Trong những năm gần đây sản phẩm của ngành khoa học công nghệnói chung và
ngành công nghệ Điện tử-Viễn thông nói riêng ngày càng trởnên cấp thiết đối với nhân
loại .Có thểnói nhu cầu vềthông tin liên lạc đã xuất hiện từrất lâu đời với cuộc sống linh
hoạt của mỗi con người với những hình thớc cổ điển khác nhưtin tức được truyền đi nhờ
chim bồcâu .,những hình thức thông tin đó chỉphù hợp với khoảng cách và tốc đọ
truyền dữliệu lúc bấy giờ.Ngày nay do nhu cầu truyền tải tin tức của con người đòi hỏi
với một khoảng cách lớn cựly dài ,xa hơn với vận tốc tương đương với vận tốc ánh sang
mà vẫn đẩm bảo độtin cậy cao.
Chính vì vậy con người đã sửdụng kỹthuật số đểthực hiện sốháo tín hiệu trong
truyền thông là một điều cấp thiết .Với việc sốhoá tín hiệu nhưvậy tín hiệu cần truyền sẽ
ổn định và chính xác nhanh nhậy hơn trong quà trình truyền thông tin .Có rất nhiều các
phương pháp có thểthực hiện được việc đó, như điều chếxung mã PCM, điều chế độ
rộng xung delta .Nhưng có lẽphương pháp đơn giản hiệu quảvà được sửdụng rộng
rãi nhất phải kể đến phương pháp điều chếxung mã PCM.Với phương pháp này ta có thể
tất kiệm được rất nhiều chi phí khi ta thực hiện việc ghép kênh ,phân kênh.Việc ghép
kênh có nhiều cách nhưng có lẽhiệu quảhơn cảlà ghép kênh phân chia theo thời gian
(TDM) .
Thời gian làm có hạn nên chỉthực hiện việc ghép 4 kênh trong đó 3 kênh thoại và
một kênh dùng để đồng bộkhung .Ghép theo kiểu phân chia theo thời gian (TDM).
87 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2981 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Thiết kế và lắp ráp thực nghiệm ghép kênh phân chia theo thời gian trong truyền dẫn số, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Ngô Ngọc Lượng
THIẾT KẾ VÀ LẮP RÁP THỰC NGHIỆM GHÉP KÊNH
PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN TRONG TRUYỀN DẪN
SỐ
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Điện Tử -Viễn Thông
Cán bộ hướng dẫn:Ths Chử Văn An
Cán bộ đồng hướng dẫn : Trần Thanh Hải
HÀ NỘI -2005
NỘI DUNG KHOÁ LUẬN
Mục đích chính của khoá luận là nghiên cứu và thực nghiệm việc ghép kênh phân
chia theo thời gian (TDM) 4 kênh.Trong đó có 3 kênh thoại và một kênh dùng đồng bộ
khung .Cụ thể khoá luận được trình bày gồm 2 phần chính PHẦN LÝ THUYẾT và
PHẦN THỰC NGHIỆM.
PHẦN LÝ THUYẾT:
+Giúp ta hiểu được nguyên lý điều chế PCM, nguyên lý ghép kênh và phân
kênh theo (TDM).Ngoài ra ta còn hiểu thêm về ghép kênh và phân kênh theo kiểu EDM.
+ Biết được các loại mã được sử dụng trong đường truyền, ưu nhược điểm các
loại mã .Mặt khác giúp ta hiểu thêm về hệ thống PCM 30 kênh và 24 kênh .
+ Các kỹ thuật ghép kênh và phân kênh 4 đường vào .Các phương pháp để mở
rộng ghép kênh .
PHẦN THỰC NGHIỆM:
+Thiết kế và lắp ráp hệ thống PCM-TDM 4 kênh trong đó có 3 kênh thoại và
một kênh đồng bộ.
+ Đánh giá kết quả thu được.
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu làm thực nghiệm về đề tài “Thiết Kế Và Lắp
Ráp Thực Nghiệm Ghép Kênh Phân Chia Theo Thời Gian Trong Truyền Dẫn Số “
.Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong ngành Điện tử -Viễn Thông trường
Đại Học Công Nghệ- Đại Học Quốc Gia Hà Nội . Đến nay em đã hoàn thành khoá luận
này .
Em xin cảm ơn thầy Chử Văn An người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình
làm khoá luận ,cảm ơn thầy Trần Thanh Hải đã giúp đỡ tận tình em làm thực nghiệm để
có những kết quả cho bài luận văn này.
Thời gian làm khoá luận không nhiều ,vì vậy bài luận văn này của em không thể tránh
được những sai sót em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn.
Hà Nội 6-2005
Sinh viên
Ngô Ngọc Lượng
MỤC LỤC
PHẦN MỘT:LÝ THUYẾT
Trang
Lời nói đầu …………………………………………………………………………
Chương 1:Hệ thống PCM-TDM…………………………………………………… 1
1.1-Nguyên lý ghép kênh……………………………………………………………. 1
1.2-Kỹ thuật FDM …………………………………………………………………... 2
1.2.1-Kỹ thuật ghép kênh…………………………………………………………. 2
1.2.2-Kỹ thuật phân kênh………………………………………………………….. 3
1.3-Kỹ thuật TDM…………………………………………………………………….. 4
1.3.1- TDM đồng bộ.................................................................................................. 5
1.3.2-TDM không đồng bộ…………………………………………………………. 6
1.4-Nguyên lý PCM……………………………………………………………………. 7
1.4.1-Lấy mẫu………………………………………………………………………. 9
1.4.2-Lượng tử……………………………………………………………………… 11
1.4.3-Mã hoá………………………………………………………………………... 14
1.5-Tổng quan vế điều chế Delta (DM)……………………………………………..… 15
1.5.1-Khái quát chung……………………………………………………………… 15
1.5.2-Điều chế delta tuyến tính……………………………………………………... 15
Chương 2:Truyền dẫn PCM-TDM…………………………………………………… 17
2.1-Tổng quan về truyền dẫn......................................................................................... 17
2.1.1-Khái quát ……………………………………………………………………… 17
2..1.2-Các phương thức truyền dẫn số………………………………………............. 17
2.2-Mã đường truyền........................................................................................................ 18
2.2.1-Mã đơn cực……………………………………………………………………20
2.2.2-Mã cực……………………………………………………………………….. 21
2.2.3-Biphase………………………………………………………………………..22
2.2.4-Mã lưỡng cực………………………………………………………………… 23
2.3-Tìm hiểu về sự suy hao tín hiệu trên đường dây………………………………….. 26
2.4-Hệ thống PCM 30 kênh…………………………………………………………… 27
2.5-Hệ thống PCM 24 kênh…………………………………………………………… 32
2.6-So sánh hai hệ thống PCM………………………………………………………… 33
2.7-Kỹ thuật mã hoá số khác…………………………………………………………... 34
2.8-Các hệ thống truyền dẫn số mức cao……………………………………………… 35
2.9-Các phương pháp chèn dữ liệu trong TDM………………………………………. 36
Chương 3: Kỹ thuật ghép, phân kênh 4 đường vào……………………………….. 41
3.1-Hợp kênh 4 đường vàodữ liệu……………………………………………………. 41
3.2-Bộ phân kênh 1 lối vào 4 lối ra…………………………………………………… 44
PHẦN HAI : THỰC NGHIỆM
Chương 4: Thiết kế lắp ráp hệ thống PCM-TDM nhiều kênh…………………… 46
4.1-Sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động từng bộ phận………………………………... 46
4.1.1-Sơ đồ khối…………………………………………………………………… 46
4.1.2-Nguyên lý hoạt động………………………………………………………… 46
4.2-Phân tích sơ đồ khối………………………………………………………………. 49
4.2.1-Bên phát……………………………………………………………………… 49
4.2.2-Bên thu……………………………………………………………………….. 62
4.3-Hướng phát triển của đề tài……………………………………………………… 77
4.4-Kết quả thực nghiệm……………………………………………………………… 78
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây sản phẩm của ngành khoa học công nghệ nói chung và
ngành công nghệ Điện tử-Viễn thông nói riêng ngày càng trở nên cấp thiết đối với nhân
loại .Có thể nói nhu cầu về thông tin liên lạc đã xuất hiện từ rất lâu đời với cuộc sống linh
hoạt của mỗi con người với những hình thớc cổ điển khác như tin tức được truyền đi nhờ
chim bồ câu …….,những hình thức thông tin đó chỉ phù hợp với khoảng cách và tốc đọ
truyền dữ liệu lúc bấy giờ .Ngày nay do nhu cầu truyền tải tin tức của con người đòi hỏi
với một khoảng cách lớn cự ly dài ,xa hơn với vận tốc tương đương với vận tốc ánh sang
mà vẫn đẩm bảo độ tin cậy cao.
Chính vì vậy con người đã sử dụng kỹ thuật số để thực hiện số háo tín hiệu trong
truyền thông là một điều cấp thiết .Với việc số hoá tín hiệu như vậy tín hiệu cần truyền sẽ
ổn định và chính xác nhanh nhậy hơn trong quà trình truyền thông tin .Có rất nhiều các
phương pháp có thể thực hiện được việc đó, như điều chế xung mã PCM, điều chế độ
rộng xung delta…….Nhưng có lẽ phương pháp đơn giản hiệu quả và được sử dụng rộng
rãi nhất phải kể đến phương pháp điều chế xung mã PCM.Với phương pháp này ta có thể
tất kiệm được rất nhiều chi phí khi ta thực hiện việc ghép kênh ,phân kênh.Việc ghép
kênh có nhiều cách nhưng có lẽ hiệu quả hơn cả là ghép kênh phân chia theo thời gian
(TDM) .
Thời gian làm có hạn nên chỉ thực hiện việc ghép 4 kênh trong đó 3 kênh thoại và
một kênh dùng để đồng bộ khung .Ghép theo kiểu phân chia theo thời gian (TDM).
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
CHƯƠNG 1
HỆ THỐNG PCM – TDM
NGHUYÊN LÝ GHÉP KÊNH
Tín hiệu có thể là tương tự hoặc tín hiệu số .Tín hiệu số cấu trúc bởi một số hữu
hạn các kí hiệu .Nó là dạng tín hiệu rời rạc theo thời gian .Còn tín hiệu tương tự được đặc
trưng bởi các dữ liệu có giá trị thay đổi liên tục trong phạm vi cho trước .Hay có thể nó là
tín hiệu biến đổi liên tục theo thời gian.
Ưu điểm của tín hiệu số so với tín hiệu tương tự là .Tín hiệu số được truyền đi
bằng cách dùng một tập hợp giới nội các dạng sóng điện .Ngược lại tín hiệu tương tự thì
dạng sóng của nó là quan trọng nếu như nó bị méo hoặc bị nhiễu về dạng song chắc chắn
gây sai sót cho bộ thu .Nếu tín hiệu số là một dãy xung nhị phân thì khi truyền sẽ bị méo
một chút nhưng vẫn phân biệt được mức nào có xung mức nào không có xung thì ở bộ thu
vẫn nhận được thông tin chính xác , đây là ưu điểm của tín hiệu số so với tín hiệu tương
tự
Quá trình vận chuyển một số các tín hiệu đồng thời qua một phương tiện truyền
dẫn gọi là ghép kênh , là một ứng dụng phổ biến trong điện tử thực hành .Các tín hiệu có
thể được ghép trong cự ly gần hay xa .Với bất kỳ ứng dụng nào ghép kênh đều được dùng
để giảm giá thành khi truyền hay phân bố một số tín hiệu .Một hệ thống ghép kênh bao
gồm các phần tử sau đây : ‘n’ tín hiệu nhập ( mỗi tín hiệu từ một kênh nhập hay nhánh
con ) được hội nhập vào trong một tín hiệu đơn đã được ghép (kênh) .Tín hiệu phức hợp
này có thể được truyền hay sử lý theo yêu cầu .Nếu được truyền ‘n’ tín hiệu riêng biệt này
sẽ được tách ở đầu xa và được nạp vào các kênh ngõ ra thích hợp tổ chức hoạt động này
được mô tả như hình1.
1
bộ
ghép
kênh
bộ
phân
giải
kênh n
1
2
3
n
1
2
3
đường
cao tốc
tín hiệu được
ghép kênh
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
hình1:Một hệ thống ghép kênh
Để đơn giản hình1 chỉ trình bày theo một hướng .Tuy nhiên hệ thống ghép kênh được
dùng trong viễn thông ,thông thường là hai hướng (cũng được gọi là song công) . Điều
này đạt được bằng cách kết hợp song công hai hệ thống đơn hướng ngược nhau.
Có nhiều kỹ thuật ghép kênh ,nhưng có hai kiểu ghép kênh thong dụng đó là
+Ghép kênh theo tần số (FDM)
+Ghép kênh theo thời gian (TDM)
Trong kỹ thuật (frequency division multiplexinh FDM) mỗi kênh được phân phối một
băng tần xác định ,thông thường có bề rộng 4Khz cho dịch vụ thoại .Sự phân tách mỗi
kênh từ tín hiệu hỗn hợp được ghép kênh được thực hiện nhờ các bộ lọc thông.
Trong kỹ thuật ghép kênh theo thời gian (time division multiplexinh TDM) thì các
tín hiệu được truyền trên đường truyền trong những khoảng thời gian khác nhau.
KỸ THUẬT FDM
1.2.1-Kỹ thuật ghép kênh:
Các nguồn tín hiệu lần lượt đi vào các bộ điêu chế riêng biệt ,các bộ điều chế
này có các tần số sóng mang khác nhau (F1,F2,F3,….Fn).Các tần số sóng mang được
cách nhau bằng một độ rộng băng thích hợp để chống việc tần số mang tràn lên nhau và
giao thoa với nhau,. Đầu ra của mỗi bộ điều chế ta nhận được hai băng tần ( băng tần trên
là Fi+f và băng tần dưới là Fi-f ,với Fi là tần số sóng mang của kênh thứ i,f băng tần tín
hiệu của kênh đó ).Sau khi qua bộ lọc lấy băng ta được một băng trên và một băng dưới
và đưa vào bộ trộn tuyến tính hoặc bộ cộng .Tín hiệu ra của bộ trộn đưa vào hệ thống
truyền dẫn (có thể truyền dưới dạng sóng hay một cáp truyền chung ).Quá trình ghép kênh
được mô tả ở hình2 dưới đây.
Đại Học Công Nghệ-Đại Học
Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
2
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
3
Hình 1:mộ ệ thống ghép kênh t h
đièu
chế
điều
chế
điều
chế
điêu
chế
tín hiệu 1
tín hiệu 2
tín hiệu 3
lọc
băng
lọc
băng
lọc
băng
lọc
băng
bộ
cộng
bộ
phátF1
F2
F3
Fn
tín hiệu n
1.2.2-Quá trình phân kênh:
Hình2: Sơ đồ ghép tín hiệu theo tần số
Quá trình phân kênh xẩy ra ngược lại với quá trình ghép kênh .Nếu truyền bằng
sóng thì bộ giải điều chế ở nơi thu sẽ tách sóng mang của đường truyền sau đó đưa đến bộ
lọc băng.Tín hiệu truyền từ cáp sẽ đưa thẳng đến bộ lọc băng .Các bộ lọc băng sẽ lấy các
băng thích hợp của kênh mình ,sau đó cho qua bộ giải điều chế tách lấy thành phần tín
hiệu và loại bỏ sóng mang riêng của mỗi kênh .Như vây tín hiệu ra của bộ giai điều chế sẽ
tương đương với tín hiệu vào.
lọc băng
lọc băng
lọc băng
lọc băng giải điều chế
giải điếu chế
giải điều chế
giải điều chế
Hình3: Sơ đồ phân kênh theo tần số
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
Kỹ thuật TDM
Đây là quá trình sử lý số được sửc dụng khi tốc độ dữ liệu của môi trường lớn hơn
tốc độ dữ liệu của thiết bị gửi và nhận .Nhiều cuộc truyền có thể truyền qua một đường
liên kết nhờ việc chia nhóm cuộc truyền .Trong phương pháp ghép kênh theo thời gian
(TDM) tín hiệu thoại được ghép theo các tần số khác nhau.Qua các bộ điều chế chuyển
lên một băng tần cao hơn dành sẵn cho kênh đó.
4
≈
≈
≈
hệ
thống
truyền
dẫn
≈
≈
≈
≈ xung
đồng bộ
Hình4: Sơ đò ghép kênh theo thời
i
tách xung
đồng bộ
4
≈
bộ phân
phối
bộ chuyển
mạch
3
2
1
Trong phương pháp ghép kênh theo thời gian (TDM) thì các tín hiệu trong mỗi kênh có
thể chiếm toàn bộ độ rộng băng tần của tín hiệu nhưng tín hiệu được truyền trong một
khoảng thời gian ngắn .Khoảng thời gian đó được quy đinh bởi thời gian lấy mẫu.
Nguyên tắc hoạt động :
Trong sơ đồ ghép kênh theo thời gian như hình 4 có tất cả 4 kênh thoại và chiều truyền
dẫn nằm trên một hướng .Bên phát có bộ chuyển mạch và bên thu có bộ phân phối .Hai
bộ này quay với tốc độ như nhau .Vị trí của chổi phải đặt cùng một tiếp điểm .Gốc thời
gian được tính khi chổi đặt lên tiếp điểm thứ 5 và truyền qua hệ thống gọi là xung đồng
bộ . Đầu tiên ta truyền xung đồng bộ tiếp tiếp đến là xung kênh một (tức là chổi tiếp xúc
với tiếp điểm thứ nhất ) và cuối cùng chổi tiếp xúc với tiếp điểm thứ 4 .Tín hiệu sau được
tách ra qua các bộ lọc thông thấp của kênh mình và đến kênh thoại tương ứng .
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
5
c
c
x
44
32
1
3
2
1
XĐBXĐB
Hình5:Biểu đồ hiển thị cách truyền các kênh
*Hợp kênh chia thời gian (TDM) có hai loại
+TDM đồng bộ
+TDM không đồng bộ
1.3.1-TDM đồng bộ
Đồng bộ mang ý nghĩa là hợp kênh phân phối cùng một khe thời gian tới một thiết bị
trong tất cả các lần (có nghĩa là mỗi khe thời gian gắn cố định cho một kênh lối vào) .Nếu
trong khoảng thời gian nào đó kênh lối vào này không có dữ liệu để truyền thì khe thời
gian phải bỏ trống .
+Các khung: các khe thời gian được nhóm lại thành các khung mỗi khung gồm một
chu trình đầy đủ các khe thời gian.Trong khung có một hoặc nhiều khe cho một thiết bị
gửi và có bổ xung thêm một số bít đồng bộ .
Vidụ:Nếu có n kênh truyền (đường vào) thì mỗi khung có ít nhất n khe thời gian,mỗi
khe được chèn dữ liệu cho một đường vào.
+Nếu các thiết bị vào có cùng tốc độ truyền thì mỗi thiết bị sẽ có một khe thời gian
trên khung .Các khe thời gian của mỗi thiết bị chiếm một vị trí nhất đinh trong khung.
+Nếu các thiết bị vào mà có tốc độ truyền dữ liệu khác nhau thì trong kỹ thuật TDM
đồng bộ phải bổ xung thêm một số bít vào sao cho tốc độ bít của thiết bị này nhanh hơn
tốc độ bít của thiết bị kia đúng bằng một số nguyên lần (n) .Các bit thêm vào đó người ta
gọi là bít nhồi .Trong trường hợp như vậy trong một khung số khe thời gian dành cho
thiết bị này gấp n lần số khe thời gian dành cho thiết bị kia.
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
Sau khi tốc độ bít của các kênh là bằng nhau hoặc gấp nguyên lần nhau thì cách trèn
các kênh như thế nào ?
*Cách chèn :TDM đồng bộ có thể so sánh như một chuyển mạch cơ khí quay nhanh
khi chuyển mạch đến trước một thiết bị ,thiết bị đó có cơ hội một số bít dữ liệu vào đường
dẫn chuyển mạch chạy từ thiết bị (kênh) này đến thiết bị kênh khác theo một trật tự xác
định ,quá trình nay gọi là trèn dữ liệu mỗi lần trên có thể là một bít ,một byte hoặc một số
bít bất kỳ nhưng kích thước đó là không đổi trong những lần tiếp theo. Đến nơi nhận phân
chia mỗi khung bằng cách loại bỏ các bít khung và sắp xếp thành các kênh đi đến một
thiết bị nhận tương ứng .
+Các bít khung : Trật tự khe thời gian không khác nhau từ khung này đến khung khác
,phải thêm vào thông tin mở đầu cho mỗi khung để báo cho bộ phân kênh ở nơi nhận biết
hướng mỗi khe thời gian đến đâu .Như vậy nhờ các bít khung gồm một hoặc nhiều bít
nhằm thông báo địa chỉ và đồng bộ nhờ những bít khung này để phân kênh tách rời các
khe thời gian chính xác.
1.3.2-TDM không đồng bộ :
Vì TDM đồng bộ không sử dụng hết khả năng của đường liên kết như vậy thực tế chỉ một
phần khe thời gian được sử dụng bởi lẽ các khe thời gian được sử dụng trước hoặc cố
định trong khung nên khi thiết bị (kênh ) không có nhu cầu truyền dữ liệu thì khe bị trống
(không sử dụng ) gây lãng phí.
Do TDM không đồng bộ ra đời và nó khắc phục được những thiếu sót của TDM đồng
bộ .TDM không đồng bộ có tính mềm dẻo ,linh hoạt ,không cố định .Các khe thời gian
không được phân công cố định mà có thể dành cho bất kỳ thiết bị (kênh) nào mà có thể
gửi dữ liệu.
Như vậy không dùng đến 100% thời gian mà giảm tới mức tối đa – không gây lãng
phí .Khi vắng mối quan hệ vị trí của một khe thời gian trên khung ,mỗi khe phải mang
một địa chỉ để phân kênh biết hướng dữ liệu đến một địa chỉ nhận. Địa chỉ này được
thêm vào bởi hợp kênh và được phân kênh bỏ đi sau khi đọc và gửi được đúng địa
chỉ.Việc đưa địa chỉ vào khung làm tăng số lượng bít tiêu đề -hạn chế tính hiệu quả của
phương pháp này vì vậy người ta dung một ít bít để chỉ địa chỉ.
Các khe thời gian có độ dài thay đổi
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
6
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
Khi làm việc với các tốc độ bít khác nhau của các kênh lối vào các khe thời gian trong
khung sẽ thay đổi độ dài .Kênh lối vào nào có tốc độ truyền dữ liệu nhanh được cấp khe
thời gian dài.Như vậy trong khung cầc có trường báo độ dài thay đổi –làm tăng độ dài tiêu
đề.
NGUYÊN LÝ PCM
Phương pháp điều chế PCM gồm 3 giai đoạn:
+Lấy mẫu
+Lượng tử
+Mã hoá
Quá trình chọn các điểm đo trên đường cong tín hiệu tiếng nói tương tự gọi là lấy mẫu
.Các giá trị đo được gọi là các mẫu .Lấy mẫu là bước đầu tiên thể hiện tín hiệu tiếng nói
dưới dạng số ,vì các thời điểm lấy mẫu đã được chọn sẽ chỉ ra các toạ độ thời gian của các
điểm đó .
Biên độ của các mẫu tín hiệu có thể được nhận một giá trị trong phạm vi biên độ
của tín hiệu tiếng nói .Trong thực tế khi đo các biên độ của mẫu ta thường quy tròn
.Trong quá trình qui tròn hoặc lượng tử ,tất cả các giá trị biên độ của mẫu giữa hai điểm
trong một bậc được nhận một giá trị lượng tử giống nhau.Số mẫu đã lượng tử là một giá
trị nhất đinh vì ta chỉ có một số lượng nhất định các điểm trên thang lượng tử .Mỗi mẫu
xung đã được lượng tử được thể hiện bởi một điểm lượng tử trên thang lượng tử ,tức là ta
biết được các toạ độ trên trục biên độ của các mẫu xung .Các quá trình lấy mẫu và lượng
tử tạo ra thể hiện bằng số cho tín hiệu tiếng nói gốc .Như vậy tín hiệu sau khi lấy mẫu
chưa phải là tín hiệu số nhưng sau khi qua bộ lượng tử tín hiệu băng gốc được chuyển
sang tín hiệu số ,tuy nhiên tín hiệu này chưa hẳn thích hợp cho truyền dẫn nên ta phải
thực hiện các quá trình mã hoá.
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
7
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
lấy mẫu
lượng tử
mã hoá
tạo
dạng
dao
động
trạm
lặp
tín hiệu
PCM1
tạo lại
giải mã
tái tạo xung
tín hiệu tương tự tín hiệu tương tự
PCM asignal
đ ường truyền dẫn
thu phát
Hình6: Điều chế xung mã các khối chức năng
để truyền dẫn theo đường dây hoặc vô tuyến .Do vậy phải thực hiện quá trình mã hoá
.Thông thường các giá trị lấy mẫu được mã hoá dưới dạng nhị phân ,mỗi giá trị mẫu xung
được đại diện bởi một nhóm các phần tử nhị phân.Thường mỗi mẫu xung lượng tử có thể
mang một trong 256 giá trị dưới dạng nhị phân..Chúng sẽ được thể hiện bởi một nhóm
chứa 8 phầnh tử .Nhóm này từ nay về sau gọi là từ mã PCM . Để truyền dẫn đi các giá trị
0 và 1 người ta sử dụng một xung điện tương ứng với trạng thái không xung và có
xung.Trên đường truyền dẫn các xung trong các từ mã PCM sẽ bị biến dạng ngày càng
nhiều .Tuy nhiên chừng nào vẫn có thể phân biệt được trạng thái có xung và không xung
thì hiện tượng mất tin vẫn chưa xẩy ra .Khi sử dụng phương pháp tái tạo xung ,tức là các
xung bị biến dạng nhiều sẽ được thay thế bởi các xung mới vào các khoảng thời gian
thích hợp ,tin tức có thể đợc truyền rất xa mà không bị méo. Đó là một trong những ưu
việt của phương thức truyền dẫn số so với phương pháp truyến dẫn tương tự .Trường hợp
truyền dẫn số tin tức chỉ chứa ở trạng thái xung.
Ở phía thu các từ mã PCM được giải mã ,tức là chúng được biến đổi trở lại thành
các mẫu xung lượng tử .Sau đó tín hiệu tiếng nói tương tự được hồi phục bằng cách bổ
Đại Học Công Nghệ-Đại Học Quốc Gia Hà Nội Lớp K46ĐC
8
Khoá luận tốt nghiệp *.* Ngô Ngọc Lượng
xung thêm phần tín hiệu giữa các mẫu lượng tử .Do quá trình qui tròn các mẫu tiếng nói
nên có sự sai khác nhỏ giữa tín hiệu tiếng nói tương tự giữa bên phát và bên thu.Sự sai
khác đó gọi là biến dạng lượng tử.Các khối chức năng của quá trình điều xung mã cho
hình6 .Các chức năng này sẽ được thảo luận chi tiết hơn sau này.
1.4.1-Lấy mẫu :
Về ý nghĩa điện học thì lấy mẫu tức là lấy ra các gía trị tức thời của tín hiệu tương tự vào
khoảng thời gian cách đều nhau .Tín hiệu lấy mẫu là một dãy xung mà đường bao của nó