Кодирование

В процессе кодирования квантованному АИМ–сигналу ставится в соответствие двоичный код, который и передается в цифровую телекоммуникационную систему. В простейшем случае в качестве кода используется номер уровня квантования. При этом для используемых в телефонии 256 уровней квантования требуется 8 разрядный двоичный код для каждого отсчета. Таким образом, передача информации в одном цифровом телефонном канале осуществляется со скоростью 8F_D = 64 кбит/сек.

С технической точки зрения кодирование, по крайней мере, первичное, осуществляется одновременно с дискретизацией. Например, в телефонных кофидеках чаще всего используется метод последовательного приближения (поразрядного уравновешивания). В этом методе формируются пробные коды, которые поступают в цифро–аналоговый преобразователь, а выходной сигнал последнего u_ПР сравнивается при помощи компаратора с аналоговым входным сигналом u_ВХ (рис. 4.). В качестве примера на рис. 5. показаны графики процесса преобразования для четырехразрядного АЦП.

В исходном состоянии во всех разрядах регистра последовательных приближений (РПП) устанавливаются нули. Затем в каждой из них начиная со старшего поочередно (при каждом поступлении тактового импульса) устанавливается единица. На первом шаге устанавливается 1 в старшем разряде РПП и на выходе ЦАП появляется напряжение u_ПР1 = . Так как в нашем примере (рис. 5.) u_ВХ в старшем разряде единичный уровень заменяется на нулевой. В следующем такте устанавливается единица во втором разряде РПП и с выхода ЦАП поступает напряжение u_ПР2= . Так как u_ВХ , во втором разряде РПП единица остается. На третьем шаге устанавливается единица в третьем разряде. Теперь с выхода ЦАП поступает напряжение u_ПР3 = + . Учитывая, что в нашем примере + .u_ВХ, единица в третьем разряде также сохраняется. На последнем шаге u_ВХ сравнивается с u_ПР4 = + + и в четвертом разряде устанавливается ноль. Таким образом, в результате преобразования получаем код 0110. При неравномерном кодировании исходный сигнал предварительно подвергается компандированию.

Декодирование

При декодировании ИКМ сигнала осуществляется обратное преобразование кода в АИМ–сигнал. Для этого последовательный код преобразуется в параллельный и поступает в цифроаналоговый преобразователь. При этом сигналы, соответствующие единицам кодовой последовательности суммируются (каждый со своим весом) и на выходе возникает импульс с амплитудой u_КВ, соответствующей принятому коду (рис. 6.). Весовые коэффициенты при декодировании такие же, как и при кодировании. Исходный аналоговый сигнал u_ВЫХ выделяется из АИМ–сигнала с помощью фильтра низких частот.

Можно показать, что амплитудно–частотная характеристика цифро–аналогового преобразователя определяется формулой

_ЦАП = (5)

где – длительность импульсов АИМ–сигнала; – период дискретизации.

Как правило, в декодерах для увеличения коэффициента передачи используют широкие импульсы = (случайные функции). Однако при этом частотная характеристика становиться неравномерной; коэффициент передачи с частотой уменьшается в соответствии с (5). Для компенсации этих искажений частотную характеристику приемного ФНЧ корректируют ( –коррекция), увеличивая коэффициент передачи в верхней части спектра сигнала.