11 Лінійне кодування.
При аналого-цифровому перетворенні в системах з ІКМ використаються рівномірні двійкові коди, у яких число кодових імпульсів (розрядів) т у кожній кодовій групі однаково й кожен символ кодової групи може приймати значення «О» або «1». Застосовуються наступні рівномірні двійкові коди: натуральний, симетричний і рефлексний.
Кодова таблиця натурального двійкового коду наведена на рис. 11.1а. Достоїнством натурального коду є можливість його реалізації за допомогою простих кодерів. Такий код придатний для кодування однополярних імпульсів Характерною рисою натурального двійкового коду є те, що кодові групи, що відповідають сусіднім рівням квантування, можуть розрізнятися в багатьох розрядах коду. Наприклад, кодові групи 11-го й 12-го рівнів відрізняються в першому, другому й третьому розрядах, а кодові групи 7-го й 8-го рівнів відрізняються у всіх чотирьох розрядах.
Рисунок 11.1 Рисунок 11.2
Якщо при передачі кодової групи по лінійному тракті роблять зміну в одному з розрядів, це може привести до значної помилки при декодуванні. Наприклад, помилка в старшому розряді 1-го рівня приведе до 9-му рівня. Особливо цей недолік позначається при кодуванні натуральним двійковим кодом двохполярних аналогових сигналів. У цьому випадку нульовий рівень сигналу і його малих значень перебувають у середині шкали квантування. Тоді помилка в старшому розряді при відсутності сигналу або його малому значенні може привести до появи на прийомному кінці імпульсу з максимальною амплітудою й абонент почує щиглика. Такі перешкоди значно погіршують якість зв'язку.
При передачі двохполярних аналогових сигналів (мовних, групових телефонних) частіше використається симетричний двійковий код. Кодова таблиця симетричного двійкового коду наведена на рис. 11.1б. У симетричному двійковому коді 1 або 0 у старшому розряді визначають полярність імпульсу, який кодується, а інші розряди визначають номер рівня квантування. Приклад кодування двохполярних імпульсів симетричним двійковим кодом показаний на рис.11.2
12 Лінійний кодер порозрядного зважування.
Пристрою, у яких відбувається перетворення амплітуди відліку сигналу у відповідну двійкову кодову комбінацію, називаються кодерами За принципом дії кодери діляться на три основні групи: кодери рахункового типу, кодери порозрядного зважування, матричні кодери
Найбільше просто двійкове кодування здійснюється в кодерах типу, що зважує (порозрядного зважування). Принцип роботи таких кодерів полягає в зрівноважуванні відліків еталонними сигналами або просто еталонами з певними вагами (значеннями). Кодування в цьому випадку можна представити як процес поетапного зважування на шалькових вагах. На одну чашу ваг міститься кодируемый відлік, а на іншу послідовно встановлюють еталони (гирі), починаючи з еталона найбільшої ваги. На кожному з етапів (тактів) зважування по покажчику «менше» приймають рішення: якщо відлік важчий еталона, то останній залишають на чаші ваг і додають еталон наступний (меншої) ваги. У противному випадку перший еталон знімають і установлюють еталон меншої ваги. Очевидно, що по закінченні зважування відлік буде врівноважений еталонами, сума яких на чаші буде дорівнювати «вазі» відліку (з точністю до еталона найменшої ваги). Якщо результат кожного з етапів (тактів) зважування записати, відзначаючи як одиницю залишення еталона на чаші ваг, а 0 - його зняття, то по закінченні зважування одержимо запис ваги відліку у двійковому коді.
Принцип побудови лінійного пристрою, що кодує, представлений на рис.12.1.
Кодер містить компаратор (ДО), генератор еталонних струмів (ГЭТ), логічний пристрій (ЛУ), і перетворювач коду.
Рисунок 12.1
Компаратор (покажчик «менше») визначає знак різниці між амплітудами струмів кодируемого сигналу (відліку) Іс. і сумою еталонних струмів Іэт (по абсолютній величині, т е.| Іс | — | Іэт). Якщо в момент кодування ця різниця позитивна, тобто Іс > Іэт , то на виході компаратора (крапка 3) формується 0 (пробіл), у противному випадку, тобто . Іс < Іэт формується 1 (імпульс).
Логічний пристрій служить для запису рішень компаратора після кожного такту кодування, формування структури кодової групи (у паралельному двійковому коді) і керування ключами ГЭТ. Залежно від рішень компаратора цей пристрій вибирає полярність джерела еталонів (Еэт або -ЕЭ1) і управляє роботою ключів Кл1…Кл7 або (Кл'1-кл'7).
Перетворювач коду перетворить паралельний код у послідовний, формуючи вихідний ІКМ сигнал.
Керування роботою вузлів кодера здійснюється сигналами, що надходять від генераторного встаткування ГО системи передач.
Процес кодування в симетричному двійковому коді включає два етапи:
1) визначення й кодування полярності відліку;
2) визначення й кодування абсолютної величини відліку.
Перший етап здійснюється в першому такті, а другий - у наступних тактах кодування, причому для кодування позитивних відліків використаються еталонні струми позитивної полярності, а для кодування негативних відліків - еталонні струми негативної полярності.
Структура кодової групи формується на виходах 1,2, .. т логічного пристрою ЛУ. Перед початком кодування ці виходи встановлюються в стан 0. У моменти, що передують такту кодування, виходи ЛУ послідовно, починаючи з першого виходу, переводяться в стан 1. Рішення компаратора цей стан зберігає, якщо в момент такту кодування на його виході формується 0, або змінює на 0, якщо на виході компаратора формується 1.
Стан виходу ЛУ, відмічуване як 1, означає замикання відповідного ключа або підключення еталонного струму певної полярності ваги в крапку підсумовування еталонних струмів (вхід 2 компаратори). Так, якщо перший вихід ЛУ перебуває в стані 1, то замикається ключ КЛ + , що включає джерело позитивних еталонних струмів (Еэт), при цьому ключ Кл_ розімкнуть. Якщо зазначений вихід ЛУ перебуває в стані 0, те, навпаки, замикається Кл-, що включає джерело негативних еталонних струмів (—Еэт), а Кл + залишається розімкнуть. Стан I другого виходу ЛУ замикає Кл1 і Кл'1, третього виходу ЛУ замикає Кл2 і Кл'2, восьмого виходу ЛУ замикає Кл7 і Кл'7, що подають у крапку суммиро- вания еталонних струмів з вагами й полярністю, показаними на рис 12.1