В. А. Котельников теоремаси. Аналог сигнални рақамли сигналга узгартириш

Модуляция усуллар тамойиллари ва уни телекоммуникацияда ишлатилиши.

Модуляция усуллари биринчи юз йилда аста секин рўй берди. Алоқа линиялари бўйича узатиш усулларини ва коммутация тугунларида анолог сигналларни рақамли кўринишда коммутацияни кашф этилгандан ва тадқиқот қилингандан сўнг эволюция текис сезиларли ўсди. Демак, электрон рақамли коммутация тизимларини яратиш реал бўлганида ривожлана бошлади. Алоқа линиялари физик линиялар ва кўп каналли узатиш билан бўлиши мумкин. Электр алоқа трактларида иккита асосий кўп каналли узатиш усули бор, яъни битта трактда кўп сонли каналларни ташкил этиш: частотали усул (ЧКА) ва вақтли усул (ВКК).

Частотали усул частота секторида ҳар хил каналлар учун алоҳида полосани ишлатишга асосланган.
Вақтли усул ҳар бир каналга қисқа вақт оралиғини беришга асосланган. Бу вақт оралиғининг давомида каналдан узатилаётган сигнал қиймат отчёти ишлаб чиқилади. Жараён доимий вақт интеграли ўтгандан кейин такрорланади.
Кўп каналли узатишнинг вақтли усулини рақамли коммутация тизими ичида ҳам ишлатса бўлади. Шунинг учун фақат шу усул кўрсатилган.
Электрон-рақамли коммутациянинг тизимини қурилиш тамойилини ва ишлашини ўрганиш учун ҳаммадан олдин анолог сигнални рақамли шаклга ўзгартириш ва тескари жараённи англаш керак.
Бир неча ўзгартириш усуллари мавжуд. Буларга анологли ва рақамли теради.
Анологли усулга амплитуда-импульсли модуляция (АИМ), кенг-импульсли модуляция (КИМ) ва фаза-импульсли модуляция (ФИМ) киради.
Рақамли усулга импульс-кодли модуляция (ИКМ) ва дельта-модуляция киради.
АИМда сигнал амплитудали бўйича модуляцияланади (2.1-расм).
КИМда импульс кенглиги ўзгартирилмайди, лекин сигнал амплитудаси ўзгармайди.
2.1-расм. Модуляциянинг аналогли усуллари.
Агар кенглик бўйича модуляцияланган импульсларни доимий амплитудали ва давомийликли импульсларини алмаштирсак, лекин кенглик бўйича модуляцияланган импульслар ўзгараётган қирқимларга мос ҳолда жойлаштирсак ФИМ ҳосил бўлади.
Импульсли модуляцияни анологли усулларининг умумий нуқсонлари модуляцияланган сигнални узатиш учун ишлатилаётган алоқа линияларининг электрик параметрларига қаттиқ талаблар ҳисобланади. Бу фақат берувчи сигналларни таъсирида сигнал шаклини ўзгартириш қабул қилиш томонида шовқин кўринишида пайдо бўлиши билан асосланади. Узатиш тракти қанча узун бўлса, шовқин қиймати шунча кўп.
Чунки импульсларга таъсир кўрсатаётган трактнинг алоҳида участкаларидаги бузилишлар қўшилади.
Амалиётда алоқа линиялари бўйича АИМ сигнални узатиш имкон йўли билан ҳосил бўлган чегаралашлар ўзгаришнинг рақамли усулини яратишни талаб қилди.
Импульс-кодли модуляцияда АИМ сигнал квантланади ва кодланади.
Дельта-модуляция ғояси такт интервалида анолог сигнал қийматини белги ўзгаришини линиядан узатиш ҳисобланади. Дискретлаш частотаси 3-4 баробар катта бўлиши керак.
Ўзгартириш усулини бирортасини танлаш биринчи ўринда олиниши керак бўлган нутқни узатиш сифати ва ишлатиладиган соҳасига боғлиқ бўлади.
Ишлатиладиган соҳасини қуйидагича синфласа бўлади: узатиш, коммутация, сақлаш ва уларни архивлаш. Ўзгартиргичлар узатишнинг юқори тезлиги, паст тезликли бўлиши мумкин (телефон узатишларида 32-64 кбит/с радио эшиттириш шкалаларини узатишда 384 кбит/с ва х.к.).