Tài liệu Kỹ thuật thông tin số_chương 3 docx

- Chỉång III - Chỉång K thût säú hoạ v âënh dảng tên hiãûu Háưu hãút cạc tên hiãûu cáưn truưn qua hãû thäúng truưn tin säú âãưu l tờn hióỷu tổồng tổỷ Vỗ thóỳ vỏỳn õóử õỏửu tión cáưn qua tám åí âáy l säú hoạ tên hiãûu tỉång tỉû Lénh vỉûc säú hoạ tên hiãûu tỉång tỉû â âỉåüc nghiãn cỉïu mảnh vi chủc nàm tråí lải âáy Sỉû nghiãn cỉïu âọ â tảo ráút nhiãưu kiãøu biãún âäøi khạc v mäùi kiãøu lải cọ ráút nhiãưu biãún thãø Viãûc chn kiãøu củ thãø no l phủ thüc vo lénh vỉûc ỉïng dủng v cháút lỉåüng truưn dáùn m ta mong mún âảt âỉåüc Mäüt nhỉỵng phỉång phạp biãún âäøi tên hiãûu tỉång tỉû sang säú phäø biãún hån c s âỉåüc trỗnh baỡy kyợ chổồng naỡy laỡ õióửu chóỳ xung m PCM (Pulse Code Modulation) PCM cho cháút lỉåüng âm bo våïi giạ thnh tỉång âäúi Tỉì PCM cọ nhỉỵng phỉång phạp biãún thãø cng khạ thäng dủng l PCM delta, âiãưu chãú xung m vi sai DPCM (Differential Pulse Code Modulation), âiãöu chãú delta DM ( Delta Modulation), DM thêch nghi ADM (Adaptive DM) Cạc phỉång phạp sau cho täúc âäü tên hiãûu säú tháúp hån so våïi PCM, dáùn âãún sỉí dủng bàng thäng tiãút kiãûm hån Tên hiãûu tỉång tỉû sau chuøn sang dảng säú cáưn phi âỉåüc biãøu diãùn dỉåïi mäüt dảng thỉïc thêch håüp âãø truưn âi Cạc dảng thỉïc váûy gi l m âỉåìng (line code) v cäng viãûc âọ âỉåüc gi l âënh dảng tên hiãûu säú (digital signal format) Chỉång ny s giåïi thiãûu vãư mäüt säú loải m âỉåìng thỉåìng gàûp cng våïi cạc âàûc âiãøm ca chụng Cọ thãø nọi tiãúng nọi l loải tên hiãûu thäng tin âỉåüc truưn phäø biãún nháút mảng viãùn thäng Chỉång ny s dnh mäüt pháưn âãø giåïi thiãûu så lỉåüc vãư k thût m họa tiãúng nọi täúc âäü tháúp nhåì vo cạc bäü m hoạ thoải (voice coder) Quạ trỗnh sọỳ hoaù tióỳng noùi luùc naỡy õổồỹc thổỷc hióỷn dỉûa trãn ngun tàõc chè m hoạ âãø truưn âi cạc täø håüp ám vë l úu täú cå bn cáúu thnh nãn tiãúng nọi Bäü gii m cọ thãø tảo lải tiãúng nọi bàịng cạch khäi phủc lải cạc täø håüp ám vë ny Táút nhiãn lục ny tiãúng nọi chè â hiãøu chỉï khäng cn giỉỵ âỉåüc âäü phán biãût, trung thỉûc, ngỉỵ âiãûu ca ngỉåìi nọi nhổ PCM Phỏửn cuọỳi chổồng seợ trỗnh baỡy vaỡi neùt vãư k thût m họa audio cho täúc âäü tháúp nhỉng cháút lỉåüng cao, dỉûa trãn ngun tàõc m họa bàng (sub-band coding) 3.1 Láúy máùu Láúy máùu (sampling) laỡ bổồùc õỏửu tión quaù trỗnh bióỳn õọứi tờn hiãûu tỉång tỉû sang säú theo k thût PCM Mủc âêch ca bỉåïc láúy máùu ny l tỉì tên hiãûu tỉång tỉû, ta tảo nãn mäüt dy xung råìi rảc tưn hon räüng bàịng nhau, biãn âäü xung bàịng våïi giạ trë ca tên hiãûu tỉång tỉû tải thåìi âiãøm láúy máùu Dy xung råìi rảc âọ cn âỉåüc gi l tên hiãûu âiãưu chãú biãn âäü xung PAM (Pulse Amplitude Modulation) Hỗnh 3.1 õổa mọỹt vờ duỷ vóử tờn hióỷu PAM Vỗ õốnh cuớa tờn hióỷu PAM naỡy bàịng phàóng nãn ta cn gi l tên hiãûu flat-top PAM Nãúu tên hiãûu PAM cọ táưn säú â låïn (tỉïc l khong cạch giỉỵa cạc xung cảnh â nhoớ) thỗ coù thóứ khọi phuỷc laỷi tờn hióỷu tổồng tỉû ban âáưu tỉì tên hiãûu PAM - 44 - - Chæång III - Âënh lyï láúy máùu Shannon âæa giåïi hản dỉåïi ca táưn säú âọ l f ≥ 2f hoàûc ω ≥ 2ω S s m m , âọ f l táưn säú ca tên hiãûu PAM v f l táưn säú cỉûc âải ca phäø tên hiãûu tỉång tỉû S m Trỉåìng håüp tên hiãûu tỉång tỉû l tên hiãûu thäng di cọ phäø tỉì fL õóỳn fH thỗ tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu õổồỹc choỹn nhæ sau: ⎛ fH ⎞ 2 ⎟ f L âoï n = int ⎜ fH ≤ fs ≤ ⎜f −f ⎟ n −1 n ⎝ H L ⎠ Vê dủ: Âãø láúy máùu tên hiãûu thoải tỉång tỉû coù phọứ tổỡ 0.3 - 3.4 kHz thỗ theo õởnh lyï láúy máùu âæåüc n = int(3.4/3.1) = Suy fs ≥ 6.8 kHz Thæûc tãú, CCITT quy õởnh fs = kHz Hỗnh 3.1 Tờn hióỷu flat-top PAM 3.1.1 Láúy máùu tỉû nhiãn (natural sampling) Viãûc tảo tờn hióỷu PAM coù õốnh bũng phúng nhổ hỗnh 3.1 ráút giäúng våïi láúy máùu tỉû nhiãn, âọ lỏỳy mỏựu tổỷ nhión laỡ quaù trỗnh nhỏn tờn hióỷu tỉång tỉû våïi dy xung láúy máùu pT(t) Dy xung láúy máùu pT(t) l dy xung vng tưn hon våïi chu kyì T = / f , f ≥ 2f , âäü räüng S xung l τ , chiãưu cao xung l h = Cọ thãø khai triãøn Fourier cho dy xung láúy máùu sau: pT (t) = ∞ sin kπ ∑τ T k =−∞ kπ τ T τ 2π − jk t Te T Tên hiãûu láúy máùu cọ dảng: f S ( t ) = f ( t )p T ( t ) Máût âäü phäø ca tên hiãûu láúy máùu l: - 45 - S m - Chæång III - τ ∞ 2π τ sin kπ T FS (ω ) = F (ω ) ∗ P(ω ) = ∑ F (ω − k ) τ 2π T k = −∞ T kπ T Hỗnh 3.2 trỗnh baỡy tờn hióỷu tổồng tổỷ, daợy xung láúy máùu, tên hiãûu láúy máùu v phäø ca chụng Âiãøm cáưn lỉu trỉåìng håüp ny l âènh ca tên hiãûu láúy máùu bạm theo sỉû biãún thión cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ Hỗnh 3.2 a, c, e láưn lỉåüt l âäư thë ca tên hiãûu tỉång tỉû, dy xung láúy máùu v tên hiãûu láúy máùu Vê dủ tên hiãûu tỉång tỉû l tên hiãûu thäng thỏỳp vồùi phọứ coù daỷng nhổ hỗnh 3.2b Vỗ daợy xung láúy máùu tưn hon nãn phäø ca dy xung lỏỳy mỏựu ồớ hỗnh 3.2 d laỡ phọứ rồỡi raỷc, bao gäưm cạc xung Dirac cạch âãưu 1/T V vỗ daợy xung lỏỳy mỏựu laỡ daợy xung vuọng tuỏửn hon nãn âỉåìng bao ca cạc xung Dirac l phäø ca mäüt xung vng âån dảng (sinx)/x Theo cháút cuớa pheùp bióỳn õọứi Fourier thỗ pheùp nhỏn mióửn thåìi gian tỉång âỉång våïi phẹp cháûp miãưn táưn säú nãn phäø ca tên hiãûu láúy máùu cọ âỉåüc bũng caùch tờnh nhổ trỗnh baỡy trón õỏy vaỡ cn cỉï vo âọ, ta cọ âỉåüc âäư thë phäø ca tờn hióỷu lỏỳy mỏựu nhổ hỗnh 3.2 f Tổỡ hỗnh 3.2 f, ta tháúy phäø cuía tên hiãûu láúy máùu bao gäưm vä säú phiãn bn phäø ca tên hiãûu tỉång tỉû nàịm cạch 2π / T Nãúu táưn säú láúy máùu khäng tho mn âënh l láúy mỏựu Shannon f 2f hoỷc thỗ xy hiãûn tỉåüng cạc phiãn bn phäø chäưng láún lãn S m s m Ta goüi âáy laì hióỷn tổồỹng chọửng phọứ hay mỏỷp mồỡ phọứ (aliasing) Hỗnh 3.2 Tên hiãûu láúy máùu tỉû nhiãn v phäø Viãûc thỉûc hiãûn láúy máùu tỉû nhiãn khạ dãù dng, chè cáưn mäüt chuøn mảch hai âáưu vo mäüt âáưu tổồng tổỷ (analog bilateral switch) nhổ chố hỗnh 3.3 Mäüt vê dủ ca loải chuøn mảch ny l 4016 (cọ sàơn pháưn cỉïng ca CMOS) - 46 - - Chỉång III Chuøn mảch f(t) fs(t) pT(t) Clock Hỗnh 3.3 Maỷch taỷo tờn hióỷu PAM lỏỳy mỏựu tổỷ nhiãn 3.1.2 Láúy máùu tỉïc thåìi (instaneous sampling) Ngoi cạch láúy máùu tỉû nhiãn, ta cn cọ thãø tảo tờn hióỷu flat-top PAM nhổ hỗnh 3.1 Vióỷc lỏỳy mỏựu kiãøu ny cn âỉåüc gi l láúy máùu tỉïc thåìi, mún nọi giạ trë ca tên hiãûu flat-top PAM bàịng våïi giạ trë ca tên hiãûu tỉång tỉû åí thåìi âiãøm láúy máùu v giỉỵ ngun váûy sút thåìi gian bàịng âäü räüng xung láúy máùu Âãø tảo tên hiãûu flat-top PAM, ta sỉí dủng bäü láúy máùu v giỉỵ máùu (sampler & holder) chố hỗnh 3.4 r R C rC > T Hỗnh 3.4 Maỷch lỏỳy mỏựu vaỡ giỉỵ máùu Vo thåìi âiãøm láúy máùu, khọa âọng lải Tủ C âỉåüc nảp ráút nhanh rC ráút nh Tủ C nảp âãún âiãûn ạp bàịng våïi giạ trë õióỷn aùp cuớa tờn hióỷu tổồng tổỷ vaỡo Quaù trỗnh ny chênh l láúy máùu Sau âọ khọa måí Do RC ráút låïn nãn âiãûn ạp trãn tủ C gáưn khäng thay âäøi Âáy chênh l giai âoản giỉỵ máùu Trong thỉûc tãú ngỉåìi ta ráút quan tám âãún kiãøu láúy máùu tỉïc thåìi L l chụng ta khọng cỏửn duỡng hỗnh daỷng cuớa xung õóứ chổùa thäng tin truưn âi v dãù tảo dảng xung chỉỵ nháût Thäng tin åí âáy chè chỉïa biãn âäü ca xung tải thåìi âiãøm láúy máùu Khi truưn tên hiãûu qua khong cạch xa, ta cáưn dng cạc bäü làûp (repeater) âãø lc v khúch âải tên hiãûu trỉåïc truưn tiãúp âãún bäü làûp kãú tiãúp hay bäü thu ÅÍ âáy, bäü làûp chè cáưn tảo xung chỉï khäng cáưn khúch âải xung (khạc cå bn våïi thäng tin tỉång tỉû) 3.1.3 Khäi phủc tên hióỷu ban õỏửu So saùnh hỗnh daỷng cuớa tờn hióỷu flat-top PAM ồớ hỗnh 3.1 vồùi hỗnh daỷng cuớa tờn hióỷu lỏỳy mỏựu ồớ hỗnh 3.2 e, ta thỏỳy chuùng khạc ráút êt Do váûy m viãûc khäi phủc tên hiãûu tæång tæû ban - 47 - - Chæång III - âáưu tỉì tên hiãûu flat-top PAM hay tên hiãûu láúy máùu ráút giäúng Tỉì biãøu thỉïc máût õọỹ phọứ vaỡ hỗnh veợ 3.2 ta thỏỳy: nóỳu tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu thoớa õởnh lyù lỏỳy mỏựu thỗ tổỡ tên hiãûu PAM, ta cọ thãø khäi phủc âỉåüc tên hiãûu gäúc ban âáưu nhåì mäüt bäü lc thäng tháúp táưn säú càõt fm Tên hiãûu khäi phủc cng giäúng våïi tên hiãûu ban âáưu nãúu t säú τ / T cỉûc nh Bäü lc thäng tháúp ny âỉåüc gi l lc khäi phủc (reconstruction filter) Tỉì âáy, ta cọ thãø tỉû kiãøm tra lải cäng thỉïc lỉûa chn táưn säú láúy máùu trỉåìng håüp tên hiãûu tỉång tỉû laỡ tờn hióỷu thọng daới thay vỗ laỡ tờn hióỷu thäng tháúp Ngỉåüc lải, nãúu táưn säú láúy máùu khäng thoớa õởnh lyù lỏỳy mỏựu thỗ aớnh hổồớng cuớa hiãûn tỉåüng chäưng phäø (aliasing), ta khäng thãø khäi phủc tên hiãûu ban âáưu Váûy âãø chäúng nh hỉåíng ca chäưng phäø, ta âàût trỉåïc bäü láúy máùu mäüt bäü lc thäng tháúp âãø loải b cạc thnh pháưn táưn säú låïn hån f / Viãûc loải b ny cọ nh hỉåíng âäi chụt âãún cháút læåüng tên hiãûu S 3.1.4 Kãút håüp láúy máùu våïi ghẹp kãnh phán chia theo thåìi gian TDM Nhỉ â trỗnh baỡy ồớ trón, tyớ sọỳ / T rỏỳt nh nghéa l khong cạch giỉỵa hai xung PAM cảnh S ráút låïn Ngỉåìi ta låüi dủng khong cạch låïn ny âãø ghẹp vo v truưn âi cạc xung PAM khạc ca cạc tên hiãûu tỉì cạc kãnh khạc Phỉång phạp ny gi l ghẹp kãnh phán chia theo thåìi gian TDM (Time Division Multiplexing) Âãø minh hoüa nguyãn lyù TDM, ta xeùt vờ duỷ hỗnh 3.5 thổỷc hióỷn ghẹp kãnh phán thåìi gian cho hai tên hiãûu PAM l f1(t) v f2(t) Khong cạch giỉỵa hai xung PAM cảnh dng tên hiãûu ghẹp kãnh khäng cn l T nỉỵa m l T/2 f1(t) f2(t) T T/2 Hỗnh 3.5 Gheùp kónh theo thồỡi gian cho hai tờn hiãûu PAM Så âäư thỉûc hiãûn ghẹp kãnh theo thåìi gian cho hai tờn hióỷu PAM trỗnh baỡy trón hỗnh 3.6 Gi sỉí hai tên hiãûu l tên hiãûu thäng tháúp (low-pass), táưn säú täúi âa l kHz, theo õởnh lyù lỏỳy mỏựu thỗ tỏửn sọỳ lỏỳy mỏựu nhoớ nháút l kHz Âiãưu ny u cáưu täúc âäü täúi thiãøu ca âäưng häư l 12 kHz cho hãû thäúng ny hoảt âäüng Ngoi cạch dng chung bäü láúy máùu ta cng cọ thãø sỉí dủng riãng tỉìng bäü láúy máùu cho mäùi kãnh Viãûc truyãön tên hiãûu láúy máùu tæû nhiãn hay flat-top PAM qua kãnh thäng tin yãu cáöu mäüt bàng thäng ráút räüng so våïi tên hióỷu tổồng tổỷ ban õỏửu vỗ õọỹ rọỹng xung quaù hẻp Kh nàng chäúng nhiãùu ca tên hiãûu PAM khäng âỉåüc ci thiãûn máúy so våïi truưn trỉûc tiãúp tên hiãûu tæång tæû - 48 - - Chæång III - Âiãưu ny dáùn âãún PAM khäng thêch håüp cho truưn dáùn qua khong cạch xa Khi truưn âi xa, phi chuøn âäøi PAM sang dảng säú Bi tiãúp theo s xẹt váún âãư chuøn âäøi tên hiãûu PAM sang dảng säú f1(t) Láúy máùu LPF Taûo xung Clock PAM- f2(t) Hỗnh 3.6 Sồ õọử thổỷc hióỷn gheùp kónh theo thồỡi gian cho hai tên hiãûu PAM 3.2 Âiãöu chãú xung m PCM K thût âiãưu chãú xung m PCM âỉåüc âãư xút láưn âáưu tiãn vo nàm 1937 båíi Alec Reeves mäüt k sỉ ca hng STC ( báy giåì l mäüt bäü pháûn ca Northern Telecom) PCM l mäüt k thût hiãûu qu chuøn âäøi tên hiãûu tỉång tỉû sang säú, âọ cạc xung PAM råìi rảc âỉåüc chuøn âäøi thnh mäüt tỉì m säú (digital word); âọ l mäüt dng bit näúi tiãúp (serial bit stream) Tỉì nhỉỵng nàm 1960, cạc hãû thäúng thäng tin sỉí dủng PCM ngaỡy caỡng rọỹng raợi vỗ nhổợng ổu õióứm nọứi báût sau âáy: - Cọ thãø sỉí dủng cạc mảch säú khäng âàõt làõm hãû thäúng - Tên hiãûu PCM xút phạt tỉì táút c cạc ngưn tên hiãûu tỉång tỉû (audio, video ) cọ thãø kãút håüp våïi tên hiãûu säú liãûu (vê dủ tỉì mạy tênh) v truyãön chung qua hãû thäúng truyãön tin säú täúc âäü cao (high-speed digital communication system) - Khi truyãön tin qua khong cạch xa, tên hiãûu PCM cọ thãø âỉåüc khäi phủc hon ton tải mäùi trảm làûp trung gian (intermediate repeater station) nh hỉåíng ca nhiãùu khäng bë têïch lu m chè cáưn quan tám âãún nhiãùu truưn dáùn giỉỵa hai trảm làûp cảnh - Cọ thãø gim nh hỉåíng ca nhiãùu lãn tên hiãûu PCM bàịng cạch sỉí dủng cạc k thût m hoạ âàûc biãût, cọ thãø sỉía âỉåüc háưu hãút cạc loải läùi - Cọ thãø gim båït sỉû làûp lải khäng cáưn thiãút hay cn gi l âäü dỉ (redundancy) bn tin - Tên hiãûu PCM dãù lỉu trỉỵ Cạc ỉu âiãøm trãn cọ giạ trë vỉåüt träüi so våïi khuút âiãøm chênh ca tên hiãûu PCM l âi hi bàng thäng truưn dáùn räüng hån tên hiãûu tỉång tỉû tỉång ỉïng nhiãưu láưn Ba bỉåïc cå bn âãø thỉûc hiãûn PCM gäưm láúy máùu (sampling), lỉåüng tỉí họa (quantizing) v m họa (encoding) nhổ trỗnh baỡy trón hỗnh 3.7 Lỏỳy mỏựu laỡ bổồùc nhũm taỷo tờn hióỷu flat-top PAM õaợ trỗnh baỡy baỡi trổồùc Baỡi naỡy seợ trỗnh baỡy hai bổồùc sau l lỉåüng tỉí họa v m họa - 49 - - Chỉång III - Bäü phạt PCM T.h tỉång tỉû vo Lc thäng tháúp Láúy máùu & giỉỵ máùu flat- top PAM Lỉåüng tỉí họa M mỉïc PAM lỉåüng tỉí họa T.h PCM M họa Kãnh Làûp khäi phủc Làûp khäi phủc Bäü thu PCM PCM Mảch tảo Gii m Làûp khäi phủc PAM lỉåüng tỉí họa Lc thọng thỏỳp T.h tổồng tổỷ Hỗnh 3.7 Hóỷ thọỳng truưn dáùn PCM 3.2.1 Lỉåüng tỉí họa Hản chãú ca hãû thäúng truưn tin qua khong cạch xa l sỉû têch lu nhiãùu, khiãún cho sỉû suy gim cháút lỉåüng tên hiãûu gia tàng theo khong cạch Cọ thãø gim båït nh hỉåíng ny bàịng cạch thỉûc hiãûn lỉåüng tỉí họa (quantizing) Âọ l sỉû xáúp xè họa cạc giạ trë ca cạc máùu tỉång tỉû bàịng cạch sỉí dủng säú mỉïc hỉỵu hản M Hoảt âäüng lỉåüng tỉí họa õổồỹc minh hoỹa trón hỗnh 3.8 Tờn hióỷu m(t) õổồỹc âỉa vo âáưu vo ca bäü lỉåüng tỉí hoạ, m ( t ) l tên hiãûu ca bäü lỉåüng tổớ hoùa q Quan saùt trón hỗnh 3.8, ta tháúy m ( t ) cọ dảng báûc thang biãn âäü råìi rảc, láúy cạc mỉïc biãn âäü q gáưn våïi m(t) laì m-2 m-1 m0 m1 m2 m3 Ta gi cạc mỉïc ny l mỉïc lỉåüng tỉí họa Säú mỉïc ny hỉỵu hản m ( t ) chuøn tỉì mỉïc ny sang mỉïc åí tải giao âiãøm giỉỵa m(t) v q âỉåìng chênh giỉỵa hai mỉïc Sỉû khạc giỉỵa m(t) v m ( t ) nhiãưu hay êt tu thüc vo q khong cạch giỉỵa hai mỉïc cảnh gi l kêch thỉåïc bỉåïc S (step size) Cháút lỉåüng ca tên hiãûu khäi phủc cọ thãø âỉåüc ci thiãûn nãúu gim kêch thỉåïc bỉåïc, nhiãn lục âọ säú mỉïc tàng lãn Sau âáy l mäüt säú vê dủ vãư säú mỉïc cạc hãû thäúng thỉûc tãú: thoải cäng cäüng sỉí dủng 256 mỉïc, truyóửn hỗnh maỡu thổồng maỷi sổớ duỷng 512 mổùc - 50 - - Chæång III mq(t) S/2 S m(t) m2 m1 m0 m-1 m-2 Hỗnh 3.8 Minh hoỹa hoaỷt õọỹng lỉåüng tỉí họa Báy giåì ta xẹt âãún kh nàng hản chãú sỉû têch lu nhiãùu ca tên hiãûu lỉåüng tỉí họa Gi sỉí tên hiãûu lỉåüng tỉí họa âỉåüc truưn âãún mäüt trảm làûp, chëu nh hỉåíng ca nhiãùu nón bở meùo (distorsion) nhổ veợ hỗnh 3.9 a Cho tên hiãûu ny âi vo bäü lỉåüng tỉí họa mäüt láưn nỉỵa gi l lỉåüng tỉí họa (requantizer), õỏửu luùc naỡy õổồỹc chố trón hỗnh 3.9 b Quan saùt trón hỗnh ta thỏỳy roợ raỡng laỡ läùi chè xút hiãûn nãúu biãn âäü nhiãùu vỉåüt quạ mäüt nỉía kêch thỉåïc bỉåïc v nhiãùu s hon ton bë loải b nãúu biãn âäü åí dỉåïi mäüt nỉía kêch thỉåïc bỉåïc Váûy bàịng cạch tàng kêch thỉåïc bỉåïc ta cọ thãø gim båït sỉû têch lu nhiãùu Tuy nhión tng kờch thổồùc bổồùc thỗ seợ dỏựn õóỳn tng sai khạc giỉỵa tên hiãûu gäúc v tên hiãûu lỉåüng tỉí họa Sai khạc ny gi l nhiãùu lỉåüng tỉí họa (quantizing noise) Ta cọ thãø âỉåüc cäng sút trung bỗnh cuớa nhióựu lổồỹng tổớ hoùa nhổ sau: Goỹi sai khạc giỉỵa tên hiãûu gäúc v tên hiãûu lỉåüng tỉí họa åí mäüt mỉïc no âọ l ξ Theo sỉû phán têch hoảt âäüng lỉåüng tỉí họa åí trãn, ta rụt âỉåüc di thay âäøi ca ξ l: − S/ ≤ ξ ≤ S/ Gi sổớ phỏn bọỳ õóửu thỗ haỡm mỏỷt õọỹ xaùc sút s l: ⎧1 / S, − S / ≤ ξ ≤ S / f (ξ) = ⎨ 0, Vỏỷy cọng suỏỳt trung bỗnh cuớa nhióựu lổồỹng tỉí họa l: S/ S Pq = ξ = m = ∫ ξ f (ξ)dξ = 12 −S / 2 R rng l nhiãùu lỉåüng tỉí họa s tàng kêch thỉåïc bỉåïc tàng v ngỉåüc lải 3.2.2 M họa Sỉû kãút håüp giỉỵa hoảt âäüng láúy máùu v lỉåüng tỉí họa tảo tên hiãûu PAM lỉåüng tỉí họa (quantized PAM), âọ l dy xung råìi rảc cạch TS v cọ biãn âäü cng råìi rảc họa våïi M - 51 - - Chỉång III - mỉïc biãn âäü Trỉåïc truưn âi, mäùi máùu PAM lỉåüng tỉí họa âỉåüc m họa thnh mäüt tỉì m säú (digital word) gi l tỉì m PCM (PCM word) Cọ thãø sỉí dủng m Gray hồûc m nhë phán âãø biãøu diãùn tỉì m PCM Gi na l säú bit cáưn thiãút âãø m họa mäùi tỉì m PCM C m Gray v m nhë phán âãưu l m cå säú nãn phi chn n cho: log M ≤ n < log M + Läùi Nhiãùu låïn S (a) S/2 (b) Hỗnh 3.9 (a) Tờn hióỷu lổồỹng tổớ hoùa vồùi nhióựu cäüng (b) Tên hiãûu sau bäü lỉåüng tỉí họa Trong thổỷc tóỳ thỗ bọỹ lổồỹng tổớ hoùa vaỡ maợ họa khäng tạch riãng m gäüp chung bäü chuøn âäøi tỉång tỉû - säú ADC Cọ ba phỉång phạp thäng dủng âãø chuøn âäøi tỉång tỉû - säú l phỉång phạp âãúm (counting) hay m họa theo âäü däúc (ramp), phỉång phạp näúi tiãúp (serial) hay xáúp xè liãn tiãúp (successive approximation) hay cn gi l phn häưi (feedback) v phỉång phạp song song (parallel) Trong bäü m họa õóỳm trón hỗnh 3.10, lóỷnh maợ hoùa (encode command) phaùt thỗ bọỹ lỏỳy mỏựu thổỷc hióỷn lỏỳy mỏựu, mäüt âiãûn ạp däúc (dảng ràng cỉa) âỉåüc tảo bäü âãúm nhë phán bàõt âáưu âãúm Âiãûn ạp âáưu ca bäü tảo ràng cỉa liãn tủc so sạnh våïi âiãûn ạp ca máùu tỉång tỉû Khi âiãûn aùp rng cổa bũng vồùi õióỷn aùp cuớa mỏựu thỗ lãûnh âc (read command) âiãưu khiãøn âc giạ trë nhë phán ca bäü âãúm, âáy chênh l tỉì m PCM Lục ny bäü âãúm v bäü tảo ràng cỉa reset vãư giạ trë v chøn bë cho máùu tiãúp theo Phỉång phạp ny chè u cáưu êt linh kiãûn nhỉng täúc âäü m họa bë hản chãú båíi täúc âäü bäü âãúm IC chuyãún âäøi A-D hiãûu Intersil ICL 7126 sỉí dủng k thût ny Cọ thãø ci tiãún phỉång phạp âãúm bàịng cạch khäng sỉí dủng bäü tảo âiãûn ạp ràng cỉa m thay bàịng mäüt bäü têch phán chen giỉỵa bäü láúy máùu v so sạnh Âiãûn ạp ca bäü láúy máùu âỉåüc láúy têch phán, âäü räüng cuía xung bäü têch phán tè lãû våïi giạ trë âiãûn ạp ca máùu Ỉu âiãøm ca phỉång phạp ny l âäü tuún v âäü chênh xạc ráút cao, loải trỉì nhiãùu täút, âån gin vaì kinh tãú Khuyãút âiãøm chênh laì thåìi gian chuyãøn õọứi A-D daỡi Bọỹ maợ hoùa nọỳi tióỳp trón hỗnh 3.11 hoảt âäüng bàịng cạch so sạnh liãn tiãúp âiãûn ạp ca máùu tỉång tỉû våïi mäüt loảt cạc âiãûn ạp thỉí (trial voltage) Cạc âiãûn ạp thỉí ny phủ thüc vo kãút - 52 - - Chỉång III - qu so sạnh trỉåïc âọ l dỉång hay ám (tỉång âỉång våïi âiãûn ạp ca máùu vo låïn hån hay nh hån âiãûn ạp thỉí ) âãø tàng lãn hay gim âi mäüt giạ trë bỉåïc (step) Giạ trë bỉåïc âỉåüc chn âáưu tiãn låïn nháút sau âọ gim nh dỏửn bũng mọỹt nổớa bổồùc trổồùc, nhổ vỏỷy quaù trỗnh thỉí s nhanh chọng häüi tủ Âiãûn ạp thỉí âỉåüc tảo tỉì bäü chia âiãûn ạp (voltage divider) våïi cạc chuøn mảch on-off (on-off swich) âỉåüc âiãưu khiãøn båíi mäüt mảch logic säú (digital logic circuit) Sau quạ trỗnh thổớ họỹi tuỷ, giaù trở õỷt trón chuyóứn maỷch âỉåüc âc chênh l tỉì m PCM T.h tỉång tỉû Láúy máùu & giỉỵ máùu So sạnh Lãûnh m họa Tảo âiãûn ạp däúc Stop Clock Reset Bäü âãúm nhë phán Âãúm säú Lãûnh âoüc Chuyãøn song song/näúi tiãúp T.h PCM Hỗnh 3.10 Sồ õọử bọỹ maợ hoùa õóỳm T.h tỉång tỉû Láúy máùu & giỉỵ máùu Logic säú So sạnh Lãûnh m họa Chia ạp & chuøn mảch óỳm nhở phỏn Lóỷnh õoỹc Chuyóứn song song/nọỳi tióỳp Hỗnh 3.11 Så âäư bäü m họa näúi tiãúp - 53 - T.h PCM ... 1111 111 2016 0000 112 2112 39 68-4095 1111 127 4 032 32 -33 64-67 128- 135 256-271 16 512-5 43 32 1024-1087 64 2048-2176 128 001 010 011 100 101 110 111 Baíng 3. 2 - ⎧2(b + 1), a = (0 ≤ b ≤ 15)... 28.9 24.1 32 10B 34 .9 30 .1 64 12B 40.9 36 .1 128 14B 46.9 42.1 256 16B 52.9 48.2 512 18B 59.0 54.2 1024 10 20B 65.0 60.2 2048 11 22B 71.0 66.2 4096 12 24B 77.0 72.2 8192 13 26B 83. 0 78 .3 1 638 4 14... 24B 77.0 72.2 8192 13 26B 83. 0 78 .3 1 638 4 14 28B 89.1 84 .3 32768 15 30 B 95.1 90 .3 65 536 16 32 B 101.1 96 .3 (S/N)pk out (S/N)out Baíng 3. 1 ( B l bàng thäng ca tên hiãûu tỉång tỉû vo bäü lỉåüng