Кодек с импульсно-кодовой модуляцией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.0б.81(21) 3298503/18-09 (И) М.Кп.з

Н 03 К 13/01 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет -..

Государственный..комитет

СССР но делам изобретении и открытий

Опубликовано 07.0283. Бюллетень ¹ 5 ($3) УДК б21.376..5б{088.8) Дата опубликования описания 070283

В.И.Денисов и В.В.Корольков ( i

Л 1". Ф

4 . g;

Одесский электротехнический институт связи ..им.A.Ñ.Ïoïoâà /

{72) Авторы изобретения (71) Заявитель I (54) кОдек с импульсно-кодовой модуляцикй

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах связи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) для передачи сигналов звукового вещания.

Известен кодек с ИКИ, содержащнй фильтр низкой частоты, предыскажающий контур, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, восстанавливающий контур и интерполирующий фильтр (1 ).

Известное устройство при большом уровне высоких частот обладает низким качеством передачи сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является кодек с импульсно-кодовой модуляцией, со- . держащий в-кодере. фильтр низкой час-, тоты, предыскажающий контур, первый аттенюатор и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и компрессор, а в декодере последовательно соединенные экспандер и цифро-аналоговый преобразователь, а также интерполирующий фильтр, восстанавливающий контур и второй аттеню.атор Г2).

Недостатком кодека с HKN является низкое качество передачи сигналов из-за невозможности оперативного учета спектральной плотности сигнала.

Цель изобретения - повышение качества передачи сигнала за счет устранения перегрузок кодека на высоких частотах.

Поставленная цель достигается тем, что в кодек с импульсно-кодовой модуляцией введены четыре пороговых блока, четыре ключа и два блока управления, причем выход фильтра низкой частоты соединен с входами предыскажающего контура и первого аттенюатора, выходы первого и второго ключей соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с. входами первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами первого блока управления, первьЩ и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и вто рого ключей соответственно, вход первого ключа соединен с выходом предыскажающего контура, вход второго ключа соединен с выходом предыскажающего контура, вход второго ключа соединен с выходом первого аттеню-.

-атора, кроме того, входы третьего и четвертого ключей соединены с выхо995305 дом цифро-аналогового преобразовате-, ля, вход которого соединен с входами третьего и четвертого пороговых бло.,ков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго блока управления, первый и второй выходы 5 которого соединены с управляющими входами третьего и четвертого ключей соответственно, выход третьего ключа через восстанавливающий контур соединен с входом интерполирующего фильт- 10 ра и выходом второго аттенюатора,вход которого соединен с выходом четвертого ключа.

На чертеже представлена структурная электрическая схема кодека с им- )5 пульсно-кодовой модуляцией.

Кодек содержит фильтр 1 низкой частоты, предыскажающий контур 2, первый аттенюатор 3, первый пороговый блок 4, первый блок 5 управления, вто2 рой пороговый блок 6, первый ключ 7, второй ключ 8, аналого-цифровой преобразователь 9, компрессор 10, экспандер 11., цифро-аналоговый преобразователь 12, третий ключ 13, четвертый ключ 14, третий пороговый блок

15, второй блок 16 управления, четвертый пороговый блок 17, восстанавливающий контур 18, второй аттенюатор

19, интерполирующий фильтр 20.

ЗО !

Кодек с импульсно-кодовой модуляцией работает следующим образом..

Входной сигнал ограничивается фильтром 1 по спектру и поступает на вход предыскажающего контура 2, в З5 котором происходит перераспределение мощности спектральных составляющих сигнала. С выхода предыскажающего контура 2 сигнал поступает на первый ключ 7, открываемый на время, равное 4g длительности периода дискретизации, и далее на вход аналого-цифрового преобразователя 9. С его выхода сигнал, представленный в цифровом виде, поступает на компрессор 10, первый пороговый блок 4 и второй пороговый блок 6. С выхода компрессора 10 сигнал поступает в линию связи. При достижении некомпрессированным цифровым сигналом максимально возможного для АЦП уровня первый пороговый. блок

4 выдает сигнал на первый блок 5, который в следующем периоде дискретизации закрывает первый ключ 7 и открывает второй ключ 8, тем самым включая вместо предыскажающего контура 2 первый аттенюатор 3. Так как средний уровень входного сигнала выбирается таким, чтобы не происходило ограничение последнего, достижение цифровым сигналом максимального уров-66 ня и коммутация первого и второго ключей 7 и 8 в основном происходит за счет высокочастотных составляющих спектра передаваемого сигнала. После включения первого аттенюатора 3 вклю-ф5 чение предыскажающего контура 2 оказывается возможным только при уровнях сигнала в накомпрессированном коде, меньших максимального на величину, пропорциональную неравномерности час тотной характеристики предыскажающего ,контура 2. Для устойчивой работы-кодька коэффициент пропорциональности должен выбираться большим единицы.

При этом решение о коммутации первого или второго ключа 7 или 8 выдается первым блоком 5 в зависимости от состояния управляющего входа первого ключа 7 в предыдущем цикле передачи, В табл.1 дана эависчмость состояний °

Таблица 1

Состояние уп-. равляющих входов

Состо.яние управляющего входа первого ключа в предыду щем цикле пере-. дачи

Состояние выхода второго порогово го блока

6 первого noрогового блока

4 первого ключа

7 второго ключа 8 0

С выхода линии связи цифровой сигнал в компрессированном коде поступает на вход экспандера 11, с выхода которого в некомпрессированном виде поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 12, на вход третьего порогового блока 15 и на вход четвертого порогового блока 17. С выхода

ЦАП 12 сигнал в виде отсчетов АИМ-сиг нал поступает на вход третьего ключа

13 и, пройдя его, на вход восстанав995305

Состояние управляющих 35 входов

Состояние выходов

Состояние управ-, ляющего входа третьего ключа

13 в предыдущем цикле передачи четвертого поро гового блока

17 третьего по-рогового блока 15 четверто-: го ключа

14 третьего ключа

45

О 0

О го ключей соответственно, выход третьего ключа через восстанавливающий контур соединен с входом интерполирующего фильтра и выходом второго аттенюатора, вход которого соединен с выходом четвертого ключа.

О О

О..

О

О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Применение цифровой обработки сигналов. Под ред. Оппенгейма Э.И.

M., "Мир", 1980, с. 48.

2. Кетермоул К.В. Принципы импульсно-кодовой модуляции. И., "Связь", 1974, с. 152-154 (прототип).

О

О

О 1

5 ливающего контура 18. С выхода soc«« станавливающего контура 18 сигнал, .восстановленный по спектру, поступает на интерполирующий фильтр 20,. ко торый доопределяет AHM-сигнал до не1 рерывного. При достижении сигналоМ в екомпрессированном коде максимально го уровня на выходе третьего порогового блока 15 формируется логическая единица, по которой второй блок 1б выдает сигнал, открывающий четвертый 10 ключ 14 и закрывакщий третий ключ 13. В этом случае в следующем периоде -дискретизации в канал вместо восстанавливающего контура 18 включается второй аттенюатор 19. Обратное включение 11 восстанавливающего контура 18 становится.возможным только при уровне сигнала в некомпрессированном коде, меньшем максимального на величину,. пропорциональную неравномерности час- 20 тотной характеристики восстанавливаю-., щего контура 18. Коэффициент пропорциональности выбирается таким же как и для кодера. Решение о коммутации ключей выдается вторым блоком 16- в зависимости от состояния управляющего входа третьего ключа 13 в предыдущем цикле передачи.

В табл.2 дана зависимость состояний е 30

Таблица 2

Таким образом, синхронность работы всех ключей обеспечивает сам сигнал в некомпрессированном коде. Использование для коммутации ключей сигнала в некомпрессированном коде позволяет сохранить прежний (как и у кодека без .автоматического адаптивного коммутатора) динамический диапазон кодека.

Формула изобретения

Кодек с импульсно-кодовой модуляцией, содержащий в. кодере фильтр низкой частоты, предыскажающий контур, первый аттенюатор и последовательно соединенные. аналого-цифровой преобразователь и компрессор, а в декодере последовательно соединенные экспандер и цифро-аналоговый преобразователь, а также интерполирующий фильтр, восстанавливающий контур и второй аттенюатор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыаения качества передачи сигнала за -счет устранения перегрузок кодека на высоких частотах, в него введены четыре пороговых блока, четыре ключа и два блока управления, причем выход фильтра низкой частоты соединен с входами нредыскажающего контура и первого аттенюатора, выходы первого и второго ключей соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами первого блока управления, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, вход первого ключа соединен с выходом предыскажающего контура, вход второго ключа соединен с выходом первого аттенюатора, кроме того, входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом цифро-аналогового преобразователя, вход которого соединен с входами третьего и

f четвертогО пороговых блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго блока управления,первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами третьего и четверто995305

Составитель Б.Шевцов

Редактор С.Юско Техред М.Падь Корректс ор А. Дзятко

Заказ 670/45 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комит .та СССР по делам и з обретений и от крыт ий

1130 35, Москва „. Ж-35,- Раушская наб., д. 4/5

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