Communication and information agency of uzbekistan tashkent information technologies

2.8 – расм. Кириш сигнали сатҳи функциясидаги сигнал / квантлаш шовқини нисбати.

Компондердан фойдаланилганда эришиладиган ютуқ 2.8-расмда кўрсатилган (компрессор ва экспондердан ташкил топган схема компондер дейилади). Бу расмда абциссалар ўқида сигнал даражаси децибелларда кўрсатилган, ординаталар ўқида эса сигналнинг R-даражалари ва квантлаш шовқини (децибелларда) кўрсатилган. Абсциссалар ўқига 45⁰ бурчак остида эгилган бир-тўғри чизиқ компандер бўлмаганлигида ва бутун диапозон 128 та тенг оралиқларга бўлинган ҳолдаги сигнал даражалари ва квантлаш шовқини нисбати R (децибеллари) ни ифодалайди. 2-эгри чизиқ ҳам диапозонни 128 та оралиқларга бўлишига мос келади, лекин бу ҳолда компондер ишлатилиши кўзда тутилади. Расмдан кўриниб турибдики, компондернинг ишлатилиши паст даражали сигналлар учун квантлашнинг сигнал/шовқин нисбатини ортишига олиб келади (P_s1 дан кичик), Р_s>P_s1, сигнал даражасида эса-бу нисбатнинг камайишига олиб келади. 0_дб атрофида сигнал даражалари учун квантлашнинг сигнал/шовқин нисбатининг сезиларли (даражалари учун) камайиши компадерли схема юзага келтирадиган чекланишларни келтириб чиқаради, бу эса квантлаш шовқинига ўхшаш бузилишларга олиб келади. Компондерлашдан ҳосил бўладиган ютуқ қуйидаги ифода билан аниқланади.

G = 20lgtg Qa.
Бу ерда, G- децибелларда ифодаланган компондерлашдаги ютуқ.
Qa-x=0 нуқтадаги (2.8-расм) Х ўқига нисбатдан компрессиянинг нормаллашган тавсифининг эгилиши бурчаги.
Компондерлашдан ҳосил бўладиган ютуқ фақатгина Х = 0 нуқтада эмас, ҳатто Х нинг катта қийматларида ҳам мавжуд бўлиб, аста-секин нолгача камайиб боради, сўнгра эса манфий қийматларга эга бўлади, яъни квантлашнинг сигнал/шовқин нисбатини камайишига олиб келади.
Компондерлашдан олинадиган ютуқ тавсифининг биринчи ҳосиласи бирга тенг бўлган Х нинг қийматлари учун ютуқ ҳам йўқотишлар ҳам бермайди.
Бу тавсифни техник реализация қилиш муаммоси ҳосил бўлади.
Шунинг учун, логарифмик тавсиф рақамли схема ёрдамида олиш мумкин бўлган бўлак-чизиқий тавсифга алмаштирилади. Бошқа сўз билан айтганда i- сегментли тавсиф ҳосил қилинади. Бунда ҳар бир кейинги сегмент диапозонни ошириб борилади.





2.9-расм. Сегментларга бўлиниши билан кодлаш тавсифи.
Охирги сигнални ўзгартириш тадбири-бу кодлаш.
Квантлаш даражаси сони охири бўлганлиги учун, уларнинг ҳаммасига номер қўйиш мумкин (0 дан n-1 гача) ва ҳар бир номерни иккиланган код сўзи кўринишида келтириш мумкин (код комбинациялари мантиқий “1” ва “0”дан). Натижада сигнал n- битли сўзлар кетма-кетлигига айланди, яъни рақамли бўлади.
Агар мантиқий “1” мос электрик импульс ва мантиқий “0”га пауза қўйилса, амплитуданинг дискретларини сигналлар кодли гуруҳи кўринишида алоқа линиясидан узатиш мумкин. Бунда сигнал импульслари бир хил амплитуда ва бир хил паузалар комбинацияси кўринишида бўлади (2.10-расм).





2.10-расм. Линияли квантлашда кодлаш.

АИМ сигнални линияли ўзгартиришдан ташқари компрессия ва экспандерлаш, ночизиқий кодер ва декодер ҳамда линияли кодлашдан сўнг кодни рақамли ўзгартириш йўли билан (рақамли компрессия) усуллари мавжуд.

Рақамли компрессияда сигнал линиявий кодерда анологли компрессияда қабул қилинган (масалан, 256) дан, кўп сонли квантлаш қадами (масалан, қадам сони 4096) билан кодланади. Кейин олинган 4096 комбинациядан фақат 256 таси танлаб олинади. 2.1-жадвалда ўн икки символли кодли комбинацияларни саккиз символликка ўзгартириш усули келтирилган.
12 разрядли кодни 8 разрядли кодга ўзгартириш тамойили
2.1-жадвал

Сегмент	Компрессиядан олдинги код	Компрессиядан кейинги код
7	S 1 W X Y Z . . . . . .	S 1 1 1 W X Y Z
6	S 0 1 W X Y Z . . . . .	S 1 1 0 W X Y Z
5	S 0 0 1 W X Y Z . . . .	S 1 0 1 W X Y Z
4	S 0 0 0 1 W X Y Z . . .	S 1 0 0 W X Y Z
3	S 0 0 0 0 1 W X Y Z . .	S 0 1 0 W X Y Z
2	S 0 0 0 0 0 1 W X Y Z .	S 0 1 0 W X Y Z
1б	S 0 0 0 0 0 0 1 W X Y Z	S 1 1 0 W X Y Z
1а	S 0 0 0 0 0 0 0 W X Y Z	S 0 0 0 W X Y Z

Саккиз разрядли коднинг биринчи S символи копрессиядан олдиндагига ўхшаб, дискретнинг ишораси хақидаги ахборотни олиб келади. Жадвалдан кўриниб турибдики, компрессия “мусбат” ва «манфий» дискретлари учун симметрикдир. Кодли комбинациянинг иккинчи – А, учинчи –В ва тўртинчи –С символлари, компрессиядан кейин кодланган дискрет жойлашган сегмент номерини аниқлайди (сегмент номерини ўн икки разрядли комбинациянинг WXYZ символлари олдида юзага келадиган ноллар сони бўйича аниқланади). 1а ва 1б сегментлар 0 дан 32 гача бўлган квантлаш қадамларининг номерини ўз ичига олади, улар дискретларнинг энг кичик қийматларига мос келади.

WXYZ- белгилар ўзгартирилмаган ҳолда компрессиядан сўнг кодли комбинацияга кўчирилади. Компрессиядан сўнг кодли комбинацияларнинг иккинчи сегментида фақатгина 16 та квантлаш қадамининг номери бўлади. Бу номерларни охирги иккилик белгини олиб ташлаш йўли билан 32 тадан 64 тагача квантлаш қадамларининг амплитудаларнинг дискретларига мос 32 та сондан олинади. Шунга ўхшаш кейинги сегментларда 2,3... 6 та иккилик белгиларини олиб ташлаш йўли билан олинган 16 та номердан иборат навбатдаги гуруҳлар жойлаштирилади.
Ночизиқий кодер ва декодер компондер функцияси билан шахсий ўзгартиргичлар функциясини бирлаштиради. Улар схемаси ва ишлаш тамойили линиявий кодекни анологияси. Фарқи эталон манбани улаш кетма-кетлиги бирмунча бошқача. Шу ёрдамида 8 символда дискретни етарли аниқлик даражасида кодлаш мумкин (эквивалент кодли комбинация линиявий кодлашда 12 символни талаб қилади).
Агар кодер 8-символли комбинацияга А қонуни бўйича компрессия билан ўзгартиради деб, тахмин қилинса, унда кодлаш жараёни қуйидагича ўтади. Биринчи тактда йиғинди олувчи схемадан нолинчи сигнал тушганида комбинацияни биринчи символи аниқланади (2.11-расм).



2.11-расм. Ночизиқий кодер.

Компаратор ёки ҳал қилиш схемаси бир маънода жавоб беради: кириш сигнали мусбатми ёки манфийми, бунда улар чиқишда мос равишда 1 ёки 0 символи бўлади. Код комбинациянинг кейинги символларини аниқлашда мусбат ва манфий дискретлар бир хил кодланади. Лекин мусбат дискретларни кодлаш учун қутби мусбатли эталон манбаи, манфийли эталони манбаи ишлатилади. Иккинчи, учинчи ва тўртинчи тактлар давомида дискретларни кодлаш учун қутби манфийли эталон манбаи ишлатилади.Иккинчи, учинчи ва тўртинчи тактлар давомида дискрет жойлашган сегмент аниқланади. Бу сегментлар чегараси тахмин қилганда, максимал дискрет 2048 мос тўшади, кейингилари 0, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 ва 2048. кейинги кодлаш учун ½, ¼, 1/8 ва 1/16 сегментга тенг катталик билан эталони уланади ва кодли комбинациянинг тўртта охирги символлари аниқланади.

Ночизиқий квантлашдан кодлаш 2.2-жадвал тариқасида келтирилган.


2.2-жадвал

№