đề tài kỹ thuật điều chế xung mã pcm

đề tài kỹ thuật điều chế xung mã pcm

= L = II d mm

NGUYEN LY TRUYEN THONG

BÀI THUYÉT TRÌNH ®

HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY

Hà nội ,10/10/2012

NGUYEN XUAN THAI

NGUYEN VAN CUONG

KY THUAT DIEU CHE XUNG MA PCM

| Mã hóa phi tuyến: Trình bày mã hóa nén — giãn tương tự

luật A, mã hóa nén-giãn sô luật A áp dụng cho tín hiệu thoại Khôi phục tín hiệu tương tự

Băng thông tín hiệu PCM

4 Nhiéu tác động lên tín hiệu PCM

Degin by thanh pham

:_ Lượng tử hóa không đều ,áp dụng cho tín hiệu thoại

Thực hiện lượng tử hóa đều toàn bộ biên độ của tín hiệu

đòi hỏi số lượng mức lượng tử hóa lớn -> số lượng bit ma

hóa lớn

Đưa ra qui luật lượng tử hóa không đều: nén biên độ tín

hiệu về các giá trị nhỏ hơn > giảm số lượng mức lượng

tử hóa

Ở phía phát có bộ nén được đặt trước bộ mã hóa thì phía

thu phải có bộ dãn đặt trước bộ giải mã

Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dãn đều là tín

hiệu analog

~> bộ nén — dãn analog: sử dụng các phần tử phi tuyến

Tín hiệu đầu vào, đầu ra của bộ nén và bộ dẫn đều là tín

hiệu số => bộ nén — dãn số: sử dụng các vi mach ý

»> Vị: điệnápvào (biếnthiêntừ 0+2048A; A: mứclượngtửhóađều)

> A latham sé nén A=87,6 (Thoại) ; sig(x) là hàm dấu của x ;u = 255 (thoại)

Nén“Øïãn.sô

Bộ nén số được đặt trong miễn tín hiệu số của nhánh

phát và bộ giãn Relief trong miền tín hiệu số của

nhánh thu

Đặc tuyén bo nén-va bo-gian sO xây dựng dựa trên co

sở đặc tuyến bộ nén và bộ giãn tươnØ-tự Ieper cách gan

đúng hóa đường cong đặc tưýến bộ nén và bộ giãn

tương tự theo luật A và I thành.các:đốận thăng gấp

khúc

Đặc tuyến bộ nén-dãn số luật A (A=87,6/13)

Dựa trên biêu thức toán học của bộ nén analog theo tiêu chuân

châu Âu, bộ nén A=87,6/13

* Pac điểm của đặc tính biên độ:

Hình vẽ đặc tính biên độ thể hiện cho nhánh dương, nhánh âm đối

xứng qua gốc tọa độ

Biên độ chia thành 13 đoạn:

Mỗi nhánh có 8 đoạn, đoạn I và đoạn II có cùng bước lượng tử hóa

và có cùng độ dốc được ghép lại thành một đoạn còn 7 đoạn

Hai đoạn bắt đầu từ gốc tọa độ có cùng độ dốc và cùng bước lượng

tử hóa ghép thành 1 đoạn

Trong mỗi đoạn được lượng tử hóa đều với 16 mức lượng tử hóa

Sử dụng một bit b1 để mã hóa dấu của giá trị biên độ (biên độ mang

giá trị âm và dương)

Việc mã hóa biên độ tín hiệu chỉ cần quan tâm đến gia tri tuyệt đối

Lượng tử hóa trong đoạn:

> Mỗi đoạn được chia thành 16 mức lượng tử hóa với bước lượng tử hóa đều nhau, đánh số từ 0 đến 15

>> Bước lượng tử hóa của các đoạn khác nhau là khác nhau, bước lượng tử hóa của đoạn sau lớn hơn gấp đôi bước lượng tử hóa của đoạn trước lién ké>lugng tir hoa không đều

Mã hóa nén — giãn tương tự

AI tương tự |, "| tuyên tính ; tuyên tính ƑƑx—”| tương tự

Bên phát

Báng nén — giãn tương tự luật A

Bảng nén — giãn tương tự luật A

Ví dụ mã hóa nén — giãn tương tự

> Tin hiệu vào bộ nén — giãn tương tự luật A

có giá trị 71 Xác định tô hợp mã ra bộ nén

và giá trị biên độ ra bộ giải mã

> X=71 — Bit dấu là bit 0, mã đoạn là 010

và mã bước lượng tử hóa là 0001

> Vậy: Tổ hợp mã ra bộ nén là 00100001

Giá trị biên độ ra bộ giải mã là 70

Mã hóa nén — giãn sô

Bảng nén — giãn số luật A (12 bit — 7 bit)

0000000abcdx 000abcd 0000000abed1

0000001abcdx 001abcd 0000001abcd1

labcdxxxxxxx lllabed labed1000000

Mã hóa: Ta thực hiện mã hóa đều thông thường

được từ mã 13 bit ,sau đó thực hiện nén số 13 bit

xuống còn 8 bit Thực sự nén số 12 bit xuống còn 7

bit va bit cao là bit dấu phải được giữ nguyên

Giai ma: Ta thuc hiện giải mã đều thông thường

được từ mã 8 bit Sau đó thực hiện giãn 8 bịt thành

13 bit Thực sự ta giãn 7 bit thành 12 bit vi bit cao nhất là bit dấu phải được giữa nguyên

Ví dụ mã hóa nén - giãn số theo luật A

> Một mẫu lượng tử hóa có giá trị là + 121

> Xác định từ mã PCM phát đi và giá trị mã đầu ra bộ giãn

Thuật toán thực hiện mã hóa không đều

A ry 2A ~ ry A A

Thuật toán thực hiện mã hóa không đêu

> Ma hoa

-_ Xác định bit dấu : là 0 khi x dương và là 1 khi x 4m

+ Xác định a: a nhỏ nhất thỏa mãn lxI < 32.2* (0<a<7)

-_ Xác định b: b nhỏ nhất thỏa mãn nme MELD HT ng xgm

23

Thuật toán

thực hiện mã

hóa không đêu

b Giải mã

» Giá trị tuyệt đối của mẫu khôi

phục ở đâu ra của bộ giải mã là:

Ví dụ mã hóa không đều dùng thuật toán

Một mẫu lượng tử hóa có giá trị là + 121

Ta xác định được bit đầu là 0; a = 2, = 57, b= 14

Vay tir ma PCM 8 bit 1a 00101110

Néu truyền từ mã đi, bên giải mã sẽ khôi phục được giá trị tuyệt đôi là 22(14 + 33/2) = 122

25

Khôi phục tín hiệu ban đầu

Khôi phục tín hiệu ban đầu

Khôi phục tín hiệu ban đâu

Khôi phục tín hiệu ban đầu

Giải mã:

> Tach cac ma nhi phan 8 bit từ tín hiệu PCM

> Chuyên mỗi từ mã nhị phân thành một xung lượng tử có

biên độ tương ứng với sô mức lượng tử của từ mã đó

Khôi phục tín hiệu ban đầu

Lọc:

Tín hiệu xung lượng tử được đưa qua bộ lọc thông thấp lý tưởng có

tân sô cắt œ„

Đầu ra bộ lọc này nhận được tín hiệu analog là tín hiệu liên tục theo

thời gian nhờ nội suy giữa các mâu kê tiêp nhau

MOT SO DAC DIEM

CUA TIN HIEU PCM

1 Băng thông của tín hiệu PCM

2 Ảnh hưởng nhiễu lên PCM

BĂNG THÔNG CỦA THÔNG CỦA TÍN HIỆU PCM

> Bang thong :để chỉ lưu lượng của tín hiệu điện được truyền

qua thiết bị truyền dẫn trong một giây là bao nhiêu

> Băng thông và tôc độ bít có môi quan hệ với nhau

> R la téc độ bit (số bit truyền đi trong một

giây của tín hiệu PCM)

Hình a: 1 bit © 1 lần thay déi mite =>BPCM > 1/2 R = 1/2 n.fs

Hình b: 1 bit 2 1an thay d6i mite => BPCM >R =n.fs

Dé tránh chồng phổ thì fs > 2B với B là băng thông của tín hiệu tương tự tương ứng

Vậy băng thông của PCM là: BPCM >nB (hình a) ;BPCM >2nB (hình b) BANG THONG CUA TIN HIEU PCM LON HON BANG THONG CUA TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ

Ví dụ :

Đối với tín hiệu thoại ,CCITT quy định tần số lấy mau la 8 KHz va d6 dai tir ma la 8 bit Vay tốc độ

của tín hiệu thoại số là 64 kbps Do đó ,băng thông

tối thiêu của tín hiệu thoại số là 32 KHz ,lớn gấp 8

lần so với băng thông của tín hiệu thoại tương tự là

4 KHz

35

Ảnh hưởng của các loai nhiễu lên PCM

Có 2 loại nhiều chính :

| Nhiễu lượng tử hoá

2 Lỗi bít

Nhiễu lượng tử hoá

Nhiễu quá tải > xuất hiện khi điện áp

đỉnh cuả tín hiệu tương

tự vượt quá giá trị điện

áp đỉnh lúc thiết kế

> tín hiệu khôi phục ở đầu

thu sẽ có đỉnh bằng phăng gần với giá trị

đỉnh thiết kế

=> tín hiệu bị méo

> tao ra bởi lỗi lượng tử hóa thay đôi

ngẫu nhiên nếu điện áp tín hiệutương tự

vào không đủ lớn thi ty sé S/N sé bi

giảm Nhiễu ngẫu nhiên nghe như một

tiếng rít.

Nhiéu hat

›- Xuất hiện khi điện áp của tín hiệu tương

tự giảm tương đối nhỏ so với giá trị thiết

kế, làm cho tín hiệu lượng tử hóa gần

như bằng phẳng ở mức 0 Nhiễu hạt

nghe như tiếng lạo xạo Có thể giảm

nhiễu hạt bằng cách tăng số mức lượng

tử hóa, nghĩa là tăng tốc độ bit của tín

Nhiễu rung

Xuất hiện khi điện áp của tín hiệu

tương tự gân như là một hăng sô năm giữa hai mức lượng tử hóa

“ cạnh nhau gây ra một tín hiệu sin ĐẤT ‹

không mong muốn ở tần số bằng AI

mot nira tan s6 lay mau 6 dau ra cua hé thong PCM

“

Giả sử M = 2” ta có thể viết lại các tỷ số S/N tính bằng đB như sau:

(S/N), =6,02n+a

6 day n là số bit trong từ mã PCM, o& = 4,77 doi véi S/N dinh va o = 0 doi véi S/N trung

bình Từ đây ta thấy cứ tăng thêm 1 bit trong tii ma PCM thi S/N sé tăng được 6.02 dB

Thực tế thì tín hiệu vào không đạt mức tối đa Giá trị œ chính xác được chúng minh là:

œ=4.77—201g(V/x )

ỗ đây V là giá trị đỉnh của bộ lượng tử hóa và x,.„ là giá trị hiệu dụng của tín hiệu vào Nhận

xét rằng œ là một hàm theo mức tín hiệu vào Do đó tỷ số (S/N) khong dong déu.

Thanks you for listen !

The end !

Word 208 ans

COWON Meda 'enter -jetAudi