Восстановление аналоговых сигналов

При приеме сигналов ИКМ для восстановления аналогового сигнала необходимо преобразовать цифровой сигнал (последова­тельность двоичных импульсов) в квантованный АИМ-сигнал (такое преобразование называется декодированием) и затем осуществить операцию демодуляции, т.е. выделения из АИМ-сигнала аналого­вого сигнала s(t).

Итак, при использовании ИКМ выполняются следующие преобра­зования аналогового сигнала: в пункте передачи - амплитудно-импульсная модуляция, квантование и кодирование; в пункте прие­ма - декодирование и демодуляция квантованного АИМ-сигнала. Полученный на приеме аналоговый сигнал отличается от переданного, так как образуется из квантованных импульсов, амплитуды которых равны не мгновенным значениям сигнала s(t), а ближайшим разре­шенным значениям.

Таким образом, операция квантования вносит в процесс передачи сигнала неустранимую ошибку, которая тем меньше, чем больше уровней квантования.

А как узнать, какое десятичное число скрывается под его запи­сью в двоичной системе? Правило простое: под каждым разрядом двоичного числа следует записать его «вес». Те «веса», которые соответствуют единичным разрядам, нужно сложить. Полученная сумма и явится десятичным числом. Вот перед нами число 1001011, записанное в двоичной нумерации. Поступаем согласно сказанному выше:

1 0 0 1 0 1 1

64 32 16 8 4 2 1

Как видим, заинтересовавшее нас число складывается из единицы, двойки, восьмерки и шестидесяти четырех (1 + 2 + 8 + 64). Очевидно, оно равно 75. Попробуйте самостоятельно определить, какому числу соответствует его двоичная запись 10110011.

Рисунок 2.8 – Декодер ИКМ-сигнала

В состав декодера входит преобразователь последовательного кода в параллельный (рис. 2.13), на выходах которого появляется на­бор единиц и нулей, соответствующий принятой кодовой комбинации. Каждая единица (токовый импульс) поступает на вход сумматора с весом, где увеличивается в раз. На выходе сумматора возникает импульс, амплитуда которого определяется кодовой комбинацией на входе декодера.

Например, при прохождении кодовой комбинации 0100110 на первый, четвертый, пятый и седьмой входы сумматора напряжение не подается (бестоковые импульсы), а на второй, третий и шестой входы подается напряжение, которое увеличивается соответственно в раз. На выходе сумматора появляется напряжение, пропорцио­нальное , т.е. квантованный АИМ-сигнал.

На следующем шаге необходимо из отсчетных значений тока получить непрерывный ток. Сделать это нам поможет обычный конденсатор небольшой емкости, который при кратковременном воздействии на него тока (т.е. отсчетного значения) мгновенно за­рядится и будет удерживать заряд до следующего кратковременно­го воздействия.

Отметим еще раз, что восстановленная таким путем кривая непрерывного тока будет несколько отличаться от той, которая была получена на клеммах микрофона: она будет иметь плоские ступеньки между отсчетными значениями. Можно сказать, что процесс взятия отсчетных значений и последующего восстановления непрерывной кривой тока микрофона сопровождается специфическими искажениями, которые могут повлиять на качество воспроизведения звука. Однако на практике для восстановления тока используют не конденсатор, а более сложные схемы, делающие форму восстановленного тока похожей на форму исходного тока и тем самым сводящие на нет действия указанных искажений.