Компандирование с использованием А-характеристики

Компандеры, в которых используется μ – характеристика, являются стандартным оборудованием для цифровых сетей в странах Северной Америки и в Японии. Для европейских сетей, однако, стандарт компандирования определяется А-характеристикой, параметры сжатия которой определяются следующими выражениями:

где:

F(x) — значение сжатого выходного сигнала;

sgn(x) — положительный или отрицательный знак величины х; А — параметр сжатия, значение которого для европейских сетей установлено равным 87,6.

Компандер, в котором используется А-характеристика, также вырабатывает 8-разрядный код для каждого измерения, выполняемого при дискретизации входного сигнала, и в точно таком же формате, что и при компандировании с использованием μ – характеристики; при этом скорость передачи данных также составляет 64 тыс. бит в секунду для каждого канала. Кусочно-линейная аппроксимация характеристики компандера приведена на рис. 6.22.

Рис. 6.22.Кусочно-линейная аппроксимация зависимости компандирования, используемая в компандере с А-характеристикой

Схема, использующая А-характеристику, в области малых сигналов имеет несколько лучшее отношение уровней сигнал/шум, однако схема, использующая m-характеристику, имеет более низкий уровень шумов при незанятом канале связи. (Когда характеристики компандера приведены в масштабе графиков, приведенных на рис. 6.21 и 6.22, то они могут показаться практически не имеющими отличий, однако при воспроизведении в увеличенном масштабе небольшие отличия в сравниваемых характеристиках будут проявляться более явственно.)

Европейская цифровая сеть основывается на стандарте так называемой А-характеристики, которая очень схожа с микро- (или μ-) характеристикой. Система связи, основанная на А-характеристике, имеет более низкие шумы в области слабых сигналов, однако, имеет более высокий уровень шума при незанятом канале связи.

 

Схема преобразования аналогового сигнала в цифровой, описанная выше, выполняет достаточно большое количество измерений при дискретизации и пересылает достаточное количество битов для полного кодирования входного аналогового сигнала, что позволяет точно воспроизвести его при поступлении в место назначения.

Таким образом, рассмотренные схемы являются вполне приемлемыми для кодирования и цифровой передачи любого аналогового сигнала, настолько, насколько ширина канала позволяет для выбранной частоты выполнения измерений дискретизации производить кодирование сигнала без ошибок. Способность точно передавать любой аналоговый сигнал обеспечивается за счет пересылки достаточного количества битов, позволяющих кодировать результат каждого измерения в каждом интервале дискретизации.

Дельта-модуляция

Еще один технический прием для кодирования дискретизированного аналогового сигнала получил название дельта-модуляции. В данном методе вместо того чтобы отправлять закодированное значение каждого измерения, полученного при дискретизации, отправляется только разность в полярности между текущим измерением и последующим. Упрощенная принципиальная блок-схема, иллюстрирующая данный метод, приводится на рис. 6.23а.

Рис. 6.23.Упрощенная схема метода дельта-модуляции

В данном методе кодируется результат измерения при дискретизации входного аналогового сигнала. С использованием цепи обратной связи он декодируется и сравнивается с входным сигналом в следующей точке измерения, для которой проводится дискретизация, с целью определить, будет ли сигнал положительным (нарастающим) или отрицательным (уменьшающимся). По существу, выходной сигнал, как представлено на рис. 6.23б, только показывает, в каком направлении будет изменяться аналоговый выходной сигнал, однако, не отражает скорости изменения сигнала. Следовательно, информация о скорости изменения должна быть встроена в декодер либо передаваться отдельно. Частично данная проблема решается измерением входного сигнала с большей частотой, чем это производится для логарифмических кодеров с импульсно-кодовой модуляцией, которые были рассмотрены ранее.

Этот метод обеспечивает лучшую корреляцию между последовательными измерениями и, таким образом, уменьшение ошибки в схемах, которые восстанавливают сигналы. При скоростях передачи данных, которые используются при передаче стандартного цифрового сигнала, схема логарифмической импульсно-кодовой модуляции обеспечивает несколько более высокое качество и значительно меньший уровень шумов в незанятой линии связи. Это связано с тем, что в методе дельта-модуляции отсутствует способ представления выходного сигнала с нулевым значением, и поэтому он выдает ложный сигнал в любой иной (отличный от данного) незашумленный канал, как это показано на рис. 6.24.

Рис. 6.24. Генерация шума незанятого канала в дельта-модуляторе

В методе дельта-модуляционного кодирования результат в каждой точке, в которой производится измерение при дискредитации сигнала, сравнивается с результатом измерений в следующей точке, и только разность полярностей является выходным сигналом, представленным в виде последовательности импульсов.

Кодеры источника.Все те кодеры, которые были рассмотрены до сих пор, относятся кклассу кодеров аналогового сигнала, при разработке которых была поставлена задача точно воспроизвести на выходе декодера аналоговый входной сигнал. Существует, однако, иной класс кодеров, получивших название кодеров источника, в которых осуществляется идея свести к минимуму количество разрядов или передаваемых битов (то есть уменьшить ширину полосы пропускания), необходимых для воспроизведения входного сигнала, который должен оставаться вполне разборчивым, но при этом совсем не обязательно оставаться точным воспроизведением исходного. Например, воспроизводимый речевой сигнал может быть понятным, но звучать при этом глухо либо однотонно. Кодеры источника используют априорную информацию о характеристиках источника входного сигнала, осуществляющего его кодирование. В настоящее время используется несколько способов такого кодирования, наиболее распространенным из которых является так называемое линейное предиктивное кодирование (линейный кодер с предсказанием). Такие системы используются в широком масштабе в электронных схемах воспроизведения речи. Они представляют очень частный интерес и остаются вне рамок рассмотрения данной книги.

Иной класс кодеров, получивших название исходных (или кодеров источника), уменьшает ширину полосы пропускания сигнала, представленного в цифровой форме, принося, таким образом, в жертву качество воспроизведения, но без значительного снижения разборчивости речи.






Дата добавления: 2020-02-11; просмотров: 203;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.007 сек.