23.3 Кодер ацп икм взвешивающего типа

Кодирование КАИМ сигнала при ИКМ может осуществляться различными методами. Наибольшее распространение получил метод поразрядного взвешивания, аналогичный процессу взвешивания тяжести при помощи набора разновесков на чашечных весах.

Кодер взвешивающего типа производит операции квантования и кодирования. При квантовании используется усечение, т.е. «округление» в сторону меньшего значения. В этом случае шум квантования лежит в диапазоне 0…Δ, его среднее значение равно Δ/2, а дисперсия составляет Δ²/2, как и в случае округления.

I_c I_эт

Е

Рисунок 23.3 – Функциональная схема кодера взвешивающего типа.

Компаратор К сравнивает амплитуды импульсов токов кодируемого и эталонного сигналов: если , то на выходе компаратора формируется «0»;

если - «1».

Логическое устройство ЛУ служит для управления работой ключей К₁, …, К₈.

Преобразователь кода ПК преобразует параллельный код в последовательный.

Генератор эталонных токов ГЭТ служит для формирования эталонных токов, которые могут принимать значения от 0 до 255Δ.

Перед началом работы на выходах ЛУ «0». В первый такт кодирования на первом выходе ЛУ формируется «1». Замыкается ключ К₁. ГЭТ формирует ток 128Δ. Компаратор производит сравнение токов на его входах. Результат сравнения сохраняет («0» на выходе К) или отменяет («1» на выходе К) «1» на первом выходе ЛУ. Во втором такте кодирования на втором выходе ЛУ формируется «1», замыкая ключ К₂. ГЭТ формирует ток (128+64)Δ при «0» на выходе К в предшествующем такте, или 64Δ при «1» на выходе К в предшествующем такте. Далее производится операция сравнения и процесс повторяется. Кодирование завершается за восемь тактов. На каждом такте ПК считывает кодовую комбинацию, сформированную на выходах ЛУ, и осуществляет выдачу ее разрядов на выход кодера.

24 Кодирование сигналов с предсказанием

24.1 Кодирование с предсказанием

Для реального сигнала (телефонного, телевизионного) более вероятны низкочастотные составляющие спектра. Кроме того, частоту дискретизации на практике выбирают выше, чем по Котельникову. Это означает, что значения соседних отсчетов непрерывного сигнала с большой вероятностью мало отличаются друг от друга. Передача кодированных значений отсчетов непрерывного сигнала (ИКМ) является неэффективной, т.к. канал будет загружен наряду с полезной также и избыточной (известной на приеме) информацией. Устранение этой избыточности создает условия для передачи большего количества информации.

Повысить эффективность систем передачи информации позволяет передача кодированных значений отсчетов сигнала ошибки предсказания (кодирование с предсказанием). Сигнал ошибки предсказания представляет собой разность между истинным и предсказанным сигналами. Предсказанный сигнал формируется из предыдущих отсчетов сигнала.

24.2 Дикм

Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ) - импульсно-кодовое представление значений отсчетов сигнала ошибки предсказания. Другими словами отсчеты сигнала ошибки предсказания подвергают обычным операциям квантования и кодирования.

Известно большое число вариантов технической реализации кодирования с предсказанием, которые отличаются операцией формирования сигнала ошибки предсказания. Наиболее широкое распространение получила схема модулятора с обратной связью. В этой схеме кодируются значения разности между данным отсчетом и квантованным предыдущим отсчетом.

Рисунок 24.1 – Структурная схема модулятора ДИКМ.

Фильтр нижних частот (ФНЧ) ограничивает спектр частот входного сигнала частотой . Дифференциальный усилитель (ДУ) усиливает разность двух сигналов, поступающих на его неинвертирующий 1 и инвертирующий 2 входы: исходного и предсказания . Дискретизатор (Дскр) осуществляет дискретизацию разностного сигнала (сигнала ошибки предсказания). С Дскр дискретизированный разностный сигнал поступает на кодер ИКМ, который осуществляет квантование и кодирование отсчетов разностного сигнала. По цепи обратной связи цифровой ДИКМ сигнал поступает в декодер ИКМ, где кодовые комбинации преобразуются в квантованный дискретизированный разностный сигнал . Интегратор преобразует квантованные отсчеты разностного сигнала в ступенчатый сигнал (сигнал предсказания).

t

Рисунок 24.2 – Принцип формирования ДИКМ сигнала.

Шум квантования при ДИКМ меньше, чем при ИКМ при том же числе уровней квантования. Качество передачи при ДИКМ такое же, как и при ИКМ при меньшем числе символов в кодовой комбинации (на один-два и белее символов). Шум ложных импульсов при ДИКМ в большей мере, чем при ИКМ, ухудшает верность приема.