Кодово-импульсная модуляция (КИМ)

КИМ занимает особое место среди известных методов передачи информации. Это обусловлено специфическим преобразованием исходного сообщения. При КИМ сообщение приобретает форму, наиболее устойчивую к воздействию помех. При формировании сигнала КИМ происходит преобразование исходного ПЭС, состоящего из трех процессов:

- дискретизации по времени;

- квантования по амплитуде;

- кодирование дискретных значений.

КИМ основана на том, что нет необходимости передавать все бесконечное множество амплитудных значений непрерывных сигналов. Его можно ограничить конечным множеством, содержащим определенное, заранее установленное «разрешенное» число амплитудных значений. Эти «разрешенные» для передачи значения называют уровнями квантования. При ограничении числа «разрешенных» уровней их можно пронумеровать и передавать уже не сами значения уровней, а их номера.

Преобразование сигнала при КИМ показано на рис. 3.30 и иллюстрируется таблицей 3.1.

Таблица 3.1. Преобразование сигнала при КИМ

Номер отсчета	Напряжение отсчета , (В)	Напряжение квантова-ния , (В)	Ошибка квантова-ния	Значение уровня	Двоичный код
	3,4		0,4
	1,4		0,4
	0,7		-0,3

Непрерывное сообщение (рис. 3.30 а) подвергается дискретизации по времени (рис. 3.30 б). Дискретный по времени, но непрерывный по уровню сигнал (рис. 3.30 б), квантуется по уровню. Этот процесс аналогичен округлению чисел. На рис. 3.30 в) показано наличие шести разрешенных уровней квантования с разностью между ними в 1 В. Разность между двумя соседними уровнями квантования называют шагом квантования .

Рис. 3.30. Преобразование сигнала при КИМ

Если амплитуда отсчета сигнала в пределах двух соседних разрешенных уровней превышает половину шага квантования D /2, то значение отсчета увеличивается в большую сторону. Если амплитуда отсчета сигнала в пределах двух соседних разрешенных уровней меньше половины шага квантования D /2, то значение отсчета уменьшается. Такое округление приводит к появлению погрешности. Разность между истинным значением отсчета и его квантованным значением называется ошибкой или шумом квантования (рис. 3.30 г). Полученная импульсная последовательность (рис. 3.29 в) кодируется двоичным кодом (рис. 3.30 д).

Совокупность единиц и нулей между двумя квантованными отсчетами сигнала называется кодовой группой, а число единиц и нулей в кодовой группе определяет её разрядность. Например, 011 – трехразрядная кодовая группа, 1001101 – семиразрядная.