Способ кодирования цифровых сигналов и устройство для его осуществления

Способ кодирования цифровых сигналов и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретения относятся к технике связи и кодированию цифровых сигналов и могут быть использованы в системах передачи различного назначения. Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является получение более качественных как частотных, так и временных характеристик кодированного сигнала. Достигается это тем, что в способе кодирования, основанном на обработке исходного сигнала сигналом тактовой частоты, предварительно задерживают исходный цифровой сигнал, осуществляют сравнение задержанного и исходного сигналов, производят обнаружение в цифровом сигнале пачек "1","0" и чередующихся "1" и "0", которые преобразуют в трехуровневый импульсный сигнал с длительностями, соответствующими длительностям пачек, формируют четыре тактовых импульсных (ТИ) последовательностей с длительностями импульсов и пауз, равными длительности одного символа и сдвинутых друг относительно друга на интервалы, кратные числу половин длительности одного символа, после чего обрабатывают ими исходный цифровой сигнал, причем в местах переходов от одних пачек к другим формируют импульсы или паузы с длительностью, кратной числу половин одного бита и превышающей длительность одного бита, начало которых совпадает с началом той или иной ТИ последовательности, анализируют длительности временных интервалов между импульсами переходов и, если она не превышает максимально возможной длительности импульсов переходов, то в этих интервалах формируют импульсы длительностью в один бит, в противном случае - длительностью, превышающей длительность импульсов переходов, начало которых совпадает с началом какой-либо ТИ последовательностью, причем указанные импульсы передают в линию связи только тогда, когда между ними и импульсами переходов или между самими импульсами может быть образована пауза длительностью не менее одного символа. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 39 ил.

Изобретения относятся к технике связи и области кодирования цифровых сигналов и могут быть использованы в системах передачи различного назначения, в том числе и с использованием оптического волокна.

Произвольную цифровую последовательность L(t) при передаче ее по линии связи можно кодировать различными способами, как это показано на фиг. 1а-е [Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов /В.И. Иванов, В. Н. Гордиенко, Г. Н. Попов и др. Под ред. В.И. Иванова - М.: Радио и связь, 1995, с. 189].

На фиг. 1а показан простейший униполярный линейный код "NRZ" [non return to zero, т.е. без возвращения к нулю], в котором единичным битам цифрового сигнала при передаче соответствуют импульсы той же длительности, а нулевым битам отсутствие сигнала. В этом коде один цифровой разряд передается одним сигналом. Если же один цифровой разряд передавать двумя сигналами, то в зависимости от способа передачи единиц и нулей могут быть реализованы различные коды.

Так, если одну половину единичного символа передавать импульсом, а другую отсутствием импульса, а все нулевые биты передавать отсутствием сигнала, то получим код "RZ", т.е. с возвращением к нулю, показанный на фиг. 1б. Бифазный код "BIF" [или манчестерский] получается в том случае, если "0" передается последовательностью из паузы и импульса, а "1" - последовательностью из импульса и паузы [фиг. 1в], либо наоборот. Этот код является примером блочного кода вида: nBmB [при n = 1, m = 2], где n - означает число кодируемых цифровых разрядов, а m - число передаваемых по линии двухуровневых сигналов, соответствующих n разрядам, при этом B определяет двоичное основание системы счисления исходного кода "NRZ". Если, например, n = 2, то это означает, что кодируется сразу не один, а два разряда, а значение m тогда укажет на число разрядов, которыми заменяются исходные два разряда.

Так, при n = 2, m = 3 получаем код вида 2B3B [фиг. 1г]. Алгоритм образования его следующий: разряды "00" заменяются на 001, "01" на 010, "10" на 100, "11" на 011, что обеспечивает некоторое снижение скорости передачи в линии по сравнению с 1B2B - кодами.

Известным является также код CMI [complemented mark inversion, т.е. с полной инверсией знака] , приведенный на фиг. 1д. В этом коде для передачи единицы поочередно используются блоки "11" и "00", нули же передаются сочетанием "01" или "10".

В коде Миллера [фиг. 1е], который относится к блочным кодам вида 1B2B, кодовой посылке "0" бинарного сигнала ставится в соответствие кодовое слово "11" или "00", а кодовой посылке "1" бинарного сигнала соответственно "01" или "10", причем последовательность нулей исходного бинарного сигнала передается чередованием кодовых слов "11" или "00". При других комбинациях посылок бинарного сигнала первая кодовая посылка кодового слова должна быть такой же, как и последняя предыдущего кодового слова. Следует отметить, что в ряде публикаций, указанных далее в заявке, код Миллера помимо сокращения "M" обозначается еще и как "MFM" от слов: Modified Frequency Modulation Code.

Для получения упомянутых выше кодов обычно используется сигнал тактовой частоты "C", которым тем или иным образом обрабатывают NRZ-код, как это показано на временных диаграммах фиг. 2 для случая получения манчестерского кода.

Наряду с простотой реализации перечисленных известных кодов им присущи и недостатки, перечисленные в упомянутой выше кн. В.И.Иванова [Л. 1]. Так, код "NRZ" содержит постоянную составляющую и значительную долю низкочастотных компонентов в спектре при передачах длинной последовательности единиц, что затрудняет сопряжение аппаратуры связи, расположенной вдоль линии передачи, которая, как правило, содержит реактивные элементы и трансформаторы. При передаче большой последовательности нулей возникает опасность потери синхронизации.

В коде "NRZ" невозможно также регистрировать ошибки, так как при передаче допустимы любые комбинации сигналов.

Код "RZ" практически повторяет недостатки кода "NRZ". Поэтому были разработаны еще и другие коды, в том числе и перечисленные выше.

Однако всем им присущ недостаток, связанный с тем, что когда один цифровой разряд исходного сигнала передается двумя сигналами, то относительная скорость передачи в линейном тракте оказывается в два раза выше скорости передачи символов 0, 1 цифрового сигнала, т.е. в передаваемый сигнал вносится частотная избыточность, что приводит к необходимости расширения полосы рабочих частот устройств, реализующих эти коды.

Помимо указанных выше имеются и другие коды. В частности, наряду с униполярными кодами используются также и биполярные [т.е. трехуровневые] коды, когда нулевому значению цифрового сигнала ставится в соответствие отрицательный сигнал, передаваемый по линии связи, сформированный тем или иным образом, например, как это показано на фиг. 3 для случая получения простейшего биполярного кода "NRZ" [bipolar NRZ].

Существуют и более совершенные трехуровневые коды. Так, известным является биполярный код [см. Европейский патент N 0299639, М. кл. H 03 M 5/18, H 04 L 25/49, опубл. 27.06.88] американской фирмы DAVID SYSTEMS, INC., названный его авторами, как "PMFM" [от слов: Pulsed Modified Frequency Modulation] , по аналогии с кодом Миллера "MFM", ибо он является по сути производным от кода "MFM".

Временные диаграммы, иллюстрирующие получение кода "PMFM", приведены на фиг. 4, из которых видно, что исходный цифровой сигнал [фиг. 4a] обработкой его тактовым сигналом [фиг. 4b] преобразуют сначала в код Манчестера [фиг. 4c] , а затем из него в код Миллера "MFM" [фиг. 4d]. Дальнейшая процедуры формирования кода "PMFM" заключается в следующем. Во время положительного фронта импульсов кода "MFM" формируют новый импульс положительной полярности с длительностью, равной длительности тактового импульса [CLOCK], а во время отрицательного фронта импульса кода "MFM" формируют новый импульс отрицательной полярности с длительностью, равной длительности тактового импульса.

Основным недостатком кода "PMFM", как и всех трехуровневых кодов, является введение избыточности, приводящей к увеличению числа электрических уровней в кодированном сигнале [три вместо двух, как у однополярных кодов].

Известным является также двухфазовый код с половинчатой длиной импульсов - Half Pulse Differentially Biphase Code (HPDB), взятый за прототип, который описан в пат. Франции N 2706104, М. кл. H 03 M 5/18, опубл. 22.09.95 [автор Э.Клибанов].

Автором предложен как способ кодирования исходного цифрового сигнала, так и метод последующего преобразования полученного кода в аналоговый сигнал, способный оставаться носителем исходной цифровой информации.

Данный патент был взят за прототип, поскольку способ кодирования исходного цифрового сигнала, приводящий к реализации импульсной последовательности вполне определенного рода, описанный в патенте Франции N 2706104, имеет наибольшее число сходных признаков с заявляемым способом кодирования.

Сущность способа кодирования двоичного сигнала согласно указанному пат. Франции состоит в том, что исходный цифровой сигнал i(t) кодируется двухфазовым кодом K(t) с постоянной длительностью импульсов T/2, равной длительности одного импульса тактовой последовательности h(t) или (t), как это показано на фиг. 5. При этом через "T" обозначена длительность одного бита исходной цифровой последовательности i(t).

Согласно предложенному в указанном патенте способу возможны 4 [четыре] алгоритма кодирования двоичного сигнала.

Так, 1-й алгоритм получают путем представления всех символов "1" двоичного сигнала i(t) тактовым импульсом (t) во второй фазе, а все символы "0" двоичного сигнала i(t) за исключением того, который следует непосредственно за символом "1", представлены тактовым импульсом h(t) в первой фазе.

Как видно из временных диаграмм фиг. 5 тактовые импульсные последовательности h(t) и (t) являются инверсными по отношению друг к другу.

Полученный указанным образом кодированный сигнала обозначен на на фиг. 5 через K1(t).

Три других алгоритма реализуются аналогичным образом за счет использования того или другого тактового сигнала в соответствующей фазе при кодировании единичных и нулевых символов исходного цифрового сигнала.

Этим алгоритмам отвечают три других кодированных сигнала, обозначенных на фиг. 5 через K2(t), K3(t), K4(t). При этом для всех четырех кодированных сигналов характерным является то, что наибольшая частота следования импульсов в них получается в два раза больше, чем частота следования чередующихся символов исходного цифрового сигнала [т.е. 1 и 0], а длительность импульсов такого кодированного сигнала оказывается равной половине длительности одного бита цифрового сигнала, что естественно ухудшает частотные свойства кода по сравнению с исходным цифровым сигналом.

Дальнейшее содержание указанного патента Франции имеет отношение к последующему преобразованию полученного указанным выше образом кодированного сигнала в аналоговый с использованием симметричной лестничной функции с целью улучшения частотных свойств первичного кодированного сигнала.

Спектры рассмотренных выше кодов, взятые из указанной ранее кн. В.И. Иванова. Цифровые и аналоговые системы передачи., и из описания патента Франции, приведены на диаграммах фиг. 6. Под индексом [M'] на этих диаграммах показан спектр кодированного сигнала, близкого по структуре к коду Миллера, но в котором наименьшая длительность импульсов равна 1,5 бита, а не 1 бит, что было характерным для кода Миллера. О том, каким образом можно получить такой кодированный сигнал, будет сказано далее.

Известен также способ представления дельта-модулированного сигнала перед его последующей какой-либо обработкой при декодировании в виде различных групп [пачек] однотипных символов: единичных, нулевых, чередующихся ["0" и "1"], который описан в заявке на изобретение N 94040884/09, решение о выдаче патента от 29.09.97 [авторы Андреев В.А., Луценко А.П.].

Согласно способу, описанному в указанной заявке, принимаемый дельта-модулированный сигнал предварительно записывают [т.е. запоминают], а затем соответствующим образом обрабатывают.

Сущность способа поясняет показ заполнения ячеек памяти регистров данных P1 [фиг. 7б] и сравнения P2 [фиг. 7в] для случая произвольно взятой цифровой последовательности L(t), приведенной на фиг. 7а.

При этом в старшем бите D₇ регистра данных P1, являющимся знаковым битом, в ячейках памяти A_N записывают лог. 1 тогда, когда в исходной цифровой импульсной последовательности L(t) дельта-сигнала имеют место положительные импульсы и записывают нули при наличии в дельта-сигнале отрицательных импульсов.

В младшем бите D₀ и бите D₆ ячеек памяти регистра P1 записывают лог. 1 при поступлении каждого очередного импульса дельта-сигнала вне зависимости от го полярности. Затем данные регистра P1 обрабатывают путем сравнения содержимого знакового бита D₇ для двух соседних ячеек A_N и A_N+1, в результате чего в принятом дельта-сигнале выделяют пачки однотипных импульсов, либо положительных, либо отрицательных, причем записывают число импульсов в каждой пачке в той ячейке памяти регистра сравнения P2, с которой начинается эта ячейка [фиг. 7в].

В случае рассматриваемого взятого в качестве примера дельта-сигнала [фиг. 7а] имеет место пачка из трех отрицательных импульсов, что отражает запись в ячейке B₄ регистра P2 в двоичном коде [т.е. "11"] и следующая за ней пачка из четырех положительных импульсов, что отражает запись в двоичном коде ["100"] в седьмой ячейке B₇ регистра P2.

В дальнейшем полученный таким образом цифровой код, записанный в ячейках памяти регистра P2, в процессе его считывания из этих ячеек управляет цифроаналоговым преобразованием, в результате чего получают выходное напряжение, соответствующее двоичному числу, считываемому из ячеек памяти регистра P2. Интегрируя и фильтруя сигнал после цифроаналогового преобразования, восстанавливают аналоговый сигнал.

Как видно из изложенного, в известном решении прием выделения групп [пачек] однотипных импульсов применен к кодированному цифровому сигналу, каковым является дельта-сигнал, при осуществлении его декодирования.

Рассмотрение известных способов кодирования, в том числе и способа, взятого за прототип, показывает, что для устранения многочисленных недостатков, присущих простейшему коду "NRZ", приходится при его перекодировании использовать коды, несущие в себе избыточность, которая может быть двух видов.

1. Скорость передачи сигналов по линии связи выбирается равной скорости передачи исходной цифровой последовательности, однако при этом вводятся дополнительные электрические уровни сигналов [так называемые трехуровневые или многоуровневые коды].

2. При неизменном числе уровней электрических сигналов скорость передачи самих сигналов по линии связи делается больше, чем скорость передачи исходной цифровой последовательности. [Б. В. Шевкопляс. Микропроцессорные структуры, Инженерные решения, М., Радио и связь, 1986, стр. 94-95]. Поэтому, несмотря на свои достоинства по сравнению с простейшим кодом "NRZ" [отсутствие накопления постоянной составляющей и длительных пауз, возможность регулярной синхронизации и др.], перечисленные известные униполярные коды имеют и недостатки: во-первых, необходимость увеличения скорости передачи сигналов по линии связи по сравнению с исходной цифровой последовательностью, что ведет к расширению спектра и увеличению рабочей полосы частот; во-вторых, в них затруднено обнаружение и исправление ошибок, возможных при передаче кода, поскольку корреляционные связи в известных кодах распространяются по сути на два соседних импульса кода, и следовательно, восстановить кодированный сигнал при пропадании двух и более идущих подряд импульсов кода без сравнения с исходным сигналом практически невозможно.

Задачей предлагаемого способа является получение более высокого качества как частотных, так и временных характеристик кодированного сигнала.

Решение данной задачи изобретения достигается тем, что в способе кодирования цифровых сигналов, основанном на обработке исходного цифрового сигнала сигналом тактовой частоты, отличием являются то, что предварительно задерживают исходный цифровой сигнал, после чего путем сравнения между собой исходного и задержанного цифровых сигналов производят обнаружение в цифровом сигнале пачек единичных, нулевых и чередующихся между собой единичных и нулевых символов, преобразуют эти пачки символом в трехуровневый импульсный сигнал, состоящий из положительных, отрицательных и нулевых значений напряжения с длительностями этих импульсов, равными соответственно длительностям пачек единичных, нулевых и чередующихся между собой символов, формируют четыре тактовые импульсные последовательности, имеющие частоту следования импульсов, равную частоте следования чередующихся символов исходного цифрового сигнала, а длительность импульсов и пауз, равные длительности одного символа исходного цифрового сигнала, при этом сдвинутые во времени друг относительно друга на интервалы, кратные половине длительности одного символа исходного цифрового сигнала, после чего обрабатывают этими тактовыми последовательностями трехуровневый импульсный сигнал, причем в местах переходов от одних пачек к другим формируют импульсы или паузы, сдвинутые в ту или другую сторону от границы перехода, с длительностями, превышающими длительность одного символа исходного цифрового сигнала и кратными числу половин длительности одного символа, начало которых совпадает с началом той или иной тактовой последовательности, при наличии в обрабатываемом сигнале двух переходов, следующих подряд с интервалом, равным длительности одного символа, в местах этих переходов формируют импульс с длительностью, превышающей длительность импульсов других переходов и кратной числу половин длительности одного символа, начало которого совпадает с началом какой-либо тактовой последовательности, затем дополнительно задерживают сформированные импульсы на время, равное максимально возможной длительности импульсов переходов, анализируют длительность временных интервалов между импульсами переходов и, если длительность этих интервалов не превышает максимально возможной длительности импульсов переходов, то в этих интервалах формируют импульсы длительностью, равной одному биту, причем если после импульсов переходов следуют пачки единичных символов, то указанный импульс длительностью один бит формируют в те моменты времени, когда совпадают положительные значения напряжения трехуровневого сигнала с импульсами первой тактовой последовательности, если после импульсов переходов следуют пачки чередующихся между собой единичных и нулевых символов, то указанный импульс длительностью один бит формируют в те моменты времени, когда совпадают нулевые значения напряжения трехуровневого сигнала с импульсами второй тактовой последовательности, инверсной по отношению к первой, а если после импульсов переходов следуют пачки нулевых символов, то формируют указанный импульс длительностью один бит в те моменты времени, когда совпадают отрицательные значения напряжения трехуровневого сигнала с импульсами третьей тактовой последовательности, сдвинутой относительно первой на интервал, равный половине длительности одного символа исходного цифрового сигнала, причем сформированные указанным образом импульсы длительностью один бит передают в линию связи только тогда, когда между ними и импульсами переходов может быть образована пауза длительностью не менее одного символа с каждой из сторон этого импульса, в случаях же наличия в цифровом сигнале пачек символов длительностью, превышающей максимально возможную длительность сформированных импульсов переходов, во временных интервалах, отвечающим эти пачкам, между импульсами переходов формируют импульсы длительностью, превышающей длительность одного символа исходного цифрового сигнала и кратной числу полубитов, отличающихся от других сформированных импульсов либо своей длительностью, либо временным положением, начало которых совпадает с началом какой-либо тактовой последовательности и количество которых определяется длительностью обрабатываемой пачки символов, причем указанные импульсы передают в линию связи только тогда, когда между ними и импульсами переходов, или между самими этими импульсами в случаях, когда их количество превышает один импульс, может быть образована пауза длительностью, не менее одного символа с каждой из сторон указанных импульсов.

При этом способ может предусматривать обработку исходного цифрового сигнала как аппаратными средствами с помощью дискретных элементов цифровой техники, так и с помощью программных средств с использованием ЭВМ, причем в случае обработки аппаратными средствами исходный цифровой сигнал перед началом обработки предварительно задерживают на один бит цифрового сигнала, а при последующих операциях обработки задерживают еще на время, равное максимально возможной длительности сформированных импульсов переходов, а в случае осуществления обработки исходного цифрового сигнала с помощью программных средств производят задержку этого цифрового сигнала сразу же на время, равное или превышающее максимально возможную длительность формируемых в процессе обработки импульсов переходов.

Благодаря тому, что преобразованный указанным образом исходный цифровой сигнал в предлагаемом способе кодирования обрабатывается сигналами тактовых импульсных последовательностей, имеющих длительность импульсов, равную длительности одного символа исходного цифрового сигнала, а не половине этой длительности, как это имеет место в известных кодах, то тем самым частотные свойства кодированного сигнала в предлагаемом способе оказываются лучше, ибо он требует для передачи меньшую полосу рабочих частот, а его спектр становится более узким, нежели в известных кодах, рассмотренных выше.

Временные характеристики предлагаемого кода также оказываются более качественными за счет того, что здесь как самим пачкам различных символов исходного цифрового сигнала [единичных, нулевых, чередующихся], так и переходам между этими пачками в кодированном сигнале отвечают различные признаки, о которых выше говорилось, а это, в свою очередь, позволяет обнаруживать и устранять отдельные ошибки, возможные при передаче кода, приходящиеся на более длительные интервалы, нежели в известных кодах.

Действительно, если в результате ошибки [из-за действия помех] будет, например, иметь место пропадание одного-двух, или даже более импульсов кода, следующих подряд, то по виду импульсов, расположенных на краях образовавшегося в коде "пустого" интервала, можно однозначно определить продолжалась ли в этом интервале начатая пачка однотипных символов, или же здесь имел место переход к пачке других символов.

Зная особенности формирования как импульсов, кодирующих переходы, так и импульсов, кодирующих различные пачки, можно восстановить картину кодированного сигнала в обоих этих случаях, причем без обращения к исходному цифровому сигналу.

Проведенное выше рассмотрение особенностей предлагаемого способа кодирования показывает, что он позволяет обойтись без введения избыточности в отношении исходного цифрового сигнала [что имеет место в известных способах кодирования] , ибо в предлагаемом способе избыточность распространяется на уже преобразованный указанным образом исходный цифровой сигнал, а не на его первоначальный вид.

Предлагаемый способ поясняется структурной схемой [фиг. 9], в которую входят два шифратора Ш1 и Ш2. Первый шифратор Ш1 включает в себя тактовый генератор, установленный на входе блока 1 формирования сетки частот, предназначенный для получения сигналов шести тактовых последовательностей: первая и вторая из которых [F₁ и F₂] имеют длительности импульсов соответственно в четыре и в два раза меньше длительности одного символа цифрового сигнала и предназначены для осуществления синхронизации работы отдельных блоков, четыре другие последовательности F₃...F₆ имеют длительность импульсов, равную длительности одного бита, которыми и обрабатывают цифровой сигнал [они приведены на фиг. 10].

В Ш1 введены также элемент задержки в виде, например, линии задержки ЛЗ 4 с временем задержки равным 1 биту, а также блоки 2 и 3, соответственно, обработки пачек единичных и чередующихся символов и блок 5 обработки пачек нулевых символов, соединенных между собой определенным образом [о чем подробно сказано далее при рассмотрении устройства].

В Ш1 введен также сумматор 6, входы которого соединены с выходами блоков 2 и 5. Выход же сумматора соединен с входом второго шифратора Ш2, который включает в себя блоки 7 и 10 соответственно обработки положительных и отрицательных импульсов, блок 8 - обработки нулевых значений трехуровневого сигнала, блок 9 - проверки и корректировки кода [бл. П и КК].

Блоки 7, 8, 9, 10 связаны как между собой, так и с выходом блока 6, а также с блоком разрешения БР 11. Выходной блок ВБ 12 своим входом соединен с выходом блока БР 11 и выходами блоков 9 и 10 [более подробно от этом сказано при описании устройства].

Исходную цифровую последовательность L(t) подают на вход элемента линии задержки ЛЗ 4 с временем задержки, равным 1 биту входного цифрового сигнала, одновременно сигнал L(t) подают на первые входы блоков обработки пачек единичных символов [блок 2] и пачек чередующихся символов [блок 3].

Выходной сигнал ЛЗ 4 подают на вторые входы блоков 2 и 3, что позволяет провести сравнение исходного и задержанного сигналов в этих блоках и выделить пачки единичных и чередующихся символов в исходном сигнале, если они там имеются.

Входной цифровой сигнал поступает также на вход блока формирования сетки частот [блок 1] с целью синхронизации его работы в соответствии с входным сигналом, при этом сигнал тактовой частоты F₂ с периодом следования импульсов, равным 1 биту, поступает на третьи входы указанных блоков 2 и 3, осуществляя синхронизацию их работы.

Выходные сигналы блоков 2 и 3 поступают на первый и второй входы блока обработки пачек нулевых символов [блок 5]. При этом при отсутствии соответствующих сигналов на входах 1 и 2 блока 5, т.е. в случае когда в цифровом сигнале нет ни пачек единиц, ни пачек чередующихся символов, на выходе блока 5 появляется сигнал, характеризующий наличие в L(t) пачек нулевых символов.

Выходные сигналы блоков 2 и 5 подают соответственно на первый и второй входы сумматора 6, на выходе которого формируется трехуровневый импульсный сигнал с длительностями импульсов, соответствующими длительностям пачек тех или иных символов в L(t).

Трехуровневый сигнал с выхода сумматора 6 подают на вход второго шифратора Ш2, который соединен с входами блоков обработки положительных импульсов [блок 7], отрицательных импульсов [блок 10], нулевых значений [блок 8] , а также с входом блока проверки и корректировки кода 9 [блок П и КК], название которого указывает на выполняемые функции этим блоком.

К соответствующим входам указанных блоков подключены также выходы блока формирования сетки частот [бл. 1], на которых формируются сигналы четырех тактовых импульсных последовательностей, имеющих длительность импульсов и пауз, равные длительности одного символа входного цифрового сигнала и сдвинутые друг относительно друга на интервалы, кратные половине длительности одного символа.

При помощи этих тактовых последовательностей осуществляют обработку трехуровневого импульсного сигнала первого шифратора, с целью формирования импульсов, кодирующих те или иные пачки символов, а также переходы между этими пачками символов исходного сигнала.

Еще один тактовый сигнал с периодом следования импульсов, равным 0,5 бита, подается с выхода блока 1 на соответствующие входы блоков, расположенных во втором шифраторе, обеспечивая синхронизацию их совместной работы.

Сформированные на выходах указанных блоков 7, 8 и на первом выходе блока 9 [блок П и КК] импульсы, представляющие собой кодированный сигнал, подают на соответствующие входы блока разрешения БР 11, выходной сигнал которого подают на вход выходного блока ВБ 12, к которому подключен также второй выход блока 9.

С выхода блока 12, согласующего выход второго шифратора с линией связи, итоговый кодированный сигнал поступает в линию передачи кода.

Устройства [кодеры], реализующие известные способы кодирования, рассмотренные выше, содержат шифратор с необходимым количеством логических элементов, связанных между собой определенным образом, с тем чтобы можно было осуществить обработку исходного цифрового сигнала сигналом тактовой частоты согласно тому или иному способу кодирования.

Так, например, функциональная схема кодирующего устройства, взятого за прототип [фиг. 11], реализующая алгоритм обработки исходного цифрового сигнала, рассмотренный ранее, представляет собой шифратор, который содержит схему совпадения 12, один из входов которой подсоединен к выходу источника цифрового сигнала i(t), а другой соединен с выходом тактового генератора, выдающего последовательность импульсов (t).

Выход схемы 12 подсоединен к одному из входов схемы 17 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход источника цифрового сигнала i(t) подключен через инвертор 13 также к одному из входов схемы совпадения 14, другой вход которой соединен с выходом тактового генератора, выдающего последовательность импульсов вида h(t), инверсную относительно (t).

Выход схемы 14 соединен с входом D-триггера задержки 15, вход синхронизации которого подключен к выходу тактового генератора h(t). Выход Q D-триггера 15 соединен с одним из входов схемы совпадения 16, другой вход которой подключен к выходу схемы 14. Выход схемы 16 соединен с одним из входов схемы 17, другой вход которой подключен к выходу схемы 12. На выходе схемы 17 формируется кодированный сигнал вида K1(t).

Характеризуют работу устройства временные диаграммы, приведенные на фиг. 12, не требующие особых пояснений. На них также приведены виды сигналов, имеющие место в отдельных точках схемы устройства в соответствии с обозначениями данными на фиг. 11.

Выше был рассмотрен также способ, в котором при декодировании использован прием выделения пачек символов в цифровом сигнале. Структурная схема устройства, реализующего указанный способ восстановления исходного аналогового сигнала из цифрового дельта-сигнала, приведена на фиг. 8 и содержит определитель полярности ОП2, один из входов которого соединен со входом устройства, а другой подсоединен к выходу тактового генератора ТГ1, подключенного ко входу устройства. Выход ОП2 соединен с первым входом арифметико-логического устройства АЛУ 3, второй вход которого соединен с входом устройства, а третий вход АЛУ соединен с выходом тактового генератора ТГ1. АЛУ 3 осуществляет параллельный обмен информацией с постоянным запоминающим устройством ПЗУ 4. Совместное использование АЛУ 3 и ПЗУ 4 позволяет производить переработку и перекодирование информации, поступающей на вход устройства, с целью декодирования любых видов ДМ-сигналов при наличии в ПЗУ 4 соответствующих шин данных.

Выход АЛУ 3 соединен с входом знакопеременного цифроаналогового преобразователя ЦАП 5, выход которого соединен с входом интегратора 6, а его выход подсоединен ко входу фильтра нижних частот ФНЧ 7, выход которого является выходом устройства.

Работа устройства [фиг. 8] состоит в следующем.

Приходящие импульсы ДМ-сигнала L(t) поступают на вход тактового генератора ТГ1, на один из входов АЛУ 3, а также на один из входов определителя полярности ОП2, на другой вход которого подаются положительные импульсы с выхода ТГ1.

Таким образом выходной импульс у ОП2 появляется и поступает в АЛУ 3 лишь при наличии в ДМ-сигнале отрицательных импульсов, тогда как при наличии в ДМ-сигнале отрицательных мпульсов на выходе ОП2 будет нулевой сигнал. В знаковом бите D₇ ячеек памяти регистра данных АЛУ 3 при наличии выходных импульсов ОП2 будут записываться лог. 1, в противном случае сохраняются нули.

Затем осуществляют по заданному алгоритму сравнение содержимого знакового бита [битов] для двух последовательно расположенных ячеек регистра данных, с целью обнаружения пачек однотипных импульсов в дельта-сигнале, с занесением результатов этой обработки в другой регистр [регистр сравнения], в котором таким образом будут записываться в двоичном коде числа импульсов, принадлежащие той или иной пачке. На следующем этапе обработки двоичный код подают на вход знакопеременного ЦАП 5, выходное напряжение которого, пропорциональное количеству импульсов в пачке, поступает на интегратор 6, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот ФНЧ 7, осуществляющим фильтрацию сигнала интегратора, получая таким образом восстановленный аналоговый сигнал.

Как видно из изложенного выше, прием выделения групп [пачек] однотипных импульсов применен в известном устройстве непосредственно к кодированному сигналу, каковым является дельта-сигнал при осуществлении его декодирования.

В тоже время прием выделения пачек "однотипных" символов может быть применен и к самому исходному цифровому сигналу перед его последующим кодированием, что и имеет место в предложенном способе.

Как показывает проведенный выше анализ известных устройств по кодированию цифровых сигналов, их недостатками, обусловленными прежде всего несовершенством известных способов кодирования, являются: во-первых, расширение полосы рабочих частот устройства в связи с введением в кодированный сигнал частотной избыточности по сравнению с исходным цифровым сигналом, во-вторых, недостаточно высокая помехоустойчивость из-за того, что корреляционные связи в известных устройствах кодирования распространяются не более чем на один-два соседних импульса кода.

Задачей предлагаемого устройства кодирования цифровых сигналов является повышение его помехоустойчивости при одновременном снижении полосы рабочих частот в сравнении с известными устройствами.

Решение данной задачи изобретения достигается тем, что в устройство для кодирования цифровых сигналов, содержащее шифратор, вход и выход которого являются входом и выходом устройства, в который входит тактовый генератор, вход которого соединен со входом устройства, а выход подключен к соответствующему выходу шифратора, введен второй шифратор и элемент задержки, вход которого является входом устройства и подключен как и выход этого элемента задержки к соответствующим входам первого шифратора, в который введен блок формирования сетки частот, вход которого соединен с выходом тактового генератора, включенного на входе этого блока, а выходы блока формирования сетки частот подсоединены к соответствующим входам обоих шифраторов, в первый шифратор введены также блок обработки пачек единичных символов, блок обработки пачек чередующихся символов и блок обработки пачек нулевых символов, причем первый и второй входы двух первых из указанных блоков подсоединены соответственно ко входу и выходу элемента задержки, а третий их вход подсоединен к одному из выходов блока формирования сетки частот, а первый и второй входы третьего из указанных блоков обработки подсоединены к выходам блоков обработки соответственно пачек единичных и чередующихся символов, причем выход блока обработки пачек единичных символов подключен также к первому входу сумматора, ко второму входу которого подсоединен выход блока обработки пачек нулевых символов, а выход сумматора подключен ко входу второго шифратора, который содержит блок обработки положительных импульсов, блок обработки отрицательных импульсов, блок обработки нулевых значений сигнала и блок проверки и корректировки кода [блок П и КК], при этом первый вход этого блока и входы трех других указанных блоков подключены к входу второго шифратора, а второй и третий входы блока "П и КК" подсоединены к соответствующим выходам блоков обработки положительных импульсов и нулевых значений сигнала, а один из выходов блока обработки отрицательных импульсов подсоединен ко второму входу блока обработки нулевых значений сигнала, блок "П и КК" связан также шиной связи с блоком обработки отрицательных импульсов, при этом первый выход блока "П и КК" соединен с одним из входов блока разрешения, два других входа которого соединены с выходами блоков обработки п