3.3.3 Декодирующие устройства

Декодирование цифрового сигнала состоит в преобразовании кодовых групп цифрового сигнала (ЦС) в последовательность выборок соответствующей амплитуды. Известны различные варианты построения линейных декодеров. Наиболее часто применяются декодеры взвешивающего типа. Они могут быть построены на основе последовательной или параллельной обработки импульсов кодовых групп. Во втором случае скорость работы функциональных узлов декодера уменьшится в т раз. Поэтому практическое применение находят декодеры параллельного кода (рисунок 50).

Рисунок 50 – Структурная схема схема построения декодера параллельного кода

Взвешивающий декодер состоит из преобразователя последовательного кода в параллельный (блок 1) и блока эталонных напряжений 2. Простейшая схема построения декодера представлена на рисунке 51.

Рисунок 51 – Функциональная схема построения декодера

Суммарное напряжение на выходе декодера с учетом всех символов кодовой группы будет:

U_вых = .

Вывод:

Построение кодирующих устройств может быть реализовано по принципу последовательного счета с линейной и нелинейной шкалой квантования, по принципу поразрядного взвешивания и по матричному принципу.

Если линейный кодер последовательного счета имеет достоинство в простоте построения, надежности и повышенной точности в работе, но имеет существенный недостаток: необходимость использования быстродействующих логических элементов, то линейный кодер взвешивающего типа параллельного действия имеет высокую точность и скорость кодирования. Как недостаток – сложность его построения.

Простотой построения отличается кодер взвешивающего типа последовательного действия (кодер с декодером в цепи ОС), но и худший как вариант, так как требуется т (по числу разрядов кодовой группы) независимых источников эталонных напряжений.

Из всех вариантов построения нелинейных кодеров достаточно часто используется кодер с нелинейным декодером в цепи ОС, схема которого используется в ЦСП ИКМ-30.

Декодирование цифрового сигнала состоит в преобразовании цифровой кодовой группы в последовательность выборок с амплитудами аналогового сигнала. Для этого наиболее часто используется декодер взвешивающего типа.

Контрольные вопросы:

1.Назовите классификацию и назначение кодирующих и декодирующих устройств ЦСП.

2. Поясните по структурной схеме и графику работу линейного кодера последовательного счета.

3. Поясните по структурной схеме работу кодера взвешивающего типа параллельного действия.

4. Поясните по структурной схеме работу кодера взвешивающего типа последовательного действия.

5. Назовите 3 варианта построения нелинейных кодеров и их работу по структурным схемам.

6. Сформулируйте назначение декодеров в ЦСП и поясните работу декодера взвешивающего типа.

7. Дайте анализ достоинств и недостатков представленных в разделе кодеров.

8. Назовите самый быстродействующий кодер и дайте его характеристику.

4 Принцип построения го и организация синхронизации в цсп

4.1 Формирование управляющих сигналов в генераторном оборудовании

4.1.1 Основные принципы построения го в цсп

Генераторное оборудование (ГО) предназначено для управления работой функциональных узлов оконечной аппаратуры ЦСП, производящих обработку сигналов на приемной и передающей сторонах, а также для синхронизации оконечного оборудования. Генераторное оборудование выполняет функцию формирования и распределения во времени различных импульсных сигналов, отличающихся частотой следования, длительностью и временным положением.

Различают генераторное оборудование приемной и передающей сторон, ГОпр и ГОпд соответственно. На оконечном пункте должно находиться и ГОпр и ГОпд. В ЦСП должна обеспечиваться жесткая синхронизация ГО приемной и передающей сторон. Обычно синхронизация происходит по схеме: ГОпд – ведущее, ГОпр – ведомое. ГОпд может работать в режиме внутренней или внешней синхронизации, т.е. когда один оконечный пункт осуществляет принудительную синхронизацию другого. При работе в режиме внешней синхронизации в случае пропадания синхронизирующего сигнала автоматически происходит переход в режим внутренней синхронизации. Для осуществления синхронизации должны быть предусмотрены специальные сигналы синхронизации и специальные устройства синхронизации генераторов.

Генераторное оборудование первичной ЦСП должно обеспечивать последовательную передачу массива т - разрядных двоичных чисел, поступающих с частотой 8 кГц от N каналов. Таким образом, ГО должно формировать последовательность импульсов для адресации передаваемого бита и последовательность для передачи сигналов синхронизации (СС) и сигналов управления и взаимодействия (СУВ). Во вторичных ЦСП и системах более высокого уровня, где происходит временное объединение первичных цифровых потоков, необходимо дополнительно формировать сигналы синхронизации для различения местоположения каждого из объединяемых потоков.

Структурная схема ГО передающей части оконечного оборудования для первичной ЦСП приведена на рисунке 52.

Рисунок 52 – Обобщенная схема генераторного оборудования в ЦСП

Она содержит задающий генератор (ЗГ), генерирующий гармоническое колебание, формирователь импульсов (ФИ), распределитель импульсов разрядный (РИ-Р), распределитель импульсов канальный (РИ-К) и распределитель импульсов для сигналов управления и взаимодействия (РИ-СУВ).

ФИ обеспечивает формирование прямоугольных импульсов тактовой частоты fт из гармонического колебания ЗГ (рисунок 53,а).

Рисунок 53 – Формирование разрядных и канальных импульсов ГО

Разрядный распределитель предназначен для формирования и распределения разрядных импульсов в кодовой группе. РИ-Р имеет m выходов p₁, p₂, …, pm (m = 8), причем в каждый момент времени активное состояние (сигнал «1») имеется только на одном из выходов (рисунок 53,б,в).

Этот сигнал указывает на номер передаваемого в данный момент бита кодовой комбинации. Частота следования импульсов на каждом из выходов РИ-Р равна

f_р = 1/Т_к = f_т/m.

В канальном распределителе с помощью сигнала (рисунок 53,г) производится формирование и распределение канальных импульсов, следующих с частотой

F_д = f_т//mN

(рисунок 53,д,е). По аналогии с разрядным распределителем РИ-К указывает,

какому каналу (канальному интервалу - КИ) принадлежит передаваемая кодовая комбинация. РИ-СУВ служит для формирования импульсных последовательностей, используемых для формирования сигналов синхронизации по циклам и импульсных последовательностей сигналов СУВ. Кроме перечисленных выше операций он осуществляет также формирование сигнала синхронизации по сверхциклам.

Для первичной системы типа ИКМ-30 имеем f_т = 2048 кГц, число разрядов в КИ m = 8. При этом частота следования разрядных импульсов f_р = 2048/8 = 256 кГц.. Частота канальных импульсов должна быть равна частоте дискретизации и рассчитывается по формуле

F_д = 2048/(mN) = 2048/(8 · 32) = 8 кГц.

Частота сигнала цикловой синхронизации F_цс равна 4 кГц и сверхцикловой синхронизации F_сцс = F_д /16 = 500 Гц.