55.7. ПЕРЕДАЧА АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ ПО ЦИФРОВЫМ КАНАЛАМ

 
  THIS SECTION IS UNDER CONSTRUCTION  
 

Чтобы передать аналоговые данные по цифровым каналам - надо их
оцифровать.

!! Оцифровка вводит в сигнал дополнительный шум - шум квантования,
!! поскольку количество цифровых уровней конечно.

Частота дискретизации - количество выборок в единицу времени.



Теорема Найквеста:
	Если из сигнала через постоянные промежутки времени осуществляются
выборки, причем Fsam > 2 Fsig (где Fsam = частота выборки [1/ceк],
Fsignal - максимальная частота сигнала), то выборка содержит всю
информацию о сигнале.

Пример выборки для которой Fsam < 2 Fsig:
  

Мы видим, что в результате появился побочный сигнал.



  
  PCM 
 
PCM (Pulse-Code-Modulation)
Выборка представляет собой число N, которое имеет размер log2(состояний_АЦП) бит.

		PCM кодирование
		/        \
	 линейное       нелинейное

PCM кодирование может быть линейным (Шаг квантования одинаков),
а может быть нелинейным.
Как правило для звука голосовой частоты используется нелинейное квантование.
(что бы лучше представлять слабые звуки).

  


		PCM кодирование
		/        \
	    простое	диффиренциальное (DPCM)

Дифференциальное (DPCM) - записываются не абсолютные значения отчетов,
а разности между текущими и предидущими. (DPCM данные лучше сжимаются).
	      

TODO: Еще есть ADPCM



Нелинейное PCM кодирование

Линейный PCM:
  


Нелинейный PCM:
  


Поскольку чуствительность человеческого уха логарифмическая,
то сжатие означает больше отчетов на маленькие сигналы.

Субъективное сжатие:
  




Логарифмическое - используется в PSTN (Public Switched Telephone Network)

m-Law:
	используется в США и Японии
  

	s  - значение линейного PCM
	sm - значение m-Law PCM
	sm = sign(s) * log(1 + 255 * |s|) / log(1+255)



A-Law:
	используется в Европе
  

	s  - значение линейного PCM
	sa - значение m-Law PCM
	sa =  A / (1 + ln(A)) * S,		если S =< 1/A
	      (1 + ln(A * s) / (1 + ln(A)),	если 1/A =< |s| =< 1




  
  Дельта-модуляция 
 

DM (Delta-Modulation)
Дельта-модуляция - один бит на выборку:
		= 1 - усилить сигнал
		= 0 - ослабить сигнал
	(в принципе бывают варианты с более чем 1 бит на выборку).

Дельта-модуляция:
  


Недостатки Дельта-модуляции: 
	Возможна перегрузка (не успеваем за сигналом).
	Если сигнал постоянен, происходит шум +-+-+-+-