Hệ thống viễn thông 1 - Chuong 2 Xu Ly Truyen Thong

Trong trường hợp kênh truyền là dây dẫn, dải thông của đa số các cáp cũng nằm trong miền tần số cao, các tín hiệu tần số thấp sẽ bị suy giảm, dịch chuyển phổ tín hiệu sẽ làm mất đi các h

!  "   # % ' ( ) *   ) $ *   ) ,

Điều chế là quá trình đưa tin tức nguồn vào một tín hiệu thông dải có tần số sóng mang fcbằng cách tạo ra các biến đổi biên độ và/hoặc pha Tín hiệu thông dải này được gọi là tín hiệu được điều chế sc(t), còn tín hiệu nguồn băng cơ sở gọi là tín hiệu điều chế m(t)

Tín hiệu ở đầu ra bộ biến đổi tín hiệu trong khối nguồn (Source) có tần số rất thấp, do đó không thể truyền đi xa được vì hiệu suất truyền không cao và không có tính kinh tế Cho nên phải thực hiện điều chế tín hiệu với ba mục đích sau:

f

- f max 0 +f max Hình 2.1 Phổ cuả tín hiệu dải nền

S(f)

f

f c - f max f c f c + f max

0 Hình 2.2 Phổ cuả tín hiệu dải thông S(f)

Việc điều chế tín hiệu cho phép ta sử dụng hữu hiệu kênh truyền Tín hiệu gốc bao gồm nhiều tín hiệu mà chúng ta muốn truyền đi cùng lúc Ví dụ như tiếng nói có tần số trong khoảng 20Hz–4KHz, tín hiệu âm nhạc có tần số trong khoảng 0–20KHz, tín hiệu video trong truyền hình có độ rộng dải thông 0–5MHz Nếu không có điều chế mà truyền những tín hiệu này đồng thời trên cùng một đường truyền (cáp, dây song hành) thì ở đầu thu sẽ không thu được tín hiệu vì giữa chúng có sự giao thoa với nhau Vì vậy, ở đầu thu không thể tách riêng chúng ra được Điều chế cho phép ta truyền đồng thời những tín hiệu này mà không có sự giao thoa bằng cách dịch chuyển các tín hiệu này sang tần số khác cao hơn mà đường truyền đó có thể đáp ứng được Ở đầu thu sẽ thu được riêng rẽ từng tín hiệu nhờ những mạch lọc thông dải

Bức xạ tín hiệu vào không gian dưới dạng sóng điện từ Nếu muốn truyền tín hiệu âm thanh trên khoảng cách lớn bằng sóng điện từ thì ở đầu ra máy phát phải có anten phát Kích thước anten phát theo lý thuyết trường điện từ không nhỏ hơn một phần mười độ dài của bước sóng phát xạ Phổ tín hiệu tiếng nói thường vào khoảng 200Hz-10KHz, như vậy kích thước của anten phát phải lớn cỡ hàng chục kilomet, đó là điều không thể thực hiện được trong thực tế Thực hiện điều chế tín hiệu cho phép chuyển phổ tín hiệu lên phạm vi tần số cao, ở đó ta có thể có kích thước anten thích hợp Trong trường hợp kênh truyền là dây dẫn, dải thông của đa số các cáp cũng nằm trong miền tần số cao, các tín hiệu tần số thấp sẽ bị suy giảm, dịch chuyển phổ tín hiệu sẽ làm mất đi các hiệu ứng đó

Tăng khả năng chống nhiễu cho các hệ thống thông tin, bởi vì các tín hiệu điều chế có khả

năng chống nhiễu, mức độ chống nhiễu tốt như thế nào thì phụ thuộc vào các loại điều chế khác nhau

    *   ) ,    

Điều chế tín hiệu được thực hiện ở bên phát, với mục đích là chuyển phổ của tín hiệu từ miền tần số thấp lên miền tần số cao Việc dịch chuyển phổ của tín hiệu lên miền tần số cao được thực hiện bằng cách làm thay đổi một trong các thông số của sóng mang tần số cao Trong thực tế người ta thường dùng hai loại sóng mang là các dao động điều hòa cao tần hoặc các dãy xung, do đó ta sẽ có hai hệ thống điều chế là: điều chế liên tục và điều chế xung

Trong điều chế liên tục, tín hiệu tin tức (tín hiệu điều chế) sẽ tác động làm thay đổi các thông số như biên độ, tần số, góc pha của sóng mang là các dao động điều hòa

Tín hiệu điều chế làm thay đổi biên độ sóng mang gọi là điều chế biên độ AM Tín hiệu điều chế làm thay đổi tần số sóng mang gọi là điều chế tần số FM

Tín hiệu điều chế làm thay đổi góc pha sóng mang gọi là điều chế pha PM

Trong hệ thống điều chế xung, sóng mang là các dãy xung vuông tuần hoàn, tin tức sẽ làm thay đổi các thông số của nó như biên độ, độ rộng xung, vị trí xung (khoảng cách giữa các xung)

Tín hiệu tin tức làm thay đổi biên độ của xung gọi là điều biên xung PAM

Tín hiệu tin tức làm thay đổi độ rộng xung gọi là điều rộng xung PDM

Tín hiệu tin tức làm thay đổi vị trí xung gọi là điều vị trí xung PPM

Khi tín hiệu tin tức (thơng tin) tác động làm thay đổi thơng số của sĩng mang thì thơng số

bị thay đổi sẽ tỉ lệ với tin tức m(t) Như vậy trong các hệ thống điều chế xung, tin tức chỉ được truyền trong những khoảng thời gian nhất định (thời gian cĩ xung) Đĩ là sự khác nhau căn bản giữa điều chế liên tục và điều chế xung

Việc biến đổi hoặc mã hĩa tín hiệu tương tự nhận được ở đầu vào(tiếng nĩi, hình ảnh, fax, các thơng số của các thiết bị như lực nén, nhiệt độ ) thành tín hiệu số ở đầu ra tương ứng Điều này cĩ thể thực hiện bằng một trong các phương pháp sau:

Điều xung mã (PCM)

Điều xung mã vi sai (DPCM)

Điều xung mã vi sai tự thích nghi (ADPCM)

Điều chế delta (DM)

Điều chế delta tự thích nghi (ADM)

Mã hĩa dự đốn tuyến tính (LPC)

Ở phía thu cĩ chức năng ngược lại, đưa tín hiệu số nhận được giải mã thành tín hiệu tương

tự ban đầu

                  

Là một thuật ngữ được dùng để mơ tả việc chuyển đổi một tín hiệu tương tự sang một tín hiệu xung trong đĩ biên độ của xung biểu thị tin tức tương tự Mục đích của PAM là cung cấp một dạng sĩng khác trơng giống như các xung nhưng chứa tin tức cĩ trong dạng sĩng tương tự Tốc độ xung fs để cho chuỗi xung PAM cĩ thể được khơi phục như tín hiệu ban đầu được qui định bởi định lí lấy mẫu

Cĩ hai dạng tín hiệu PAM: PAM sử dụng lấy mẫu tự nhiên và PAM sử dụng lấy mẫu tức thời để tạo ra một xung đỉnh phẳng Kiểu đỉnh phẳng thuận lợi hơn cho việc chuyển đổi

Lấy

mẫu

Lượng tử hóa

Mã hóa

Tái tạo từ mã

Giải mã

Bộ lọc Tín

hiệu

tương

tự

PAM lượng tử

Tín hiệu tương tự ra

Từ mã 7 hay 8 bit

Từ mã 7 hay 8 bit

Hình 2.3:Sơ đồ khối bộ mã hĩa và giải mã nguồn trong hệ thống PCM

sang PCM Tuy nhiên kiểu lấy mẫu tự nhiên dễ tạo hơn và được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác

Một tín hiệu tin tức m(t) liên tục theo thời gian t có phổ giới hạn bởi tần số fmax được hoàn toàn xác định bởi những giá trị rời rạc s(t) tại các điểm tức thời nTs (với n=0,1,2, ) Trong

đó Ts là khoảng thời gian giữa hai lần lấy mẫu

Các dạng sóng tin tức tương tự có thể được chuyển đổi sang tí nhiệu xung PAM bằng cách sử dụng lấy mẫu tức thời với xung đỉnh phẳng như hình 2.4a Lúc đó tín hiệu PAM lấy mẫu tức thời được cho bởi:

)()

()(t m t s t

s ( ) δ( )là một chuỗi xung dirac có chu kì là Ts Biểu thức của xung PAM lúc này được viết lại như sau:

và có độ rộng xung là τ như hình 2.4b Lúc đó tín hiệu xung PAM được biểu thị bởi:

)()

()(t m t s t

sPAM =

Trong đó = ∑ ∏∞ t−nT s

t

τ là một dãy xung vuông có chu kì là Ts

Hình 2.4a: Lấy mẫu lí tưởng tín hiệu tin tức m(t)

X

) (t

s

t

Bộ lấy mẫu

s

T

Định lý Nyquist chỉ ra rằng tín hiệu m(t) có băng tần giới hạn tại tần số f max nhờ bộ lọc thông thấp như hình 2.5a có thể đặc trưng một cách chính xác bởi các giá trị lấy mẫu, khoảng thời gian giữa các lần lấy mẫu Ts này không được vượt quá một nửa chu kỳ của tần

số cao nhất của tín hiệu, nghĩa là tần số lấy mẫu fs phải được chọn lớn hơn ít nhất hai lần

max

f :

2 /

max

T

Ts ≤ hoặc fs ≥ 2 fmax

) ( f M

X

) (t

s

t

Bộ lấy mẫu

nT t t

m t

Hình 2.5a: Phổ tín hiệu giới hạn bởi f max

Ta có cặp biến đổi Fourier: M ( f ) ↔ m ( t )

)(

|||

1

*)()(

*)()

()

(

s s n

s n

s

T

tT

tnT

ttnT

tt

)

2(2

).

2 ( )

(

) (

* ) ( 2

1 ) (

) ( ).

( ) (

s n

s s

PAM PAM PAM

n M

n Sa T

S

S M

S

t s t m t s

ωωτωτ

ω

ωωπω

) ( f M

−

.

s

f 3

s

f

3

−

Từ hình vẽ chúng ta thấy băng thông của tín hiệu PAM lớn hơn băng thông của tín hiệu

Hình 2.5b Phổ cuả tín hiệu PAM lấy mẫu tự nhiên với d=1/3 và f s =4f max

Vì hàm

τπ

τωτ

n

n khi

n

2 0

) 2 (

) (

1 Hz

BPAM

τ

=

⇒Các phổ tách rời nhau với khoảng cách δ = fs − 2 fmaxgọi là dải bảo vệ Khoảng cách này lớn hơn 0 sẽ làm cho các phổ không chồng lấn lên nhau Sự chồng lấn phổ lên nhau chỉ xảy

ra khi khoảng cách này bé hơn 0 và gọi là hiện tượng aliasing

) ( f M

s

f 2

Phần phổ bị chồng lấn

(aliasing)

Hình vẽ trên nói lên rằng nếu tín hiệu gốc giới hạn trong một băng thông và tần số lấy mẫu

đủ lớn thì các phổ lặp sẽ không chồng lấn, phần nằm trong dải Nyquist [− fs/ 2 ; fs/ 2] của phổ tín hiệu lấy mẫu sẽ giống y như phổ cuả tín hiệu gốc

Đây là một hệ quả rất quan trọng cho việc xử lí số tín hiệu Nó không những cho phép tín hiệu tương tự gốc có thể được phục hồi từ tín hiệu được lấy mẫu mà nó còn đảm bảo rằng các thao tác xử lí số sau đó trên tín hiệu lấy mẫu sẽ tác động vào đúng phổ gốc của tín hiệu

s

s

eTnTtt

)(

PAM

s

etmTtstmt

s s

T

Đây chính là sự lặp tuần hoàn phổ M ( f ) của tín hiệu gốc m(t)

Hình 2.6 Hiện tượng Aliasing

) ( f M

−

.

s

f 3

Hình (2.8) là quá trình cơ bản của hệ thống PAM Đây là hệ thống tương tự chưa phải là quá trình số hóa, do các giá trị lấy mẫu là giá trị tức thời của tin tức và biên độ xung PAM sau lấy mẫu đó chưa chuyển thành các giá trị số rời rạc

12Khz 8Khz

Việc khơi phục tín hiệu tin tức tương tự ban đầu tại phía thu được thực hiện bằng các bộ lọc thơng thấp lí tưởng với tần số cắt là tần số Nyquist fs / 2

Bên ngồi dải Nyquist các thành phần phổ đều bị triệt tiêu Do đĩ phổ tín hiệu ngõ ra sau

bộ lọc lý tưởng Ma( f ) = M ( f ) với mọi f, nghĩa là tín hiệu ma(t )được khơi phục giống hệt như tín hiệu gốc ban đầu m (t )

Ví dụ:

Một sĩng âm thanh cĩ dạng sau:

) 125 cos(

2 ) 90 cos(

2 ) 60 cos(

2 ) 50 cos(

2 ) 30 cos(

2 ) 10 cos(

t

t

f max

M(f) Tín hiệu vào

Trong đó t tính bằng miligiây Tần số của tín hiệu này là bao nhiêu? Những thành phần nào

là nghe được và tại sao? Tín hiệu này được truyền qua bộ tiền lọc (prefilter) H ( f ), ngõ ra

bộ lọc là tín hiệu y (t ), sau đó lấy mẫu với tốc độ 40kHz Tín hiệu sau lấy mẫu đưa ra kênh truyền lí tưởng không tổn hao Tại phía thu tín hiệu được khôi phục bằng bộ khôi phục tín hiệu lí tưởng và cho ra tín hiệu cuối cùng là ya(t )

Hãy xác định tín hiệu y (t ) và ya(t ) trong các trường hợp sau:

1 Không có bộ tiền lọc, nghĩa là H ( f ) = 1 trên cả trục tần số

2 H ( f ) là bộ tiền lọc lí tưởng có tần số cắt fs/ = 2 20 kHz

3 H ( f ) là bộ tiền lọc thực tế được xác định như sau:

) ( f H

Giải:

Sáu thành phần của x (t )gồm các tần số:

kHz f

kHz f

kHz f

kHz f

kHz f

2)10cos(

2)(

Vì tần số lấy mẫu là 40kHz nên khoảng tần số Nyquist là [ − 20 kHz ; 20 kHz ] Các tần số này

sẽ lặp lại sau mỗi 40kHz Chỉ có f ;A fBnằm trong khoảng Nyquist Còn bốn thành phần còn lại C, D, E, F nằm ngoài khoảng tần số Nyquist nên sẽ bị chồng phổ với các tần số bên trong khoảng này:

kHz f

f f kHz

fC = 25 → C,a = Cmod s = 25 − 40 = − 15

kHz f

f f kHz

fD = 30 → D,a = Dmod s = 30 − 40 = − 10

kHz f

f f kHz

fE = 45 → E,a = E mod s = 45 − 40 = 5

kHz f

f f kHz

fF = 62 , 5 → F,a = F mod s = 62 , 5 − 40 = − 17 , 5 (mod hai vòng đến khi nào tần số alias nằm vào khoảng Nyquist thì dừng)

1 Nếu ta không dung bất cứ bộ tiền lọc nào thì y ( t ) = x ( t ) và tín hiệu khôi phục được

sẽ là:

) 5 , 17 2 cos(

2

) 5 2 cos(

2 ) 10 2 cos(

2 ) 15 2 cos(

2 ) 30 cos(

2 ) 10 cos(

2

)

(

t F

t E

t D

t C

t B

t A

t

ya

π

ππ

ππ

π

− +

+

− +

− +

+

=

) 35 cos(

2 ) 20 cos(

2 ) 15 2 cos(

2 ) 30 cos(

) ( 2 ) 10 cos(

) (

2 Nếu dung bộ tiền lọc lí tưởng có tần số cắt fs/ = 2 20 kHz Ngõ ra của b lọc sẽ loại bỏ hoàn toàn tất cả các thành phần tần số lớn hơn tần số Nyquist 20kHz như sau:

3 Dùng bộ lọc thực tế H ( f ), nếu bỏ qua ảnh hưởng pha của bộ lọc, đầu ra y(t) là:

).

125 cos(

) ( 2 ) 90 cos(

) ( 2 ) 60 cos(

) ( 2

) 50 cos(

) ( 2 ) 30 cos(

) ( 2 ) 10 cos(

) ( 2 ) (

t f

H F t f

H E t f

H D

t f

H C t f

H B t f

H A t y

F E

D

C B

A

ππ

π

ππ

π

+ +

+

+ +

60 322 , 0 ) ( 322

, 0 ) 20

25 ( log ) 2

C

57 / 1 1 , 35 /

60 585 , 0 ) ( 585

, 0 ) 20

30 ( log ) 2

D

3234 / 1 1 , 70 /

60 170

, 1 ) ( 170

, 1 ) 20

45 ( log ) 2

E

85114 / 1 6 , 98 /

60 644

, 1 ) ( 644

, 1 ) 20

5 , 62 ( log ) 2

F

Từ đó ta có :

125 cos(

85114 / 2 ) 90 cos(

3234 / 2 ) 60 cos(

57 / 2

) 50 cos(

9 / 2 ) 30 cos(

2 ) 10 cos(

2 ) (

t F

t E

t D

t C

t B

t A

t y

ππ

π

ππ

π

+ +

+

+ +

+

=

Do đó khi lấy mẫu với fs = 40 kHz và khôi phục tín hiệu ta có :

) 35 cos( 85114 / 2 ) 20 cos(

57 / 2 ) 30 cos(

) 9 / ( 2 ) 10 cos(

) 3234 / (

Hình 2.10 là sơ đồ khối của hệ thống thông tin PCM Sự truyền PCM có thể xem là sự truyền mã nhị phân của xung PAM được số hóa Với n bit của mã nhị phân ta có 2n giá trị khác nhau Vì vậy giá trị biên độ lấy mẫu phải được lượng tử hóa trong phạm vi có thể mã hóa được Khi truyền trên đường dây các mã nhị phân được truyền nối tiếp, tức là mã PCM phải được dịch ra trên đường dây từng bit theo thời gian Ở máy thu cần có sự chuyển đổi

từ nối tiếp về dạng song song PCM được đặc trưng bởi ba quá trình :

• Lấy mẫu (Sampling)

• Lượng tử hóa (Quantizing)

Mã hóa là thay thế mỗi mức mẫu đã được lượng tử bằng một dãy nhị phân ấn định sẵn gọi

là từ mã Tất cả các từ mã đều cố định và mẫu sau khi mã hóa sẽ được truyền trong khoảng thời gian giữa hai thời điểm lấy mẫu kề nhau

hóa

Bộ chuyển đổi P/S

Bộ chuyển đổi S/P Giải mã PCM

LPF

Phaàn ph 

Thực chất của việc lấy mẫu là một phép rời rạc hay là một phép điều biên xung PAM và được thực hiện bằng các mạch OP-AMP có cực khiển strobe

Số mức lượng tử được xác định bởi biểu thức:

n

q = 2Trong đó n là số bit mã hóa cho mỗi mẫu sau khi lượng tử

Số lượng của các mức lượng tử cho phép q của bộ lượng tử và độ chênh lệch cực đại giữa tín hiệu đã lấy mẫu và mức lượng tử được xác định bởi các đặc tính hoạt động của sơ

đồ lượng tử Hoạt động được thông qua tỉ số tín hiệu đầu ra và công suất tạp âm lượng tử,

có nghĩa là tỉ số tín hiệu trên méo (S/N) hoặc tỉ số tín hiệu trên tạp âm Sự chênh lệch giữa

tỉ số gốc của xung lấy mẫu và trị số khôi phục trên mức lượng tử gần nhất được gọi là nhiễu lượng tử

Tín hiệu PAM

Tín hiệu vào

Hình 2.12:Tín hiệu tương tự và PAM

t x(t)

Cĩ hai phương pháp lượng tử hĩa tín hiệu đã được sử dụng trong lĩnh vực truyền tin đĩ là: lượng tử tuyến tính và lượng tử phi tuyến

Trong lượng tử hĩa tuyến tính thì thang đo tín hiệu từ Vmax đến Vmin người ta chia thành 2 − n 1 đoạn bằng nhau gọi là phép lượng tử tuyến tính Biễu diễn bằng đồ thị là trục ngang biểu diễn cho điện áp vào Vin và trục đứng biểu diễn cho điện áp ra Vout

Nếu gọi e là khoảng cách hai mức lượng tử và từ Vmax đến Vmin ta chia thành M mức lượng tử thì sẽ cĩ 2 − n 1 khoảng cách lượng tử Do đĩ giá trị e là :

1 2

2 1

2

min max

V e

Hình 2.12 cho thấy giá trị tương ứng giữa mức điện áp lượng tử và giá trị mã nhị phân PCM

Đối với lượng tử hĩa đều thì ngưỡng lượng tử sẽ nằm giữa các mức lượng tử Gọi m là ngưỡng lượng tử, ta cĩ:

] 2

; 0 [

; 2

00…00 10…00

(2 n -1) 11…10 Mã n bit

1 2

2

−

= nVine

00

80

FF

FE Mã 8 bit

04 0 255

Khi khôi phục tín hiệu tương tự từ các xung lượng tử ở máy thu sẽ có sự chênh lệch giữa tín hiệu khôi phục và tín hiệu gốc đã được lấy mẫu Sự chênh lệch này được gọi là méo lượng tử hoặc sai

số lượng tử e q (t):

) ( ) ( ) ( t x t x t

eq = q −

Trong đó : xq(t )là mức lượng tử; x (t ) là mẫu được lượng tử tại thời điểm t

Sai số lượng tử này xuất hiện như tạp âm ngẫu nhiên có công suất được tính như sau:

2 / 1 2 )

12/2e

Nq =

Trong khi đó công suất trung bình tín hiệu ở đầu ra cuả bộ lượng tử được tính bằng công thức :

12 / ) 1

e M

Vì vậy SNR là: SNR = M ( 2 − 1 )

Khi M>>1 và các mức lượng tử được mã hoá thành n bit thì:

) ( 6 2 lg 20 lg

Nghĩa là khi M tăng gấp đôi hoặc tăng thêm 1 bit vào từ mã thì giá trị cuả SNR tăng thêm 6dB Điều đó chứng tỏ rằng khi mức tín hiệu đầu ra cố định, số mức lượng tử tăng dẫn đến giảm méo lượng tử

Nhưng các mức lượng tử xếp đặt sát nhau và tạp âm nhiệt cùng với các loại tạp âm khác ở đầu vào sẽ gây ra chọn nhầm các mức lượng tử Do đó cần phải tìm sự dung hòa về mặt kĩ thuật vì nếu mức lượng tử cách nhau quá xa thì việc phục hồi tín hiệu gốc sẽ khó khăn vì nhiễu lượng tử quá lớn

Ví dụ:

Bộ lượng tử tuyến tính có 8 mức lượng tử đều cho phép dải điện áp vào cực đại trong khoảng [ − 8 V ; 8 V ] Giá trị điện áp mẫu lấy được sẽ đưa vào bộ lượng tử để xấp xỉ về mức lượng tử tương ứng cho việc mã hóa Ví dụ nếu mẫu lấy được là 6V thì chọn mức lượng tử tương ứng là 5V

Lượng tử phi tuyến là phép nén giãn tín hiệu theo quy luật đường cong không đều, tập trung nhiều mức lượng tử ở vùng tín hiệu nhỏ Lượng tử phi tuyến có hai quy luật nén giãn thông dụng là luật A và luậtµ

µ sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và Nhật Bản, mối quan hệ giữa điện áp vào Vin

và mức lượng tử (điện áp ra Vout) có dạng:

[ ]

)1ln(

1ln

Trong đó:µ = 2 − n 1; nếu n=8 thì µ = 255 Các giá trị đỉnh cho phép của Vin là đã chuẩn hóa 1

± Vout là tín hiệu ngõ ra bộ nén Hình 2.13 là đường cong mã hóa theo luật µ vẽ theo trị chuẩn hóa của Vin và điện áp ra Vout

được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và mối quan hệ giữa điện áp vào Vin và

Vin

≤ +

=

1

1

; ln 1

) ln(

1

1

; ln 1

in in

in in

out

V A A

V A

A

V A

V A

Trong đó Vin ≤1 là giá trị áp vào chuẩn hóa Giá trị A thường chọn bằng 87,6 Đặc tuyến nén của Luật A được xấp xỉ hóa bằng một đường gấp khúc 13 đoạn (segment) như trên hình 2.13 Có sáu đoạn cho phần dương từ +2/8 -> +1, sáu đoạn cho phần âm hoàn toàn đối xứng từ -1 -> -2/8 và một đọan ở giữa từ -2/8 -> +2/8 Trong khi đó đặc tuyến của Luật

µ được xấp xỉ hóa thành 15 đoạn, cách chia đoạn giống như Luật A nhưng đạon giữa của Luật A từ -2/8 -> +2/8 được chia thành 2 đoạn nữa là : từ -2/8 ->0 và 0-> +2/8

ITU đưa ra chuẩn mã hóa G.711 để mã hóa tín hiệu thoại, số mức lượng tử hóa sử dụng là M=256, độ dài từ mã PCM là n=8

Khi sử dụng nén tại máy phát thì việc giãn sẽ được thực hiện tại máy thu để khôi phục lại các mức tín hiệu thành các giá trị tương đối của chúng Hai trị số A, µ được xác định một cách nghiêm ngặt đối với đặc tính nén Nếu giá trị chúng càng lớn thì hiệu quả nén càng cao

Hình 2.13 :Đặc tuyến xấp xỉ 13 đoạn LuậtA = 87 , 6 và 15 đoạn Luật µ phần biên độ dương

Có một số điểm giống và khác nhau giữa hai luật nói trên mà ta cần lưu ý:

o Dùng 8 bit cho mỗi từ mã (nghĩa là có 256 từ mã, mỗi từ mã đại diện cho một khoảng lượng tử)

o Trong cả hai luật nén giãn, bit đầu tiên (MSB) của mã đều là bit dấu (polarity) 3 bit ngay sau bit dấu chỉ số của đoạn thẳng mà giá trị điện áp rơi vào (có 8 đoạn cho mỗi phần dương và âm), 4 bit cuối tạo thành từ mã chỉ bước lượng tử hóa của đoạn đó (có 16 bước lượng tử hóa trong mỗi đoạn)

o Cách đặt ví trí bit trong từ mã 8 bit để phân đoạn và mức lượng tử cho mỗi đoạn là khác nhau

o Luật A cung cấp dải điện áp vào lớn hơn luật µ

o Luật µ cho khả năng ít nhiễu đối với các mẫu có biên độ nhỏ tốt hơn luật A

Bộ mã được sử dụng để tái tạo các xung nhị phân hoặc các từ mã từ các giá trị đã lượng tử xuất hiện ở đầu ra của bộ lượng tử hoá Số mức lượng tử M=2n trong đó n là số luợng bit biểu thị cho một mức lượng tử riêng biệt, mỗi mức có một từ mã riêng chứa n bit

xử lý trước khi truyền trực tiếp tại băng cơ sở hoặc sử dụng để điều chế sóng mang

Để tính độ rộng băng tần cho tín hiệu PCM chúng ta phải tìm phổ của nó Đối với trường hợp tín hiệu PAM, phổ của tín hiệu PAM thu được như một hàm của phổ tín hiệu tin tức tương tự vào bởi vì tín hiệu PAM là hàm tuyến tín tín hiệu vào Điều này không có đối với tín hiệu PCM Bởi vậy phổ của tín hiệu PCM không quan hệ trực tiếp với phổ tín hiệu tương tự đầu vào Tuy nhiên dải thông của tín hiệu số nối tiếp phụ thuộc vào tốc độ bit và hình dạng xung

Trong hệ thống PCM, tốc độ bit được tính bằng số lượng bit trong một từ mã được tạo ra từ xung lượng tử nhân với tần số lấy mẫu fs:

) (

; 2 f n fmax bps n

Rb = s ≥

µ xấp xỉ hóa thành 15 đoạn, cách chia đoạn giống Luật A đạon Luật A từ -2 /8 -& gt; +2/ 8 chia thành đoạn : từ -2 /8 -& gt;0 0-& gt;...

] 2< /small>

; [

; 2< /small>

00…00 10 …00

(2 n -1 ) 11 ? ?10 Mã n bit

1 2< /small>

2< /small>... data-page= "11 ">

) , 17 cos(

2< /small>

) cos(

2 ) 10 cos(

2 ) 15 cos(

2 ) 30 cos(