5. Ответить на контрольные вопросы для зачёта( п.8 описания).

6. Сдать зачёт по работе на компьютере

1. Порядок выполнения работы.

Работа выполняется на компьютере.

При выполнении работы следует внимательно следить за подсказками и рекомендациями, помещаемыми внизу экрана. Там же указываются клавиши, необходимые в данный момент для управления. В случае непредвиденных ситуаций или непонятных комментариев компьютера не совершайте необдуманных действий, а обратитесь за помощью к преподавателю.

1. После открытия меню выбрать и прочитать «описание схемы».

2. Перейти к следующему пункту меню «работа схемы». Изучить работу схемы нелинейного кодера, при подаче на его вход различных значений тока сигнала на выбор.

3. Набрать заданное значение тока сигнала (таблица 1) по своему варианту, произвести ввод и кодирование.

4. Доработать отчёт: указать состояние выходов и работу ключей на схеме, включенные эталоны; построить временные диаграммы тока АИМ и тока ИКМ.

5. Перейти к следующему пункту меню «контрольные вопросы» и сдать зачёт.

1. Содержание отчёта.

1. Цель работы.

2. Домашнее задание (Две таблицы с результатами кодирования)

3. Схема нелинейного кодера (рис.2 из описания лаб. работы)

4. Результаты кодирования (доработка схемы и временные диаграммы).

8. Контрольные вопросы для зачёта:

8.1 Какие узлы входят в состав нелинейного кодера?

8.2 Какова кодовая комбинация на выходе линейного и нелинейного кодера, если на входе компаратора I_с = 23 у.е.

8.3 Какова кодовая комбинация на выходе линейного и нелинейного кодера, если на входе компаратора I_с = 71 у.е.

8.4 Назначение ПК.

8.5 Почему в кодере используются два ГЭТ ?

8.6 Что определяет кодер в первом такте кодирования?

8.7 По какому алгоритму выбирается основной эталонный ток?

8.8 Что определяет кодер во втором такте кодирования?

8.9 Каково максимальное количество ключей в ГЭТ?

8.10 Какой сигнал на выходе кодера?

8.11 Каково соотношение частот на входе и выходе кодера?

8.12 Назначение ключей ГЭТ.

8.13 Назначение компаратора.

8.14 Какова максимальная ошибка при нелинейном кодировании?

8.15 Достоинства нелинейного кодирования.

9. Приложение.

Квантование сигнала с линейной шкалой характеристики не позволяет получить высокое качество передачи сигнала с малой амплитудой. Поэтому в ЦСП с ИКМ применяется нелинейное квантование.

Наибольшее распространение получила квантующая амплитудная сегментная характеристика компрессии типа А-87,6 / 13. Она содержит 8 сегментов в положительной области и 8 – в отрицательной. Четыре центральных сегмента с шагом Δ = 1 у.е. объединены в один, поэтому их общее число на 2-х полярной характеристике равно 13. Каждый сегмент содержит по 16 шагов (уровней квантования). Каждый сегмент начинается с основного эталона. Внутри сегмента шаг равномерный, а при переходе к другому сегменту изменяется в 2 раза. В каждом сегменте по 4 дополнительных эталона.

Кодирование осуществляется за 8 тактов и состоит из 3 этапов:

1 этап – определение и кодирование полярности входного сигнала;

2 этап – определение и кодирование номера сегмента, и, значит, выбор основного эталона, с которого начинается этот сегмент;

3 этап – определение и кодирование номера уровня квантования (дополнительных эталонов в пределах выбранного сегмента).

Рис.1 Характеристика компандирования типа А-87,6/13

Таблица 1

Значения основных и дополнительных эталонов

№ сегмента	Кодовая комбинация	Эталонные сигналы					Шаг квантования	Эталоны коррекции
		основной	дополнительные
1	000	–	8	4	2	1	1	0,5
2	001	16	8	4	2	1	1	0,5
3	010	32	16	8	4	2	2	1
4	011	64	32	16	8	4	4	2
5	100	128	64	32	16	8	8	4
6	101	256	128	64	32	16	16	8
7	110	512	256	128	64	32	32	16
8	111	1024	512	256	128	64	64	32

Нелинейный кодер взвешивающего типа с цифровой компрессией эталонов содержит:

• компаратор К;

• блок выбора и коммутации эталонных токов БКЭ;

• генератор положительных ГЭТ1 и отрицательных ГЭТ2 эталонных токов;

• компрессирующую логику КЛ;

• цифровой регистр ЦР;

• преобразователь кода ПК.

Компаратор определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого отсчёта I_с и эталона I_эт. ГЭТ формирует эталонные токи. По построению он аналогичен ГЭТ линейного кодера, только количество формируемых эталонных токов равно 11, а значения этих эталонов равны 1, 2, 4, . . . , 1024 у.е. ЦР служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и формирования структуры кодовой группы. В зависимости от решений компаратора ЦР выбирает полярность ГЭТ и управляет работой компрессирующей логики. По мере образования кодовой комбинации формирователь считывает состояние выходов 1,2,...,8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Работой узлов кодера управляют устройства генераторного оборудования системы передачи.

Рис.2 Структурная схема нелинейного кодера взвешивающего типа с цифровой компрессией эталонов

Принцип работы нелинейного кодера во многом аналогичен работе линейного. Рассмотрим работу нелинейного кодера на примере кодирования отсчёта положительной полярности с амплитудой, равной 0.2, что равно примерно 410 у.е.

В исходном положении выходы 1…8 ЦР находятся в состоянии 0, ГЭТ отключены и I_эт = 0. Кодируемый отсчёт I_c подаётся на вход 1 компаратора. В момент предшествующий первому такту кодирования, первый выход ЦР переводится в состояние 1, чем включается ГЭТ1 положительной полярности. Ток I_эт = 0, а I_с > 0, поэтому на выходе компаратора (точка 3) в первом такте кодирования будет сформирован 0, и состояние 1 первого выхода ЦР сохранится. На этом заканчивается первый этап, в котором определяется и кодируется полярность отсчёта.

Второй этап кодирования – определение и кодирование номера сегмента, в котором заключена амплитуда отсчёта, начинается с того, что в состояние 1 переводится второй выход ЦР и на вход 2 компаратора подаётся ток I_эт4 величиной 128 у.е. (узел 4 характеристики компрессии). Поскольку в этом случае I_с > I_эт , во втором такте кодирования на выходе компаратора будет сформирован 0, и состояние 1 второго выхода ЦР сохранится. Далее эталон 128 у.е. снимается и в состояние 1 переводится третий выход ЦР, в результате чего на вход 2 компаратора вместо I_эт4 подаётся I_эт6 величиной 512 у.е. В этом случае I_с < I_эт, поэтому в третьем такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1, которая изменит состояние третьего выхода ЦР с 1 на 0. В состояние 1 переводится четвёртый выход ЦР и на вход 2 компаратора вместо I_эт6 подаётся I_эт5 величиной 256 у.е. Так как I_с > I_эт5 , то в четвёртом такте кодирования на выходе компаратора будет 0, и состояние четвёртого выхода ЦР сохранится. Итак, по окончании второго этапа кодирования 2…4-й выходы ЦР будут отмечены состоянием 101 соответственно, что в двоичном коде определяет номер узла (сегмента), в пределах которого находится амплитуда кодируемого отсчёта – узел 5 (сегмент С5).

Третий этап кодирования – определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в пределах которого находится амплитуда отсчёта I_c. Таких уровней квантования в пределах каждого сегмента 16, и все они могут быть получены с помощью дополнительных эталонных значений.

Для данного примера, когда I_с находится в сегменте 6, используются дополнительные эталонные значения 128, 64, 32, 16 у.е., а шаг квантования равен 16 у.е. В начале третьего этапа кодирования в состояние 1 переводится 5-й выход ЦР и к эталонному току 256 у.е. добавляется эталонный ток 128 у.е. Суммарный ток на входе 2 компаратора в этом случае составит 384 у.е. Поскольку при этом I_с > I_эт, в пятом такте кодирования на выходе компаратора будет 0 и состояние 1 пятого выхода сохранится. В состоянии 1 переводится 6-й выход ЦР, и к эталонным токам 384 у.е. прибавляется эталонный ток 64 у.е. Суммарное значение эталонного тока на выходе 2 компаратора в этом случае составит 448 у.е., что больше I_с. Решение компаратора в шестом такте кодирования будет 1 и состояние 6-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 64 у.е. В состояние 1 переводится 7-й выход ЦР, и к эталонному току 384 у.е. добавится эталонный ток 32 у.е. Суммарное значение эталонного тока на выходе 2 компаратора станет равным 416 у.е., что больше I_с. Поэтому в седьмом такте кодирования на выходе компаратора будет 1 и состояние 7-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 32 у.е. Наконец, в состояние 1 переводится последний 8-й выход ЦР, и к эталонному току 384 у.е. добавляется эталонный ток 16 у.е. Суммарное значение эталонного тока на выходе 2 компаратора станет равным 400 у.е. Очевидно, что решение компаратора в восьмом такте кодирования будет 0 и состояние 1 выхода 1 сохранится. Таким образом, по окончании третьего этапа кодирования 5…8-й выходы ЦР будут иметь состояние 1001, что в двоичном коде указывает на 9-й уровень квантования, находящийся в 6-м сегменте.

Итак, отсчёт с амплитудой 0,2I_max (410 у.е.) закодирован 8-разрядной кодовой комбинацией 11011001, указывающий, что кодируемый отсчёт имеет положительную полярность, находится в зоне 89-го уровня квантования и имеет вес 400 у.е. Нетрудно заметить, что в данном случае ошибка квантования составила 10 у.е. По мере завершения тактов кодирования преобразователь кода ПК считывает состояние выходов 1…8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный.

Описание составила и оформила

преподаватель спецдисциплин Посаженкова Т.М.