13 Нелінійне кодування.

Необхідна якість передачі сигналів досягається шляхом застосування нерівномірних що кодують і декодируют пристроїв Особливістю таких пристроїв є нерівномірність їх квантующей характеристики, при якій квантування сигналів з малою амплітудою виробляється з малим кроком квантування, у той час як при кодуванні сигналів з великою амплітудою крок квантування збільшується. Побудова такий квантующей характеристики може здійснюватися різними методами Зокрема, для цієї мети може використатися аналоговий компандер у сполученні з лінійним кодеком, що включається між компресором й экспандером.

Той же ефект може бути отриманий методами нелінійного кодування, коли формування нерівномірної квантующей характеристики здійснюється безпосередньо в кодере (декодері) Останній у цьому випадку називається нелінійним.

Найбільше поширення в системах ВД-ІКМ одержали нелінійні кодеки типу, що зважує, із цифровим компандированием еталонів. У таких кодеках характеристика компресії (экспандирования) не є безперервною (аналогової), а представляється ламаною лінією, що складається із прямолінійних відрізків (сегментів), що приблизно представляють (апроксимуючих) заданий закон стиску й розширення динамічного діапазону сигналів. Необхідна форма характеристики компресії (стиску) і экспандирования (розширення) у цих кодеках формується за допомогою цифрових логічних пристроїв, керуючих перемиканням еталонів.

Як міжнародний стандарт для нелінійних кодеров типу, що зважує, прийнята сегментна характеристика компандирования типу А-87,6/13, (рис. 13.1)

Так, характеристика компресії в позитивній області містить сегменти З, З1 С2, ... З7, обмежені крапками (вузлами): 0-1, 1-2, 2-3, ... 7-8 (рис.13.1). Аналогічним образом будується характеристика для негативної області значень вхідного сигналу.

Рисунок 13.1

Чотири центральних сегменти (два в позитивній і два в негативної областях) поєднуються в один центральний сегмент, тому загальне кількість сегментів на двухполярной характеристиці дорівнює 13. Кожний з 16 сегментів характеристики містить по 16 кроків (рівнів) квантування, а загальне число рівнів дорівнює 256, з них 128 позитивних й 128 негативних.

Кожен сегмент починається з певного еталона, як основний (основні еталони на рис. 13.1 зазначені на початку кожного сегмента). Крок квантування усередині кожного сегмента рівномірний, а величина кроку при переході від одного сегмента до іншого змінюється вдвічі, починаючи із центрального сегмента, куди входять Із, З1 позитивної й З0, З1 - негативної областей амплітуд.

Значення кроків квантування кожного ceгмента зазначені в дужках біля вузлів.

Наприклад вузол1 (16∆), вузол5 (256∆), і т.д.Сполучення додаткових еталонів дозволяють одержати кожної з 16 рівнів квантування в даному ceгменте. При зміні кроку квантування змінюється крутість характеристики. Крутість змінюється дискретно в крапках зламу (вузлах) характеристики. Чотири центральних сегменти (два в позитивній і два в негативної областях характеристики) мають однакову крутість і рівні кроки квантування. Ефективність розглянутої характеристики можна оцінити візуально, якщо звернути увагу на те, що 112 рівнів з 128 використаються для квантування сигналів, амплітуда яких не перевищує половини максимальної, а 64, або 50% рівнів, - для квантування сигналів, амплітуда яких не перевищує 6,2% максимальної.