f c ) секунд». В.А. Котельников «О пропускной способности эфира и проволоки в электросвязи», 1933 г. В англоязычной литературе используется теорема Найквиста Шеннона или теорема отсчётов.

Квантование 7/12 16 уровней квантования требуют 4-х разрядный АЦП Число уровней = 2 n

ИКМ 8/12 Исходный сигнал АИМ отсчеты ИКМ отсчеты с ошибкой квантования Сигнал на выходе ИКМ

Нелинейное кодирование 9/12 Слабый сигнал Сильный сигнал Линейное кодированиеНелинейное кодирование

Процесс компандирования 10/12 Линейный АЦП Схема сжатия Сеть Линейный ЦАП Схема расширения Нелинейное кодирование реализуется посредством компандирования Companding – Compressing + Expanding

Стандарты компандирования 11/12 μ-Закон (США, Япония) где μ = 255 (8 бит) А-Закон (Европа, Е1) где А – параметр сжатия = 87.7

Система ИКМ 12/12 Схема стробирования КодерАЦП ДекодерЦАП Дискриминатор Аналоговый речевой сигнал Цифровой речевой сигнал Аналоговый речевой сигнал Цифровой речевой сигнал ИКМ передатчик ИКМ приемник