Кодер с переменным шагом кодирования

Основной функцией кодера является выполнение операций квантования и кодирования АИМ сигналов, или иными словами, аналого-цифровой преобразование. Амплитуды АИМ сигналов кодируются в двоичном симметричном коде, при этом применяется принцип уравновешивания амплитуд тока кодируемых импульсов эталонными токами.

Используются кодеры взвешивающего типа с нелинейной характеристикой квантования. Нелинейное квантование заключается в изменении интервала квантования пропорционально изменению амплитуды входного сигнала, что позволяет достичь постоянства показателя: сигнал/искажение, появляющегося при ошибках квантования из-за резких изменений амплитуды сигнала, попадающих между отсчетами квантования.

При кодировании применяется 8-ми разрядный код, где символ первого разряда несет информацию о полярности кодируемого сигнала, символы 2-го – 4-го разрядов соответствуют номеру сегмента, в пределах которого находится амплитуда сигнала. Символы остальных 4-ех разрядов соответствуют номеру интервала квантования в пределах данного сегмента. Для этого сегмента разделяется на 16 уровней с постоянным шагом квантования. Дифференциальный компаратор К определяет знак сигнала, сравнивая его амплитуду с амплитудами эталонных сигналов, формируемых ФЭС1 и ФЭС2 (положительный, отрицательный). В каждом формирователе эталонных сигналов 11 ключей, замыкание которых подает одну из эталонных условных единиц. Восьмиразрядный цифровой регистр ЦР с линией управления записывает и хранит информацию, поступающую от компаратора. Устройство преобразования сигналов управления УПСУ преобразовывает семиразрядный код (без знакового символа), поступающий с выводов ЦР в сигналы управления ключами ФЭС. Устройство коммутации УКФ пропускает эти сигналы к одному из ФЭС в зависимости от знакового символа. Формирователь выходного сигнала Ф, преобразует параллельный код в последовательный. Принцип работы кодирующей схемы поясняется диаграммой.

Если сигнал на входе компаратора положительный, то символом в 1-ом такте будет 1, а если отрицательный – 0. Поступая на УКФ, эти символы определяют, какой из ФЭС будет работать в последующих сети тактах. При воздействии на компаратор 2,3,4 управляющих импульсов от устройства управления (УУ) ищется сегмент характеристики компрессии, в пределах которого находится амплитуда. Поиск осуществляется методом поразрядного уравновешивания. При этом во втором такте на вход компаратора (2) подается средний из сети эталонных сигналов, соответствующий границам сегментов (128). В последующем последовательность смены этих эталонов зависит от результата сравнения эталонов с амплитудой кодируемого импульса. Если , то по цепи обратной связи во второй триггер ЦР передается 1, а в следующем 3-ем такте на второй вход подается средний из эталонов, значения которых больше 128 (а именно, 512). Если , то по цепи обратной связи во второй триггер ЦР передается 0, а в следующем 3-ем такте на второй вход подается средний из эталонов, значения которых меньше 128 (а именно, 32).

Аналогично в 3-ем и 4-ом тактах, но уже в сегментах в соответствие с выбором во втором такте. Таким образом, к концу 4-го такта определяется эталонный сигнал, соответствующий нижней границе сегмента, в котором находится амплитуда, а во 2-ом – 4-ом триггерах ЦР будут записан двоичный номер сегмента.

Далее определяется положение амплитуды внутри выбранного сегмента. Для этого на протяжении 5 – 8 тактов последовательно осуществляется сравнение с эталонами, разделяющими выбранный сегмент. При этом поиск также начинается от середины сегмента, а последующий выбор эталонов зависит от того, в какой части сегмента оказалась амплитуда кодируемого сигнала.