10. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ
разователем (ЦАП) и выполняющем декодирование (преобразова-
ние кода в квантованный уровень напряжения) и сглаживание по-
лученного ступенчатого сигнала при помощи фильтра нижних час-
тот.
Аналоговый сигнал, восстановленный из цифрового после пе-
редачи его по цифровому каналу, отличается от передаваемого
аналогового сигнала, во-первых, вследствие квантования (шум
квантования) и, во-вторых, вследствие ошибок, которые случай-
ным образом искажают отдельные символы кодовых комбинаций
при передаче по каналу, подверженному действию случайных по-
мех (шум ложных импульсов).
Шум квантования. Обозначим буквой наименьшее значе-
ние сигнала, представимое двоичным кодом заданной разрядности.
Если квантование производится путем округления исходного зна-
чения до ближайшего возможного при заданной разрядности, то
можно считать, что к исходному значению прибавляется случайная
величина, имеющая равномерное распределение в интервале от
до
. Дисперсия этой случайной величины равна, как
нетрудно видеть,
. Если сигнал близок по своим характери-
стикам к белому шуму, то и шум квантования будет близок к бе-
лому шуму, некоррелированному с сигналом. Качество квантова-
ния обычно оценивают отношением сигнал/шум квантования,
которое увеличивается примерно на 6 децибел при увеличении
разрядности цифрового кода на 1. Следует иметь в виду, что уве-
личение разрядности влечет не только повышение требований к
быстродействию устройств цифровой обработки сигналов, но и
расширение полосы частот, требуемой для передачи сигнала
(так как при прочих равных условиях увеличение разрядности дво-
ичного числа, передаваемого с помощью ИКМ за тот же промежу-
ток времени, требует уменьшения длительности посылки, т.е. рас-
ширения ее спектра).
На практике часто применяют неравномерное квантование, при
котором шаг квантования зависит от уровня квантуемого сигнала:
чем больше (по модулю) значение сигнала, тем больше шаг кван-
тования (рис. 10.7). Таким образом, более слабые участки сигнала
квантуются более подробно. Основанием для неравномерного
квантования служит стремление поддерживать на постоянном (или
почти постоянном) уровне относительную погрешность квантова-
ния. Практически такое неравномерное квантование можно осуще-
ствить, например, при помощи схемы компандирования (рис. 10.8).
Компандер представляет собой каскадное соединение трех узлов:
компрессора, равномерного квантователя и экспандера. Ампли-