Кодир. устройство предназначено для преобразования отсчётов напряжения сигнала U в эквивалентную кодовую комбинацию (или число N). В зависимости от вида функции преобразования N=φ(U) кодеры классифицируются по вариантам:
1) кодеры с линейной шкалой квантования, когда N=k*|U/Δ|, k=const,Δ=const (на рис-1);
2) кодеры с нелинейной шкалой квантования N≠k*|U/Δ| (на рис-2).
По принципу действия различают след. Типы кодеров: а) кодеры последовательного счёта; б) кодеры с поразрядным взвешиванием; в) матричные кодеры.
Линейные кодеры последовательного счёта строится по схеме рис 13.9, где 1 - широтно-импульсный модулятор; 2 – схема И; 3 – генератор импульсов; 4 – последовательный счётчик импульсов; 5 – буферная память. Входной АИМ сигнал U1 преобразуется в ШИМ сигнал U2. Длительность импульсов ШИМ сигнала τi пропорциональна амплитуде импульсов входного АИМ сигнала. Модулированные по длительности импульсы подаются на первый вход логической ячейки И, на второй вход которой подаётся последовательность коротких импульсов U3 от генераторного оборудования. На выходе ячейки И получим пачки импульсов U4; количество импульсов в каждой пачке Ni пропорционально длительности импульсов ШИМ и, следовательно, пропорционально амплитуде отсчётных импульсов АИМ сигнала U1. Далее сигнал U4 поступает на последовательный счётчик. Структ. схема счётчика вместе с буфером памяти на рис 13.11. Ячейки последовательного счётчика на триггерах Т1-Тm производят счёт импульсов, содержащихся в каждой пачке, и после считывания состояний ячеек счётчика формируется двоичная m-разрядная кодовая группа в параллельном коде. По окончании процесса счёта перед поступлением на счётчик следующей пачки импульсов производится сброс ячеек счётчика (опустошение), и он готов для дальнейшего счёта. Такой счётчик рассчитан на максимальное число импульсов Nmax=2m, где m – число символов в кодовой комбинации. Триггеры Т1’, Т2’,…,Тm’ являются триггерами промежуточной памяти и относится к блоку буферной памяти. Сигнал от этих триггеров подаётся далее на логические ячейки И1-Иm, на другой вход которых поступают соответствующие импульсы y1-ym опроса состояния буферной памяти. Выходы ячеек И подсоединены ко входу многовходовой логической ячейки ИЛИ, на входе которой получаем ИКМ сигнал в последовательном коде.
Среди достоинств кодера линейного счёта можно назвать простоту, надёжность и повышенную точность работы. К недостаткам – необходимы логические элементы с высоким быстродействием, определяемым величиной F0 (частота поступления счётных импульсов).
Линейные декодеры.
Декодирование цифрового сигнала состоит в преобразовании кодовых групп цифрового сигнала (ЦС) в последовательность выборок соответствующей амплитуды. Известны различные варианты построения линейных декодеров. Наиболее часто применяются декодеры взвешивающего типа. Они могут быть построены на основе последовательной или параллельной обработки импульсов кодовых групп. Очевидно, что во втором случае скорость работы функциональных узлов декодера уменьшается в m раз. Поэтому практическое применение находят декодеры параллельного кода. Взвешивающий декодер состоит преобразователя последовательного кода в параллельный – 1, выполненного на триггерах по схеме рис. 13.11 (без схем И, ИЛИ), и блока эталонных напряжений – 2. Суммарное напряжение на выходе декодера с учётом всех символов кодовой группы будет . Для уменьшения ошибки квантования к этому напряжению добавляется напряжение величиной Uэтm/2. Практически это делается с использованием блока эталонов.