В системе с временным разделением сигналов носителем передаваемой информации является периодическая последовательность прямоугольных импульсов, амплитуда которых изменяется в соответствии с изменением передаваемого сигнала. Такая модуляция называется амплитудно-импульсной (АИМ). Однако помехоустойчивость сигналов АИМ весьма низка, так как любая помеха, изменяющая амплитуду импульса, искажает форму огибающей импульсной последовательности, а значит, и сигнал на приеме.
Наибольшую помехоустойчивость при передаче импульсных сигналов обеспечивает импульсно-кодовая модуляция' (ИКМ).
Принцип ИКМ заключается в том, что непрерывный сигнал (например, телефонный разговор) сначала превращается в модулированную по амплитуде последовательность импульсов (получим АИМ — сигнал), а затем импульсы этой последовательности кодируются, т. е. передаются по системе связи в виде закодированных цифр. Причем кодовая комбинация каждой цифры соответствует определенной амплитуде импульса. Так как амплитуды импульсов, отсчитываемые через определенные интервалы времени, могут быть любыми, то соответственно необходимо и бесконечно большое число закодированных цифр. Для их уменьшения до кодирования амплитуды импульсов квантуют, т. е. вместо фактически существующего в момент отсчета значения амплитуды импульса передают на кодирующее устройство ближайшее к нему — большее или меньшее — нормированное значение амплитуды. Принцип квантования импульсов по амплитуде можно проследить по рис. 101.
Естественно, что квантование амплитуд импульсов вносит определенные искажения передаваемого сигнала, поскольку огибающая квантованных импульсов не точно соответствует огибающей амплитудно-модулированных исходных импульсов (рис. 101,а). Поэтому число градаций нормированных импульсов (ступеней квантовая) не должно быть слишком малым.
Кодовые комбинации для передачи квантованных импульсов в системе ИКМ строятся по принципу современного телеграфного кода, только число элементов в кодовой комбинации определяется числом градаций нормированных значений сигнала АИМ, передачу которых должна обеспечить система ИКМ.
Современный телеграфный код является двоичным, т. е. элементы кода могут принимать два значения — плюс или минус, наличие или отсутствие импульса (условно обозначается «1» или «0»). В двоичном коде число различных значений, которые могут передаваться кодовыми группами, определяется выражением N=2n, где п — число элементов в кодовой комбинации. В телеграфном коде число импульсов «1» или «0» в каждой комбинации равно 5, что позволяет передавать 25 = 32 различные буквы или знаки. Как показали многочисленные исследования, в системе ИКМ для неискаженной передачи необходимо иметь не менее 100 различных квантованных уровней импульсов, поэтому п должно быть равно 7 (27= 128).
Сигнал, показанный на рис. 101, имеет 14 значений уровней амплитуд — от 0 до 13 (нулевое значение амплитуды также передается определенным кодом), поэтому достаточно иметь 24==16 различных комбинаций, в каждой будет по 4 импульса. В табл.5 приведены номера импульсов, их уровни и соответствующие им кодовые комбинации, передаваемые по каналу связи.
При определении полосы частот, получаемой при передаче телефонных сигналов методом ИКМ, необходимо учитывать, что принцип ИКМ требует дискретизации непрерывного сигнала, т. е. его преобразования в импульсы с частотой следования, где макс — максимальная частота передаваемого сигнала. |