• ВСЕ, ЧТО ВЫ ХОТЕЛИ ЗНАТЬ О МОДЕМАХ, НО БОЯЛИСЬ СПРОСИТЬ •  

:: МОДЕМНЫЕ 56 Кбит ТЕХНОЛОГИИ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ (Х2, 56flex, V.90) ::

:: ЧАСТЬ I НУЖНЫ ЛИ СЕГОДНЯ МОДЕМЫ? ::

Автор: МИНКИН Э.Б., Источник: http://www.rrc.ru

Как оцифровывается аналоговый сигнал телефонного канала

Вначале аналоговый сигнал, поступающий на вход какого-нибудь канала системы, заменяется эквивалентной ему по информационному содержанию последовательностью дискретных сигналов-отсчётов. Операция такой замены, называемая дискретизацией, основывается на гениальной теореме Шеннона/Котельникова (о том, кто из них автор – спорим мы с США уже почти пять десятилетий), гласящей: если спектр сигнала не содержит частотных составляющих выше F (Гц), то этот сигнал полностью определяется последовательностью своих мгновенных значений в моменты, отстоящие друг от друга на время 1/2F (Гц). Более того – он может быть восстановлен из этих отсчётов.

Для телефонных систем, где принято F=4000 Гц, отсчёты в каждом канале берутся с частотой 2F=8000 Гц. Такой процесс называется амплитудно – импульсной модуляцией АИМ. Если максимально возможные значения сигнала на входе канала известны (или лимитированы нормами на канал), то известно максимально возможное значение отсчёта. Далее каждый отсчёт заменяется некоторым двоичным кодом, учитывающим знак и амплитуду отсчёта. Такой процесс носит название импульсно-кодовой модуляции - ИКМ, а преобразование отсчёт-код производится в известном устройстве - аналого-цифровом преобразователе АЦП. С какой же точностью может быть зафиксирована амплитуда каждого отсчёта?

Сегодняшние АЦП позволяют фиксировать с огромной точностью, например с ошибкой менее, чем в одну миллионную, при использовании 20-ти разрядного АЦП (20-разрядного кода). Отметим существеннейший для нашего рассмотрения факт: как бы точно не пытались представить реальное напряжение отсчёта сигнала с помощью кода с конечным числом разрядов, всегда существует вероятность неточности представления за счёт конечности кода. Более того, в реальных системах с ВРК используют всего-навсего 8-ми разрядное ИКМ преобразование: компромисс между желанием минимизировать ошибку представления отсчётов сигналов и желанием минимизировать скорость передачи ИКМ кодов по линии связи. Неточность представления отсчёта кодом с ограниченной разрядностью порождает особый вид помехи, которая носит название шума квантования.

• При отсутствии сигнала нет шума квантования – в этом первая специфическая особенность этого вида помехи.
• Шум квантования не зависит от величины отсчёта сигнала, а определяется только абсолютным значением дискрета оценки уровня(шагом квантования) в АЦП – в этом другая специфическая особенность этой помехи.

Забегая вперёд, заметим, что изобретение метода передачи данных с линейной скоростью 56 Кбит/сек по телефонным каналам системы с ВРК связано с обнаруженной возможностью устранения аналого-цифрового преобразования и, следовательно, влияния шума квантования в одном из направлений передачи.

При уменьшении уровня сигнала на входе АЦП снижается соотношение сигнал/шум квантования. Чтобы получить примерно постоянное, не зависящее от уровня сигнала, соотношение сигнал/шум квантования необходимо использовать переменную ширину шага квантования: малую для малых сигналов и большую для больших. Однако, для упрощения работы АЦП можно поступить иначе: налоговый сигнал пропустить через так называемый компрессор с соответствующей характеристикой, а затем – на АЦП равномерным шагом квантования. Компрессор имеет специальную нелинейную характеристику, обеспечивающую существенное усиление малых сигналов и определённое подавление больших. В последнее время функция компрессии и АЦП совмещены в одном устройстве.

Существенно, что в соответствие со стандартами ITU-T применяют два вида кривых компрессии: m – закон (применяется в США, Канадe, Японии) и А-закон (в Европе).

Назад | Оглавление | Далее

Design by Graj © "ЦСС-ЕВРОКОМ"