Глава 2. Основные функциональные УЗЛЫ

Вопросы, задачи и упражнения

1. Необходимость процесс дискретизации при построении систем передачи с временным разделением каналов (СП с ВРК).

2. Для периодической последовательности прямоугольных импульсов (ПППИ) длительностью t_и = 244×10 ^–9, периодом следования Т _д = 125×10 ^–6 с и амплитудой А_т = 4 В определить частоту следования (или тактовую частоту) F _д и амплитудный спектр ПППИ для n = 5, найти полосу частот DF, необходимую для передачи заданной ПППИ. Изобразить спектр амплитуд ПППИ.

3. Частота следования ПППИ равна F _д = 8000 Гц, скважность импульсов ПППИ равна q = 40. Определить ширину полосы частот DF, необходимую для передачи такой ПППИ по тракту с частотной характеристикой идеального фильтра нижних частот, а также отношение амплитуды 1-ой гармоники частоты импульсов следования к амплитуде 10-ой гармоники.

4. Назовите основные условия теоремы Найквиста-Котельникова.

5. Определить период дискретизации речевого и телевизионного сигналов, занимающих полосы частот 0,2…6,8 кГц и 0,0000050…6,5 Мгц.

6. Амплитудно-импульсная модуляция, спектральный состав. АИМ-1 и АИМ-2, их отличия и сходства.

7. Определить минимальное значение частоты дискретизации F _д сигнала, для которого F _н = 60 кГц и F _в = 108 кГц.

8. Дискретизации подвергается сигнал с полосой частот 60,6…107,7 кГц. Ширина полосы расфильтровки фильтров, используемых для восстановления (демодуляции) дискретизированного АИМ сигнала равна DF _р = 1,8 кГц. Найти наименьшее значение частоты дискретизации F _д, при котором не будет наблюдаться искажений от дискретизации.

9. Дискретизации во времени (или амплитудно-импульсной модуляции) подвергается сигнал, занимающий полосу частот от 60 до 84 кГц. При каких из перечисленных ниже значениях частоты дискретизации искажений дискретизации наблюдаться не будет: 48, 96, 144 и 192 кГц? Фильтры, используемые для демодуляции (восстановления) АИМ сигнала, принять идеальными.

10. Дискретизации подвергается сигнал с полосой частот 0,3…3,4 кГц. Определить минимальное значение частоты дискретизации, при котором возможно восстановление исходного сигнала из периодической последовательности отсчетов фильтром нижних частот, если крутизна его характеристики затухания в переходной области равна S _ф = 0,05 дБ/Гц, а затухание в полосе эффективного задерживания равна А _пэз = 60 дБ.

11. Необходимость квантования отсчетов. Виды квантования.

12. Синусоидальный сигнал с амплитудой U_m = 1 В следует преобразовать в цифровую форму таким образом, получить защищенность от шумов квантования А _кв не менее 30 дБ. Определить величину шага квантования, число шагов квантования и разрядность кода при равномерном кодировании.

13. Равномерному квантованию подвергается телевизионный сигнал от одного источника, для которого коэффициент k = . Определить разрядность кода, если требуется обеспечить защищенность от шумов квантования не ниже 30 дБ.

14. Равномерному квантованию и потом кодированию 6-разрядным кодом подвергается групповой телефонный сигнал от одного источника, для которого k = 4. Определить полученную при этом защищенность от шумов квантования.

15. Типы кодов, применяемых для кодирования отсчетов АИМ-2 сигналов.

16. На вход кодера с линейной шкалой квантования с шагом равным d = 10 мВ поступают импульсы АИМ-2 с амплитудами U _отс1= +12 мВ, U _отс2= +98 мВ, U _отс3= +170 мВ, U _отс4= - 50 мВ,, U _отс5= - 137 мВ и U _отс6= - 412 мВ. Кодирование осуществляется в симметричном коде. Определить разрядность кода, структуру кодовых комбинаций, образующихся на выходе кодера (или аналого-цифрового преобразователя – АЦП) для заданных отсчетов АИМ-2 сигнала, мощность шумов квантования на единичном сопротивлении и ожидаемую при этом защищенность от шумов квантования, если исходный сигнала представляет речевой сигнал от единственного источника.

17. Решить задачу 16 для следующих условий: U _отс1= 605 мВ, U _отс2= 37 мВ, U _отс3= 621 мВ, U _отс4= 512 мВ,, U _отс5= 1007 мВ и U _отс6= 1412 мВ. Кодирование осуществляется натуральным кодом.

18. Решить задачу 16 для инверсного кода.

19. Решить задачу 17 для обратного кода.

20. Решить задачу 16 для следующих условий: U _отс1= 72 мВ, U _отс2= 128 мВ, U _отс3= 86 мВ, U _отс4= 53 мВ,, U _отс5= 12 мВ и U _отс6= 32 мВ. Кодирование осуществляется кодом Грея.

21. На вход 8-разрядного декодера, шаг квантования которого постоянен и равен 8 мВ поступает следующая последовательность кодовых комбинаций: 11110111, 00001000, 10010101, 01010101. Декодер рассчитан на декодирование кодовых комбинаций, построенных по законам симметричного кода. Определить полярность и амплитуду импульсов отсчетов (АИМ-2), образующихся на выходе декодера (или цифро-аналогового преобразователя – ЦАП).

22. Решить задачу 21 для следующих кодовых комбинаций: 01001100, 10001100, 00110100 и 10101010, построенных по законам натурального (простого) кода.

23. Построить график защищенности от шумов квантования для m -закона компандирования при m = 127.

24. На вход нелинейного кодера (НК) с характеристикой компандирования А -87,6/13, после линейного квантования с шагом квантования d_о, поступают отсчеты равные -273 d_о, +1613 d_о, +113 d_о, -23 d_{о ,} +12 d_{о ,} -43 d_{о ,} +183 d_о, +613 d_о. Определить структуру кодовые комбинаций на выходе НК и величину шумов квантования для каждого отсчета. Для отсчета равного +613 d_о изобразить граф алгоритма неравномерного квантования-кодирования.

25. На вход нелинейного декодера (НДК) с характеристикой компандирования А -87,6/13 поступают кодовые комбинации вида 00001010, 10011101, 10101111, 01001000, 11011100, 01100111, 10111010, 01110001. Определить амплитуды отсчетов на выходе НДК, если шаг квантования при линейном квантовании (или шаг квантования центрального сегмента) равен d

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ