Компандер Советский патент 1984 года по МПК H04J3/18 H04B1/64 

2. Компандер no п. 1, о т л ич ающийся тем, чтО| с целью , повьдшения точности восстановления, на приемной стороне введены блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделения максимума сигнала, входы которого соединены с дополнительными выходами блока компрессии, фильтр нижних частот, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, блок -сравнения, а выход .экспандера соединен с вторым входом блока вычитания через дополнительно введенный.регулирующий элемент, второ вход которого соединен с выходом блока сравнения, при этом второй выход тракта передачи и приема соединен с вторым входом блока сравнения .

1.КОМПАНДЕР,содержащий на передающей стороне N разделительны фильтров ( Н - любое целое число), входы которых объединены и являютс входом компандера, последовательно соединенные первый и второй сумматоры, на приемной стороне экспанде первый и второй входы которого сое нены соответственно с первым и вто рым выходами тракта передачи и при ема, N разделительных фильтров, вх ды которых объединены и являются выходом компандера, последовательно соединенные первый сумматор и блок вычитания, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введены N блоков компрессии, блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделения максимума, фильтр нижних частот, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу блока опорного сигнала, и регулирующий элемент, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, при этом между входами разделительных фильтров и вторым входом второго сумматора введен аттенюатор, а вход, первый и вто рой выходы блоков компрессии соединены соответственно с выходами разделительных фильтров, входами блока выделения максимума и первого сумматора, выходы третьего сумматора и регулирующего элемента соединены соответственно с первым и вторым вхо дами тракта передачи и приема, на приемной стороне введены N блоков компрессии, входы и выходы которых соединены соответственно с выходами разделительных фильтров и входами первого сумматора, а между выходом блока вычитания и входами разделительных фильтров введен усилитель, при этом выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитания.

Изобретение относится к радио и. проводной связи и может быть использовано для организации каналов звуко вого вещания. Известен компандер, содержащий н передающей стороне блок компрессии, анализатор и выравниватель спектра, а на приемной стороне экспандер, соединенный своими входами с соответствующими выходами тракта передачи и приема, и-управляемый четырехполюсник. Работает указанный компандер следующим образом. Анализатор вырабатывает управляющие сигналы, с помощью которых вещательный сигнал выравнивается по своему спектру в выравнивателе. Затем динамический . диапазон вещательного сигнала сжимается в блоке компрессии. Компрессированный вещательный сигнал с выравненHfcjM спектром и управляющие сигналы с выходов анализатора и блока компрессии с помощью тракт передачи и приема ngpeдаются на приемную сторону, где с по мощью экспандера и управляемого четырехполюсника происходит обработка вещательного сигнала,Lвзаимообрат-: ная обработке его на передающей стороне, благодаря которой на выходе . компандера образуется вещательный сигнал, близкий к исходному, В процессе восстановления на приемной стороне происходит подавление шумов кансша евязи 1.. Указанный I компандер имеет низкую помехоустойчивость тракта передачи вследствие того, что на приемную сторону передается большое количест во управляющих сигналов (не менее трех), Управляющие сигналы расширяют полрс ;;;, частот, занимаемую сигнал ми комп.ндера, что приводит к уменьшению помехоустойчивости. Наиболее близким к предлагаемому является компандер, содержащий на передающей стороне разделительные . фильтры, входы которых объединены и подключены к входу компандера, инер ционные ограничители, первый сумматор и второй сумматор, причем .выходу первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, а на приемной стороне разделительные фильтры, соединенные своими входами с . выходом компандера, инерционные отраничители (экспандеры), первый сумматор и блок вычитания, причем выход первого сумматора соединен с первым входом блока вычитания, На передающей стороне части вещательного сигнала с выхода.разделительных фильтров усиливаются с помощью инерционных ограничителей и суммируются на первом сумматоре и с исходным вещательным сигналом на втором сумматоре, На приемной стороне происходит взаимообратная обработка компрессированного вещательного сигнала, заключающаяся в выделении с помощью разделительных фильтров инерционных ограничителей и третьего сумматора разностной компоненты вещательного сигнала, при вычитании которой из компрессированного вещательного сигнала с помощью блока вычитания на выходе компандера образуется исходный вещательный сигнал а шумы канала передачи подавляются 2 , Известный компандер имеет невысокую помехоустойчивость из-за того, что суммирование на передающей стороне обработанного вещательного сигнала с исходным не позволяет получить высокую компрессию вещательного сигнала. Кроме того, влияние случайных изменений коэффициента передачи каналов связи снижает точно9ть передачи вещательного сигнала. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и точности восстановления , Указанная цель достигается тем, что в компандер, содержащий на передающей стороне N разделительных фильтров ( N - любое целое число, входы которых объединены и являются входом компандера, последовательно соединенные первый и второй сумматоры, на приемной стороне экспандер, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами тракта передачи и приема, N разделительных фильтров, входы которых объединены и являются выходом компандера, последовательно соединенные первый сумматор и блок вычитания, на передающей стороне введены N блоков компрессии, блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделения максимума, фильтр нижних частот, третий сумматор, второй вход которого подк лючен к выходу блока опорного сигнала, и регулирующий элемент, второ вход которого соединен с выходом второго сумматора, при этом между входами разделительных фильтров и вторым входом второго сумматора вве ден аттенюатор, а вход, первый и второй выходы блоков компрессии сое динены соответственно с выходами разделительных фильтров, входами блока выделения максимума и первого сумматора, выходы третьего сумматора и регулирующего элемента соедине ны соответственно с первым и вторым входами тракта передачи и приема, на приемной стороне введены N блоко компрессии, входы и выходы которых соединены соответственно с выходами разделительных фильтров и входами первого сумматора, а между выходом блока вычитания и входами разделительных фильтров введен усилитель, при этом выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитания. На приемной стороне введены блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделения максиму ма сигнала, входы которого соединен с дополнительными выходами блоков компрессии, фильтр нижних частот, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, блок сравнения, а выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитания через дополнительно введенный регулирующий эле мент, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, при этом второй выход тракта передачи и прие ма соединен с вторым входом блока сравнения. На чертеже приведена структурная схема компандера. ..Компандер содержит на передающей стороне разделительные фильтры 1, аттенюатор 2, блоки 3 компрессии первый сумматор 4, второй сумматор блок 6 выделения максимума, фильтр нижних частот, третий сумматор 8, регулирующий элемент 9 и блок 10 опорного сигнала, тракт 11 передачи и приема, на приемной стороне-разде лительные фильтры 12, блоки 13 комп рессии, блок 14 выделения максимума фильтр 15 нижних частот, блок 16 опорного сигнала, первый сумматор 17, блок 18 вычитания, экспг щер 19, регулирующий элемент 20, второй сумматор 21, блок 22 сравнения, усилитель 23. Компандер работает следующим образом. Разделенные разделительными фильтрами 1 части вещательного сигнала . компрессируются отдельно с помощью блоков 3 компрессии с законом компрессии, выраженным нормированной огибающей V ( Ч ) компрессированного сигнала на выходе соответствующего блока 3 компрессии, где 4 - нормированная огибающая сигнала на выходе соответствующего разделительного фильтра 1. После суммирования с частью исходного сигнсша норми-рованная огибающая на выходе второго сумматора 5 в полосе частот разделительного фильтра 1 равна (V,- + А/,-)/(А+1) , где А коэффициент ослабления исходного сигнала аттенюатора 2, На регулирующем элементе 9 происходит дальнейшая компрессия вещательного сигнала. Управляющий сигнал формируется путем выделения максимального сигнала из управляющих сигналов блоков 3 компрессии с помощью блока 6 выделения максимума дополнительного сглаживания напряжения с помощью фильтра 7 нижних частот и суммирования полученного напряжения с напряжением блока 10 опорного сигнала на третьем сумматоре 8. Нормированная огибающая результирующего компрессированного вещательного сигнала на выходе регулирующего элемента 9 имеет вид И) д., р. -AV,. где А - нормированное напряжение блока 10 опорного сигнала (О 4 А ) Нормированная огибающая на выходе передающей стороны прототипа равна (А+ Ч- )/(А+1)(2) Сравнение формул (1) и (2) показывает, что вещательный сигнал получает дополнительную компрессию-по сравнению с сигналом, обрабатываемом в-прототипе, что повышает помехоустойчивость в предлагаемом устройстве.. Компрессированный вещательный сигнал с выхода регулирующего элемента 9 и управляющий сигнал с выхода третьего сумматора 8 поступают в тракт 11 передачи и приема. Так как в канале связи передается всего один управляющий сигнал, он занимает меньшую по ширине полосу частот. Уменьшение полосы частот для передачи управляющих сигналов также повышает помехоустойчивость вещательного сигнала, так как на приемной стороне происходит частичное восстановление компрессированного вещательного сигнала в экспандере 19 с помощью у правляющего сигнала на выходе тракта 11 передачи и приема.

В качестве тракта 11 передачи и приема могут служить любые средства передачи аналоговой информации, включающие модуляторы, в аналоговых или цифровых системах связи.

Полное Восстановление компрессированного вещательного сигнала происходит в блоке 18 вычитания путем вычитания дифференциальной компоненты, получаемой с помощью усилителя 23, разделительных фильтров 12, блоков 13 компрессии и первого сумматора 17

При восстановлении вещательного сигнала реализуется его повышенная помехоустойчивость, т.е. осуществляется более эффективное подавление шумов каналов связи.

Таким образом, и помощью аттенюатора, блоков компрессии, блока выделения максимума, фильтра нижних частот, блока опорного сигнала, сумматора и регулирующего элемента со. связями, указанными между ними и другими блоками, на передающей стороне, а также с помощью блоков компрессий и усилителя со связями, указанными между ними и другими блоками, на приемной стороне достигается большая помехоустойчивость вещательного сигнала, чем в известных компандерах.

Кроме того, на приемной стороне управляющий сигнал, полученный точно таким же образом, как управляющий сигнал для регулирующего элемента 9 на передающей стороне (блок 14 выделения максимума, фильтр 15 нижних частот, блок 16 опорного сигнала и второго сумматора 21), поступает на блок 22 сравнения, где он сравнивается с управляющим сигналом,

5 полученным с выхода тракта 11 передачи и приема. В результате сравнения вырабатывается управляющее воздействие на регулирующий элемент 20, с помоицзЮ KpTOjporo вещательный сигQ нал корректируется, что исключает случайные ошибки, вносимые кансшом связи. Таким образом, повышается ; точность восстановления вещательного сигнала.

Дополнительное преимущество предлагаемого компандера выявляется при анализе формулы (1): с помощью коэффициентов А и,Д можно рассчитывать характеристики регулирования компандера, соответствующие достижению максимальной помехоустойчивости вещательного сигнала.