Составители:
66
для сокращения скорости цифрового потока без уменьшения динамического диа-
пазона.
Первое применяется в студийной звукозаписи, второе в технике связи при передаче дан-
ных.
В ИКМ с плавающей запятой (рис.7.8.) входной сигнал как в обычной ИКМ проходит
через антиэлайзинговый ФНЧ . Затем в блоке УВХ он дискретизируется, и преобразуется
в непрерывную последовательность прямоугольных импульсов положительной и отрица-
тельной полярности. После УВХ сигнал одновременно подается на множество усилите-
лей, число которых определяется динамическим диапазоном входного сигнала. Коэффи-
циент усиления устанавливается с определенным шагом, который может быть 1, 3, 6, 9
или 12 дБ, возможна и любая другая дискретность изменения коэффициента усиления.
Коммутатор Gain select управляется входным сигналом, и он переключает выходы усили-
телей в зависимости от уровня входного сигнала таким образом, чтобы выходной сигнал
был максимален, но не было перегрузки. Через мультиплексор сигналы с усилителей по-
даются линейный квантователь, осуществляющий аналого-цифровое преобразование.
Двоичное кодовое слово на выходе квантования (на рисунке оно 10-разрядное) называется
мантиссой. Кодовая комбинация из 3 бит определяет положение переключателя (коэф-
фициент усиления) и называется экспонентной.
В ИКМ с плавающей запятой общее число разрядов кодового слова
q
состоит из зна-
кового разряда,
m
разрядов мантиссы и
p
разрядов порядка. В пределах каждой шкалы
общее число уровней квантования постоянно и определяется только мантиссой
21
m
m
N
.
Шаг квантования
j
Q
для каждой шкалы разный и определяется дискретностью
d
и
порядком
p
min
2
dj
j
QQ
,
где
0,1...(2 1)
p
j
,
min
Q
минимальный шаг квантования в децибелах. В общем случае
параметр дискретности шкалы
d
выбирается из ряда таких чисел: 1/4, 1/3, 1/2, 1, 2,… так,
чтобы изменение шкалы происходило кратно 6 дБ (1,5; 2; 3; 6 или 12 дБ).
Динамический диапазон рассматриваемой системы определяется как отношение мак-
симально допустимой амплитуды ЗС на входе
max
A
к минимальному шагу квантования
min
Q
(2 1)
max min
22
p
md
AQ
,
поэтому он определяется равенством
6 6 (2 1)
p
DR m d
.
Если, например, в кодере используется 16-разрядная линейная ИКМ (
16m
), поря-
док компандрования задается значением
2p
, а дискретность изменения коэффициента
усиления
1d
. Тогда коэффициент усиления может принимать только 4 значения : 0, 6,
12 и 18 дБ и, следовательно диапазон входных сигналов расширяется на
6 (2 1)
p
дБ с
96 для линейной ИКМ до 114 дБ для ИКМ с плавающей запятой. Если необходимо со-
кратить скорость цифрового потока при передаче ЗС с динамическим диапазоном 96 дБ,
то можно уменьшить разрядность ИКМ до 14 бит, тогда динамический диапазон выходно-
го сигнала будет равен 102 дБ.
Известно множество вариантов реализации ИКМ с плавающей запятой. Они отлича-
ются прежде всего способом регулирования коэффициента усиления (мгновенное, почти
мгновенное, силлабическое и др.). В мгновенной системе коэффициент усиления выбира-
ется для каждой выборки, поэтому он многократно скачкообразно за время периода ко-
