TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Выбор кода аналого-цифрового преобразователя

Кодирование отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется устройством, которое называется кодером или аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Кодирование двуполярных отсчетов квантованного АИМ-сигнала осуществляется симметричным кодом, в котором для обозначения знака полярности отсчета используется первый разряд («1» используется для обозначения положительного отсчета, а «0» - для обозначения отрицательного отсчета), а остальные разряды используются для обозначения абсолютной величины.

Весьма удобным графическим представлением кодов является таблица - кодовый растр, иллюстрирующий всю кодовую таблицу путем представления ее комбинацией по порядку уровней, рисунке 3.1. На рис. 3.1,а показана кодовая таблица 4-разрядного натурального двоичного кода; единицы (знаки) и нули (пробелы) показаны соответственно черными и белыми квадратами; на рисунке 3.1, б приведена кодовая таблица симметричного двоичного кода, где все разряды, кроме высшего, используются для кодирования абсолютного значения уровня отсчета в виде двоичного кода.

Рисунок 3.1. Таблица двоичных кодов: a - натурального; б - симметричного

Кодирование по А-закону компандирования предусматривает разбиение характеристики компандирования на сегменты, в пределах которых осуществляется линейное квантование с соответствующим этому сегменту шагом квантования. Число разрядов для кодирования номера сегмента рассчитывается по формуле

,

где Dc - динамический диапазон сигнала, определенный по методике изложенной выше.

В пределах каждого сегмента число шагов квантования является величиной постоянной. Число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно:

Таким образом, кодовая комбинация, необходимая для кодирования АИМ квантованных отсчетов будет иметь вид:

.

Рассчитаем и по формулам (1.11) и (1.12) соответственно

По итогам расчета получим кодовую группу имеющую вид Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7, где символ Q1 (0 или 1) обозначает полярность кодируемого отсчета; Q2Q3Q4 - символы, обозначающие номер сегмента, в который попадает кодируемый отсчет, и представляющие собой натуральный двоичный код номера сегмента; Q5Q6Q7 - символы обозначающие номер уровня квантования внутри сегмента.

Уровни квантования, соответствующие нижним границам сегментов, образуют ряд 0δ, 16δ, 32δ, … 1024δ (δ - минимальный шаг квантования). В пределах каждого сегмента 16 уровней квантования формируются с помощью четырех эталонных сигналов. Значения этих сигналов для каждого сегмента и алгоритм кодирования номера сегмента показаны в таблице 3.2.

Таблица.3.2

Для формирования всех уровней квантования при кодировании сигнала одной полярности, как следует изрисунке 3.2, достаточно 11 эталонных сигналов; при кодировании одного отсчета одновременно используется не более пяти эталонных сигналов: один для определения границы сегмента и четыре для определения шага квантования в пределах сегмента.

Для уменьшения искажений при декодировании используется 12-й корректирующий эталон, равный половине минимального шага квантования сегмента, в котором находится конкретный отсчет. Согласно проведённому расчёту, число разрядов для кодирования уровней в пределах сегмента равно трём, следовательно, при кодировании будет использоваться только три старших эталонных разряда. Структурная схема нелинейного АЦП приведена на рисунке 3.3, где приняты такие обозначения: К - компаратор; БКЭ - блок выбора и коммутации эталонных сигналов; ГЭТ+ - генератор положительных эталонных сигналов; ГЭТ- - генератор отрицательных эталонных сигналов; КЛ - компрессирующая логика; ЦР - цифровой регистр; ПК - преобразователь кода из параллельного в последовательный; ГО - генератор тактовой частоты.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи

Микроконтроллерная система управления трехобмоточным бесколлекторным двигателем постоянного тока
В настоящее время в системах управления и обработки данных все чаще применяются микроконтроллеры, решающие широкий спектр задач. Однокристальные микроконтроллеры (ОМК) являются наиболее массовым видом устройств современной микропроцессорной техники, годовой объем выпуска которых составляет более 2,5 млр ...

Все права защищены! 2020 - www.techshape.ru