Кодер-декодер речевого сигнала. Амплитудно-фазовое преобразование

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Кодер-декодер речевого сигнала. Амплитудно-фазовое преобразование

    Казанский государственный университет
    имени А.Н. Туполева
    Кафедра радиоэлектронных и квантовых устройств
    Кодер - декодер речевого сигнала
    Амплитудно - фазовое преобразование
    Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине
    «Системы сокрытия информации»
    Выполнили
    студенты
    Руководитель работы
    Успехов в защите
    Казань 1997
    Содержание
    Введение
    Метод анализа устройств с АФК
    Выбор четырехполюсника с АФК
    Кодер на операционном усилителе с АФК
    Расчет параметров микрофонного усилителя
    Расчет усилителя низкой частоты
    Схема кодирующего и декодирующего блоков
    Аннотация
    Литература
    Приложение 1
    Введение
    Эффекты возникновения амплитудно-зависимых фазовых сдвигов в различных, работающих в нелинейных режимах, узлах приемно - усилительных трактов называется «Амплитудно - фазовая
    конверсия»
    (АФК).
    АФК - от английского слова
    «conversion»
    - преобразование.
    По условиям эксплуатации большинства устройств в них должны быть применены специальные меры для устранения или ослабления АФК до значений, при которых показатели
    разрабатываемого устройства ухудшаются незначительно. Решение задачи сводится к
    созданию цепи, аргументы комплексной функции, передачи которой остается постоянным в широком интервале изменений воздействующих на цепь факторов. Ясно, что на
    основе известных схемотехнических и конструктивно - технологических решений не представится возможным создание такой цепи. Однако реальным является устройство, фазо - инвариантное к
    изменениям амплитуды сигнала в ограниченном интервале этих изменений и в конкретных условиях эксплуатации.
    В ряде случаев явление АФК является полезным и позволяет обеспечить требуемые показатели радиоэлектронной аппаратуры. В таких устройствах эффекты АФК принудительно необходимы,
    например, в модуляторах фазы, в системах с предыскажением фазы и др.
    В данной работе применяется метод АФК для сокрытия речевой информации телефонного канала.
    Метод анализа устройств с АФК
    В теоретической радиотехнике известны различные методы исследования.
    Наиболее строгим методом, позволяющим описать устройство любого типа и оценить закономерности прохождения сигналов через него, является метод, основанный на решении нелинейных
    интегрально - дифференциальных уравнений, описывающих физику работы устройства. Получение решения поведения рассматриваемого устройства в широком интервале переменных, представляется
    затруднительным. Решения делаются для частных случаев и этот метод не универсален т.е. результаты решения не распространяются на другие устройства.
    Менее строгим, но более общим является метод замены устройства эквивалентным четырехполюсником с некоторыми характеристиками, свойственными рассматриваемому устройству. Данному
    четырехполюснику соответствует определенная передаточная функция. Характеристики, определяющие передаточную функцию можно найти теоретически или экспериментально. При аналитическом
    исследовании цепей с АФК следует использовать четырехполюсник, который отражает лишь основные черты поведения устройства и не учитывает ряд побочных явлений, не играющих
    принципиальной роли. (Л4)
    При воздействии квазигармонического колебания (1) на вход реального, т.е. нелинейного, четырехполюсника на его выходе появляется ряд спектральных составляющих. Отличительной
    способностью цепей с АФК является изменение фазы составляющих в зависимости от амплитуды входного воздействия.
    X(t),
    (t) -
    изменяются по закону передаваемой информации
    Выходной сигнал представляется:
    где
    Yn(t)-
    медленно изменяющиеся амплитуда
    -й гармоники
    n(t) -
    фаза гармоники
    Явление АФК сводится к тому, что
    n(t)
    отличается от входной функции
    не только на детерминированный угол
    , характеризующий фазовую постоянную устройства, но и на угол
    [X(t)]
    , зависящий от уровня входного сигнала:
    Амплитуды выходного и входного сигналов связаны нелинейной зависимостью:
    Yn(t)=Yn[X(t)]
    отражающей амплитудную нелинейнейность
    Выражение (2) можно записать:
    y(t)=Y[X(t)]expinw
    где
    Yn[X(t)]=Yn[X(t)]expi
    [X(t)] -
    комплексная амплитуда выходного сигнала, характеризующая комплексную нелинейность тех устройств, в которых амплитудная нелинейность и АФК проявляются в главной мере при одних и
    тех же уровнях входного колебания
    X(t)
    . Устройства, в которых АФК пренебрежимо мала, полностью характеризуется функцией
    Yn[X(t)]
    , а устройства с АФК - функцией
    [X(t)]
    (Л4).
    Выбор четырехполюсника с АФК
    Выберем в качестве четырехполюсников:
    -для кодера компрессор речевых сигналов;
    -для декодера экспандер речевого сообщения;
    Компрессор речевых сигналов действует по принципу усилителя с нелинейной отрицательной обратной связью (ООС). Это означает, что нелинейные элементы, сопротивление которых
    изменяется в соответствии с уровнем усиливаемого сигнала, входят в цепь ООС, охватывающей как отдельные каскады, так и усилитель в целом.
    Для обеспечения требуемого закона изменения коэффициента усиления, необходимо определенным образом выбрать способ включения нелинейных элементов и режимы их работы.
    Рассмотрим причины АФК в усилителях с нелинейной обратной связью. На основании известных соотношений:
    определяющих комплексный коэффициент усиления усилителя с обратной связью. На рис.1 построена векторная диаграмма для случая гармонического сигнала, позволяющая судить о
    закономерностях изменениях показаний усилителя в зависимости от глубины ООС.
    ос
    ос
    ос
    ос
    ос
    ос
    1/К
    1/К
    ос
    1/К
    ос
    1/К
    Рис.1
    На рис.1 векторная диаграмма, определяющая коэффициент усиления усилителя с ООС, здесь:
    Кос - модуль коэффициента усиления;
    ос
    -фазовый сдвиг, создаваемый усилителем с ООС.
    - коэффициент передачи канала обратной связи, предполагаемой действительной величиной, т.е. рассматривается усилитель с частотно-независимой ООС.
    Из диаграммы следует, что с увеличением глубины ООС, вносимый усилителем фазовый сдвиг- уменьшается.
    Но поскольку в усилителе глубина ООС растет с увеличением уровня сигнала (компрессор):
    (Uвхм
    то связь фазового сдвига с изменением уровня входного сигнала при
    W=const
    В экспандере процесс изменения ООС обратный:
    (10)
    т.е. для малых амплитуд усиления мало, а для больших амплитуд усиление велико.
    Кодер на операционном усилителе с амплитудно - фазовой конверсией
    Эквивалентная схема кодера (декодера) приведена на рис. 2
    Рис.2
    Коэффициенты усиления идеального усилителя:
    (11)
    Для кодера выберем:
    Коэффициент передачи кодера:
    (12)
    Цепь с сопротивлением
    представлена на рис. 3. Сопротивление
    вводится для работы усилителя с малым уровнем сигнала.
    Для декодера берем:
    Рис. 3
    Коэффициенты передачи декодера:
    Принципиальные схемы кодера и декодера
    Рис.4
    а) кодер
    б) декодер
    Коэффициенты передачи для схемы рис.4
    Кодер:
    Коэффициент передачи
    для декодера
    где:
    R3=R5; R4=R6; C1=c2
    (19)
    Сопротивление
    выбирается из
    тока через диод
    Ig=I
    вх/
    R1=R1=U
    вх/
    при
    Ig=0.1 mA; Rg=26/0.1=260 Om;
    при
    вх
    =0.1B; R1=0.1/0.1=1 Kom;
    Выберем коэффициент в (15) К0
    =10, тогда
    R3=R1*K
    =1.0*10=10Kom
    Выберем сопротивление
    100 ом, от случайных больших возде...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены