Кодек с импульсно-кодовой модуляцией

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 995305 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 0206. 81(21) 3298503/18-09 Р 1 М К з Н 03 К 13/01 с присоединением заявки Мо(3) Приоритет Государственныйкомитет СССР по делам изобретении и открытийДата опубликования описания 070283 В.И.Денисов и В.В.Корольков14Л, х. ФуОдесский электротехнический институт связиим.А.С.Попова 4. Р(54) КОДЕК С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах связи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ) для передачи сигналов звукового вещания.5Известен кодек с ИКМ, содержащий 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,15 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является кодек с импульсно-кодовой модуляцией, содержащий в-кодере фьтр низкой час тоты, предыскажающий контур, первый аттенюатор и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и компрессор, а в декодере последовательно соединенные экспандер и цифро-аналоговьЭ преобразователь, а также интерполирующий фильтр, восстанавливающий контур и второй аттеню.атор Г 2).Недостатком кодека с ИКМ является низкое качество передачи сигналов из-эа невозможности оперативного учета спектральной плотности сигнала.Цель изобретения - повышение качества передачи сигнала эа счет устранения перегрузок кодека на высокихчастотах,Поставленная цель достигается тем,что в кодек с импульсно-кодовой модуляцией введены четыре пороговых блока, четыре ключа и два блока управления, причем выход Фильтра низкойчастоты соединен с входами предыскажающего контура и первого аттенюатора, выходы первого и второго ключейсоединены с входом аналого-циФровогопреобразователя, выход которого соединен с входами первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами первого блока управления, первьЩ ивторой выходы которого соедийены суправляющими входами первого и второго ключей соответственно, входпервого ключа соединен с выходомпредыскажающего контура, вход второго ключа соединен с выходомпредыскажающего контура, вход второгоключа соединен с выходом первого аттеню-,атора, кроме того, входы третьего ичетвертого ключей соединены с выхо 995305дом цифро-аналогового преобразовате-,ля, вход которого соединен с входамитретьего и четвертого пороговых бло.,ков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго блокауправления, первый и второй выходы 5которого соединены с управляющимивходами третьего и четвертого ключейсоответственно, выход третьего ключачерез восстанавливающий контур соединен с входом интерполирующего фильтра и выходом второго аттенюатора,входкоторого соединен с выходом четвертого ключа.На чертеже представлена структурная электрическая схема кодека с импульсно-кодовой модуляцией.Кодек содержит фильтр 1 низкойчастоты, предыскажающий" контур 2,первый аттенюатор 3, первый пороговыйблок 4, первый блок 5 управления, вто 20рой пороговый блок б, 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 блок15, второй блок 16 управления, четвертый пороговый блок 17, восстанавливающий контур 18, второй аттенюатор19, интерполирующий фильтр 20.ЗОКодек с импульсно-кодовой модуляцией работает следующим образомВходной сигнал ограничивается фильтром 1 по спектру и поступает навход предыскажающего контура 2, в 35 котором происходит перераспределение мощности спектральных составляющих сигнала, С выхода предыскажающего контура 2 сигнал поступает на первый ключ 7, открываемый на время, равное 40 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 б. С выхода компрессора 10 сигнал поступает в линию связи. При до. стижении 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 вместопредыскажающего контура 2 первый аттенюатор 3. Так как средний уровень входного сигнала выбирается таким, чтобы не происходило ограничение последнего, достижение цифровым сигналом максимального уровня и коммутация первого и второго ключей 7 и 8 в основном происходит за счет высокочастотных составляющих спектра передаваемого сигнала, После включения первого аттенюатора 3 включение предыскажающего контура 2 оказывается возможным только при уровнях сигнала в накомпрессированном коде, меньших максимального на величину, пропорциональную неравномерности частотной характеристики предыскажающего ,контура 2, Для устойчивой работы кодька коэффициент пропорциональности должен выбираться большим единицы, При этом решение о коммутации первого иливторого 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 состоянийТаблица 1 Состо.яниеуправ- ляющеговхода первогоключа в пре- дыдущемцикле пере- дачи Состояние управляющих входов Состояние выхода второго по- рогово гоблокаб первого пороговогоблока4 первогоключа7 второго ключа 80 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 Состояниеуправ-,ляющего входа третьегоключа13 впредыдущемциклепередачи Состояние управляющих 35 входовСостояние выходов четвертогопороговогоблока17 третьего по-рогового блока 15 четверто-:го 40ключа14 треть"егоключа13 45 10 О 0 о . 1 1 О. 0 0 1 0 0 5ливающего контура 18, С выхода вос.станавливающего контура 18 сигнал,.восстановленный по спектру, поступает на интерполирующий фильтр 20,. который доопределяет АИМ-сигнал до нерерывного. При достижении сигналоМ векомпрессированном коде максимально го уровня на выходе третьего порогового блока 15 Формируется логическаяединица, по которой второй блок 1 бвыдает сигнал, открывающий четвертый 30ключ 14 и закрывакщий третий ключ 13,В этом случае в следующем периоде дискретизации в канал вместо восстанавливающего контура 18 включается второйаттенюатор 19. Обратное включение 11восстанавливающего контура 18 становится.возможным только при уровнесигнала в некомпрессированном коде,меньшем максимального на величину,пропорциональную неравномерности частотной характеристики восстанавливаю-.,щего контура 18. Коэффициент пропорциональности выбирается таким же каки для кодера. Решение о коммутацииключей выдается вторым блоком 16- взависимости от состояния управляющего входа третьего ключа 13 в предыдущем цикле передачи,В табл.2 дана зависимость состоянийе 30Таблица 2 0 0 0 0 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 изобретенияКодек с импульсно-кодовой модуляцией, содержащий в кодере фильтрнизкой 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 ивторой аттенюатор, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повыаения качества передачи сигнала за счетустранения перегрузок кодека на вы-соких частотах, в него введены четыре пороговых блока, четыре ключа и два блока управления, причем выходФильтра низкой частоты соединен свходами нредыскажающего контура и первого аттенюатора, выходы первого и второго ключей соединены с входоманалого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входамипервого 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 свыходом первого аттенюатора, кроме того, входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом цифро-аналогового преобразователя, вход которого соединен с входами третьего и четвертогО пороговых блоков, выходы которых соединены с соответствующими входами второго блока управления,первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами третьего и четвертого ключей соответственно, выход третьего ключа через восстанавливающий контур соединен с входом интерполирующего фильтра и выходом второго аттенюатора, вход которого соединен с выходомчетвертого ключа.1 0 0 1 0 1 0 . 1 1 1 О 1 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Применение цифровой обработкисигналов. Под ред, Оппенгейма Э.М.М., "Мирф, 1980, с. 48.2, Кетермоул К.В. Принципы импульоно кодовой модуляции М у Связь у1974, с. 152-154 (прототип).995305 оррект ор А. Дзятко да д.4/5 Филиал ППП "Патент", гужгород, ул.Проект Составитель Б. Ше вцовС.Юско Техред М. Надь аказ 670/45 Тираж 934 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва. Ж,- Раушс