Расчёт числа битов m в кодовом слове на выходе АЦП.
Из пояснений к таблице 3 [1] следует
(при передаче двуполярных сигналов),
тогда количество битов в кодовом слове может быть рассчитано по формуле:
где 
где N – число сегментов в положительной ветви квантующей характеристики (для семисегментной шкалы N=4).
При округлении уменьшается значение 
, поэтому
Остальные параметры квантующей характеристики:
16 
=8,56 
; 
[1, стр.15]
Расчет зависимости защищенности от уровня передаваемого сигнала aш(P).
1. Расчет W1, W2, W3, 
для конкретного значения Uс при известных величинах 
Эффективное напряжение i – го сигнала
.
Вероятности попадания преобразуемых мгновенных значений сигнала в один сегмент:
где 
- интеграл вероятностей, значения которого приведены в таблице приложения [1].
Ошибка ограничения:
или приблизительно 
,
Выполним расчет зависимости защищенности от уровня передаваемого сигнала для следующих значений сигнала:
рC1 = р1 – 5=-35-5= - 40 дБм0;
рC2 = р1 = -35 дБм0;
рC3 = (р2+р1)/2 = (-35-0)/2 = -17,5 дБм0 ;
рC4 = р2 = 0 дБм0;
рC5 = р2+5 = 0+5 = 5
Пример расчета для сигнала pc1:
Ошибка ограничения:
.
Для других сигналов расчет проводим аналогично. Результаты заносим в таблицу 4.
2. Расчет полной мощности шумов на выходе канала в ТНОУ при передаче сигнала в случае использования четырехсегментной шкалы квантования:
[1, стр.21]
Для сигнала рС1:
Для остальных сигналов расчет проводим аналогично. Результаты заносим в таблицу 4.
3. Расчет помехозащищенности проведем по формуле
[1, стр.22]
Для сигнала рС1:
Для остальных сигналов расчет проводим аналогично. Результаты заносим в таблицу 4:
Таблица 4
| i | ||||||
| Pci, дБ | -40 | -35 | -17,5 | |||
| Uci, В | 0,007746 | 0,01377 | 0,10329 | 0,7746 | 1,37745 | |
| 0,92328 | 0,18966 | 0,10344 | |||
| 0,07672 | 0,33264 | 0,2074 | |||
| 0,4437 | 0,45902 | ||||
| 0,03392 | 0,2057 | ||||
| D2огр, В2 | 6,42*10-4 | 0,27131 | ||||
| Pш, Вт | 11 бит | 2,33*10-10 | 2,33*10-10 | 2,42*10-10 | 1,53*10-9 | 1,19*10-4 |
| aш, дБ | 26,33 | 31,33 | 48,666 | 58,152 | 14,235 |
Результат проектирования удовлетворяет требованиям, т.к. в заданном динамическом диапазоне Р1 = -35 дБ, P2 = -0 дБ обеспечивается 
.
|
Рис. 1. График зависимости помехозащищенности от уровня сигнала 
Окончательно мощность шумов квантования на выходе незанятого канала в интервале, равном половине частоты дискретизации:
Проектирование подсистемы преобразования дискретных сигналов.
Для организации каналов ПДС с невысокими скоростями ( 
кбит/с) используются способы кодирования амплитуды (способ стробирования или наложения) и кодирования фронтов сигналов (способы скользящего индекса и фиксированного индекса).
Расчет параметров подсистемы.
Рассчитываются параметры подсистемы при использовании способа наложения, скользящего (СИ) и фиксированного индексов (ФИ) при условии организации передачи дискретных сигналов с заданной величиной краевых искажений. Ожидаемые фазовые дрожания не должны превышать номинального значения, 
.
а) Способ стробирования.
На кодер поступает одна управляющая последовательность, частота следования импульсов которой равна fк.
Число битов в кодовых группах канального цифрового сигнала: m = 1
Максимальная абсолютная величина фазовых дрожаний равна длительности тактового интервала канального сигнала
,
Минимальное значение частоты следования кодовых групп:
где fс - частота следования символов дискретных сигналов, для двоичных сигналов
численно равна скорости.
Длительность тактового интервала канального сигнала равна:
Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала:
б) Способ скользящего индекса.
Способ основан на передаче информации о временных положениях фронта дискретного сигнала в двоичном коде. Эта информация передается с помощью кодовых групп, состоящих не менее чем из трех символов.
На кодер, в котором реализуется способ СИ, поступают две управляющие последовательности импульсов, частота следования которых fк и fк*2(m-2).
При использовании в кодере способа СИ максимальная абсолютная величина фазовых дрожаний при передаче дискретного сигнала равна:
где 
- период следования тактовых импульсов канального цифрового сигнала, 
.
Способ СИ может быть реализован в кодере при условии, что 
.
Относительная величина фазовых дрожаний будет равна
Примем 
,
тогда 
.
Минимальное количество битов в кодовом слове равно трем. Подставим m = 4 и рассчитаем значение фазовых дрожаний:
Рассчитанное значение фазовых дрожаний меньше допустимого 
, следовательно, для реализации способа СИ минимальное значение количества битов в кодовом слове принимаем равным m = 4.
Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала:
Способ СИ характеризуется размножением ошибок, т.е. одиночные ошибки (сбои символов) в групповом тракте системы передачи вызывают более чем одну ошибку в дискретном сигнале на приеме. Коэффициент размножения ошибок при средней длительности импульса дискретного сигнала 
равен: m+3 = 8
в) Способ фиксированного индекса.
Способ ФИ также основан на передаче информации о временных положениях фронта дискретного сигнала с помощью кодовых групп, состоящих не менее чем из трех символов.
На кодер, в котором реализуется способ ФИ, от ГО должны поступать три управляющие последовательности импульсов, частота следования импульсов которых fк, fк/m и fк*(2(m-2)-1)/m
Относительная величина фазовых дрожаний
.
Выразим из этой формулы m, исходя из условия = 0,1:
; 
, следовательно,
для реализации способа ФИ минимальное значение количества битов в кодовом слове принимаем равным m = 5.
Коэффициент использования пропускной способности цифрового канала:
По сравнению со способом СИ способ ФИ характеризуется меньшим коэффициентом размножения ошибок, который равен значению m = 5.
Выбор способа передачи.
Произведём анализ параметров с учётом числа организуемых каналов и других характеристик проектируемой ЦСП.
Рассчитаем ориентированные значения тактовых частот группового цифрового сигнала проектируемой ЦСП для случаев использования способов кодирования амплитуды, СИ и ФИ
где i - индекс типа канала по табл.1, кроме каналов ПДС, для которых был выполнен расчет параметров кодеков и произведение параметров которых составляет отдельное слагаемое;
Ni , mi , fгi - соответственно число каналов данного типа, число битов в кодовых группах и
минимальная частота повторения кодовых групп.
= [(6*8000*7) + (3*30800*11) + (10*1600*1) + (64*400*1)] + (60*1*192000) = 12,914 МГц.
= [(6*8000*7) + (3*30800*11) + (10*1600*1) + (64*400*1)] + (60*4*19200) = 6,002 МГц.
= [(6*8000*7) + (3*30800*11) + (10*1600*1) + (64*400*1)] + (60*5*19200) = 7,154 МГц.
Сравним между собой рассчитанные значения тактовых частот способов наложения и СИ
Так как 
, то для реализации подсистемы преобразования дискретных сигналов нам следует выбрать способ фиксированного индекса ФИ (так как у этого способа меньше коэффициент размножения ошибок).