Тема 2.2. Кодирующие и декодирующие устройства.

Кодер с линейной шкалой квантования называется линейным, а с нелинейной шкалой квантования называется нелинейным.

Квантование сигнала с линейной шкалой характеристики не позволяет получить высокое качество передачи сигнала с малой амплитудой. Поэтому в системах ИКМ-ВРК квантование с линейной шкалой практически не применяется. Необходимое качество передачи сигналов достигается, при выполнении квантования с неравномерной шкалой. Однако кодеры с нелинейной шкалой строятся на базе кодеров с линейной шкалой квантования. По этой причине рассмотрим вначале принцип построения и работы кодером с линейной шкалой квантования.

По принципам действия колеры делятся на три основные группы:

• счетного типа;
• взвешивающего типа;
• матричные.

Наиболее просто двоичное кодирование осуществляется в кодерах взвешивающего типа. Принцип работы таких кодеров заключается в уравновешивании кодируемых отсчетов эталонными токами или просто эталонами с определенными весами (значениями). Кодирование в этом случае можно представить как процесс поэтапного взвешивания на чашечных весах, снабженных указателями "больше — меньше". На одну чашу весов помещается кодируемый отсчет, а на другую последовательно устанавливают эталоны (гири), начиная с эталона наибольшего веса. На каждом из этапов (тактов) взвешивания по указателю "больше — меньше" принимают соответствующее решение: если отсчет тяжелее эталона, то последний оставляют на чаше весов и добавляют эталон следующего меньшего веса. В противном случае первый эталон снимают и устанавливают эталон меньшего веса. Очевидно, что по окончании взвешивания отсчет будет уравновешен эталонами, сумма которых с точностью до эталона наименьшего веса будет равна “весу” отсчета. Значение эталона наименьшего веса и будет максимально возможной ошибкой квантования. Если результат каждого из этапов взвешивания записать, отмечая единицей, оставление эталона на чаше весов, а нулем его снятие, го по окончании взвешивания получим запись веса отсчета в двоичном коде. Процесс декодирования (восстановление передаваемой амплитуды отсчета) в этом случае может быть представлен как суммирование эталонов "гирь" с весовыми значениями тех разрядов, где в кодовой комбинации имеются единицы. Принцип построения кодера с линейной характеристикой квантования показан на рис. 1.

Рис. 1.

Для упрощения работы рассмотрим кодирование однополярных положительных импульсов. Кодер содержит компаратор К. генератор эталонных токов ГЭТ, логическое устройство ЛУ, преобразователь кода ПК.

Компаратор (указатель "больше - меньше") определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого сигнала (отсчета) Iс и суммой эталонных токов Iэт, Iс-Iэт. Если в момент такта кодирования эта разность положительная, т. е. Iс < Iэт, то на выходе компаратора (точка 3) формируется 0 (пробел), в противном случае, т. е. при 1с < 1эт, формируется 1 (импульс).

Логическое устройство служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и управления работой ключей Кл1 - Кл7. Преобразователь кода преобразует параллельный код в последовательный, формируя выходной ИКМ сигнал. Управление работой узлов кодера осуществляется сигналами, поступающими от генераторного оборудования ГО системы передачи.

Примем шаг линейного квантования Δ, тогда значение эталонных токов будет Δ, 2Δ, 4Δ ... 2^{m - 1}Δ, где m - разрядность кодовой комбинации. Структура кодовой группы формируется на выходах 1, 2 …, m логического устройства. На рис. 63 показано формирование 7-разрядной кодовой группы. Перед началом кодирования все выходы ЛУ устанавливаются в состояние 0. В моменты, предшествующие такту кодирования, выходы ЛУ последовательно, начиная с первого, переводятся в состояние 1. Решение компаратора это состояние сохраняет, если в момент такта кодирования на его выходе формируется 0: если на выходе компаратора формируется 1, выход ЛУ переводится в 0. Состояние выхода ЛУ, отмеченное как 1, означает замыкание соответствующего ключа или подключение эталонного тока определенного веса в точку суммирования эталонных токов (вход 2 компаратора). Состояние 1 первого выхода ЛУ замыкает Кл1, второго выхода - Кл2, ... седьмого выхода - Кл7.

Работу кодера можно пояснить на примере кодирования положительного отсчета с амплитудой Iс= 105.3Δ. Кодирование такого отсчета производится 7-разрядной кодовой группой, что позволяет закодировать 128 уровней. Для этого используется семь эталонных токов с условными весами Δ, 2Δ, 4Δ …, 64Δ (см. рис. 1).

Кодируемый отсчет Iс подается на первый вход (1) компаратора, цикл кодирования начинается с установки первого выхода ЛУ в состояние 1 или замыкания ключа Кл1. Поскольку разность Iс-Iэт>0, то в первом такте кодирования на выходе компаратора будет сформирован 0. состояние 1 первого выхода ЛУ сохранится и в состояние 1 переводится второй выход ЛУ В результате суммарное значение эталонных токов перед началом второго такта становится равным 96.

Рис. 2.

Несмотря на увеличение эталонного тока, неравенство Iс > Iэт сохраняется. Поэтому во втором такте на выходе компаратора опять будет сформирован 0, состояние второго выхода ЛУ сохранится, а состояние третьего выхода ЛУ переводится в 1. В результате суммарное значение эталонных токов перед началом третьего такта становится равным 112Δ. Это превышает значение амплитуды кодируемого отсчета Iс - Iэт < 0, и в третьем такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1. При записи в ЛУ эта единица изменит состояние третьего выхода с 1 на 0, разомкнётся ключ Клз и отключит ток 16Δ. а выход 4 будет переведен в состояние 1. Теперь сумма эталонных токов будет равна 104Δ(64+32+8), что меньше значения Iс. В четвертом, пятом, шестом и седьмом тактах кодирования будут подключаться эталонные токи 4Δ, 2Δ, Δ. Последовательность решении компаратора в процессе кодирования Iс представлена на рис. 1 комбинацией двоичных символов 0010110.

По окончании седьмого такта кодирования на выходах ЛУ будет сформирована комбинация 1101001. представляющая в параллельном 7 разрядном двоичном коде величину кодируемого отсчета 105Δ. Как легко определить, ошибка квантования в этом случае будет равна 0.3Δ. По мере формирования кодовой комбинации преобразователь кода преобразует ее в последовательность двоичных символов, представляющих собой выходной сигнал кодера. По окончании кодирования сигналы, поступающие от ГО, переводят узлы кодера в исходное состояние, подготавливая его к кодированию следующего отсчета.

Рассмотрим построение кодера при кодировании двух полярных сигналов (рис. 2). В этом случае потребуются два ГЭТ для кодирования положительных и отрицательных значений амплитуды отсчета. При необходимости кодирования 128 положительных и 128 отрицательных уровней потребуется 8-разрядная кодовая комбинация, причем первый разряд будет кодировать полярность сигнала. При той же логике работы компаратора, что и в случае кодирования однополярных сигналов, возникает следующая ситуация. Кодируя Iс = 105,3Δ и сравнивая с первым эталоном 64Δ, получаем 105,ЗΔ-64Δ>0. Этот эталон остается включенным. Сравнивая теперь Iс=-105,3Δ с первым эталоном -64Δ, получаем -105,ЗΔ-(-64Δ) < 0. Эталон при этом выключается. Для устранения данного недостатка при кодировании отрицательных значений амплитуды отсчетов на выходе компаратора включается инвертор, и значения сигналов на выходе компаратора будут инвертироваться.

Для примера рассмотрим работу кодера при кодировании отсчета с отрицательной амплитудой Iс="-105.3Δ." Кодируемый отсчет подается на первый вход (1) компаратора, а цикл начинается с установки первого выхода ЛУ в состояние 1. В этом случае замыкается ключ Кл+ источника положительных эталонных токов (напомним, что выходы 2...8 ЛУ при этом находятся в состоянии 0, т. е. Кл1 - Кл; и Кл1' - Кл7' разомкнуты, на втором входе компаратора, Iэт = 0 Поскольку отсчет имеет отрицательную полярность, т. е. Iс < 0. то в первом такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1 и состояние первого выхода Л У станет 0. Тогда Кл+ будет разомкнут, а через инвертор DD2 будет включен Кл-. Единица на выходе инвертора DD2 изменит и положение ключа Кл К на выходе компаратора и к нему подключится инвертор. Необходимость такой операции пояснялась ранее. Таким образом, согласно полярности амплитуды входного сигнала включен ГЭТ отрицательных эталонных токов и схема готова к следующим этапам кодирования, для чего переводится в состояние 1 второй выход ЛУ. На этом первый этап определения и кодирования полярности отсчета закончен.

Перевод в состояние 1 второго выхода ЛУ обеспечивает подключение через Кл'1 эталонного тока - 64Δ в точку суммирования этапов (Вх. 2 компаратора). Во втором такте кодирования компаратор определяет знак разности между Iс= - 105.3Δ и Iэт= - 64Δ. Поскольку Iс - Iэт < 0, то на выходе компаратора формируется 1, а на выходе инвертора DD1 будет 0 и эталонный ток -64Δ останется включенным. Аналогично пройдут и другие этапы кодирования. Последовательность решений компаратора в процессе кодирования Iс представлена на рис. 2 в точке 4 комбинацией двоичных символов 10010110 (напомним, что первый символ 1 этой комбинации прошел с выхода компаратора до включения инвертора). По окончании восьмого этапа кодирования на выходах ЛУ будет сформулирована комбинация 01101001, представляющая в 8-разрядном симметричном двоичном коде значение амплитуды отсчета - 105. Управляют работой кодера импульсы, поступающие от ГО. Принцип построения линейного декодера для восстановления двуполярного сигнала показан на рис. 3. Декодер содержит преобразователь кода ПК, логическое устройство ЛУ и генератор эталонных токов ГЭТ.

Рис. 3.

Декодирование ведется в порядке, обратном процессу кодирования. Вначале 8 разрядная кодовая группа принятою ИКМ сигнала с помощью преобразователя кода преобразуется в параллельную кодовую группу символов, которая формируется на выходах 1-8 ПК. В соответствии с принятой кодовой комбинацией ЛУ вырабатывает сигналы управления, включающие ключи эталонных токов соответствующих S разрядов. Включаются ключи тех разрядов, где на выходе ЛУ изменяется 1. В симметричном двоичном коде первый разряд определяет полярность источника эталонных токов. В этом случае 1 включает положительный источник эталонных токов Еэт, а 0 через инвертор включает отрицательный источник эталонных токов - Еэт.

Рис. 4. Характеристика квантования линейного кодера и декодера

На рисунке 3 показан пример декодирования кодовой комбинации 01101001. При декодировании замыкаются ключи Кл-, Кл'1, Кл'2, Кл'4, Кл'7 и формируется суммарный эталонный ток отрицательной полярности величиной 105Δ.

Кодеры и декодеры с равномерным шагом квантования имеют реальную характеристику квантования, показанною на рис. 4. На этой характеристике можно отметить ее неравномерность в начале координат, точнее, первые ступеньки в положительной и отрицательной областях характеристики. Это приводит к отклонению реальной характеристики от идеальной, представляющей собой прямую линию, проходящую через начало координат. Обработка сигнала с такой характеристикой квантования вызывает его дополнительные искажения. Для уменьшения этих искажений при декодировании значение амплитуды отсчета положительной и отрицательной полярностей увеличиваются дополнительно на половину шага квантования. Для этого в реальных декодерах используются дополнительные эталонные токи со значениями 0,5Δ и -0,5Δ. Это равносильно смещению характеристики в положительной области вверх, а в отрицательной области вниз, на половину шага квантования.

В системах ИКМ—ВРК, вместо плавной амплитудной характеристики, которую имеют аналоговые компандеры, применяются сегментные характеристика. Они представляют собой кусочно-ломаную аппроксимацию плавных характеристик, при которой изменение крутизны происходит дискретными ступенями. Наибольшее распространение получила сегментная характеристика компанднрования типа А -87,6/13, где аппроксимация логарифмической характеристики производится по так называемому А-закону, соответствующему выражениям:

Здесь А - коэффициент компрессии, равный 87.6, а сама характеристика строится из 13 сегментов. Такая характеристика показана на рис. 5. Она содержит в положительной области сегменты C1, C2, СЗ, ..., С8, находящиеся между точками (узлами) 0-1, 1-2, 2-3, ..., 7-8.

Рис. 5.

Аналогичным образом строится характеристика для отрицательной области значений входного сигнала.

Таблица. 1.

Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях) объединяются в один центральный сегмент, поэтому общее число сегментов на двухполярной характеристике равно 13. Каждый из 16 сегментов характеристики содержит по 16 шагов (уровней), квантования, а общее число уровней равно 256, из них 128 положительных и 128 отрицательных.

Каждый сегмент начинается с определенного эталона, называемого основным. Эти эталоны на рис. 5 указаны в начале каждого сегмента. Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а при переходе от одного к другому сегменту изменяется в 2 раза, начиная с центрального сегмента, куда входят С1 и С2. Значения основных и дополнительных эталонов, шагов квантования даны в табл. 1

Все эталонные значения в табл. 1 даны в условных единицах по отношению к значению минимального шага квантования. Сочетание дополнительных эталонов позволяет получить любой из 16 уровней квантования в данном сегменте. При изменении шага квантования изменяется крутизна характеристики. Изменение крутизны происходит в точках (узлах) характеристики. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях характеристики) имеют одинаковую крутизну и равные шаги квантования. При таком построении характеристики минимальный шаг квантования Δmin имеют сегменты С1 и С2 а максимальный Δmах — сегмент С8, причем отношение Δmax / Δmin составляет 2^6. или 64. Это значение примерно характеризует параметр сжатия для сегментной характеристики компандирования, или параметр А. Точное значение этого параметра для непрерывной характеристики типа А определяется из выражения А / (l+lnА) = 2^n -1/nc и при числе сегментов nc = 8 значение А = 87.6.

Эффективность рассмотренной характеристики можно оценить визуально, если обратить внимание на то, что 112 уровней из 128 используются для квантования сигналов, амплитуда которых не превышает половины максимальной, 64 уровня - для квантования сигналов, амплитуда которых не превышает 6,2% максимальной.

Рассмотрим особенности этапов кодирования и декодирования сигналов при нелинейной характеристике квантования. В случае сегментной характеристики компрессии типа А-87.6 / 13 для кодирования абсолютных величин отсчетов необходимо 11 эталонов с условными весами, равными 2^0, 2^1, 2^2, 2^3, ..., 2^10 усл. ед или 1,2,4 ..., 1024 усл ед. При линейном кодировании такая характеристика эквивалентна характеристике квантования с 2048 уровнями. Для кодирования 2048 положительных и 2048 отрицательных уровней потребуется 12-разрядная кодовая группа. При нелинейном кодировании для обеспечения такой же защищенности А≥25дБ потребуются 128 положительных и 128 отрицательных уровней, а кодовая группа — 8-разрядная.

Кодирование осуществляется за восемь тактов и включает три основных этапа: 1 - определение и кодирование полярности входного сигнала; 2 - определение и кодирование номера сегмента узла, в котором заключен кодируемый отсчет; 3 - определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета. Первый этап кодирования осуществляется за 1-й такт, второй этап - за 2...4-и такты третий лап — за 5...8-й такты кодирования.

Работа кодера на первом этапе кодирования при определении и кодировании полярности отсчета не отличается от работы линейного кодера. На втором этапе определяется и кодируется узел характеристики, определяющей начало сегмента, а котором находится амплитуда кодируемого отсчета например узла 0, если отсчет находится в сегменте 1; узла 1, если отсчет находится в сегменте 2- узла 2, если отсчет находится в сегменте 3, и т. д. Для этого выбирается алгоритм работы, обеспечивающий определение узла характеристики за три такта кодирования. В первом такте кодирования амплитуда отсчета Iс сравнивается с эталонным током Iэт4. Если при сравнении окажется, что Iс > Iэт4. это означает нахождение Iс в 5...8-М сегментах характеристики, и вместо тока I включается ток Iэт4. Если при сравнении окажется что Iс < 1эт4 это означает нахождение Iс в 1 ...4-м сегментах характеристики, и вместо тока Iэт4 включается ток Iэта. Далее в завись мости or результата сравнения на втором этапе кодирования, если Iс > 16 включается ток Iэт7, или если Iс < Iт6, включается Iэт5. Аналогично подбираются эталоны, если на втором этапе был включен Iэт2. Результат сравнения в третьем такте кодирования позволяет окончательно выбрать номер узла характеристики, определяющий начало сегмента. Результат представляется двоичной кодовой комбинацией, занимающей 2...4-й разряды кодовой группы. Кодовые комбинации номера сегмента даны в табл. 1.

На третьем этапе определяется и кодируется номер уровня квантования внутри выбранною сегмента, в зоне которого находится амплитуда кодируемого отсчета. Необходимо напомнить, что число шагов квантования внутри сегмента равно 16, шаг квантования равномерный, равен Лс и для каждого сегмента свой. Третий этап осуществляется за четыре такта методом линейного кодирования. При кодировании в дополнение к основному эталону, определяющему начало сегмента, подключаются дополнительные эталоны с весами 8Δс, 4Δс, 2Δс, Δс (см. табл. 1). В результате сравнения определяется номер уровня квантования, в зоне которого находится амплитуда отсчета.

Итак, в результате выполнения указанных операций получается 8-разрядная кодовая комбинация двоичных символов. 1-й разряд который указывает полярность кодируемою отсчета: 2..4-й разряды—номер сегмента узла характеристики компрессии; 5...8-й разряды — номер шага квантования внутри этого сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета. Например, кодовая комбинация двоичных символов 11011010 означает, что кодированию подлежит отсчет положительной полярности, амплитуда которого находится в сегменте 6 и заключена в зоне 10-го уровня квантования этого сегмента. На характеристике компрессии это соответствует сигналу с амплитудой в зоне 90-го уровня квантования.

Рис. 6.

При декодировании осуществляется обратное цифро-аналоговое преобразование. Характеристика экспандирования нелинейного декодера должна быть обратной характеристике компрессии, нелинейного кодера (рис. 6).

Входным сигналом декодера является 8-разрядная кодовая группа, определяющая полярность и величину отсчета (номер сегмента и уровень его квантования). В соответствии с принятой кодовой комбинацией цифровые ЛУ выбирают основной эталон, определяющий начало сегмента и соответствующие дополнительные эталоны, суммарный ток которых определяет величину декодируемого АИМ сигнала. Например, при декодировании комбинации двоичных символов 11011010 будут включены источник эталонных токов положительной полярности и эталонные токи с весами, равными основному эталону узла 6. который равен 256 усл. ед. и второму и четвертому дополнительным эталонам сегмента 6, что будет равно 256+128+32=416 усл. ед.

Учитывая особенности построения нелинейной характеристики квантования декодера, которая аналогична рассмотренным ранее характеристикам линейного декодера (см. рис. 5), для уменьшения искажений при декодировании используется еще один, 12-й эталон. Значение этого эталона для каждого сегмента свое и равно половине шага квантования в этом сегменте. Эталоны коррекции приведены в табл. 1.

Принцип построения нелинейного кодера взвешивающего типа с цифровой компрессией эталонов дан на рис. 7. Кодер содержит компаратор К, блок выбора и коммутации эталонных токов БКЭ. генератор положительных ГЭТ и отрицательных ГЭТ эталонных токов, компрессирующую логику КЛ, цифровой регистр ЦР и преобразователь кода ПК. Компаратор определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого отсчета Iс и эталона Iэт.

Рис. 7.

Принцип работы компаратора при оценке импульсов положительной и отрицательной полярности списан ранее. Генератор эталонов формирует полярность и величины эталонов. По построению он аналогичен ГЭТ линейного кодера, только количество формируемых эталонов равно 11, а значения этих эталонов равны 1, 2, 4 … 1024 усл. ел. Цифровой регистр служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и формирования структуры кодовой группы. В зависимости от решений компаратора ЦР выбирает полярность ГЭТ и управляет работой компрессирующей логики. По мере образования кодовой комбинации формирователь считывает состояние выходов 1, 2….8 ЦР. преобразуя параллельный код в последовательный. Работой узлов кодера управляют устройства генераторного оборудования системы передачи.

Принцип работы нелинейною кодера во многом аналогичен работе линейного. Поясним работу нелинейного кодера на примере кодирования отсчета положительной, полярности с амплитудой, равной 0.2, что равно примерно 410 усл. ед. (см. рис. 5).

В исходном положении выходы 1...8 ЦР находятся в состоянии О, ГЭТ отключены и Iэт = 0. Кодируемый отсчет Iс подается на вход 1 компаратора. В момент, предшествующий первому такту кодирования, первый выход ЦР переводится в состояние 1, чем включается ГЭТ1 положительной полярности. Ток Iэт=0, а Iс > 0, поэтому на выходе компаратора (точка 3) в первом такте кодирования будет сформирован 0, и состояние 1 первого выхода ЦР сохранится. На этом заканчивается первый этап, в котором определяется и кодируется полярность отсчета.

Второй этап кодирования—определение и кодирование номера сегмента, в котором заключена амплитуда отсчета, начинается с того, что в состояние 1 переводится второй выход ЦР и на вход 2 компаратора подается ток Iэт4 величиной 128 усл. ед. (узел 4 характеристики компрессии). Поскольку в этом случае Iс > Iэт, во втором такте кодирования на выходе компаратора будет сформирован 0, и состояние 1 второго выхода ЦР сохранится. Далее эталон 128 усл. ед. снимается и в состояние 1 переводится третий выход ЦР, в результате чего на вход 2 компаратора вместо Iэт4 подается Iэтб величиной 512 усл. ед. В этом случае Iс < Iэт. поэтому в третьем такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1. которая изменит состояние третьего выхода ЦР с 1 на 0. В состояние 1 переводтся четвертый выход ЦР и на вход 2 компаратора вместо Iэтб подается Iэт5 величиной 256 усл. ед. Так как Iс > Iэт5, то в четвертом такте кодирования на выходе компаратора будет 0, и состояние четвертого выхода ЦР сохранится. Итак, по окончании второго этапа кодирования 2...4-й выходы ЦР будут отмечены состоянием 101 соответственно, что в двоичном коде определяет номер узла (сегмента), в пределах которого находится амплитуда кодируемого отсчета — узел 5 (сегмент С5).

Третий этап кодирования- определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в пределах которого находится амплитуда отсчета Iс. Таких уровней квантования в пределах каждого сегмента 16, и все они могут быть получены с помощью дополнительных эталонных значений (см. табл. 1).

Для данного примера, когда Iс находится в сегменте 6, используются дополнительные эталонные значения 128. 64, 32, 16 усл.ед., а шаг квантования равен 16 усл. ед. В начале третьего этапа кодирования в состояние 1 переводится 5-й выход ЦР и к эталонному току 256 усл. ед. добавляется эталонный ток 128 усл. ед. Суммарный ток на входе 2 компаратора в этом случае составит 384 усл. ед. Поскольку при этом Ic > Iэт, в пятом такте кодирования на выходе компаратора будет 0 и состояние 1 пятого выхода сохранится. В состояние 1 переводится 6-й выход ЦР. и к эталонным токам 384 усл. ед. прибавляется эталонный ток 64 усл. ед.

Рис. 8.

Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора в этом случае составит 448 усл. ед., что больше Ic. Решение компаратора в шестом такте кодирования будет 1 и состояние 6-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 64 усл. ед. В состояние 1 переводится 7-й выход ЦР, и к эталонному току 384 усл. ед. добавится эталонный ток 32 усл. ед. Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора станет равным 416 усл..ед.. что больше Iс. Поэтому в седьмом такте кодирования на выходе компаратора будет 1 и состояние 7-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 32 усл. ед. Наконец, в состояние 1 переводится последний 8-й выход ЦР и к эталонному току 384 усл. ед. добавляется эталонный ток 16 усл. ед. Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора станет равным 400 усл. ед. Очевидно, что решение компаратора в восьмом такте кодирования будет 0 и состояние 1 выхода 8 сохранится. Таким образом, по окончании третьего этапа кодирования 5...8-й выходы ЦР будут иметь состояние 1001, что в двоичном коде указывает на 9-й уровень квантования, находящийся в 6-м сегменте.

Итак, отсчет с амплитудой 0.21т (410 усл. ед.) закодирован 8-разрядной кодовой комбинацией 11011001, указывающий, что кодируемый отсчет имеет положительную полярность, находится в зоне 89-го уровня квантования и имеет вес 400 усл. ед. Нетрудно заметить, что в данном случае ошибка квантования составила 10 усл. ед. По мере завершения тактов кодирования преобразователь кода ПК считывает состояние выходов 1...8 ЦР. преобразуя параллельный код в последовательный. Декодер осуществляет цифро-аналоговое преобразование кодовых групп ИКМ сигнала в АИМ сигнал, т.е. в отсчеты нужной полярности и амплитуды. Принцип построения нелинейного декодера взвешивающего типа с цифровым экспандированием эталонов поясняется на рис. 8. Декодер содержит цифровой регистр ЦР, блок экспандирующей логики ЭЛ, блок выбора и коммутации эталонных токов БКЭ и два генератора эталонных токов положительной ГЭТ и отрицательной ГЭТг полярностей.

Восьмиразрядная кодовая группа принятого ИКМ сигнала записывается в ЦР, формируясь на его выходах 1...8 в виде параллельного 8-разрядного двоичного кода. Первый разряд этой кодовой комбинации определяет полярность включаемого ГЭТ, а 2...8-й разряды — номер сегмента и уровня квантования на характеристике экспандирования. В соответствии с принятой кодовой комбинацией включаются соответствующие эталоны, суммарный ток которых определяет величину (амплитуду) декодированного отсчета АИМ сигнала. Так, при декодировании кодовой комбинации 11011001 включается ГЭТ положительной полярности и ключи эталонных токов 256, 128, 16 с суммарным значением 400 усл. ед.

Для уменьшения искажений при декодировании используется еще 12-й корректирующий эталон, равный значению 0.5 шага квантования сегмента. Для данного примере он равен 8 усл.ед. и общее значение будет равно 408 усл.ед.