Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине ЦСП

Работу кодера можно пояснить на примере кодирования положительного отсчета с амплитудой I_c=105,3Δ. Кодирование такого отсчета производится 7-разрядной кодовой группой, что позволяет закодировать 128 уровней.

Кодируемый отсчет I_c подается на первый вход (1) компаратора. Цикл кодирования начинается с установки первого выхода ЛУ в состояние 1 и замыкания ключа Кл₁. I_c- I_эт>0 , то в первом такте кодирования на выходе компаратора будет сформирован 0, состояние 1 первого выхода ЛУ сохранится и в состояние 1 переводится второй выход ЛУ. В результате суммарное значение эталонных токов перед началом второго такта становится равным 96. Несмотря на увеличение эталонного тока, неравенство I_c> I_эт сохраняется. Поэтому во втором такте на выходе компаратора опять будет сформирован 0, состояние второго выхода ЛУ сохранится, а состояние третьего выхода ЛУ переводится в 1. В результате суммарное значение эталонных токов перед началом третьего такта становится равным 112∆. Это превышает значение амплитуды кодируемого отсчета I_c- I_эт<0. И в третьем такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1. Эта 1 изменит состояние третьего выхода с 1 на 0, Кл₃ разомкнется и отключит ток 16∆, а выход 4 будет переведен в состояние 1. Теперь сумма эталонных токов будет 104∆, что меньше значения I_c. В четвертом, пятом, шестом и седьмом тактах кодирования будут подключаться эталонные токи 4∆, 2∆, ∆.

По окончании седьмого такта на выходах ЛУ будет сформирована комбинация 1101001, представляющая в параллельном двоичном коде величину кодируемого отсчета 105∆. Как легко определить, ошибка квантования в этом случае будет равна 0,3∆. По мере формирования кодовой комбинации преобразователь кода преобразует ее в последовательность двоичных символов в последовательном двоичном коде.

Работа кодера при кодировании двухполярных сигналов отличается лишь тем, что в кодере используется два ГЭТ (для кодирования положительных и отрицательных значений амплитуды отсчета) и первый разряд будет кодировать полярность сигнала. Структурная схема представлена на (рис.1.6).

Принцип построения линейного декодера для восстановления двухполярного сигнала показан (на рис. 1.7).

Декодер содержит преобразователь кода ПК, логическое устройство ЛУ и генератор эталонных токов ГЭТ.

Декодирование ведется в порядке, обратном процессу кодирования. Вначале 8-разрядная кодовая группа принятого ИКМ сигнала с помощью преобразователя кода преобразуется в параллельную кодовую группу, которая формируется на выходах ПК. После чего ЛУ вырабатывает сигналы управления, замыкающие ключи эталонных токов соответствующих разрядов. Замыкаются ключи тех разрядов, где на выходе ЛУ имеется 1. В симметричном двоичном коде первый разряд определяет полярность. (На рис. 1.8) показан пример декодирования кодовой комбинации 011010

Нелинейные кодеры и декодеры. Квантование сигнала с линейной шкалой не позволяет получить высокое качество передачи сигнала с малой амплитудой. Поэтому в системах ИКМ-ВРК квантование с линейной шкалой практически не применяется. Необходимое качество передачи сигналов достигается при выполнения квантования с неравномерной шкалой. Такую функцию выполняют нелинейные кодеры взвешивающего типа.

В системах вместо плавной амплитудной характеристики, которую имеют аналоговые компандеры, применяются сегментные характеристики. Наибольшее распространение получила сегментная характеристика компандирования типа А-87,6/13. Где А – закон компандирования, 87,6 – коэффициент сжатия, который представляет собой логарифмическое соотношение между максимальным и минимальным шагами квантования. 13 – число сегментов в характеристиках компрессирования и экспандирования. На (рис.1.5) показаны характеристики компресси и экспандирования закона А-87,6/13 для положительных амплитуд кодируемых отсчетов.