Описание используемого оборудования

Для проведения измерений используются:

- лабораторная установка " Изучение ИКМ кодека";

- двухканальный осциллограф OS-620;

- цифровой вольтметр.

Блок-схема установки для проведения исследований приведена на рисунке 3.1. Собирать схемы при выключенной установке!

 

Программа работы

- замерить амплитуду контрольного сигнала на выходе передающего фильтра (U_вых) при всех трех положениях переключателя П1 и полученные значения занести в таблицу 5.1;

- зарисовать осциллограммы сигналов первого и второго каналов, соблюдая временные отношения;

- зарисовать импульсы Fsx;

- зарисовать осциллограмму сигнала на выходе приемного фильтра;

- измерить напряжение на входе кодера и занести его в таблицу 5.2;

- рассчитать шаг внутри сегментов;

- построить передаточную характеристику.

 

Порядок выполнения работы

5.4.1 Изучение преобразования сигналов в системе связи с ИКМ.

Подготовить лабораторную установку к проведению измерений. Для этого:

- включить питание лабораторной установки и осциллографа;

- установить режим ИКМ-8.

Изучить схему установки, вынесенную на лицевую панель, и найти на ней: передающий фильтр, кодер, декодер, приемный фильтр, тумблер включения питания "ВКЛ-СЕТЬ".

С помощью гибкой перемычки подать контрольный сигнал на вход передающего фильтра (КТ1).

К контрольной точке КТ1^I подключить вход первого канала осциллографа, засинхронизировать сигнал и установить развертку таким образом, чтобы на экране наблюдался один период контрольного сигнала.

Установить амплитуду контрольного сигнала на входе передающего фильтра Uвх. = 50мВ.

Переключить первый канал осциллографа к выходу передающего фильтра (КТ3). Замерить амплитуду контрольного сигнала на выходе передающего фильтра (Uвых.) при всех трех положениях переключателя П1. Полученные результаты записать в таблицу 5.1.

 

Т а б л и ц а 5.1 – Результаты измерения амплитуды сигнала на выходе передающего фильтра

Амплитуда сигнала на входе передающего фильтра	Положение переключателя П1	Амплитуда сигнала на выходе передающего фильтра Uвых, (В)
Uвх = 50 Мв	левое
среднее
правое

 

5.4.2 Переключатель П2 поставить в верхнее положение. При этом положении переключателя контрольный сигнал с выхода передающего фильтра подключается на вход кодера.

Переключатель П4 поставить в верхнее положение. При этом цифровой выход кодера подключается к входу декодера.

Подключить второй канал осциллографа к выходу декодера (КТ7). Переключатель П3 поставить в верхнее положение. Расположить изображение сигнала первого канала в верхней части экрана осциллографа, а изображение второго канала – в нижней части экрана. Развертку осциллографа выбрать такой, чтобы на экране укладывался один период контрольного сигнала. Зарисовать осциллограммы сигналов первого и второго каналов, соблюдая временные соотношения.

5.4.3 Переключить вход второго канала осциллографа к контрольной точке КТ13. Зарисовать импульсы Fsх, расположив их под рисунком осциллограмм.

5.4.4 Переключить вход второго канала осциллографа к выходу приемного фильтра (КТ2). Зарисовать осциллограмму сигнала на выходе приемного фильтра.

5.4.5 Снятие характеристики преобразования кодера.

Установить переключатель П2 в нижнее положение. С помощью гибкой перемычки соединить выход источника постоянного напряжения с контрольной точкой КТ4^I .

Подключить к контрольной точке КТ4 цифровой вольтметр.

Вращая ручки регулировки выходного напряжения источника и контролируя выходной код с помощью контрольного регистра, определить начальную точку характеристики, установив на контрольном регистре код 11010101 или 01010101. (Этот код теоретически соответствует нулевому уровню входного напряжения. Однако на практике, за счет технологического разброса параметров микросхем, это напряжение отличается от нуля). Измерить напряжение на входе кодера (КТ4) и занести его в таблицу 5.2.

Изменяя постоянное напряжение на входе кодера, установить последовательно коды, соответствующие началам сегментов передаточной характеристики кодера, фиксируя значения этих напряжений с помощью вольтметра. Полученные результаты занести в таблицу 5.2.

Рассчитать шаг внутри сегментов, разделив разность напряжений между точками начала сегментов на 16 (число шагов внутри сегмента).

Например: коду 11000101 соответствует входное напряжение 20.1 мВ, а коду 11110101 соответствует входное напряжение 40.3 мВ, следовательно, шаг внутри сегмента равен

U шаг=40,3-20,1/16 = 1,26 (мВ).

 

Результаты расчетов занести в таблицу 5.2.

Построить передаточную характеристику по результатам, полученным в ходе измерений.

5.4.6 Снятие характеристики преобразования декодера.

Установить переключатели П3 и П4 в нижнее положение. Подключить цифровой вольтметр к контрольной точке КТ9.

С помощью кнопочных переключателей установки входного кода установить последовательно коды начала сегментов, фиксируя напряжения, соответствующие этим кодам на выходе декодера (КТ9).

Замеренные значения напряжений занести в таблицу 5.3.

Рассчитать шаг внутри сегментов аналогично примеру. Расчетные данные занести в таблицу 5.3.

Построить передаточную характеристику по результатам, полученным в процессе измерений.

 

Т а б л и ц а 5.2 – Результаты измерений на входе кодера

Выходной код кодера	Напряжение на входе кодера	Шаг внутри сегмента
10101010
10100101
10110101
10000101
10010101
11100101
11110101
11000101
(1/0)1010101
01000101
01110101
01100101
00010101
00000101
00110101
00100101
00101010

 

 

5.5 Анализ полученных результатов и содержание отчетов

Итогом работы является серия осциллограмм, снятых в контрольных точках системы связи. Их следует расположить друг под другом, сохранив порядок, в котором они снимались и временной масштаб.

В отчете необходимо привести:

- цель работы;

- схему измерений, отметив на ней точки, в которых снимались осциллограммы;

- все снятые осциллограммы должны быть расположены таким образом, чтобы на них были отмечены все необходимые временные соотношения между исследуемыми сигналами;

- значения измеренных величин;

- выводы по выполненным исследованиям;

- заполнить таблицы.

Сделать выводы по работе кодека.

 

Т а б л и ц а 5.3 – Результаты измерений на входе декодера

Входной код декодера	Напряжение на выходе декодера	Шаг внутри сегмента
10101010
10100101
10110101
10000101
10010101
11100101
11110101
11000101
(1/0)1010101
01000101
01110101
01100101
00010101
00000101
00110101
00100101
00101010

 

 

5.6 Контрольные вопросы

 

5.6.1 В чем заключается принцип цифро-аналогового преобразования сигнала?

5.6.2 В чем заключается принцип аналого-цифрового преобразования?

5.6.3 Какую операцию выполняют устройства, называемые кофидеками?

5.6.4 Пояснить характеристики преобразования кодера и декодера.

5.6.5 Объяснить принцип работы кодека по снятым в лабораторной работе осциллограммам.

5.6.6 Нарисовать и объяснить структурную схему ИКМ кодека.

5.6.7 Характеристики компандирования. В чем заключается различие компандирования по закону А и по закону m?

5.6.8 Какие достоинства имеет нелинейное кодирование сигнала?

5.6.9 Как определяются ошибки квантования?

5.6.10 Равномерное и неравномерное квантование.