Kommunikációs Rendszerek A kommunikáció technikai modell Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Diszkrét jelek Kommunikációs Rendszerek
(Diszkrét) – digitális ábrázolás Miért ? Nagyságrenddel alacsonyabb zavarérzékenység Csak meghatározott állapotok ( 0 - 1) Hibajavítási eljárások alkalmazhatóak Nagyságrendekkel hatékonyabb kódolási eljárások Összetett, számításigényes kódok Hatékony tömörítési módszerek Tárolási/továbbítási médiumokhoz való alkalmazkodás Az ábrázolás univerzális, kevéssé eszközhöz kötött volta Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Digitális jelek A digitális jelek döntő többsége a kétértékű eseménytéren van értelmezve. Elvileg többértékű logikák is használhatóak De a kétértékű eseménytér jelei a legtöbb információhordozón könnyen értelmezhetőek: Ki-be fehér-fekete mágnesezési irány van-nincs U0 -U1 0 -1 stb. Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Bináris jelek Az un. „bináris jelek” fizikai megjelenésükben nagy biztonsággal megkülönböztethetőek. A kettőnél több lehetséges értékű jeltér értékei w szélességű bináris adatszóval ábrázolhatóak. A w bit szóhosszúsággal leírható számérték Kommunikációs Rendszerek
A digitális átalakítás Idő kvantálás -> mintavétel Amplitudó kvantálás -> digitalizálás Kódrendszernek megfelelő ábrázolás Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Mintavételezés u(t) uA(t) A bemeneten lévő jellel arányos amplitudójú feszültség értékek képzése -legtöbbször egyenletes időközönként -legtöbbször u.n.”sample&hold” használatával -> amplitudó kvantálásra lépcsőjel. Kommunikációs Rendszerek
Shannon mintavételi tétele milyen gyakorisággal kell mintát venni, hogy az eredeti jelet vissza lehessen állítani ? Shannon mintavételi tétele. A mintavételezendő jel sávhatárolt kell legyen ! Ha a hasznos jel felső határfrekvenciája = fG A mintavételi frekvencia legyen fs > 2* fG Vagy a hasznos jel felső határfrevenciája legyen fG < ½* fS Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Mintavételezési hiba a: mintavételezett jel b: a mintavételi értékek c: hasonmás (alias) frekvenciájú összetevő (átlapolódása) Kommunikációs Rendszerek
Mintavételi gyakoriság Miért kell fG < 1/2 *fS ? A mintavételezés során a mintavételi frekvencia többszörösei is megjelennek a spektrumban. Ha a bemenőjel nem sávhatárolt, vagy a mintavételi frekvencia túl alacsony, akkor ezekkel a spektrum összetevőkkel átlapolódva látszólagos elemek jelennek meg (u.n. „aliasing”) Az eredeti jel többé nem állítható pontosan vissza. (jitter -> más tipusú hiba ! ) Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Digitalizálás A bemeneten lévő jellel arányos amplitudójú feszültség értékek képzése -legtöbbször egyenletes időközönként -legtöbbször u.n.”sample&hold” használatával -> amplitudó kvantálásra lépcsőjel. Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Digitalizálás Egy folytonos jel átalakítása diszkrét értékké: az analóg bemenőjel értéktartományának (egyenlő) intervallumokra történő felosztása. Minden intervallumhoz egy diszkrét számérték hozzárendelése. Ezek után minden bemenőjel érték, amely ebbe az intervallumba esik ezzel a diszkrét számértékkel lesz ábrázolva. Kommunikációs Rendszerek
Amplitudó kvantálások nem lineáris kvantálás Lineáris kvantálás Kommunikációs Rendszerek
Nemlineáris kvantálás Miért ? A lineáris amplitudó kvantálás esetén a jel/zaj viszony a bemenő szinttől függ. Alacsony jelszint: rossz jel/zaj viszony, emiatt rosszabb dinamika. A jelszinttől független, (vagy kevésbé függő) jel/zaj viszony elérhető kompresszor/expander alkalmazásával Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Kvantálási hiba Kommunikációs Rendszerek
Kommunikációs Rendszerek Kvantálási hiba a kvantálás során a bemenőjel értékétől függően változó hiba keletkezik. (érték <> intervallum határ) Ez a folyton változó hiba mint „kvantálási zaj” jelenik meg. A kvantálási hiba maximuma a/2, átlagos értéke a/4 Mértéke a kvantálási szintek számától függ, minden további 1 bit-el történő növelés 6dB-el csökkenti a hibát. Gyakorlatilag meghatározza a hasznos jel dinamika tartományát. Kommunikációs Rendszerek