Кодирующие и декодирующие устройства. Для передачи непрерывных сообщений цифровыми методами необходимо выполнить:

Для передачи непрерывных сообщений цифровыми методами необходимо выполнить:

- дискретизацию,

- квантование дискретных отсчетов по уровню,

- кодирование (преобразование квантованных отсчётов в цифровой сигнал).

Дискретизация - замена непрерывного сигнала последовательностью его отсчётов. Частота дискретизации F_д выбирается из условия теоремы В.А.Котельникова.

Квантование – замена отсчётов сигнала АИМ дискретными значениями ближайших разрешённых уровней (рисунок 4.4, а, б). Интервал между ближайшими разрешёнными уровнями квантования называют шагом квантования ∆ U.

При квантовании возникает ошибка квантования - разность между истинным значением отсчета и его квантованным значением:

.

Ошибка квантования лежит в пределах:

.

Шкала квантования называется равномерной, если все шаги квантования равны между собой (рисунок 4.4, а). При равномерном квантовании защищенность от шумов квантования оказывается небольшой для слабых сигналов и увеличивается с увеличением уровня сигнала.

а)	б)

Рисунок 4.4 – Квантование равномерное (а) и неравномерное (б)

При неравномерном квантовании (НК) шаг квантования изменяется пропорционально изменению амплитуды входного сигнала (рисунок 4.4, б). Использование НК обеспечивает требуемую защищенность от шумов квантования.

Применение НК эквивалентно компрессированию (сжатию) динамического диапазона сигнала. На приеме выполняется экспандирование (расширение) динамического диапазона.

В ЦСП применяется логарифмическая характеристика компандирования типа А-87, 6/13. А-87, 6 - это параметр компрессии. Вся характеристика симметрична относительно нуля, положительная и отрицательная ее ветви состоят из восьми сегментов, каждый сегмент поделен на 16 одинаковых шагов (внутри сегмента квантование равномерное). На рисунке 4.5 - положительная ветвь характеристики типа А-87, 6/13. Каждый сегмент начинается с определенного эталонного сигнала (эталона), называемого основным (см. рис. 4.5 и табл. 1.1).

Рисунок 4.5 – Характеристика квантования типа А-87, 6/13

Общее число уровней 256. Каждый из 16 уровней сегмента может быть сформирован с помощью сочетания четырех дополнительных эталонных сигналов (эталонов) (см. таб.1.1).

В С1 и С2 шаг квантования = 1Δ. Поэтому сегменты (С1, С2 +) и (С1, С2 -) считают как один сегмент. Поэтому фактическое число сегментов характеристики = 13.

Шаг квантования увеличивается вдвое при переходе к сегменту с большим порядковым номером.

Таблица 1.1 – Параметры амплитудной характеристики типа А-87, 6/13

Кодированием называется процесс преобразования квантованных импульсов АИМ-сигнала в m -разрядные группы двоичных символов.

Для кодирования телефонных сигналов в ЦСП применяют 8-разрядный симметричный двоичный код. Символ первого разряда определяется знаком АИМ-отсчета, а символы остальных разрядов – абсолютным значением амплитуды отсчета, выраженным в двоичной системе исчисления.

В современных ЦСП применяются нелинейные кодеры (НК) и декодеры взвешивающего типа. Принцип работы НК: уравновешивание кодируемых отсчетов суммой эталонных токов с определенными весами..

Кодирование осуществляется в три этапа:

- определение и кодирование полярности отсчета (такт 1);

- определение и кодирование номера сегмента, в котором заключен кодируемый отсчет (такты 2, 3, 4);

- определение и кодирование номера уровня квантования внутри сегмента (такты 5, 6, 7, 8).

В 1такте определяется знак АИМ-отсчета. Если знак положительный, то в первом разряде кодовой комбинации формируется «1», если знак отсчета отрицательный, то в первом разряде будет сформирован «0».

Формирование кода номера сегмента осуществляется по алгоритму(рис. 4.6).

Рисунок 4.6 – Алгоритм определения номера сегмента

После четырех тактов кодирования будет оставлен включенным один из восьми эталонных токов, соответствующий нижней границе сегмента, в котором находится кодируемый отсчет. В таб.1.1 представлены кодовые комбинации, соответствующие номерам сегментов.

Требуемый номер уровня квантования внутри сегмента составляется из набора основного и дополнительных эталонов выбранного сегмента (см. таблицу 4.1). Дополнительные эталоны подключаются последовательно, в порядке уменьшения.

На рисунке 4.7 представлена упрощенная структурная схема нелинейного кодера взвешивающего типа, содержащая компаратор К, два генератора эталонных токов ГЭТ1 и ГЭТ2, цифровой регистр ЦР, компрессирующую логику КЛ, блок коммутации эталонов БКЭ и преобразователь кода ПК.

Компаратор является схемой сравнения, которая определяет знак разности между амплитудой тока кодируемого отсчета и суммы эталонных токов.

Рисунок 4.7- Нелинейный кодер взвешивающего типа

Если в момент кодирования эта разность больше 0 (I_сигн > I_эт), то на выходе компаратора формируется «0», в противном случае – «1 ».

Два ГЭТ вырабатывают по 11 эталонов. ГЭТ1 вырабатывает эталонные токи положительной полярности, а ГЭТ2 вырабатывает эталонные токи отрицательной полярности.

Восьмиразрядный цифровой регистр с логикой управления записывает и хранит информацию от компаратора, в соответствии с которой формируются сигналы управления работой ГЭТ1 и ГЭТ2. Компрессирующая логика представляет собой логическую схему, преобразовывающую семиразрядный код, поступающий с выходов ЦР, в сигналы управления ключами ГЭТ.

Блок коммутации эталонов пропускает сигналы компрессирующей логики на входы одного из ГЭТ в зависимости от полярности отсчета.

Преобразователь кода преобразует параллельный код в последовательный.

Работой узлов кодера управляют импульсы, поступающие от генераторного оборудования передачи.

Пример кодирования отсчета I_аим=410 ∆ в табл.1.2.

Ошибка квантования определяется по формуле:

I_ош = I_сигн− ∑ I_эт,

для рассмотренного примера она составит: I_ош = 410∆ − 400∆ =10 ∆.

Таблица 1.2 – Пример кодирования АИМ-отсчета

Декодирование - формирование сигнала АИМ из кодовых комбинаций ИКМ сигнала. Амплитудная характеристика декодера должна являться обратной функцией характеристики кодера, то есть общая характеристика тракта кодер-декодер должна быть линейна.

На рис.4.8 - упрощенная структурная схема НДек взвешивающего типа, содержащая два генератора эталонных токов ГЭТ1 и ГЭТ2, блок выбора и коммутации эталонов БКЭ, блок экспандирующей логики ЭЛ и цифровой регистр ЦР.

Рисунок 4.8 – Структурная схема нелинейного декодера

Восьмиразрядные кодовые группы записываются в ЦР с помощью управляющих сигналов генераторного оборудования. После записи последнего символа кодовой комбинации на первом выходе ЦР появляется сигнал, управляющий БКЭ. Сигналы с остальных выходов определяют номера эталонов, которые необходимо включить для формирования требуемой амплитуды сигнала. При декодировании с включением основного эталона включается сигнал коррекции (см. таб. 1.1).

Таблица 1.3 - Пример декодирования

Структура первичного цифрового потока (ПЦП)

Структура ПЦП Е1 со скоростью 2048 кбит/со показана на рис. 4.9. Поток разделяется на сверхциклы СЦ. СЦ объединяет 16 циклов передачи с Ц0 по Ц15.

Рисунок 4.9 – Структура первичного цифрового потока

Цикл передачи содержит 32 канальных интервала (тайм-слотов, англ. TS)с КИ0 (TS0) по КИ31 (TS31).

Каждый КИэто 8-разрядное кодовое слово – разряды с Р1 по Р8. Частота следования разрядных интервалов (РИ) и, следовательно, битов информации в цифровом потоке называется тактовой частотойf_т. Для ПЦП f_т = 2048 кГц.

В соответствии с рекомендацией МСЭ-Т G.704 существует четыре варианта структуры цикла ПЦП: РСМ30, РСМ31, РСМ30С и РСМ31С.

РСМ30 (рис.4.10) – это вариант ПЦП с канально-связанной сигнализацией. В КИ0 четных циклов передается сигнал цикловой синхронизации (ЦС, в англоязычном написании FrameAlignmentSignal - FAS), он занимает разряды Р2-Р8 и имеет вид 0011011. В нечетных циклах КИ0 передается сигнал извещения на противоположную станцию о потере сигнала ЦС (Ав.ЦС), остальные 7 бит зарезервированы для нужд национальной сети (НР).

В КИ16 в цикле Ц0 передается сверхцикловой сигнал (СЦС, в англоязычном написании MultiFrameAlignmentSignal -MFAS). В КИ16 циклов Ц1-Ц15 передается сигнальная информация 30 телеф.каналов (по 2 сигнальных канала СК1 и СК2 для каждого).

Рисунок 4.10 - Структура канальных интервалов в цикле

РСМ31 – это вариант ПЦП с сигнализацией по любому каналу. В этом случае выделенных сигнальных каналов не образуют, а освободившийся КИ16 м. б. передан пользователю. Остальные позиции используются так же, как и в РСМ30. Деление потока на СЦ отсутствует. Сигнальная информация при этом передается по системе ОКС №7 (система общего канала сигнализации).

РСМ30С и РСМ31С аналогичны рассмотренным, но в них предусматривается контроль появления ошибок посредством избыточного кода CRC-4 (размещается в КИ0).

4.2 Кодирующие и декодирующие устройства

Для передачи непрерывных сообщений цифровыми методами необходимо произвести преобразование этих сообщений в дискретные, которое осуществляется путём дискретизации непрерывных сигналов во времени и квантования их по уровню, и преобразование квантованных отсчётов в цифровой сигнал.

Дискретизация сигналов заключается в замене непрерывного сигнала последовательностью его отсчётов. Частота дискретизации F_д выбирается из условия теоремы В.А.Котельникова. Полученный АИМ сигнал затем подвергается операции квантования, которая состоит в замене отсчётов мгновенных значений сигнала АИМ дискретными значениями ближайших разрешённых уровней (рисунок 4.4, а, б). Интервал между ближайшими разрешёнными уровнями квантования называют шагом квантования∆ U.

Если амплитуда отсчета в пределах двух соседних разрешенных уровней превышает половину шага квантования, то амплитуда отсчета изменяется в большую сторону, если меньше половины шага квантования – в меньшую сторону. При этом возникает ошибка квантования. Ошибкой квантования называется разность между истинным значением отсчета и его квантованным значение:

.

Ошибка квантования лежит в пределах:

.

Шкала квантования называется равномерной, если все шаги квантования равны между собой (рисунок 4.4, а).При равномерном квантовании величина ошибки различна для слабых и сильных сигналов. Защищенность от шумов квантования оказывается небольшой для слабых сигналов и увеличивается с увеличением уровня сигнала.

При неравномерном квантовании шаг квантования изменяется пропорционально изменению амплитуды входного сигнала (рисунок 4.4, б). При этом ошибка квантования для слабых сигналов уменьшается, а для слабых – увеличивается. Использование неравномерного квантования обеспечивает требуемую защищенность от шумов квантования. Применение неравномерного квантования эквивалентно компрессированию (сжатию) динамического диапазона сигнала.Во избежание нелинейныхискажений на приеме должна осуществляться обратная операция – экспандирование (расширение) динамического диапазона.

Эффект неравномерного квантования может быть получен с помощью сжатия динамического диапазона сигнала с последующим равно-

а)	б)

Рисунок 4.4 – Квантование равномерное (а) и неравномерное (б)

мерным квантованием. Сжатие динамического диапазона сигнала осуществляется с помощью компрессора, обладающего нелинейной амплитудной характеристикой. Для восстановления исходного динамического диапазона сигнала на приеме необходимо установить экспандер(расширитель), амплитудная характеристика которого должна быть обратной амплитудной характеристике компрессора.

В современных цифровых телекоммуникационных системах применяется логарифмическая характеристика компандирования типаА-87, 6/13. Значение А-87, 6 является параметром компрессии, используемым в цифровых системах передачи в европейских странах, в том числе и в нашей стране.Вся характеристика симметрична относительно нуля, положительная и отрицательная ее ветви состоят из восьми сегментов, каждый сегмент поделен на 16 одинаковых шагов (внутри сегмента квантование равномерное). На рисунке 4.5 приведена положительная ветвь характеристики типа А-87, 6/13.

Рисунок 4.5 – Характеристика квантования типа А-87, 6/13

Сегменты имеют номера от 1 до 8, начиная от центральной части характеристики. Каждый сегмент начинается с определенного эталонного сигнала (эталона), называемого основным. Основные эталоны указаны на рисунке 4.5 в начале каждогосегментаи втаблице 4.1.

Таблица 4.1 – Параметры амплитудной характеристики типа А-87, 6/13

Каждый сегмент характеристики содержит 16 уровней квантования, они нумеруются от 0 до 15.Общее число уровней равно 256 (по 128 для каждой полярности сигнала). Каждый из 16 уровней внутри соответствующего сегмента может быть сформирован с помощью сочетания четырех эталонных сигналов (эталонов), называемых дополнительными. Дополнительные эталоны для каждого сегмента также приведены в таблице 4.1.

В первом и втором сегментах шаг квантования минимален, и равен 1Δ. По этой причине четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях) образуют один сегмент. Поэтому фактическое число сегментов характеристики равно 13.

Шаг квантования в пределах сегмента постоянный. При переходе к сегменту с большим порядковым номером происходит увеличение шага квантования в два раза. Максимальный шаг квантования составляет 64Δ. Полученный в результате дискретизации и квантования АИМ-сигнал для завершения аналого-цифрового преобразования необходимо подвергнуть процессу кодирования. Кодированием называется процесс преобразования квантованных импульсов АИМ-сигнала в m -разрядные группы двоичных символов. Группа двоичных символов, каждый из которых может принимать значение 0 (пробел) или 1 (импульс), называется кодовой комбинацией. Преобразование происходит в соответствии с определенным законом – кодом, который задается аналитически или в виде таблицы.

Для кодирования телефонных сигналов в современных телекоммуникационных системах применяют симметричный двоичный код. Код предназначен для кодирования двухполярных сигналов, символ первого разряда определяется знаком АИМ-отсчета, а символы остальных разрядов – абсолютным значением амплитуды отсчета, выраженным в двоичной системе исчисления.

По принципу действия кодеры делятся на кодеры счётного типа, матричные, взвешивающего типа и другие. Наиболее часто используют нелинейные кодеры (а, соответственно, и декодеры) взвешивающего типа. Принцип работы таких кодеров заключается в уравновешивании кодируемых отсчетов суммой эталонных токов (напряжений) с определенными весами. Всовременных цифровых системах передачи применяются нелинейные кодирующие и декодирующие устройства (нелинейные кодеки), обеспечивающие кодирование и декодирование сигналов с неравномерной шкалой квантования при восьмиразрядном коде. Ранее была рассмотрена нелинейная характеристика квантования, используемая в нелинейных кодерах (рисунок 4.5).

Кодирование осуществляется в течение восьми тактов, в каждом из которых формируется один из символов кодовой комбинации. При этом можно выделить три этапа:

- определение и кодирование полярности отсчета (такт 1);

- определение и кодирование номера сегмента, в котором заключен кодируемый отсчет (такты 2, 3, 4);

- определение и кодирование номера уровня квантования внутри сегмента (такты 5, 6, 7, 8).

В первом такте определяется знак поступившего на вход кодера очередного отсчета. Если знак положительный, то в первом разряде кодовой комбинации формируется «1», если знак отсчета отрицательный, то в первом разряде будет сформирован «0».

Формирование кода номера сегмента осуществляется следующим образом.Во втором такте происходит сравнение кодируемого отсчета и среднего из семи основных эталонных токов 128Δ (см. рисунок 4.5 и таблицу 4.1). Если амплитуда отсчета больше 128Δ, то принимается решение, что отсчет находится в одном из четырех сегментов, находящихся выше сегмента с основным эталоном 128Δ (с пятого по восьмой) и на выходе кодера во втором разряде формируется символ «1». Если же амплитуда отсчета меньше 128Δ, то принимается решение, что кодируемый отсчет находится в одном из четырех сегментов, находящихся ниже сегмента с основным эталоном 128Δ (с первого по четвертый) и на выходе кодера во втором разряде формируется символ «0».

В третьем такте формируется третий символ кодовой комбинации. Если в предыдущем такте на входе кодера была сформирована «1», то в третьем такте будет происходить сравнение кодируемого отсчета с эталонным током 512Δ, который является средним из основных эталонных токов, находящихся в сегментах с 5 по 8. Если после сравнения амплитуда отсчета оказалась больше 512Δ, то принимается решение, что отсчет находится в пределах седьмого или восьмого сегментов характеристики и на выходе кодера в третьем разряде формируется «1». Если амплитуда отсчета меньше 512Δ, то принимается решение, что отсчет попадает в четвертый или пятый сегмент, и формируется «0» в третьем разряде.

Если во втором такте в качестве второго разряда был сформирован «0», то в третьем такте кодируемый отсчет будет сравниваться с эталонным током 32Δ, соответствующего нижней границе второго сегмента. Если амплитуда отсчета больше 32Δ, то принимается решение, что отсчет находится в пределах второго или третьего сегментов характеристики и на выходе кодера в третьем разряде формируется «1». Если амплитуда отсчета меньше 32Δ, то принимается решение, что отсчет попадает в один из младших сегментов, и в третьем разряде формируется «0».

В четвертом такте кодирования формируется последний символ в коде номера сегмента. В зависимости от предыдущих символов устанавливается окончательно номер сегмента. Если во втором и третьем разрядах, соответственно, были сформированы «1» и «0», то включается эталонный ток 256Δ, соответствующий нижней границе пятого сегмента. Если амплитуда отсчета больше 256Δ, то принимается решение, что отсчет находится в пятом сегменте, формируется «1» в четвертом разряде и эталонный ток 256Δ остается включенным до конца процесса кодирования данного отсчета. Если амплитуда отсчета меньше 256Δ, то принимается решение, что отсчет попадает в четвертый сегмент, в третьем разряде формируется «0» и до конца кодирования включается эталон 128Δ, соответствующий нижней границе четвертого сегмента.

Алгоритм определения номера сегмента приведен на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Алгоритм определения номера сегмента

В результате после четырех тактов кодирования сформируются четыре символа восьмиразрядной кодовой группы, и будет оставлен включенным один из восьми эталонных токов, соответствующий нижней границе сегмента, в котором находится кодируемый отсчет. В таблице 4.1 представлены возможные кодовые комбинации, соответствующие номерам сегментов.

За время оставшихся четырех тактов (с 5 по 8) определяется номеруровня внутри выбранного сегмента, и последовательно формируются спятого по восьмой разряды кодовой группы. Номер уровня квантования также определяется методом поразрядного взвешивания. Требуемый номер уровня составляется из набора основного и дополнительных эталонов выбранного сегмента (см. таблицу 4.1). Дополнительные эталоны подключаются последовательно, в порядке уменьшения.

На рисунке 4.7 представлена упрощенная структурная схема нелинейного кодера взвешивающего типа, содержащая компаратор К, два генератора эталонных токов ГЭТ1 и ГЭТ2, цифровой регистр ЦР, компрессирующую логику КЛ, блок коммутации эталонов БКЭи преобразователь кода ПК.

Компаратор является схемой сравнения, которая определяет знакразности между амплитудой тока кодируемого отсчета и суммыэталонныхтоков.

Рисунок 4.7- Нелинейный кодер взвешивающего типа

Если в момент кодирования эта разность больше 0 (I_сигн> I_эт), то на выходе компаратора формируется «0», в противном случае – «1 ».

Два генератора эталонных токов вырабатывают по одиннадцать эталонов от 1 ∆ до 1024 ∆. ГЭТ1 вырабатывает эталонные токи положительной полярности, а ГЭТ2 вырабатывает эталонные токи отрицательной полярности.

Восьмиразрядный цифровой регистр с логикой управления записывает и хранит информацию от компаратора, в соответствии с которой формируются сигналы управления работой ГЭТ1 и ГЭТ2. Компрессирующая логика представляет собой логическую схему, преобразовывающую семиразрядный код, поступающий с выходов ЦР, в сигналы управления ключами ГЭТ.

Блок коммутации эталонов пропускает сигналы компрессирующей логики на входы одного из ГЭТ в зависимости от полярности отсчета.

Преобразователь кода преобразует параллельный код в последовательный.

Работой узлов кодера управляют импульсы, поступающие отгенераторного оборудования передачи.

Ниже приведен пример кодирования положительного отсчета I_аим=410 ∆.

1 такт: первый выход ЦР переводится в состояние «1», это означает включение ГЭТ1. В это время на первый вход компаратора поступает кодируемый отсчет I_аим=410 ∆, на второй вход компаратора эталонные токи не поступают. Компаратор определяет разность «410∆ − 0» и сравнивает ее с нулем. В данном случае получаем (410∆ − 0)> 0, поэтому на выходе компаратора формируется 0. Решение компаратора поступает в ЦР и сохранит единичное состояние первого выхода ЦР.

2 такт: в состояние «1» переводится второй выход ЦР, на второй вход компаратора подключается эталон 128 ∆. Компаратор определяетраз-

ность (410∆ − 128∆) и сравнивает ее с нулем: (410∆ − 128∆)> 0. На выходе компаратора формируется «0» и единичное состояние второго выхода ЦР сохранится.Далее эталон 128 ∆ снимается.

3 такт: третий выход ЦР переводится в состояние «1», на второй вход компаратора подключается эталон 512 ∆. Компаратор находит разность кодируемого отсчета и эталонного тока (410∆ − 512∆)и сравнивает ее с нулем: (410∆ − 512∆)< 0. Так как разность получилась меньше нуля, на выходе компаратора формируется «1» и состояние «1» на третьем выхода ЦР изменится на «0». Далее эталон 512 ∆ снимается.

4 такт: четвертый выход ЦР переводится в состояние «1», на второй вход компаратора подключается эталон 256 ∆. Компаратор находит разность кодируемого отсчета и эталонного тока (410∆ − 256∆)и сравнивает ее с нулем. Разность (410∆ - 256∆)> 0, на выходе К формируется «0» и состояние «1» на четвёртом выходе ЦР сохранится.

За второй, третий и четвертый такты на 2, 3 и 4 выходах ЦР сформировалась комбинация 101. Используя указанные в таблице 4.1 коды, соответствующие номерам сегментов, определяем, что кодовая комбинация 101 соответствует шестому сегменту. Для шестого сегмента основным является эталон 256 ∆, а дополнительными эталонами - 128 ∆, 64 ∆, 32 ∆, 16 ∆. Комбинация «101» на 2, 3 и 4 выходах ЦР означает, что ток эталона, равный 256 ∆, будет подключен ко второму входу компаратора до окончания кодирования отсчета 410∆.

5 такт: в состояние «1» переводится пятый выход цифровогореги-стра. При этом к основному эталону 256 ∆ прибавляется дополнительный эталон 128 ∆. Разность кодируемого отсчета и эталонных токов оказывается больше нуля: (410∆ − (256∆ +128∆))> 0, на выходе компаратора формируется «0» и состояние единицы на пятом выходе ЦР сохранится.

6 такт: в состояние «1» переводится шестой выход цифрового регистра. При этом, к ранее включённым эталонам 256∆ и 128∆, прибавляется дополнительный эталон 64 ∆. Таким образом, компаратор сравнивает I_сигн=410∆ и сумму эталонных токов 256∆, 128∆, 64∆. Разность тока сигнала и суммы эталонных токов (410∆ − (256∆ +128∆ +64∆))< 0, на выходе компаратора формируется «1», и состояние единицы на шестом выходе ЦР изменится на состояние «0». Это означает отключение эталона 64 ∆.

7 такт: в состояние «1» переводится седьмой выход ЦР. При этом, к ранее включённым эталонам 256∆ и 128∆, прибавляется дополнительный эталон 32 ∆. Компаратор сравнивает I_сигн=410∆ и сумму эталонных токов 256∆, 128∆, 32∆. Разность тока сигнала и суммы эталонных токов (410∆ − (256∆ +128∆ +32∆))< 0, на выходе компаратора формируется «1», и состояние единицы на седьмом выходе ЦР изменится на состояние «0». Это означает отключение эталона 32 ∆.

8 такт: в состояние «1» переводится восьмой выход ЦР. При этом, к ранее включённым эталонам 256∆ и 128∆, прибавляется дополнительный эталон 16 ∆. Компаратор сравнивает I_сигн=410∆ и сумму эталонных токов 256∆, 128∆, 16∆. Разность тока сигнала и суммы эталонных токов (410∆ − (256∆ +128∆ +16∆))> 0, на выходе компаратора формируется «0» и состояние единицы на восьмом выходе ЦР сохранится. Это означает, что эталон 16 ∆ останется включенным.

Таким образом, отсчёт 410 ∆ закодирован восьмиразрядной кодовой группой 11011001, что соответствует девятому уровню квантования внутри шестого сегмента положительной части характеристики квантования.

Рассмотренный пример кодирования отсчета 410 ∆ представлен в таблице 4.2.

Ошибка квантования определяется по формуле:

I_ош = I_сигн− ∑ I_эт,

для рассмотренного примера она составит: I_ош = 410∆ − 400∆ =10 ∆.

Таблица 4.2 – Пример кодирования АИМ-отсчета

Декодирование заключается в формировании на выходе декодера сигнала АИМиз кодовых комбинаций ИКМ сигнала. Амплитудная характеристика декодера должна являться обратной функцией характеристики кодера, то есть общая характеристика тракта кодер-декодер должна быть линейна.

На рисунке 4.8 представлена упрощенная структурная схема нелинейного декодера взвешивающего типа, содержащая два генератора эталонных токов ГЭТ1 и ГЭТ2, блок выбора и коммутации эталонов БКЭ, блок экспандирующей логики ЭЛ и цифровой регистр ЦР.

Восьмиразрядные кодовые группы записываются в ЦР с помощьюуправляющих сигналов генераторного оборудования. После записи последнего (восьмого) символа кодовой комбинации на первом выходе ЦР появляется сигнал, управляющий БКЭ. Сигналы с остальных выходов определяют номераэталонов, которыенеобходимовключить дляформирования требуемойамплитуды сигнала.В отличие от кодера при декодировании максимальное число используемых эталонов при формировании одного импульса – шесть, так как одновременно с включением основного эталона включается сигналкоррекции. Величина тока эталона коррекции равна половинеминимального эталонного сигнала данного сегмента. Эталонные сигналы коррекции для соответствующих сегментов приведены в таблице 4.1.

Включение корректирующих эталонов определяется состоянием выходов со второго по четвертый цифрового регистра. Сигналы с пятого повосьмой выходов ЦР обеспечивают включение набора эталонов, соответствующих номеру уровня квантования в пределах сегмента.Например, при декодировании кодовой комбинации 11011001 включается ГЭТ1, формирующий эталонные токи положительной полярности (так как в

первом разряде поступила «1»).

Рисунок 4.8 – Структурная схема нелинейного декодера

Кодовые символы во втором, третьем и четвертом разрядах означают пятый номер сегментаи подключение эталонного тока 256 ∆. Символы с пятого по восьмой данной кодовой комбинации обеспечивают подключение соответствующих дополнительных эталонов пятого сегмента: 128 ∆ и 16 ∆. Эталонный ток коррекции для пятого сегмента равен 8 ∆. Таким образом, общее суммарное значение эталонных токов, то есть амплитуда АИМ-отсчета, на выходе декодера будет составлять 408 ∆. В таблице 4.3 приведен пример декодирования кодовой группы 00101010.

Таблица 4.3 - Пример декодирования