Raqamli signallarni hosil qilish tamoyillari. Asosiy raqamli kanal, standart raqamli oqimlar

4.8 – rasm. Kirish signali sathi funksiyasidagi signal / kvantlash shovqini nisbati.

Komponderdan foydalanilganda erishiladigan yutuq 4.8-rasmda ko‘rsatilgan (kompressor va eksponderdan tashkil topgan sxema komponder deyiladi). Bu rasmda absissalar o‘qida signal darajasi detsibellarda ko‘rsatilgan, ordinatalar o‘qida esa signalning R-darajalari va kvantlash shovqini (detsibellarda) ko‘rsatilgan. Abssissalar o‘qiga 45⁰ burchak ostida egilgan bir-to‘g‘ri chiziq kompander bo‘lmaganligida va butun diapozon 128 ta teng oraliqlarga bo‘lingan holdagi signal darajalari va kvantlash shovqini nisbati R (detsibellari) ni ifodalaydi. 2-egri chiziq ham diapozonni 128 ta oraliqlarga bo‘lishiga mos keladi, lekin bu holda komponder ishlatilishi ko‘zda tutiladi. Rasmdan ko‘rinib turibdiki, komponderning ishlatilishi past darajali signallar uchun kvantlashning signal/shovqin nisbatini ortishiga olib keladi (P_s1 dan kichik), R_s>P_s1, signal darajasida esa-bu nisbatning kamayishiga olib keladi. 0_db atrofida signal darajalari uchun kvantlashning signal/shovqin nisbatining sezilarli (darajalari uchun) kamayishi kompaderli sxema yuzaga keltiradigan cheklanishlarni keltirib chiqaradi, bu esa kvantlash shovqiniga o‘xshash buzilishlarga olib keladi. Komponderlashdan hosil bo‘ladigan yutuq quyidagi ifoda bilan aniqlanadi.

G = 20lgtg Qa.
Bu erda, G- detsibellarda ifodalangan komponderlashdagi yutuq.
Qa-x=0 nuqtadagi (4.8-rasm) X o‘qiga nisbatdan kompressiyaning normallashgan tavsifining egilishi burchagi.
Komponderlashdan hosil bo‘ladigan yutuq faqatgina X = 0 nuqtada emas, hatto X ning katta qiymatlarida ham mavjud bo‘lib, asta-sekin nolgacha kamayib boradi, so‘ngra esa manfiy qiymatlarga ega bo‘ladi, ya’ni kvantlashning signal/shovqin nisbatini kamayishiga olib keladi.
Komponderlashdan olinadigan yutuq tavsifining birinchi hosilasi birga teng bo‘lgan X ning qiymatlari uchun yutuq ham yo‘qotishlar ham bermaydi.
Bu tavsifni texnik realizatsiya qilish muammosi hosil bo‘ladi.
SHuning uchun, logarifmik tavsif raqamli sxema yordamida olish mumkin bo‘lgan bo‘lak-chiziqiy tavsifga almashtiriladi. Boshqa so‘z bilan aytganda i- segmentli tavsif hosil qilinadi. Bunda har bir keyingi segment diapozonni oshirib boriladi.



4.9-rasm. Segmentlarga bo‘linishi bilan kodlash tavsifi.

Oxirgi signalni o‘zgartirish tadbiri-bu kodlash.

Kvantlash darajasi soni oxiri bo‘lganligi uchun, ularning hammasiga nomer qo‘yish mumkin (0 dan n-1 gacha) va har bir nomerni ikkilangan kod so‘zi ko‘rinishida keltirish mumkin (kod kombinatsiyalari mantiqiy “1” va “0”dan). Natijada signal n- bitli so‘zlar ketma-ketligiga aylandi, ya’ni raqamli bo‘ladi.
Agar mantiqiy “1” mos elektrik impuls va mantiqiy “0”ga pauza qo‘yilsa, amplitudaning diskretlarini signallar kodli guruhi ko‘rinishida aloqa liniyasidan uzatish mumkin. Bunda signal impulslari bir xil amplituda va bir xil pauzalar kombinatsiyasi ko‘rinishida bo‘ladi (2.10-rasm).





4.10-rasm. Liniyali kvantlashda kodlash.

AIM signalni liniyali o‘zgartirishdan tashqari kompressiya va ekspanderlash, nochiziqiy koder va dekoder hamda liniyali kodlashdan so‘ng kodni raqamli o‘zgartirish yo‘li bilan (raqamli kompressiya) usullari mavjud.

Raqamli kompressiyada signal liniyaviy koderda anologli kompressiyada qabul qilingan (masalan, 256) dan, ko‘p sonli kvantlash qadami (masalan, qadam soni 4096) bilan kodlanadi. Keyin olingan 4096 kombinatsiyadan faqat 256 tasi tanlab olinadi. 4.1-jadvalda o‘n ikki simvolli kodli kombinatsiyalarni sakkiz simvollikka o‘zgartirish usuli keltirilgan.

12 razryadli kodni 8 razryadli kodga o‘zgartirish tamoyili

4.1-jadval

Segment	Kompressiyadan oldingi kod	Kompressiyadan keyingi kod
7	S 1 W X Y Z . . . . . .	S 1 1 1 W X Y Z
6	S 0 1 W X Y Z . . . . .	S 1 1 0 W X Y Z
5	S 0 0 1 W X Y Z . . . .	S 1 0 1 W X Y Z
4	S 0 0 0 1 W X Y Z . . .	S 1 0 0 W X Y Z
3	S 0 0 0 0 1 W X Y Z . .	S 0 1 0 W X Y Z
2	S 0 0 0 0 0 1 W X Y Z .	S 0 1 0 W X Y Z
1b	S 0 0 0 0 0 0 1 W X Y Z	S 1 1 0 W X Y Z
1a	S 0 0 0 0 0 0 0 W X Y Z	S 0 0 0 W X Y Z

Sakkiz razryadli kodning birinchi S simvoli kopressiyadan oldindagiga o‘xshab, diskretning ishorasi xaqidagi axborotni olib keladi. Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, kompressiya “musbat” va «manfiy» diskretlari uchun simmetrikdir. Kodli kombinatsiyaning ikkinchi – A, uchinchi –V va to‘rtinchi –S simvollari, kompressiyadan keyin kodlangan diskret joylashgan segment nomerini aniqlaydi (segment nomerini o‘n ikki razryadli kombinatsiyaning WXYZ simvollari oldida yuzaga keladigan nollar soni bo‘yicha aniqlanadi). 1a va 1b segmentlar 0 dan 32 gacha bo‘lgan kvantlash qadamlarining nomerini o‘z ichiga oladi, ular diskretlarning eng kichik qiymatlariga mos keladi.

WXYZ- belgilar o‘zgartirilmagan holda kompressiyadan so‘ng kodli kombinatsiyaga ko‘chiriladi. Kompressiyadan so‘ng kodli kombinatsiyalarning ikkinchi segmentida faqatgina 16 ta kvantlash qadamining nomeri bo‘ladi. Bu nomerlarni oxirgi ikkilik belgini olib tashlash yo‘li bilan 32 tadan 64 tagacha kvantlash qadamlarining amplitudalarning diskretlariga mos 32 ta sondan olinadi. SHunga o‘xshash keyingi segmentlarda 2,3... 6 ta ikkilik belgilarini olib tashlash yo‘li bilan olingan 16 ta nomerdan iborat navbatdagi guruhlar joylashtiriladi.
Nochiziqiy koder va dekoder komponder funksiyasi bilan shaxsiy o‘zgartirgichlar funksiyasini birlashtiradi. Ular sxemasi va ishlash tamoyili liniyaviy kodekni anologiyasi. Farqi etalon manbani ulash ketma-ketligi birmuncha boshqacha. SHu yordamida 8 simvolda diskretni etarli aniqlik darajasida kodlash mumkin (ekvivalent kodli kombinatsiya liniyaviy kodlashda 12 simvolni talab qiladi).
Agar koder 8-simvolli kombinatsiyaga A qonuni bo‘yicha kompressiya bilan o‘zgartiradi deb, taxmin qilinsa, unda kodlash jarayoni quyidagicha o‘tadi. Birinchi taktda yig‘indi oluvchi sxemadan nolinchi signal tushganida kombinatsiyani birinchi simvoli aniqlanadi (4.11-rasm).





4.11-rasm. Nochiziqiy koder.

Komparator yoki hal qilish sxemasi bir ma’noda javob beradi: kirish signali musbatmi yoki manfiymi, bunda ular chiqishda mos ravishda 1 yoki 0 simvoli bo‘ladi. Kod kombinatsiyaning keyingi simvollarini aniqlashda musbat va manfiy diskretlar bir xil kodlanadi. Lekin musbat diskretlarni kodlash uchun qutbi musbatli etalon manbai, manfiyli etaloni manbai ishlatiladi. Ikkinchi, uchinchi va to‘rtinchi taktlar davomida diskretlarni kodlash uchun qutbi manfiyli etalon manbai ishlatiladi.Ikkinchi, uchinchi va to‘rtinchi taktlar davomida diskret joylashgan segment aniqlanadi. Bu segmentlar chegarasi taxmin qilganda, maksimal diskret 2048 mos to‘shadi, keyingilari 0, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 va 2048. keyingi kodlash uchun ½, ¼, 1/8 va 1/16 segmentga teng kattalik bilan etaloni ulanadi va kodli kombinatsiyaning to‘rtta oxirgi simvollari aniqlanadi.

Nochiziqiy kvantlashdan kodlash 4.2 -jadval tariqasida keltirilgan.


4.2-jadval

№