Устройство для кодирования звуковых сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвспубпии

< >944102 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву У 720715 (ы) . ив.

H 03 К 13/02 (22) Заявлено 23.12. 80 (21) 3221818/18-09 с присоединением заявки М.— (23) П рноритет— феуюрспеем6 кеиитет

CCCP в авяаи кзебрепний

I етхрытяЯ

Опубликовано 15. 07. 82. бюллетень 34 26

Дата опубликования описания 15 .07 .82 (53) УЙ3(621. 391 (088.8) (С. В. Анисимов, В. И. Арямкин, В. В. Ванде-Кирков и Н. E. Иатвеев

I

t (72) Авторы изобретения

Ленинградский институт. авиационного приборостроения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВМХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике . передачи информации специального на значения и может быть использовано в системах дискретной обработки и передачи высококачественных сигналов (ВЗС).

По основному авт. св. У 720715 известно устройство для кодирования звуковых сигналов, содержащее первый усилитель, выход которого подключен к первым входам блока комму тации и второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом блока коммутации, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом формирователя кода и входом первого регистра, выход которого подключен к входу режающего блока, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, второй, третий и четвертый выходы ксторого соединены соответственно с синхронизирующими

2 входами первого регистра, блока ком" мутации и аналого-цифрового преобразователя, а второй выход первого усилителя подключен к второму входу формирователя кода, а также блок формирования импульсов сдвига, ключ, 1второй регистр, блок запрета сдвига, блок запрета младших разрядов и блок преобразования позиционного ко» ю да, выход которого подключен к третьему входу формирователя кода, а вход соединен с вторым входом второ го усилителя, первыми входами блока запрета сдвига и блока запрета млад-. ших разрядов и выходом второго регистра, первый, второй: и третий входы .:которого соединены соответственно с выходом ключа, выходом блока запрета младших разрядов и пятым выходом синхронизатора, вестой выход которо го подключен к второму входу блока запрета сдвига, выход которого соединен с первым входом ключа, к второму входу которого подключен выход

3 94410 блока формирования импульсов сдвига, вход которого соединен с вторым вы.ходом первого усилителя, при этом второй вход блока запрета младших разрядов соединен с выходом решающего блока 1 ).

Однако известное устройство характеризуется низкой помехоустойчивостью кодирования.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости кодирования.

Для этого в устройство введены регистр, блок сравнения, цифровой коммутатор, выход которого соединен

I с третьим входом формирователя кода, а первый вход соединен с выходом блока преобразователя позиционного кода, второй вход — с выходом аналого-цифрового преобразователя, тактовый вход — с седьмым выходом синхронизатора, а управляющий вход — с первым выходом блока сравнения, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя кода, первый вход - с выходом регистра, второй вход с выходом блока преобразова" ,сия позиционного кода и входом регистра, тактовый вход которого соединен с восьмым выходом синхронизатора, девятый выход которого соединен с тактовым входом формирователя кода.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для кодирования звуко- вых сигналов содержит первый усилитель 1, блок 2 коммутации, второй усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, формирователь кода 5, первый регистр 6, решающий блок 7, синхронизатор 8, блок 9 фор.мирования импульсов сдвига, ключ 10, второй регистр 11, блок 12 запрета сдвига, блок 13 запрета младших разрядов, блок 14 преобразования позиционного кода, регистр 15, блок 16 сравнения, цифровой коммутатор 17.

Устройство работает следующим образом.

Весь процесс кодирования разбит

На два цикла для каждого отсчета

Входного сигнала. В первом цикле определяется знак и номер сегмента характеристики компандирования, на который попадает данное значение отСчета сигнала или его огибающая, и

Принимается решение о том, что передавать в младших разрядах выходного

2 4 кода. При этом код сегмента характе1ристики компандирования передается только в двух случаях: если отсчет сигнала попал в новый более старший сегмент по сравнению с установившимся ранее и если за полупериод изме;нения знака кодируемого сигнала не произошло подтверждения установившегося в предыдущем полупериоде кода сегмента. Во втором цикле происходит непосредственное кодирование входного сигнала на выбранном сегменте характеристики компандирования.

В первом цикле первый усилитель 1 вырабатывает код полярности входного сигнала. Со знакового выхода первого усилителя 1 сигнал поступает на ,вход формирователя кода 5 и формирует однополярный сигнал, который с сигнального выхода первого усилителя

1 через блок 2 коммутации подается на сигнальный вход АЦП 4, минуя второй усилитель 3. АЦП 4 формирует цифровой код, соответствующий величине входного сигнала. Этот код записывается в первом регистре 6 и поступает на решающий блок 7, который ставит ему в соответствие коды, определяющие точки перегиба характеристики компандирования, и на основании этого сравнения вырабатывает номер сегмента характеристики компандирования в позиционном коде, который поступает на блок 13 запрета .младших разрядов. Последний пропускает его яа запись во второй регистр 11, где он записывается по тактовому импульсу с синхронизатора 8, только в том случае, если, поступивший с выхода

40 решающего блока 7, позиционный код старше кода, записанного во втором регистре 11 в предыдущий момент дискретизации. Если код на выходе решающего блока 7 младше кода, записанного во втором регистре 11 в предыдущий момент. дискретизации, то блок 13 запрета младших разрядов не пропускает его на выход и позиционный код во втором регистре 11 остается прежним. Выход второго регистра

11 подключен к второму входу второго усилителя 3, поэтому изменение коэффициента усиления второго усилителя

3 возможно только в случае возникно— вения более старшего кода в любой момент дискретизации, что предотвращает клиппирование отдельных пиков звукового сигнала. Позиционный

9441

Формула изобретения

Устройство для кодирования звуковых сигналов по авт. св. N 720715, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости кодирования, введены регистр, 5 код с выхода второго регистра 11 поступает на вход блока 14 преобразования позиционного кода, который вырабатывает нормальный двоичный код, и на управляющий вход блока 12 запрета сдвига. Блок 12 управляет работой ключа 10, через который на первый вход второго регистра ll подается с блока 9 формирования импульсов сдвига импульс отрицательно- 16 го сдвига позиционного кода. В момент изменения знака на выходе блока

9 вырабатывается импульс, который ключом 10, управляемым блоком 12, про- пускается на первый вход второго регистра 11 в том и только том случае, если за промежуток времени между двумя последовательными изменениями знака сигнала не произошло подтверждения позиционного кода (кода 20

1сегмента характеристики сжатия динамического диапазона, существующего на выходе второго регистра 11 в предыдущий полупериод). Если за период изменения знака кодируемого .сигнала произошло подтверждение позиционного кода на выходе второго ре-. гистра 11, установившегося в предыдущий полупериод изменения полярности сигнала, хотя бы один раз, то блок 12 3о запирает ключ 10 и импульс сдвига на второй регистр 11 не подается, а позиционный код на выходе последнего сохраняется на следующий полупериод изменения знака входного сигнала. В блоке 12 установлен элемент, запоминающий по тактовому импульсу синхронизатора 8 один отсчет сигнала, попадающий в установленный в предыдущем полупериоде изменения знака участок (сегмент) диапазона изменения сигнала. В начале каждого полупериода входного сигнала элемент памяти обнуляется, подготавливаясь к следующему периоду работы. Позиционный код с выхода второго регистра 11 поступает на вход блока 14, который преобразует его в нормальный двоичный код.

Этот код поступает на второй вход блока 16 сравнения, на первый вход которого поступает код сегмента предыдущего отсчета сигнала с выхода регистра 15. В результате сравнения вырабатывается сигнал на выходе .блока 16 сравнения, поступающий на четвертый

55 вход формирователя кода 5, который

"говорит" что будет передаваться в данном случае сигнала в младших разрядах выходного кода, код сегмента

02 6 или код младших разрядов входного сигнала. Кроме того, вырабатывается сигнал управления цифрового коммутатора 17, который по тактовому импуль" су с синхронизатора 8 подключает третий вход формирователя кода 5, либо к выходу АЦП 4, либо к выходу блока

14. Таким образом, по окончании первого цикла в формирователе кода 5 записаны код знака сигнала и код, определяющий какая информация будет передана в младших разрядах выходного кода, а коэффициент передачи второго усилителя 3 выбран в соответствии с диапазоном изменения сигнала.

Во втором цикле блок 2 коммутации по тактовому импульсу с синхронизатора 8 пропускает сигнал с выхода второго усилителя 3 на вход АЦП

4, где производится непосредственное кодирование сигнала. Причем старшие разряды с выхода АЦП 4 непосредственно.поступают на первый вход формирователя кода 5, а младшие раз" ряды с выхода АЦП 4 поступают на второй вход цифрового коммутатора 17.

Цифровой коммутатор 17 в зависимости от сигнала управления с блока 16 сравнения пропускает либо младшие разряды, либо код сегмента характеристики компандирования с выхода блока 14 на третий вход формирователя кода 5. По тактовому импульсу с синхронизатора 8 полностью сформирован-. ный код появляется на выходе форми-рователя кода 5 и сохраняется на нем до прихода следующего тактового импульса.

Таким образом, устаняется избыточность выходного кода без заметного для наблюдателя ухудшения качества передаваемых звуковых сигналов. 8 результате снижается требование к пропускной способности цифровых каналов связи, что позволяет передавать по каналам связи (применительно для телефонных каналов, пропускной способностью 2048 кбит/c) при частоте дискретизации 32 кГц вместо 5,6 высококачественных звуковых программ.

944102 8 блок сравнения, цифровой коммутатор, выходом регистра, второй вход - с выход которого соединен с третьим выходом блока преобразования поэивходом формирователя кода, а первый ционного кода и входом регистра, таквход соединен с выходом. блока пре- товый вход которого соединен с восьобразоватепя позиционного кода, вто- у мым выходом синхронизатора, девятый рой вход - с выходом аналого-цифрово- .выход которого соединен с тактовым

«ь преобразователя, тактовый вход - :входом формирователя кода. с седьмым выходом синхронизатора, а Источники информации, управляющий вход - с первым выходом -принятые во внимание при экспертизе блока сравнения,. второй выход кото- М 1.Авторское свидетельство СССР рого соединен с четвертым входом . У 720735, кл. Н 03 К 13/02, 1978 формирователя кода, первый вход - с (прототип).

ВНИИПИ Заказ 5155/75

Тираж 959 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4