Завдання на лабораторне заняття

1. Прослідкувати по структурній схемі кодеру принцип його роботи за допомогою відповідних часових діаграм.

2. Навести (скласти) алгоритм роботи кодеру для заданого варіанту амплітуди вхідного АІМ сигналу, представленого в табл.3.4.

Таблиця 3.4.

№ вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Uс у.о.	589	136	22	989	54	286	767	434	656	1101	323	394
№ вар	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Uс у.о.	626	126	46	189	654	786	234	834	956	1009	63	894

3. Вивчити конструктивне оформлення і розміщення функціональних вузлів аналогової і цифрової частин кодеру на апаратурі ІКМ-30.

Звіт повинен складатися з:

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Структурна схема кодеру ІКМ-30 з вказанням розміщення функціональних вузлів по блоках апаратури АЦО-30.

4. Часові діаграми, що пояснюють принцип перетворення вхідного AІМ сигналу в цифровий код на виході кодеру.

5. Алгоритм роботи кодеру (у вигляді таблиць) для заданого варіанту амплітуди вхідного АІМ сигналу.

6. Висновки.

Контрольні питання:

1. В чому полягає призначення кожного функціонального вузла кодеру?

2. В чому полягає процес перетворення вхідного АІМ сигналу в цифровий код на виході кодеру?

3. Поясніть побудову амплітудної характеристики кодеру (кількість сегментів; кроків квантування в сегментах; їх нумерація; значення: основних еталонних сигналів, що визначають нижню межу сегментів, і кроків квантування в сегментах).

4. Поясніть призначення символів 8-розрядного цифрового коду на виходу кодеру.

5. В чому полягає алгоритм роботи кодеру?

6. Що відноситься до основного параметра, що характеризує якість перетворення сигналу в кодері і від чого він залежить?

7. Чим визначається необхідна швидкодія вузлів кодеру?

Література

1. Аппаратура ИКМ-30. Под ред. Ю.П. Иванова и Л.С. Левина, -М.: Радио и связь, 1983.

2. Ю.В. Скалин, А.Г. Берштейн, А.Д. Финкевич. Цифровые системы передачи. - М.: Радио и связь, 1988.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Формування характеристики квантування кодеру ЦСП ІКМ-30

Мета роботи: Вивчення формування характеристики квантування кодеру по рівню ЦСП ІКМ-30

Теоретична частина

Успішне виконання лабораторної роботи №4 можливо тільки на основі повного засвоєння питань роботи №3. Тому ключові положення і питання роботи №3 залишаються ключовими і для роботи №4.

Оскільки основним вузлом кодеру, що визначає його амплітудну характеристику, є ФЕС, тоді формування характеристики квантування доцільно проводити методом визначення величини еталонних сигналів шляхом аналізу стану ключів ФЕС.

Рис.4.1 - Спрощена структурна схема одного ФЕС (ФЕС-А або ФЕС-В)

ФЕС містить 11 ключів (К1..,К₁₁), які підключають 11 значень еталонних сигналів (Uе1...Uе11) до компаратора (К). Управляють станом ключів (замкнутий, розімкнений) сигнали (1...11) від ЦЕ через логіку вибору ФЕС (ЛВ ФЕС).

Значення еталонних сигналів (Uеi, i=1...11) в умовних одиницях (у.о.=₀) представлені в табл. 4.1.

Таблиця 4.1.

№ ключа	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Uеi,у.о.	1024 (210)	512 (29)	256 (28)	128 (27)	64 (26)	32 (25)	16 (24)	8 (23)	4 (22)	2 (21)	1 (20)

Ключі 1...7 визначають номер сегменту характеристики квантування кодеру, тобто значення основних еталонних сигналів, що визначають нижню межу кожного сегменту (Uеci, i=0,1...7), а отже і-те значення рівня квантування в нижніх межах кожного сегменту (Nур) для різних значень вхідного АІМ сигналу (U`с=Uс/Uотр). Значення цих параметрів, залежно від стану ключів ФЕС(1 - ключ замкнутий, 0 - ключ розімкнений), можна представити у вигляді табл.4.2.

Таблиця 4.2.

Стан ключів ФЕС											№ сегменту	Uесi у.о.	Nкв	U`с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	7	1024	112	0,5
0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	6	512	96	0,25
0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	5	256	80	0,125
0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	4	128	64	0,062
0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	3	64	48	0,031
0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	2	32	32	0,016
0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	16	16	0,008
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Останні чотири ключі (після ключа, що визначає номер сегменту) визначають номер рівня квантування в даному сегменті в двійковому коді. Наприклад, 3-й ключ визначає 5-й сегмент, а 4-й, 5-й, 6-й, 7-й ключі визначають (в двійковому коді) номер рівня квантування в 5-у сегменті.

Відповідність між номерами замкнутих ключів (1...7) і номерами сегментів і їх кодовими комбінаціями можна представити у вигляді табл. 4.3.

Таблиця 4.3.

№ замкн. ключа	№ сегмента	Код комбінації № сегмента
		а2	а3	а4
1	7	1	1	1
2	6	1	1	0
3	5	1	0	1
4	4	1	0	0
5	3	0	1	1
6	2	0	1	0
7	1	0	0	1
-	0	0	0	0

Відповідність між номерами замкнутих ключів і номерами рівнів квантування в сегментах і їх кодовими комбінаціями можна представити у вигляді табл. 4.4.

Наприклад, замкнутий 7-й ключ визначають 1-й рівень квантування в 5-у сегменті, а замкнуті 4-й, 5-й, 6-й і 7-й ключі визначають 15-й рівень квантування в тому ж 5-у сегменті.

Таблиця 4.4

№ сегмента								№ рівня квант.	Код. комб. рівня квант.
7	6	5	4	3	2	1	0		а5	а6	а7	а8
№ замкнутих ключів у сегментах									Стан ключів
-	-	-	-	-	-	-	-	0	0	0	0	0
5	6	7	8	9	10	11	11	1	0	0	0	1
.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.
.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.
.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.	.
2,3,4,5	3,4,5,6	4,5,6,7	5,6,7,8	6,7,8,9	7,8,9,10	8,9,10,11	2,9,10,11	15	1	1	1	1

Оскільки в кожному сегменті здійснюється лінійне квантування, то кодова комбінація номера рівня квантування в сегменті співпадає із станом відповідних чотирьох ключів ФЕС, що видно з таблиць 2.2 і 2.4. Наприклад, першому рівню квантування в 5-у сегменті відповідає кодова комбінація 0001. Це означає, що з 4-го, 5-го, 6-го і 7-го ключів, що визначають номер рівня квантування в 5-у сегменті (див. табл. 4.2.), буде замкнутий тільки 7-й ключ (див. табл. 4.4).

Використовуючи таблиці 4.2 і 4.4, можна для будь-якого відліку вхідного АІМ сигналу (для якого заздалегідь був визначений номер сегменту і номер рівня квантування в сегменті, в який потрапляє відлік) визначити стан замкнутих ключів ФЕС, значення рівня квантування (Nкв) і помилки квантування (кв). Наприклад, для відліку вхідного АІМ сигналу Uс.вх = 326 у.о. =326мВ (при =1мв), (див. приклад лаб. роботи №1), що відповідає по амплітудній характеристиці кодеру 84-му рівню квантування (Nкв =80+4 =84) і вихідному сигналу Uс.вих = 320 у.о. = 320 мВ, у ФЕС будуть замкнуті 3-й і 5-й ключі, а помилка квантування складе кв=326-320=6 у.о.= 6мВ при кроці квантування в 5-у сегменті с5=16 у.о.=16мВ. Приведені дані представлені в табл. 4.5.

Таблиця 4.5.

Uс вх, мВ	№ сегме-нту	№ рівня квант. у сегменті	Nкв (рівень квант.)	№ ключів ФЕС					Uс вих, мВ	кв, мВ	с5, мВ
				3	4	5	6	7
				Значення еталонів, у.о.
				Uэсi	Uэ1	Uэ2	Uэ3	Uэ4
				256	128	64	32	16
				Стан ключів
326	5	4	84	1	0	1	0	0	320	6	16

Замкнутий 3-й ключ визначає 5-й сегмент, а замкнутий (з 4-го, 5-го, 6-го і 7-го) 5-й ключ визначає 4-й рівень квантування в 5-у сегменті.