нерівномірного квантування - з використанням аналогових компандером. На малюнку 10 показані амплітудні характеристики компресора і експандера.
Компресор являє собою пристрій з нелінійної амплітудної характеристикою, званої характеристикою компресії. Слабкі сигнали компресор підсилює більшою мірою, ніж сильні, завдяки чому відбувається стиснення динамічного діапазону.
сигнал спектр лінійний багатоканальний
Малюнок 10. Амплітудні характеристики компресора і експандера
Застосування компресора перед кодерами з рівномірним квантуванням дозволяє отримати нерівномірне квантування. На приймальному кінці після декодера сигнал надходить на експандер, що має зворотну компресору амплітудну характеристику, при цьому сумарна амплітудна характеристика повинна бути лінійною. Експандер усуває спотворення, що вносяться в сигнал компресором, так що результуюча амплітудна характеристика сигналу компресор-експандер є лінійною. Система, що складається з послідовно включених компресора і експандера, називається компандером.
Застосування нерівномірного квантування дозволяє забезпечити необхідну захищеність від шумів квантування для найбільш слабких мовних сигналів при восьмирозрядному кодуванні замість дванадцятирозрядний при рівномірному квантуванні.
Недоліком аналогового компандірованія є складність отримання з великою точністю взаімообратних амплітудних характеристик компресора і експандера, внаслідок чого нелінійність сумарною амплітудної характеристики призводить до нелінійних спотворень переданих сигналів.
Необхідна якість передачі сигналів в реальних умовах досягається шляхом застосування нерівномірних кодують і декодер (методами нелінійного кодування), коли формування нерівномірної Квант характеристики здійснюється безпосередньо в кодере (декодере). Останній, в цьому випадку, називається нелінійним.
Найбільше поширення в системах ІКМ-ВД отримали нелінійні кодеки (зазвичай кодер і декодер об'єднуються в пристрій, зване кодеком) взвешивающего типу з цифровим компандирование еталонів. У таких кодеках характеристика компресії (експандуванні) не є безперервною (аналогової), а представляється ламаною, що складається з прямолінійних відрізків (сегментів), наближено представляють (апроксимуючих) заданий закон стиснення і розширення динамічного діапазону сигналів. Необхідна форма характеристики компресії (стиску) і експандуванні (розширення) в кодеках формується за допомогою цифрових логічних пристроїв, керуючих перемиканням еталонів.
Найбільш поширеними для кодерів з нерівномірним кроком квантування є дві приблизно рівноцінних закону компандірованія m і A, за допомогою яких виходить квазілогаріфміческая характеристика компресора.
Характеристика компресії закону ? описується наступним рівнянням:
де sign () - полярність сигналу;
?- Амплітуда вхідного сигналу;
?- параметр, використовуваний для визначення ступеня
компрессирования.
Для спрощення процесу перетворення вибирається спеціальна характеристика компресії з ?=255/15, рекомендована МСЕ-Т.
Для початку за формулою знайдемо абсолютні значення відліку в умовних одиницях. У формулі U - значення відліку в вольтах, Dc - максимальне значення сигналу в каналах зв'язку.
Номер сегмента З квантованного відліку визначається як найменше ціле з виразу
l lt; 64? 2С - 33 або
при С=0, 1, 2, ..., 7.
Після визначення C може бути отриманий залишок
Номер рівня квантування відліку K можна визначити як найменше ціле з виразу
або
де К=0, 1, 2, ..., 15.
Для першого циклу передачі маємо
у.о .; приймаємо? 6=468;
приймаємо С6=3;
r6=468- (32? 23-33)=245;
приймаємо К6=15.
у.о .; приймаємо? 7=219;
приймаємо С7=2;
r7=219- (32? 22-33)=124;
приймаємо К7=15.
у.о .; приймаємо? 8=311;
приймаємо С8=3;
r8=311- (32? 23-33)=88;
приймаємо К8=5.
у.о .; приймаємо? 9=654;
приймаємо С9=4;
r9=654- (32? 24-33)=175;
приймаємо К9=5.
у.о .; приймаємо? 10=662;
приймаємо С10=4;
r10=662- (32? 24-33)=183;
приймаємо К10=5.
у.о .; приймаємо? 11=659;
приймаємо С11=4;
r11=659- (32? 24-33)=180;
приймаємо К11=5.
Для решти циклів розрахунок виробляємо аналогічно, а результат записуємо в таблицю 6.
Таблиця 6 - Результати квантування відліків по рівню і їх кодування
Номер ціклаНомер досліджуваного каналаЗначеніе отсчётаПолярность отсчётаКод полярність отсчётаНомер сегментаКод номера сегментаУровень квантування в сегментеКод рівня квантування в сегментеЗакодірованное значення отсчётаВу.е.16 7 8 ...
