4.3. Дельта-модуляция с инерционным командированием (дмик)

При ДМИК изменение шага квантования происходит медленно, за время, соизмеримое со временем изменения огибающей кодируемого сиг­нала. Иногда ДМИК называют ДМ со слоговым компандированием, так как скорость изменения шага квантования соответствует скорости изме­нения слогов речи. Структурная схема ДМИК приведена на рис. 4.9. Так­же, как и в случае ДММК, схема ДМИК содержит в цепи обратной связи АИМ (ШИМ) модулятор, изменяющий амплитуду или длительность им­пульсов, формирующих сигнал на выходе интегратора.

Отличие этой схемы от предыдущей состоит в том, что управление ам­плитудой импульсов осуществляется не безынерционно, а сравнительно медленно, в соответствии с изменением огибающей кодируемого сигнала. Сигнал управления может выделяться из выходного сигнала или его копии. Структурная схема, приведенная на рис. 4.9, соответствует первому способу.

Рис. 4.9. Структурная схема кодека ДМИК

В этом случае цепь управления содержит интегратор, детектор (Дет), выделяющий низкочастотную огибающую сигнала, и ФНЧ.

Инерционность адаптации кодека ДМИК близка к периоду основного тона речевого сигнала и равна примерно 10 мс, в то время как средний интервал следования слогов превышает 100 мс.

При ДМИК шаг квантования зависит от уровня входного сигнала, воз­растая с его увеличением. Если при этом в некотором диапазоне измене­ния сигнала обеспечивается прямая пропорциональность между его на­пряжением и шагом квантования, отношение сигнал-шум квантования на выходе ФНЧ в данном диапазоне будет оставаться постоянным. Тем са­мым устраняется зависимость отношения сигнал-шум от уровня входного сигнала, свойственная ДМ с постоянным шагом. Эксперименты показали, что при использовании ДМИК и тактовой частоты 48 кГц отношение сиг­нал-шум квантования превышает 25 дБ при изменении уровня входного сигнала на 40 дБ. Следовательно, ДМИК обеспечивает такое же качество передачи, как и ИКМ при восьмиразрядном кодировании, но при меньшей скорости передачи.

В заключение следует отметить, что влияние ошибок в линейном трак­те при передаче ДМ сигнала вызывает максимальную ошибку, равную двум шагам квантования, а при ИКМ ошибка зависит от того, в каком разряде кодовой комбинации произошел сбой под воздействием помехи. Следовательно, требования к линейному тракту по достоверности переда­чи при ДМ на несколько порядков ниже, чем при ИКМ. При ИКМ для демодуляции сигнала требуется два вида синхронизации: тактовая и цик­ловая по кодовым группам. При ДМ принципиально отсутствуют кодовые группы и для работы требуется только синхронизация по тактам.

При выборе системы компандирования следует учитывать, что систе­ма ДМИК имеет высокую скорость отслеживания (что важно, например, при передаче телевизионных сигналов), она легко реализуется, но обладает пониженной помехоустойчивостью при сбоях символов в цифровом ДМ сигнале. Система ДМИК более защищена от помех в цифровом кана­ле, но более сложна в реализации.

В настоящее время реализовано множество вариантов систем передачи с компандированной ДМ, которые обеспечивают требуемую защищен­ность от шумов квантования для речевых сигналов при тактовых частотах 32 и 16 кГц (в системах ИКМ для этого требуется тактовая частота, рав­ная 64 кГц). Системы с компандированной ДМ используются только для отдельного, а не группового сигнала. Поэтому для передачи N сигналов в цифровой форме требуется N однотипных кодеков ДМ и схемы объеди­нения - разделения цифровых сигналов. Последние выполняются доволь­но просто на основе элементарных логических схем ИЛИ и И.

В последнее время стали выпускаться специализированные устройства -канальные транскодеры ИКМ/АДИКМ или ИКМ/АДМ, которые преоб­разуют сигнал основного цифрового канала в цифровой речевой сигнал АДИКМ или АДМ со скоростью 32 или 16 кбит/с. Все преобразования реализуются в цифровой форме.