Communication and information agency of uzbekistan tashkent information technologies

2.2. Импульс-кодли модуляция

Телекоммуникация тармоқларида ва рақамли коммутация тизимларида импульс-кодли модуляция кенг тарқалган. Шунинг учун ИКМ ни батафсил кўриб чиқилган.

ИКМ жараёни-анолог сигнални ўзгартириш учта тадбирини кетма-кет бажарилишидан иборат: дискретлаш, квантлаш ва кодлаш.
Дискретлашда анолог сигнални АИМ ёрдамида дискрет кўринишида кўрсатиш тушунилади.
1931 йилда академик В.А.Котельников шакллантирган ва исбот қилинган отчёт теоремасига асосан хоҳлаган узлуксиз электрик сигнални алоқа линияси бўйича шу сигналнинг онийли қийматлари (отсчётлари) билан узатиш мумкин, агар уларни кетма-кетлик частотали f _д узлуксиз сигналнинг максимал частотасидан f _max икки баробардан кам бўлмаган бўлса, яъни
1933 йилда Г. Найквает томонидан узлуксиз, вақт бўйича ўзгарувчан сигналдан ҳамма ахборотни чиқариб олиш учун керак бўлган дискретлаш частотасини минимал қийматини аниқлади. Импульсларни узлуксиз кетма-кетлиги дискретлаш частотанинг дискрет гармоникасидан ташкил топган частотали спектрига эгалигини ҳисобга олганда, АИМ сигнали спектрини қўллаш мумкин бўлади. Кириш сигнали шу гармоникни ҳар бирини алоҳида модуляциялайди. Буни спектри натижасида импульс кетма-кетликдаги ҳар бир дискрет частота атрофида иккита ён томон полосалари яратилади. Дастлабки сигнал, шу сигнал частотасидан бошқа ҳамма частоталарни қирқишга ҳисобланган паст частотали фильтр ёрдамида тикланади. Тикловчи паст частотали фильтр кириш сигнали кенглиги полосаси ва орасида жойлашган кириш частотасига эга бўлиши керак. Бундан келиб чиқадиган, дан катта бўлгандагина ажратиш мумкин (2.2-расм).




2.2-расм. АИМ ли сигнал спектори
Юқоридагини ҳисобга олганда дискретлаш тадбирини бажарса бўлади. Дискретлаш-бу узлуксиз сигналнинг онийли қиймати ҳақидаги ахборотни олишдир. Бу ахборотни амплитудали модуляцияланган импульслар шаклида олиш мумкин. Такрорланиш даври Tд = 1/fд ва кенглиги τ _u бўлган тўғри бурчакли шаклидаги импульсларни импульс генератори ишлаб чиқаради. Агар шу импульсни электрон калитини (ЭК) даврий ишга тушириш учун ишлатиб ва ЭК киришга бир вақтда хоҳлаган шаклдаги анолог сигнал x = f(t) берилса, ЭК чиқишида ҳар хил амплитудали импульслар кетма-кетлиги кўринишида модуляцияланган сигнал F(t) пайдо бўлади (2.3-расм).




2.3-расм. АИМ.

Бу кўрилган узлуксиз сигнални импульс кетма-кетлигига ўзгартириш жараёни амплитуда-импульсли модуляция (АИМ) дейилади.

Сўзлашув спектори кенглиги 0,3 ÷ 3,4 КГц бўлган анолог сигнали учун узатиш линиясини қабул қилиш охирида АИМ сигнални танишни таъминловчи ўзгартиришни керакли шарти Кгц бўлади. Агар fg = 8 Кгц қабул қилинган модуляцияланган импульсларни кетма-кетлик даври
Tд = 1/fд = 1/8 = 125 мкс. Импульс кенглиги τ _u узатувчи сигнал энергиясини аниқлайди.
АИМ биринчи ва иккинчи тури мавжуд. АИМ биринчи турида сигнал чўққиси турли шаклли импульсларга эга. АИМ иккинчи турида импульс чўққиси текис қолади.
Квантлаш тадбирида ҳар бир дискрет АИМ сигнали амплитудасининг қийматини аниқлашга олиб келади. Бунинг учун шкала танланади. Бу шкала узунлиги модуляцияланган анолог сигналнинг пастки ва юқоридаги даража қийматлари билан аниқланади. Шкала даражалар сони ИКМ ўзгартириш учинчи тадбирини бажариш учун қабул қилинган код тизимига боғлиқ. Учинчи тадбирда АИМ сигналлар дискретларининг амплитудаси қийматлари кодланади. Кодлаш учун иккиланган код (натурал ва симметрик) ишлатиш қулай. Бунда квантлаш даражаси сони 2ⁿ тарзида аниқланади, бу ерда n=1,2… код элементлари сони. Квантлаш даража сонидан ИКМ сигнал кўринишида алоқа линияси бўйича узатилаётган нутқ сифатига боғлиқ. N қанча катта бўлса, шунча нутқ сифати яхши бўлади. Халқаро Электр Алоқа Иттифоқи ITU-T тавсияси асосида n = 8 олинган, бунда 2ⁿ = 2⁸ =256 бўлади. Мисол тариқасида n = 3 олинган бунда, 2ⁿ = 2³ = 8. 2.4-расмда квантлаш тадбири келтирилган. Квантлашда дискрет қиймати жойлашган чегара фақат интервали аниқланади.



а) Натурал иккиланган код асосида

б) Симметрик иккиланган код асосида