Наибольшее распространение в системах ВД-ИКМ получили нелинейные кодеры взвешивающего типа с цифровым компандированием эталонов. В таких кодерах характеристика компрессии (экспандирования) не является непрерывной (аналоговой), а представляется ломаной линией, состоящей из прямолинейных отрезков (сегментов), приближенно представляющих (аппроксимирующих) заданный законы сжатия и расширения динамического диапазона сигналов. Необходимая форма характеристики компрессии (сжатия) и экспондирования (расширения) в этих кодерах формируется с помощью цифровых логических устройств, управляющих переключением эталонов.
В качестве международного стандарта для нелинейных кодеров взвешивающего типа принята сегментная характеристика компандировадия типа А-87,6/13, показанная на рисунке 2.
Так, характеристика компрессии в положительной области содержит
сегменты СО, С1, ... С7, ограниченные точками (узлами): 0-1,1-2, …, 7-8 (рис.2). Аналогичным образом строится характеристика для отрицательной области значений входного сигнала.
Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях) объединяются в один центральный сегмент, поэтому общее количество сегментов на двухполярной характеристике равно 13. Каждый из 16 сегментов характеристики содержит по 16 шагов (уровней) квантования, а общее число уровней 256, из них 128 положительных и 128 отрицательных.
Каждый сегмент начинается с определенного эталона, данного в таблице 1 как основной. Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а величина шага при переходе от одного сегмента к другому изменяется вдвое, начиная с центрального сегмента, куда входят СО и С1. Значения шагов квантования каждого сегмента указаны в соответствующей колонке таблицы 1. Сочетания дополнительных эталонов позволяют получить любой из 16 уровней квантования в данном сегменте. При изменении шага квантования изменяется крутизна характеристики. Крутизна изменяется дискретно в точках излома (узлах) характеристики. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях характеристики) имеют одинаковую крутизну и равные шага квантования.
Кодер - преобразует сигнал АИМ-II в ИКМ.
Этапы нелинейного кодирования:
1. Определение полярности кодируемого отсчета (1 такт)
2. Определение сегмента, в котором находится кодируемый отсчет (2,3,4 такт),
3. Определение шага квантования внутри сегмента (5,6,7,8 такт),
Состав кодера
К – компаратор
Имеет 2 входа, на первый поступает ток сигнала (Ic), на второй эталонные токи от ГЭТ (Iэт).
К сравнивает Iс и Iэт.
Если Iс > Iэт, то на выходе К фиксируется 0
Iс < Iэт, то на выходе К фиксируется 1
ГЭТ - генератор эталонных токов вырабатывает эталонные токи положительной и отрицательной полярности.
ЛУ - логическое устройство выбирает полярность ГЭТ и управляет работой БКЭ.
БКЭ – блок выбора и коммутации эталонных токов. Преобразует 11 разрядный код в 7 разрядный.
ПК - преобразует параллельный .код в последовательный.
Работа кодера.
Закодируем U = 300Δ