Устройство для кодирования звуковых сигналов

ОП ИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз :оветснихСоциалистическихРвспубпии и 194402(23) Прноритет -Феую 5 с 1 юей кеиитет ССь.Р аф даяаею кзебрепний я охрытяЯ(72) Авторы изобретения Ленинградский институт. авиационного приборостроения(5 Ц) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЬХ СИГНАЛОВ 1Изобретение относится к технике . передачи информации специального назначения и может быть использовано в системах дискретной обработки и передачи высококачественных сигналов (ВЗС).По основному авт. св. Я 720715 известно устройство для кодирования звуковых сигналов, содержащее первый усилитель, выход которого подключен к первым входам блока коммутации 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 реаающего блока, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, второй, третий и четвертый выходы ксторого соединены соответственно с синхронизирующими 2входами первого регистра, блока ком" мутации и аналого-цифроеого преобразователя, а второй выход первого усилителя подключен к второму входу формирователя кода, а также блок формирования импульсов сдвига, ключ, 1 второй регистр, блок запрета сдвига, блок запрета младаих разрядов и блок преобразования позиционного ко .1 ода, 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-. щи разрядов и выходом второго регистра, первый, второй: и третий входы ,:которого соединены соответственно С выходом ключа, выходом блока запрета младвих 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 выход3 94410блока формирования импульсов сдвига,вход которого соединен с вторым выходом первого усилителя, при этомвторой вход блока запрета младшихразрядов соединен с выходом решающего блока1 1.Однако известное устройство характеризуется низкой помехоустойчивостью кодирования,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости кодирования.Для этого в устройство введенырегистр, блок сравнения, цифровойкоммутатор, выход которого соединенс третьим входом формирователя кода, а первый вход соединен с выходомблока преобразователя позиционногокода, второй вход - с выходом аналого-цифрового преобразователя, тактовый вход - с седьмым выходом синхронизатора, а управляющий вход - с первым выходом блока сравнения, второйвыход которого соединен с четвертымвходом формирователя кода, первыйвход - с выходом регистра, второйвход с выходом блока преобразова",сия позиционного кода и входом регист.ра, тактовый вход которого соединенс восьмым выходом синхронизатора,девятый выход которого соединен стактовым входом формирователя кода,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства,Устройство для кодирования звуко-вых сигналов содержит первый усилитель 1, блок 2 коммутации, второйусилитель 3, аналого-цифровой преобразователь 1 АЦП) 4, формирователькода 5, первый регистр 6, решающийблок 7, синхронизатор 8, блок 9 фор.мирования импульсов сдвига, ключ 10,второй регистр 11, блок 12 запретасдвига, блок 13 запрета младших разрядов, блок 14 преобразования позиционного кода, регистр 15, блок 16сравнения, цифровой коммутатор 17.1 50 55 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 2кода. При этом код сегмента характе 1 ристики компандирования передаетсятолько в двух случаях: если отсчетсигнала попал в новый более старшийсегмент по сравнению с установившимся ранее и если за полупериод изме;нения знака кодируемого сигнала непроизошло подтверждения установившегося в предыдущем полупериоде кодасегмента. Во втором цикле происходит непосредственное кодирование входногосигнала 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 подаетсяна сигнальный вход АЦП 4, минуя второй усилитель 3. АЦП 4 формирует цифровой код, соответствующий величиневходного сигнала. Этот код записывается в первом регистре 6 и поступаетна решающий блок 7, который ставитему 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 импульсус синхронизатора 8, только в том случае, если, поступивший с выхода40 решающего блока 7, позиционный код старше кода, записанного во второмрегистре 11 в предыдущий момент дискретизации. Если код на выходерешающего блока 7 младше кода, записанного во втором регистре 11 в предыдущий момент. дискретизации, то блок 13 запрета младших разрядов непропускает его на выход и позиционный код во втором регистре 11 остается прежним, Выход второго регистра11 подключен к второму входу второгоусилителя 3, поэтому изменение коэффициента усиления второго усилителя 3 возможно только в случае возникно -вения более старшего кода в любоймомент дискретизации, что предотвращает клиппирование отдельных пиков звукового сигнала, Позиционный9441 Формула изобретения Устройство для кодирования звуковых сигналов по авт. св. Ю 720715, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости кодирования, введены регистр,5код 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 11 подается с блока 9 формирования импульсов сдвига импульс отрицательно О го сдвига позиционного кода. В момент изменения знака на выходе блока 9 вырабатывается импульс, которыйключом 1 О, 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 , 2 О 1 сегмента характеристики сжатия динамического диапазона, существующего на выходе второго регистра 11 в предыдущий полупериод). Если за период изменения знака кодируемого 25 .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 зв 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 ко. торого поступает код сегмента предыдущего отсчета сигнала с выхода регистра 15. В результате сравнения вырабатывается сигнал на выходе .блока 16 сравнения, поступающий на четвертый55 вход формирователя кода 5, который "говорит" что будет передаваться в данном случае сигнала в младших разрядах выходного кода, код сегмента 02 6или 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 за" писаны код знака сигнала и код, определяющий какая информация будет передана в младших разрядах выходного кода, а коэффициент передачи второго усилителя 3 выбран в соответст" вии 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 вто" рой 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 сформированный 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. В результате снижается требование к пропускной способности цифровых каналов связи, что позволяет передавать по каналам связи (применительно для телефонных каналов, пропускной способностью 2048 кбит/с) 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 мым выходом синхронизатора, девятый рой вход " с выходом аналого-цифрово- ,выход которого соединен с тактовым Гь преобразователя, тактовый вход - входом формирователя кода, с седьмым выходом синхронизатора, аИсточники информации, управляющий вход " с первым выходом принятые во внимание при экспертизе блока сравнения,. второй выход кото 1.Авторское свидетельство СССР Рого соединен с четвертым входом . У 720715, кл. Н 03 К 13/02, 1978 формирователя кода, первый вход - с (прототип). ВНИИПИ Заказ 5155/75Тираж 959 Подписное Филиал ППО "Патент", .Ужгород,ул.Проектная,4