Устройство для передачи и приема цифровых сигналов

(51) 4 Н 04 Ь 25/40 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1241515, кл. Н 04 Ь 25/40, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение касается передачиданных. Цель изобретения - уменьшениеошибок при передаче медленно меняющихся цифровых сигналов, Устр-во содержит на передающей стороне вычитатель 1, кодирующие блоки 2 и 6, дешифраторы 3,4,7 и 12, вычислительныйблок 5, инверторы 8 и 9, эл-,ты И 10и 11, сумматор 14 и декодирующий блок 15, на приемной - . вычислительный блок, три дешифратора, кодирующий блок, два инвертора, два эл-таИ, сумматор и декодирующий блок, Напередающей стороне введен блок 13 задержки, а на приемной - дополнительный блок задержки, вход и выход которого соединены соответственно с вто-.рым входом первого дешифратора ивходом третьего дешифратора., Работаустр-ва на приемной стороне, к-раяпо составу блоков представляет собойчасть уст-ва передающей стороны, заключается . в декодировании принятого из канала связи сигнала и восстановлении из него выходного сигнала,поступающего на выход всего устр-ва,2 ил.20 Изобретение относится к передачеданных и может найти применение припостроении системы передачи сигналов в цифровой форме, например системы передачи сигналов цветного ичерно-белого телевидения.Цель изобретения - уменьшениеошибок при передаче медленно меняющихся цифровых сигналов. ОНа фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема передающей стороны; на фиг, 2 - структурно-электрическая схема приемной стороны.Устройство содержит на передающей стороне вычитатель 1, первый кодирующий блок 2, первый 3 и второй4 дешифраторы, вычислительный блок5, второй кодирующий блок 6, третийдешифратор 7, первый 8 и второй 9инверторы, первый 10 и второй 11элементы И, четвертый дешифратор 12,блок 13 задержки, сумматор 14 и декодирующий блок 15, а на приемнойстороне - вычислительный блок 16,первый дешифратор 17, кодирующийблок 18; второй дешифратор 9, первый20 и второй 21 инверторы, первый 22 ивторой 23 элементы И, третий дешифратор 24, дополнительный блок 25 за- ЗОдержки, сумматор 26 и декодирующийблок 27,Устройство работает следующимобразом.Вычитатель 1 образует разностныйсигнал путем вычитания из входногосигнала предсказанного сигнала с выхода сумматора 14, Первый кодирующийблок 2 определяет правило разбиенияобласти значений разностного сигнала на подобласти квантования и правило оценки, которое ставит в соответствие значениям разностного сигналав подобласти одно из оценочных значений (код уровня), 45В первом дешифраторе 3 формируется выходной сигнал передающей стороны в соответствии со следующей логикой работы. Если код сигнала на выходе первого кодирующего блока 2(код уровня) меньше кода верхней границы зоны и одновременно больше кода нижней границы зоны, то выходнойсигнал равен разности кода сигналас выхода первого кодирующего блока2 и кода нижней границы зоны, Есликод сигнала на выходе первого кодирую"щего блока 2 больше кода верхней границы зоны, то выходной сигнал равен разности кодов верхней и нижней гра ниц зоны. Во всех остальных случаях в канал связи поступает сигнал, соответствующий нулю.Второй дешифратор 4 формирует код сигнала, эквивалентный коду сигнала с выхода первого кодирующего блока 2, с помощью суммирования кода выходного сигнала первого дешифратора 3 с кодом нижней границы зоны. Декодирующий блок 15 выполняет функцию, обратную функции первого кодирующего блока 2, Сумматор 14 выполняет функцию предсказателя значений передаваемого сигнала на входе устройства на основе ранее переданных сигналов. Второй кодирующий блок 6 определяет правило разбиения области значений предсказанного сигнала на зоны предсказания и правило оценки, которое ставит всем значениям предсказанного сигнала в зоне в соответствие значения кодов нижней и верхней границ зоны предсказания, при этом с его выхода подается код нижней границы зоныпредсказания на вход третьего дешифратора 7.Третий дешифратор 7 выполняет функцию распознавания крайних зон, Сигнал на его одном выходе появляется при минимальном (нулевом) значении кода нижней границы зоны, а на другом выходе - при максимальном значении этого же кода.Четвертый дешифратор 12 выполняет функцию распознавания перегрузки сиг" нала. Сигнал на его одном выходе появляется при минимальном (нулевом) значении кода выходного задержанного на один отсчет сигнала первого дешифратора 3, а на другом выходе - при максимальном значении этого же сигнала.Вычислительный блок 5 осуществляет коррекцию кода нижней границы зоны путем добавления или вычитания из его значения единицы в ситуациях перегрузки, Для этого его второй вход подключен к выходу второго кодирующего блока 6 для приема кода нижней границы зоны. На его третий вход (добавления единицы) сигнал поступает с выхода третьего дешифратора 7 через первый инвертор 8 и второй элемент И 11 и с выхода четвертого дешифратора 12 через второй элемент И 11. На первый вход (вычитания единицы) сигнал поступает с выхо4 4454 3 139да третьего дешифратора 7 через второй инвертор 9 и первый элемент И 10и с выхода четвертого дешифратора12 через первый элемент И 10. Выходвычислительного блока 5 подключен квторому входу второго дешифратора 4и второму входу первого дешифратора3 для передачи значения скорректированного кода нижней границы зоны,Устройство при передаче цифровогосигнала с восемью разрядами на одинотсчет передаваемого сигнала, .четырехразрядной шкалой квантования в пер"вом кодирующем блоке 2 и девятью зонами во втором коцирующем блоке 6работает следующим образом.На передающей стороне в вычитателе 1 из сигнала на входе и выходного(предсказанного) сигнала сумматора14 образуется девятиразрядный разностный сигнал. В первом кодирующемблоке 2 разностный сигнал преобразуется в четырехразрядный код уровня ипередается на первый вход первогодешифратора 3. На второй вход первого дешифратора 3 подается из вычислительного блока 5 четырехразрядныйкод нижней границы зоны предсказания.В первом дешифраторе 3 код уровня.сигнала преобразуется в соответствиис логикой его работы в трехразрядный код выходного сигнала передающейстороны, который поступает в каналсвязи. Во втором дешифраторе 4, декодирующем блоке 15 и сумматоре 14 осуществляется преобразование выходногосигнала передающей стороны в предсказанное значение входного сигнала,поступающего на вход передающей стороны, Предсказанный сигнал в вычитателе 1 позволяет получить разностный сигнал и во втором кодирующемблоке 6 определить код нижней грани,цы эоны предсказания. Выбор значенийуровня квантования в первом кодирующем блоке 2 и границ зон предсказания во втором кодирующем блоке 6 припередаче телевизионных сигналов осуществляется экспериментальным путемс учетом психофизиологических свойствзренияКод верхней границы зон предсказания в первом дешифраторе 3 образуется из кода нижней границы зоны добавлением числа 7Третий 7 и четвертый12 дешифраторы, вычислительный блок5, два инвертора 8 и 9 и два элемента И 10 и 11 позволяют распознавать 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ситуации перегрузки, т,е, выхода значения разностного сигнала на входе первого кодирующего блока 2 за предельное значение уровней квантования как В положительной,так и в отри цательной подобластях. Если перегрузка первого кодирующего блока 2 распознана, то кодирование осуществляется не в зоне, определяемой вторым кодирующим блоком 6, а в соседней (скорректированной) зоне, имеющей код номера на единицу больше или на единицу меньше в зависимости от того,-в какой из подобластей происходит перегрузка. Коррекция кода нижней границы зоны осуществляется в вычислительном блоке 5. Для этого на его входы подается код нижней границы с выхода второго кодирующего блока 6 и сигналы добавления или вычитания единицы с выходов элементов И 10 и 11. Скорректированное значение кода нижней границы зоны подается на вторые входы первого 3 и второго 4 дешифраторов.Работа устройства на приемной стороне, которая но составу блоков представляет собой. часть устройства передающей стороны, заключается в декодировании принятого из канала связи сигнала и восстановлении из него выходного сигнала, поступающего на выход всего устройства.При передаче сигналов возникают четыре принципиально возможных ситуации.Ситуация 1. Перегрузка в данном и предыдущем отсчетах отсутствует. Сигнал с выхода третьего дешифратора 24 на вход вычислительного блока 16 не поступает. В связи с этим шкала, т.е. совокупность уровней, с помощью которых передается сигнал, устанавливается из некорректированной зоны(своей зоны)Ситуация 2. В предыдущем отсчете перегрузки нет, а в данном есть, На вход вычислительного блока 16,как и в ситуации 1сигнал также не поступает и шкала ,устанавливается из своей зоны, Устройство получает преимущество. При передаче медленно меняющихся. сигналов малые величины перегрузки, незначительно превышающие граничные уровни своей эоны, возникают значительно чаще, чем большие перегрузки, которые было бы целесообразно передавать граничным уровнемскорректированной зоны (соседней зоной), а также дополнительные искажения исключены, так как коррекция осуществляется и в первом 3 и втором 4 дешифраторах одновременно,Ситуация 3. В предыдущем отсчете перегрузка есть, в данном нет, Ввиду поступления на вычислительный блок .16 задержанного на один отсчет с помощью дополнительного блока 23 задержки сигнала коррекции используется шкала соседней зоны с уровнями, однозначно соответствующими шкале зоны. Устройство по качеству передачи сигнала имеет преимущество за счет использования скорректированной зоны в первом 3 и втором 4 дешифраторах.Ситуация 4, В предыдущем и данном отсчете есть перегрузка, В устройстве в вычислительный блок 16 поступает сигнал коррекции и используется шкала соседней зоны.формула изобретенияУстройство для передачи и приема цифровых сигналов, содержащее на передающей стороне первый инвертор, последовательно соединенные вычитатель, первый кодирующий блок, первый дешифратор, второйдешифратор, декодирующий блок, сумматор, второй кодирующий блок, третий дешифратор, второй инвертор, первый элемент И и вычислительный блок, последовательно соединенные четвертый дешифратор и второй элемент И, причем вход и выход второго коцирующего блока соединены соответственно с входом вычитателя и вторым входом вычислительного блока, второй выход третьего дешифратора через первый инвертор подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к5третьему входу вычислительного блока, выход которого подключен к второму входу второго дешифратора,второй выход четвертого дешифратораподключен к второму входу первогоэлемента И, на приемной стороне содержащее первый инвертор, последовательно соединенные первый дешифратор, декодирующий блок, сумматор,кодирующий блок, второй дешифратор,второй инвертор, первый элемент И ивычислительный блок, последовательно соединенные третий дешифратор ивторой элемент И, при этом выход кодирующего блока подключен к второму2 О входу вычислительного блока, второйвыход второго дешифратора через первый инвертор подключен к второмувходу второго элемента И, выход которого подключен к третьему входувычислительного блока, выход которого подключен к первому входу первогодешифратора, второй выход третьегодешифратора подключен к второму входу первого элемента И, о т л и ч а ю 3 О щ е е с я тем, что, с целью уменьшения ошибок при передаче медленно меняющихся цифровых сигналов,на передающей стороне введен блок задержки,причем выход первого дешифратора через блок задержки подключен к входу35четвертого дешифр атор а, выход вычислительного блока подключен к второму входу первого дешифратора, а наприемной стороне введен дополнитель 40 ный блок задержки, вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом первого дешнфратора и входом третьего дешифратора,1394454Составитель О, Андрушко Редактор И. Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор И.Николайчук Заказ 2240/57 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4