Устройство для кодирования звуковых сигналов Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ

. ,, Изобретение относится к технике

передачи информации специального на |3начения и может быть использовано в системах дискретной обработки и передачи высококачественных сигналов (ВЗС).

По основному авт. св. № 720715 известно устройство для кодирования звуковых сигналов, содержащее пер вый усилитель, выход которого подключен к первым входам блока комму:тации и второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом блока коммутации, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом формирователя кода и входом первого регистра, выход которого подключен к входу решающего блока, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, второй, третий и четвертый выходи которого соединены соответственно с синхронизирующими

входами первого регистра, блока коммутации и аналого-цифрового преобра зователя, а второй выход первого усилителя подключен к второму входу формирователя кода, а также блок формирования импульсов сдвига, ключ, второй регистр, блок запрета сдвига блок запрета младших разрядов и блок преобразования позиционного кода, выход которого подключен к треtoтьему входу формирователя кода, а вход соединен с вторым входом вт( го усилителя, первыми входами блока запрета сдвига и блока запрета младши;« разрядбв и выходом второго реги15стра, первый, второй и третий входы .-которого соединены соответственно С выходом ключа, выходом блока звпрета младших разрядов и пятым выходом синхронизатора, шестой выход которо20го подключен к второму входу блока запрета сдвига, выход которого соединен с первым входом ключа, к второму входу которого подключен выход блока формирования импульсов сдвига вход которого соединен с вторым вы-ходом первого усилителя, при этом второй вход блока запрета младших разрядов соединен с выходом решающего блока t 1 Однако известное устройство характеризуется низкой помехоустойчивостью кодирования. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости кодирования. Для этого в устройство введены регистр, блок сравнения, цифровой коммутатор, выход которого соединен с третьим входом формирователя кода, а первый вход соединен с выходом блока преобразователя позиционного кода, второй вход - с выходом аналбто-ЦИФРОВОГО преобразователя, тактовый вход - с седьмым выходом синхронизатора, а управляющий вход - с пер вым выходом блока сравнения, второй выход которого соединен с четвертым входом формирователя кода, первый вход - с выходом регистра, второй вход с выходом блока преобразова,1НР1Я позиционного кода и входом реги ра, тактовый вход которого соединен с восьмым выходом синхронизатора, девятый выход которого соединен с тактовым входом формирователя кода. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. Устройство для кодирования звуковых сигналов содержит первый усилитель 1, блок 2 коммутации, второй усилитель 3, аналого-цифровой преобразователь СДЦП Ц, формирователь кода 5 первый регист-р 6, решающий блок 7, синхронизатор 8, блок 9 формирования импульсов сдвига, ключ 10 второй регистр 11, блок 12 запрета сдвига, блок 13 запрета младших разрядов, блок 1 преобразования позиционного кода, регистр 15, блок 16 сравнения, цифровой коммутатор 17. Устройство работает следующим образом. Весь процесс кодирования разбит На два цикла для каждого отсчета входного сигнала. В первом цикле определяется знак и номер сегмента характеристики компандироаания, на который попадает данное значение отсчета сигнала или его огибающая, и принимается решение о том, что пере давать в младших разрядах выходного кода. При этом код сегмента характе)ристики компандирования передается только в двух случаях: если отсчет сигнала попал в новый более старший сегмент по сравнению с установившимся ранее и если за полупериод изменения знака кодируемого сигнала не произошло подтверждения установившегося в предыдущем полупериоде кода сегмента. Во втором цикле происходит непосредственное кодирование входного ригнала на выбранном сегменте характеристики компандирования. В первом цикле первый усилитель 1 вырабатывает код полярности входного сигнала. Go знакового выхода первого усилителя 1 сигнал поступает на ;вход формирователя кода 5 и формирует однополярный сигнал, который с сигнального выхода первого усилителя Iчерез блок 2 коммутации подается на сигнальный вход АЦП i, минуя второй усилитель 3. АЦП А формирует цифровой код, соответствующий величине входного сигнала. Этот код записывается в первом регистре 6 и поступает на решаю1рийблок 7, который ставит ему в соответствие коды, определяющие точки перегиба характеристики компандирования, и на основании этого сравнения вырабатывает номер сегмента характеристики компандирования в позиционном коде, который поступает на блок 13 запрета младших разрядов . Последний пропускает его на запись во второй регистр 11, где он записывается по тактовому импульсу с синхронизатора 8, только в том случае, если, поступивший с выхода решающего блока 7 позиционный код старше кода, записанного во втором регистре 11 в предыдущий момент дискретизации. Если код на выходе решающего блока 7 младше кода, записанного во втором регистре 11 в предыдущий момент дискретизации, то блок 13 запрета младших разрядов не пропускает его на выход и позиционный код во втором регистре 11 остается прежним. Выход второго регистра I1подключен к второму входу второго усилителя 3 поэтому изменение коэффициента усиления второго усилителя 3 возможно только в случае возникно вения более старшего кода в любой момент дискретизации, что предотвращает клиппирование. отдельных пиков звукового сигнала. Позиционный ф 5 код с выхода второго регистра 11 поступает на вход блока 1 преобразования позиционного кода, который вырабатывает нормальный двоичный код, и на управляющий вход блока 12 запрета сдвига. Блок 12 управляет . работой ключа 10, через который на первый вход второго регистра 11 подается с блока 9 формирования импульсов сдвига импульс отрицательного сдвига позиционного кода. В момент изменения знака на выходе блока 9 вырабатывается импульс, который клю чом 10, управляемым блоком 12, пропускается на первый вход второго регистра 11 в том и только том случае, если за промежуток времени между двумя последовательными изменёниями знака сигнала не произошло подтверждения позиционного кода (кода сегмента характеристики сжатия динамического диапазона, существующего на выходе второго регистра 11 в предыдущий полупериод. Если за перирд изменения знака кодируемого .сигнала произошло подтверждение позиционного кода на выходе второго ре гистра 11, установившегося в предыду щий полупериод изменения полярности сигнала, хотя бы один раз, то блок 1 запирает ключ 10 и импульс сдвига на второй регистр 11 не подается, а позиционный код на выходе последнего сохраняется на следующий полупериод изменения знака входного сигнала. В блоке 12 установлен элемент, запоминающий по TiaKTOBOMy импульсу синхронизатора 8 один отсчет сигнала, попадающий в установленный в предыдущем полупериоде изменения знака учас ток (сегмент) диапазона изменения сигнала. В начале каждого полупериода входного сигнала элемент памяти обнуляется, подготавливаясь к следую щему периоду работы. Позиционный код с выхода второго регистра 11 поступа ет на вход блока k который преобра зует его в нормальный двоичный код. Этот код поступает на второй вход блока 16 сравнения, на первый вход к торого поступает код сегмента предыд щего отсчета сигнала с выхода регис ра 15- В результате сравнения выраба тывается сигнал на выходе .блока 16 сравнения, поступающий на четвертый вход формирователя кода 5, который говорит что будет передаваться в данном случае сигнала в младших разрядах выходного кода, код сегмента 26 или код младших разрядов входного сигнала. Кроме того, вырабатывается сигнал управления цифрового коммута тора 17, который по тактовому импуль-су с синхронизатора 8 подключает третий вход формирователя кода 5 либо к выходу АЦП t, либо к выходу блока 1. Таким образом, по окончании первого цикла в формирователе кода 5 записаны код знака сигнала и код, определяющий, какая информация будет передана в младших разрядах выходного кода, а коэффициент передачи второго усилителя 3 выбран в соответствии с диапазоном изменения сигнала. Во втором цикле блок 2 коммутации по тактовому импульсу с синхронизатора 8 пропускает сигнал с выхода второго усилителя 3 на вход АЦП k, где производится непосредственное кодирование сигнала. Причем старшие разряды с выхода АЦП непосредственно поступают на первый вход формирователи кода S, а младшие разряды с выхода АЦП k поступают на второй вход цифрового коммутатора 17. Цифровой коммутатор 17 в зависимости от сигнала управления с блока 16 сравнения пропускает либо младшие разряды, либо код сегмента характеристики компандирования с выхода блока 1 на тpetий вход формирователя кода 5. По тактовому импульсу с синхронизатора В полностью сформированный код появляется на выходе формирователя кода 5 и сохраняется на нем до прихода следующего тактового импульса. Таким образом, устаняется избыточность выходного кода без заметного для наблюдателя ухудшения качества передаваемых звуковых сигналов. В результате снижается требование к пропускной способности цифровых каналов связи, что позволяет передавать по каналам связи (применительно для телефонных каналов, пропускной способностью кБит/с) при частоте дискретизации 32 кГц вместо 5|6 высококачественных звуковых программ. Формула изобретения Устройство для кодирования звуковых сигналов по авт. св. № 720715 отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости кодирования, введены регистр.