Badanie układów kompresora i ekspandora jako podzespołów kodeka PCM

Kompandacja PCM
Badanie układów kompresora i ekspandora jako podzespołów kodeka PCM
I. OPIS OGÓLNY MODELU KOMPANDACJI Model reprezentuje najważniejsze podzespoły jednokanałowego kodeka PCM niezbędne do realizacji procesy przetwarzania A/C z kompresją i C/A z ekspansją (wg zasady A). Kodek przeznaczony jest do kodowania i dekodowania sygnałów akustycznych w systemie PCM. Zadaniem części nadawczej jest pobieranie próbek sygnału analogowego i nieliniowa (kompresja według prawa A) konwersja AC na 8 bitowy sygnał PCM. Część odbiorcza pobiera 8 bitowy sygnał cyfrowy i dokonuje nieliniowej (ekspansja według prawa A) konwersji C/A na próbkę o odpowiedniej wartości analogowej.
Proces kodowania (w części nadawczej) rozpoczyna się od ustalenia na wejściu analogowym próbki sygnału analogowego, która podawana jest na jedno z wejść komparatora K. Następnie jest ona przetwarzana metodą kompensacji wagowej. Multiplekser przesyła równoległe dane z rejestru SAR do Expandora 8/13* bitów. Wynik konwersji wysterowuje 12 bitowy przetwornik C/A. Napięcie z przetwornika jest następnie zawracane na komparator K . Tak więc przetwornik A/C wykorzystuje w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego nieliniowy przetwornik C/A zrealizowany jako szeregowe połączenie Expandora i liniowego przetwornika C/A. Po zakończeniu procesu przetwarzania jego wynik zapamiętywany jest w rejestrze nadawczym. W procesie dekodowania bity z rejestru odbiorczego przetwarzane są przez układ expandora ( 8 ⇒ 13*) - przetwornik A/C.
Ze względu na wielotaktowość cyklu przetwarzania A/C (kompensacja wagowa) w odróżnieniu od jednotaktowej pracy przetwarzania C/A, pomiędzy cyklami przetwarzania A/C można dokonać przetwarzania C/A.
Model umożliwia przetwarzanie sygnałów analogowych o wartości napięć z przedziału ( -10V,+10V ).
Schemat blokowy modelu znajduje się w Dodatku ( rys.1 ).
II. SZCZEGÓŁOWY OPIS ELEMENTÓW MODELU Schemat ideowy modelu kompandacji PCM ( Rys.10 w Dodatku ) znajduje się w Dodatku .
1. Komparator K
Rolę komparatora pełni układ LM211, który został użyty głównie ze względu na dużą wartość maksymalnego wejściowego napięcia różnicowego (-15V,+15V), co pozwala na przetwarzanie napięć w zakresie ±Uref. Dzielnik napięcia na wyjściu komparatora zapewnia odpowiedni poziom sygnału potrzebny do sterowania układu logiki rejestru SAR (sygnał „KK” wprowadzany na pin 11 układu U6 - GAL22V10).
2. Rejestr SAR
Rejestr aproksymujący SAR składa się z ośmiu przerzutników JK ( F8 ÷ F1 ) oraz logiki kombinacyjnej zaprogramowanej w układzie GAL22V10, której schemat znajduje się w dodatku (rys.3). Przerzutnik F0 informuje o zakończeniu cyklu przetwarzania.

(…)

… F8 (największa waga). Po ustaleniu 12 bitów sterujących wejściem przetwornika C/A, jego napięcie wyjściowe steruje komparatorem K. Jeżeli wejściowy sygnał analogowy jest mniejszy od sygnału z przetwornika komparator informuje rejestr SAR poprzez wejście KK logiki kombinacyjnej, że należy wycofać 1 z wyjścia Q przerzutnika F8. Jeśli jest na odwrót - 1 pozostaje.
W następnych cyklach sytuacja…
... zobacz całą notatkę