Дискретные системы и цифровая обработка сигналов. Дахнович А.А. - 55 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

•
параметр тон/шум
1 бит
•
основной тон
12 бит
•
интенсивность
12 бит
Итого: 145 бит
Видно, что в вокодере достигнуто сжатие информации более чем в 10 раз. В итоге, если при прямой передаче информа-
ции требовалась скорость 12 бит ⋅ 8 кГц = 96 Кбит/с, то в рассмотренном вокодере эта скорость, очевидно, будет равна
25,7
мс20
бит145
==С кбит/с.
Для такой скорости передачи необходимая ширина полосы канала связи составляет
==∆
2
C
f
3,625 кГц.
На самом деле, за счет специального кодирования можно еще больше сжать информацию. Практика показывает, что
вокодеры стандарта LPC-10 обеспечивают 92 % разборчивость речи при скоростях 4,8 кбит/с, 2,4 кбит/с и даже 1,2 кбит/с.
5.4. СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ЦОС
Особенность системы ЦОС при любой ее реализации заключается в том, что она является системой реального времени.
Это означает, что время выполнения алгоритма обработки каждого поступившего отсчета τ
a
должно быть меньше периода
дискретизации T
D
:
Найти
τ
a
можно, если знать время выполнения элементарной (одноцикловой) команды
τ
к
(это время называется ко-
мандным циклом) и количество командных циклов
N
a
, необходимое для выполнения алгоритма:
aкa
N
⋅
τ
=
τ
.
Внимание! Командный цикл τ
к
не обязательно равен периоду тактовой частоты. Он может быть как больше, так и
меньше T
такт
.
При выборе способа реализации желаемой системы ЦОС одним из важных ориентиров является оценка отношения так-
товой частоты процессора ЦОС к частоте дискретизации
D
ff /
такт
. Чем выше отношение
D
ff /
такт
, тем меньше количество
и сложность аппаратных средств, требуемых для реализации алгоритма. Так, например, для реализации вокодера при
=
D
f 8
кГц требуется несколько цифровых сигнальных процессоров (ЦСП) младшего поколения TMS320C10 (
=
такт
f 6 МГц, что
соответствует
≈
D
ff /
такт
750), в то время как на одном современном процессоре TMS320C67xx ( =
такт
f 167 МГц, что соот-
ветствует
D
ff /
такт
> 20 тыс.) можно реализовать несколько вокодеров.
Рассмотрим теперь три возможных направления реализации желаемой системы ЦОС.
5.4.1. АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
Она подразумевает использование разнообразных функциональных блоков с жесткой логикой: регистры, сумматоры,
шифраторы и дешифраторы, счетчики, линии задержки, устройства памяти, умножители, логические элементы, ПЛМ и д.р.
Совокупность функциональных блоков и связей между ними определяет реализуемый алгоритм ЦОС.
Пример. Аппаратная реализация БИХ-фильтра, работающего по алгоритму
221122110 −−−−
++++=
nnnnnn
ybybxaxaxay .
Структурная схема фильтра представлена на рис. 5.8.
Возможная аппаратная реализация представлена на рис. 5.9.
Достоинство аппаратной реализации состоит в очень высоком быстродействии, что позволяет обрабатывать сигналы
при
D
f в десятки МГц. Такой путь обычно избирают для узкоспециализированных устройств, например, для быстрого пре-
образования Фурье (БПФ) в радиолокационных системах.
Недостатком аппаратной реализации является то, что любое изменение алгоритма требует изменения структуры уст-
ройства. Кроме того, аппаратная реализация часто требует большой мощности питания и необходимости организации тепло-
отвода. Наконец, стоимость системы высока, а ее проектирование, изготовление и отладка весьма трудоемки и требуют
больших временных затрат.
Период дискретизации (время между выборками) T
D
Время выполнения алгоритма
τ
a
Время ожидания t
ож

Страницы