Расчет требуемого числа уровней квантования

В ЦСП в результате квантования сигнала по уровню возникают ошибки, поскольку реальные мгновенные значения сигнала округляются до разрешенных уровней квантования. Эти ошибки, суммируясь с исходным сигналом, воспринимаются как флуктуационные шумы с равномерной спектральной плотностью.

В случае равномерного квантования, когда каждый шаг квантования имеет величину ∆Up, мощность шума квантования в полосе частот канала ∆F равна

РШК = (∆UР 2/12)(2∆F /fД),

где fД - частота дискретизации сигнала.

Очевидно, чем меньше шаг квантования, тем меньше и РШК, но при этом число шагов квантования должно быть пропорционально больше, чтобы охватить весь динамический диапазон сигнала. Поскольку число шагов квантования связано с разрядностью кода, а, следовательно, и со скоростью передачи, необходимо оценить, прежде всего, динамический диапазон квантуемого сигнала. Для этого воспользуемся экспериментально найденными статистическими законами распределения динамических уровней (волюмов) и мгновенных значений сигнала.

Рассчитаем требуемое число уровней квантования - для равномерного квантования, используя методику, предложенную в методическом пособии:

Максимальный и минимальный уровни сигнала определяются по формулам:

Рmax=y0+3σy+Qпик=-13+4 3+14=13 дБ

Рmin=y0-3 σy=-13-3 4=-25 дБ, где

y0 - среднее значение сигнала;

σy - среднеквадратическое отклонение волюма сигнала;

Динамический диапазон сигнала:

Дс= Рmax- Рmin=13- (-25)=38 дБ

Максимальная защищенность от шумов квантования равна:

АЗ.КВ.MIN = 6 mР - ДС +7.3;

Зная ДС и АЗ.КВ.MIN, находим число разрядов двоичного кода при равномерном квантовании:

mР = (АЗ.КВ.MIN + ДС - 7.3)/6 = (22+38-7.3)/6 =8.78=9;

Число уровней квантования NКВ = 2 = 29=512;

Величина шага квантования при равномерном квантовании будет равна:

sр=2UОГР/NКВ,

где UОГР-напряжение ограничения;

UОГР=UMAX= 0.7746.100.05Pmax

PMAX = +3дБмо - по рекомендации МККТТ для ЦСП.

UОГР = UMAX = 0.7746.100.05Pmax = 0.7746.10= 1.094 В

sр = 2UОГР / NКВ = 2.1.094/512 = 0.00427 дБ

Мощность шума квантования в полосе частот:

PШКВ = s2Р /12 = 0.00427/12 =1.521 10-6 дБ.

Построим характеристику квантования - зависимость y(x),

где y=Uвых/Uогр

x=Uвх/Uогр

Uогр определяется по вышеприведенной формуле,А=87.6

Рисунок 3 - Характеристика квантования

Лучшие статьи по информатике

Нелинейный локатор
Большинство людей, которые мало знакомы с особенностями технического шпионажа, полагают, что подслушивающие устройства представляют собой исключительно ради ...

Разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана 5000 горячей прокатки
Целью проекта является разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана «5000» горячей прокатки. По ...

Разработка технологического процесса сборки и монтажа усилителя тока
В настоящее время, когда развивающаяся рыночная экономика заставляет предприятия специализирующиеся на выпуске радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) работать в ...