Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do wyznaczania mocy i wartosci sredniej sygnalu transmitowanego w wielokrotnych systemach czasowych PCflI (modulacja impulsowo- -kodowa). Wynalazek znajduje zastosowanie w tech¬ nice pomiarowej kanalów cyfrowych, a zwlaszcza w elektronicznych centralach telefonicznych, w których komutowane sygnaly wystepuja wylacznie w postaci zakodowanej jako sygnaly cyfrowe.Stan techniki. Znany dotychczas sposób wyzna¬ czania parametrów kanalów cyfrowych PCM po¬ lega na przeprowadzeniu pomiarów mocy i warto¬ sci skutecznej sygnalu analogowego, przetworzone¬ go z sygnalu cyfrowego za pomoca detektora z ukladem rekonstrucji tego sygnalu. I tak, znany jest z katalogu firmy Telect-TA-Airtronixprzyrzad PCM Terminal Test Set typu TE 80, w którym sygnal wejsciowy z kodu liniowego HDB3 jest przetworzony w transkoderze odbiorczym na kod binarny. Wyjsciowy sygnal binarny jest skierowa¬ ny do ukladu fazowania ramki i wydzielania po¬ zadanej szczeliny czasowej, a nastepnie, po ekspan¬ sji cyfrowej w ekspandorze i odpowiedniej regu¬ lacji poziomu sygnalu cyfrowego w tlumiku cy¬ frowym, wprowadza sie go na wejscie przetworni¬ ka cyfrowo-analogowego. Wyjsciowy sygnal analo¬ gowy z przetwornika przepuszcza sie przez filtr górnoprzepustowy, wzmacnia, filtruje sie, a na¬ stepnie wprowadza sie na uklad calkujacy, w któ¬ rym wyznacza sie wartosc skuteczna tego sygnalu. 10 15 20 25 30 Wyjscie ukladu calkujacego jest polaczone z prze¬ twornikiem analogowo-cyfrowym z wyswietlaczem optycznym, który przedstawia wynik pomiaru w po¬ staci cyfrowej.Cyfrowo-analogowe metody badania kanalów cy¬ frowych sa klopotliwe w realizacji, gdyz stosowane uklady wprowadzaja znieksztalcenia, e operujac na wielkosciach analogowych sa bardziej zawodne od ukladów cyfrowych. Poniewaz sa one podatne na zmiany napiec zasilajacych, warunki klimaty¬ czne itp., dlatego tez musza byc cechowane przed rozpoczeciem pomiaru.Istota wynalazku. Istota sposobu wedlug wyna¬ lazku polega na tym, ze moc i wartosc srednia sygnalu przesylanego jest wyznaczana metodami numerycznymi na podstawie analizy sygnalu przed¬ stawionego w kodzie cyfrowym PCM bez jego de¬ kodowania. Okreslenie mocy sygnalu w kodzie cy¬ frowym dokonuje sie przez obliczenie sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci kolejnych pró¬ bek ai wyrazonych w postaci slów kodowych. W celu uzyskania duzej dokladnosci pomiaru, liczba n zliczonych próbek pomiaru powinna byc taka, aby czas usredniania byl wielokrotnie wiekszy od okresu sygnalu reprezentowanego przez próbki.Moc a2 mierzonego sygnalu mozna okreslic z za¬ leznosci. al=-Sa,2 130 995130 995 gdzie dzialanie a^=ai • ai, sumowanie i dzielenie przez n sa wykonywane numerycznie.W niektórych przypadkach w czasie procesu próbkowania i kodowania wartosc próbki sygnalu ulega zmianie na skutek pojawienia sie skladowej stalej, której wielkosc powinna byc mala i kon¬ trolowana. Mozna ja wyznaczyc jako srednia aryt¬ metyczna z wartosci próbek bi ze skladowa stala zliczana z n kolejnych próbek: — \ n b=-Zbi W przypadku wystepowania skladowej stalej b =jf= 0, obliczana moc a2 jest obarczona bledem, po¬ niewaz próbki bj(=ai+b zawieraja skladowa b nie nalezaca do próbek ai wlasciwego sygnalu mie¬ rzonego. W tym przypadku moc ai2 mierzonego sygnalu mozna wyznaczyc na podstawie zaleznosci: - t b,2 =- X (a, + b)2 =- I [a2 + 2a^+ (b)2l = n ,-=i n ,=i n , =11_ J =-Xa2+-b ia|- + (b)2 n ,=! n ;=i Poniewaz skladniki próbek ai nie zawieraja skla¬ dowej stalej stad: Ia,s0 a uwzgledniajac ze: 1 1 Iaf =a2 i -£b2 = (b)2 n ,=! n ,= i otrzymamy: ^¦ = b*-(b)2 Tworzenie sumy kwadratów wartosci próbek oraz sumy wartosci próbek odbywa sie w czasie pomiedzy kolejno odbieranymi próbkami. Po za¬ konczeniu sumowania i dokonaniu podzialu przez liczbe próbek uzyskuje sie srednia arytmetyczna kwadratów wartosci próbek oraz kwadrat sredniej arytmetycznej wartosci próbek. Wykonujac proces odejmowania od siebie wyznaczonych poprzednio wartosci b2 i (b)2 otrzymujemy wartosc mocy sy¬ gnalu w kanale cyfrowym.Kwadraty wartosci próbek uzyskuje sie przez mnozenie tych liczb po ekspansji przez siebie. Po¬ niewaz jednak wyznaczanie ijoczynów . wieloele- mentowych liczb binarnych jest klopotliwe i wy¬ maga zastosowania mikroprocesorów o duzej szyb¬ kosci pracy, korzystne jest wykorzystanie do tego celu pamieci stalej zawierajacej kwadraty warto¬ sci wszystkich 128 próbek. Wpisane do pamieci kwadraty wartosci sa wyznaczone dla próbek po ekspansji, a ich odczyt odbywa sie na podstawie adresu zawartego w sygnale cyfrowym przed eks¬ pansja.Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze uklad do wyznaczania parametrów próbek sy¬ gnalu cyfrowego posiada trzy wejscia dla bitów okreslajacych badana próbke. Kazde z tych wejsc jest polaczone z jednym z wyjsc pamieci wartosci próbki poddanej kompresji.' Pierwsze z nich sta¬ nowi czterobitowe wejscie dla bitów okreslaja¬ cych wartosc próbki w segmencie charakterystyki kompresji, drugie jest trzybitowym wejsciem dla bitów okreslajacych numer segmentu charaktery- 5 styki kompresji, a trzecie jest jednobitowym wej¬ sciem dla bitów okreslajacych znak próbki.Ponadto uklad zawiera dodatkowe wejscie im¬ pulsów zegarowych okreslajacych pozycje bitów w slowie kodowym, które jest sterowane z ukladu 10 fazowania ramki i wydzielania kanalu cyfrowego, a kazdy z podzespolów funkcjonalnych ukladu do wyznaczania parametrów próbek jest sterowany z ukladu sterujacego. Wyznaczanie kwadratów war¬ tosci próbek odbywa sie przez mnozenie liczb bi- ^ narnych, reprezentujacych te wartosci, przez sie¬ bie.Trzy wejscia dla bitów okreslajacych badana próbke oraz dodatkowe wejscie impulsów zegaro¬ wych steruja ekspanderem cyfrowym, który po- 20 przez zespól filtrów cyfrowych jest polaczony z ukladem do obliczania sredniej arytmetycznej war¬ tosci próbek. W ukladzie tym wartosci kolejnych próbek sa sumowane, a po n próbkach jest wyzna¬ czana ich wartosc srednia, która nastepnie jest 25 przekazywana na jedno z wejsc sumatora algebra¬ icznego.Wyjscie zespolu filtru steruje równiez ukladem do obliczania kwadratów wartosci próbek, w któ¬ rym nastepuje mnozenie i-tej próbki bi przez sie- 30 bie. Kolejne sekwencje binarne kwadratów pró¬ bek bi2 sa przekazywane na wejscie ukladu do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów war¬ tosci próbek. W ukladzie tym kolejne wartosci sa sumowane, wyznacza sie ich srednia arytmetyczna, 35 która jest nastepnie przekazywana na drugie wej¬ scie sumatora algebraicznego.Odmiana ukladu do wyznaczania parametrów próbek sygnalu cyfrowego posiada pamiec kwa¬ dratów wartosci próbek, zawierajaca 128 wartosci 40 binarnych kwadratów dla 128 róznych co do war¬ tosci bezwzglednych próbek sygnalu z kompresja.Pamiec *ta ma dwa wejscia: pierwsze czterobitowe dla bitów okreslajacych wartosci próbki w segmen¬ cie oraz drugie, trzybitowe dla bitów okreslajacych 45 numer segmentu charakterystyki kompresji.Odczyt z pamieci kwadratów wartosci próbek jest dokonywany na podstawie elementów xi, x2,~ x3, x4 oraz Ai, Aa, A3 sygnalu cyfrowego przesyla¬ nych z pamieci wartosci próbki poddanej kom- 50 presji. Odczytane kwadraty wartosci sa przekazy¬ wane do ukladu obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, a uzyskany wynik jest wprowadzony do jednego z wejsc sumatora algebraicznego. 55 Obliczanie sredniej arytmetycznej wartosci pró¬ bek sygnalu cyfrowego odbywa sie w ukladzie za¬ wierajacym ekspander cyfrowy o trzech wejsciach, z których kazde jest przeznaczone dla jednej z trzech grup elementów sygnalu cyfrowego. Wyjscie 90 ekspandera steruje ukladem do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek, a uzyskany w nim wynik jest przekazywany do drugiego wejscia su¬ matora algebraicznego.Ekspander cyfrowy zawiera dodatkowe wejscie 85 dla impulsów zegarowych okreslajacych pozycje130 995 5 6 bitu w slowie kodowym, a uklad do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek posiada wejscie polaczone z ukladem, który steruje cyklem obliczeniowym.Inna odmiana ukladu do wyznaczania parame¬ trów próbek sygnalu cyfrowego posiada dwie pa¬ mieci o trzech wejsciach, z których kazda zawiera 16 liczb binarnych. Elementy xi, x&, x$, x4 sygnalu cyfrowego okreslajace wartosc próbki w segmen¬ cie sa wprowadzane do pierwszych wejsc tych pamieci, a elementy Ai, Ab, A3 sygnalu cyfrowego okreslajace numer segmentu charakterystyki kom¬ presji sa skierowane do wejscia detektora pierw¬ szego segmentu charakterystyki kompresji. Detek¬ tor ten steruje drugimi wejsciami pamieci oraz, poprzez uk^ad okreslajacy miejsce binarne licz¬ by — trzecimi wejsciami pamieci.Zbiór liczb binarnych pamieci drugiej wykorzy¬ stuje sie do odczytu kwadratów wartosci próbek pierwszego segmentu. Pamiec pierwsza zawiera liczby binarne odpowiadajace kwadratom wartosci próbek drugiego segmentu charakterystyki kom¬ presji. Na ich podstawie mozna wyznaczyc kwa¬ draty wartosci próbek o tej samej sekwencji xi x2 x3 x4 wystepujacych w pozostalych segmentach, róznia sie bowiem one tylko miejscem binarnym.Miejsce binarne okresla sie na podstawie ele¬ mentów Ai, A2, A3 wiedzac, ze przejscie z wartosci binarnej kwadratu wartosci próbki w segmencie drugim do segmentu r-tego, dla okreslonej se¬ kwencji xi x2 x3 x4 wymaga .przesuniecia w niej przecinka binarnego o 2 zeli detektor^ pierwszego segmentu, charakterystyki kompresji, do wejscia którego sa doprowadzone elementy Ai, A2, A3 sygnalu cyfrowego, stwierdzi wystepowanie próbki z segmentu pierwszego, wów¬ czas odczyt kwadratu wartosci tej próbki nastapi z pamieci drugiej na podstawie elementów xi, x2, x3, x4. Jezeli natomiast detektor stwierdzi, ze próbka ta nie wystepuje w pierwszym segmencie, wówczas odczyt jest dokonany z pamieci pierwszej, a na pod¬ stawie elementów Ai, Aa, A3 ustala sie wlasciwe miejsce przecinka binarnego odczytywanej war¬ tosci.Wyznaczone w ten sposób kwadraty wartosci próbek sa wprowadzone do ukladu obliczania sred¬ niej arytmetycznej kwadratów próbek, a uzyskany wynik jest przekazany do jednego z wejsc suma¬ tora algebraicznego.Inna odmiana ukladu do wyznaczania parame¬ trów próbek sygnalu cyfrowego zawiera pamiec o pojemnosci 16 liczb binarnych, odpowiadajacych kwadratom wartosci próbek drugiego segmentu charakterystyki kompresji. Do jednego wejscia tej pamieci sa wprowadzane elementy xi, x2, x*, x4 sygnalu cyfrowego, drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem-ukladu okreslajacego miejsce binarne odczytywanej liczby. Pamiec poprzez uklad prze¬ liczajacy steruje ukladem do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratu wartosci próbek.Uklad przeliczajacy ma dwa dodatkowe wejscia: jedno polaczone jest z wyjsciem detektora pierw¬ szego segmentu charakterystyki kompresji, dru¬ gie — z ukladem sterujacym cyklem obliczenio¬ wym. Elementy Ai, A», A3 sygnalu cyfrowego sa doprowadzane na wejscie detektora pierwszego segmentu, który steruje jednym z wejsc ukladu okreslajacego miejsce binarne odczytywanej licz¬ by. Drugie wejscie detektora jest sterowane ele¬ mentami Ai, A», A3 sygnalu cyfrowego, a trzecie wejscie — impulsami zegarowymi okreslajacymi pozycje elementu w slowie kodowym.Wyznaczanie kwadratów wartosci próbek wszy¬ stkich segmentów charakterystyki kompresji, z wy¬ jatkiem segmentu pierwszego, odbywa sie w spo¬ sób analogiczny jak w odmianie ukladu zawiera¬ jacego dwie pamieci. Dla okreslenia kwadratu war¬ tosci próbek pierwszego segmentu z pamieci od¬ czytuje sie kwadrat wartosci próbki w segmencie drugim i przekazuje sie ja do ukladu przeliczaja¬ cego, który od tej wartosci odejmuje liczbe binar¬ na odpowiadajaca liczbie 322 oraz podwojony ilo¬ czyn liczby 32 z liczba Xi x& x^ x4 1.Zaleta wynalazku jest eliminowanie czynnosci dekodowania sygnalu oraz pomiarów sygnalu ana¬ logowego. Detektor oraz uklad do pomiaru mocy wprowadzaja znieksztalcenia, a operujac na wiel¬ kosciach analogowych sa bardziej zawodne od ukladów cyfrowych. Zastosowanie pamieci z kwa¬ dratami wartosci próbek sygnalu pozwala na wie¬ lokrotne zmniejszenie szybkosci pracy ukladu aryt¬ metycznego i dzieki' temu umozliwia stosowanie mikroprocesorów.Objasnienie figur rysunku. Wynalazek jest blizej- objasniony w przykladzie wykonania przedstawio¬ nym na rysunku* na którym figura 1 przedstawia schemat blokowy urzadzenia, figury 2, 3, 4 i 5 — rózne warianty ukladu do wyznaczania parame¬ trów próbek sygnalu cyfrowego, a figura 6 — sche¬ mat ideowy ukladu do wyznaczania mocy i war^ tosci sygnalu w systemie PCM-30.Przyklad wykonania. W ukladzie przedstawionym na figurze 1 wejsciowy cyfrowy sygnal zbiorczy PCM w kodzie liniowym jest wprowadzony do transkódera odbiorczego TO, w którym podlega przekodowaniu, na zbiorczy sygnal binarny. Rów¬ noczesnie z sygnalu tego wytworzony jest sygnal zegarowy o czestotliwosci 2048 kHz, którys wraz z sygnalem binarnym wprowadza sie do ukladu fazowania ramki FR i wydzielania kanalu cyfro¬ wego. Uklad ten generuje ciag • impulsów zegara kanalowego, przy czym polozenie impulsów jest regulowane, co pozwala na wybranie pozadanej szczeliny czasowej, w której wystepuja sekwencje kodowe próbek. Uklad fazowania ramki FR i wy¬ dzielania kanalu cyfrowego podaje równiez sygna¬ ly zegarowe do ukladu sterujacego US, który nad¬ zoruje blokami funkcjonalnymi ukladu w czasie cyklu pomiarowego.Za pomoca impulsów zegara kanalowego wpro¬ wadza sie kolejne sekwencje kodowe badanych próbek po zanegowaniu parzystych bitów w ukla¬ dzie negacji NB bitu parzystego do pamieci PO wartosci próbki poddanej kompresji. Z pamieci PO wychodza zapamietane na okres próbkowania }25 |is nastepujace elementy binarne: jeden bit S okreslajacy znak próbki, trzy bity Ai, A», A3 okres¬ lajace segment, w którym znajduje sie próbka oraz cztery bity xx, x», x$, x4 okreslajace wartosc próbki w segmencie. 10 15 20 25 30 35 40 45 60 55 00130 99fr 7 8 Te trzy grupy elementów X, A, S sa wprowa¬ dzane na wejscia ukladu WP do wyznaczania pa¬ rametrów próbek, do którego dodatkowo jest wpro¬ wadzony z wyjscia ukladu fazowania ramki FR sygnal zegarowy oraz z wyjsc ukladu sterujacego US impulsy sterujace Si ... Sk cyklem obliczenio¬ wym poszczególnych bloków funkcjonalnych tego ukladu.Uklad WP do wyznaczania parametrów próbek na swym wielobitowym wyjsciu Wi przekazuje informacje o sredniej arytmetycznej b2 z kwadra¬ tów N wartosci próbek oraz na wielobitowym wyj¬ sciu W2 — informacje o sredniej arytmetycznej b z N wartosci próbek. Informacje te sa wprowa¬ dzane na wejscie sumatora algebraicznego PR wy¬ znaczajacego kwadrat wartosci sredniej arytmetycz¬ nej (b)2 z N wartosci próbek oraz róznice ba—(b)2, która to róznica wraz z wartoscia sredniej arytme¬ tycznej b w cyfrowym przeliczniku logarytmicz¬ nym PL jest wyrazona w mierze logarytmicznej i wyswietlana w cyfrowym wyswietlaczu optycz¬ nym WO.Figura 2 przedstawia wariant realizacji ukladu WP do wyznaczania parametrów próbek sygnalu, w którym kwadraty liczb binarnych reprezentuja¬ cych wartosci próbek, wyznacza sie przez mnozenie tych liczb po ekspansji przez siebie.Na trzy wejscia ukladu ekspandera cyfrowego EX wprowadza sie odpowiednio trzy grupy ele¬ mentów binarnych X, A, S. Po przeprowadzeniu ekspansji wartosci próbek, sygnal z ekspandera EX wprowadza sie do zespolu filtrów ZF, które, zaleznie od rodzaju pomiaru, w sposób cyfrowy filtruja odbierany sygnal. W ukladzie PK do obli¬ czania kwadratów wartosci próbek nastepuje mno^ zenie liczb binarnych przez siebie, a nastepnie ko¬ lejne sekwencje binarne kwadratów próbek sa su¬ mowane, a wynik po zakonczeniu procesu zliczania, jest usredniany w ukladzie PSK do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek.Wyjscie zespolu filtrów ZF jest polaczone po¬ nadto z wejsciem ukladu PS do obliczenia sred¬ niej arytmetycznej wartosci próbek,,*gdzie kolejne wartosci próbek sa sumowane, a nastepnie wynik jest podzielony przez liczbe próbek N.Figura 3 przedstawia schemat blokowy ukladu WP do wyznaczania parametrów próbek, w któ¬ rym wartosci kwadratów próbek sa okreslane przez odczyt tych wartosci z jednej pamieci PP o duzej pojemnosci. Zawiera ona binarne wartosci kwadratów dla 128 róznych co do wartosci bez¬ wzglednej próbek po ekspansji, gdyz tyle róznej wartosci próbek wystepuje w sygnale z kompresja w systemie PCM-30. Odczyt z pamieci PP jest dokonywany na podstawie elementów Ai, A2, A3 i xi, xB, xa, x4 przesylanych z pamieci PO. Odczy¬ tane wartosci kwadratów próbek sa sumowane, a nastepnie usredniane w ukladzie PSK do obli¬ czania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek. Srednia arytmetyczna z wartosci próbek uzyskuje sie przez wprowadzenie trzech grup ele¬ mentów binarnych X, A, S na wejscie ekspandera EX i po przeprowadzeniu ekspansji próbek, zlicza¬ niu wartosci, a nastepnie usrednieniu wyniku w ukladzie PS do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek.Figura 4 przedstawia schemat blokowy ukladu WP do wyznaczania parametrów próbek, w któ¬ rym wartosci kwadratów sa okreslane za pomoca wartosci zapisanych w dwóch pamieciach PI i P2 o pojemnosci 16 liczb binarnych kazda. Pamiec P2 zawiera wartosci kwadratów dla najmniejszych próbek wystepujacych w segmencie pierwszym, natomiast pamiec PI — wartosci kwadratów pró¬ bek drugiego segmentu. Kwadraty wartosci binar¬ nych pozostalych segmentów wyznacza sie korzy¬ stajac z pamieci PI, poniewaz dla tej samej se¬ kwencji xi xg x3 x4 pozostalych segmentów odpo¬ wiadajace liczby binarne róznia sie jedynie miej¬ scem binarnym. Miejsce to okresla sie na podsta¬ wie znajomosci elementów Ai, A2, A3, wiedzac, ze przejscie z wartosci binarnej kwadratu w segmen¬ cie drugim do segmentu r-tego wymaga przesunie¬ cia w niej przecinka binarnego o 2(r—1) miejsc, w prawo.Grupa bitów xi, x&, x3, x4 wprowadzona jest do pamieci PI i P2, natomiast grupa bitów Ai, A2, A3 — do detektora segmentu pierwszego DS oraz do ukladu MB okreslajacego miejsce binarne od¬ czytanego kwadratu liczby. Jezeli detektor pierw¬ szego segmentu DS stwierdzi wystapienie próbki z pierwszego segmentu, wówczas odczyt wartosci kwadratu, na podstawie bitów xi, x2, x3, x4 doko¬ nywany jest z pamieci P2. Jezeli natomiast de¬ tektor pierwszego segmentu DS stwierdzi, ze prób¬ ka nie wystepuje w pierwszym segmencie wów¬ czas dokonuje sie odczytu z pamieci PI, a na pod¬ stawie elementów binarnych Ai, A2, A3, uklad MB okresla wlasciwe miejsce przecinka binarnego od¬ czytanej wartosci.Okreslone w ten sposób kwadraty wartosci pró¬ bek sa wprowadzane do ukladu PSK do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci pró¬ bek, gdzie sa sumowane a nastepnie usredniane, dajac na .wyjsciu wartosc b2.Srednia arytmetyczna z wartosci próbek uzys¬ kuje sie w identyczny sposób jak w wariancie przedstawionym na fig. 3, wykorzystujac ekspan- der cyfrowy EX oraz uklad PS do obliczania sred¬ niej arytmetycznej wartosci próbek.Figura 5 przedstawia schemat blokowy ukladu WP do wyznaczania parametrów próbek, w którym wartosci kwadratów próbek sa wyznaczane za po¬ moca jednej pamieci PI zawierajacej wartosci kwadratów próbek segmentu drugiego. Wyznacza¬ nie kwadratów próbek pozostalych segmentów z wyjatkiem segmentu pierwszego odbywa sie we¬ dlug tej samej zasady jaka stosowana jest w wa¬ riancie przedstawionym na fig. 4. Dla okreslenia wartosci kwadratu próbek wystepujacych w se¬ gmencie pierwszym, odczytuje sie wartosc kwadra¬ tu dla segmentu drugiego i odejmuje sie od tej wartosci liczbe binarna odpowiadajaca wartosci 322 oraz podwojony iloczyn liczby 32 z liczba xi xB x3 x4 1, co w ukladzie sprowadza sie do odjecia w ukladzie przeliczajacym UP od wartosci odczytanej 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600 dla segmentu drugiego liczby 322 oraz liczby xi x2 x3 x4 1 000 000.Figura 6 przedstawia schemat ideowy ukladu do wyznaczania mocy i wartosci sredniej sygnalu transmitowanego w systemie PCM-30. Uklad ten jest wlaczony bezposrednio do sygnalu zbiorczego PCM w kodzie liniowym za dekoderem kodu linio¬ wego HDB-3. Za pomoca ukladu FR fazowania ramki wybiera sie sygnal z badanego kanalu przez wyznaczenie impulsu Ik kanalowej szczeliny cza¬ sowej. Pozwala on w kolejnych ramkach.na wy¬ dzielanie próbek sygnalu zakodowanego zgodnie z zasada kompresji A z sygnalu zbiorczego PCM przesylanego przez bramke Bi i wprowadzanie go za pomoca bramki BE do rejestru przesuwnego Rl.W ten sposób w rejestrze zostaja zapisane na okres trwania ramki elementy kodu z kompresja, a mianowicie element S, elementy Ai, A2, A3 okre¬ slajace numer segmentu oraz elementy xi, X2, X3, x4 okreslajace wartosc próbki w segmencie. W czasie trwania kazdej ramki sygnalu uklad sterujacy US wyznacza trzy okresy, w których przeprowadza sie poszczególne operacje arytmetyczne. Jeden okres okreslony jest przez impuls Ii, podczas któ¬ rego wyznacza sie i tworzy sie sume biezaca, któ¬ ra uwzglednia wartosc wyznaczona bt2. Drugi okres okreslony jest przez impuls I&, podczas którego wyznacza sie i tworzy sie sume biezaca wartosci bi.Czas pomiaru, czyli czas sumowania i usredniania wartosci bi2 i bi dla n próbek jest wyznaczony przez impuls Ip, który trwa przez n ramek.W ukladzie zastosowano dwie stale pamieci typu ROM PI i P2. W pamieci PI zapisane sa kwadraty 16 wartosci 1 xi"x2 x3 x4 1 dla segmentu drugiego, a w pamieci drugiej —kwadraty J.6 wartosci xi x2 x3 x4 1 dla segmentu pierwszego. Uklad zawiera równiez dwa rejestry przesuwne R2 i R3 stano¬ wiace pamieci operacyjne. Rejestr R2 sluzy do gromadzenia kolejnych sum dla wartosci bi2, zas R3 — dla wartosci bi. Wybór pamieci R2 lub R3 jest dokonywany przez impulsy Ii i Ib odpowiednio za pomoca bramek Bi8, Bi9 i B20, B21 w zaleznosci od tego czy sumowane sa wartosci bi2 czy tez bi.W czasie trwania impulsu Ii wartosci bi2 sa wy¬ czytywane poprzez bramki Bib, Bi3 i Bi4 z odpo¬ wiedniej pamieci PI lub P2 zaleznie od numeru segmentu, w którym próbka sie znajduje. Dla segmentu pierwszego detektor segmentu pierwszego DS impulsem w wybiera pamiec P2 a wylacza PI.Elementy xi, x2, x3, x4 z rejestru Rl wyznaczaja odpowiednie slowo kodowe z pamieci P2 i jest ono szeregowo wyczytywane za pomoca zdeszyfrowa- nych elementów Ci, C2, C3, C4 utworzonych w licz¬ niku LI. Licznik ten jest sterowany impulsami ze¬ garowymi Zi o czestotliwosci 2048 kHz przez bram¬ ke B7 otwierana, przechodzacym przez bramke B6, impulsem w.Sekwencja z odczytywanej pamieci podawana jest szeregowo przez bramki B^, Bi3 i BJ4 do su¬ matora SU razem z istniejaca juz suma biezaca z poprzedniego okresu pomiarowego, wyczytana z rejestru R2 za pomoca impulsów zegarowych Zi przechodzacych przez bramke Bis. 2 chwila pojawienia sie impulsu Ii wyczytywane sa kolejne elementy binarne z pamieci P2 i re- 0 995 10 jestru R2. Wyniki sumy kolejnych elementów z pa¬ mieci P2 i rejestru R2 sa wpisywane przez bramke Bi9 ponownie do rejestru R2 i przesuwaja sie w nim az do czasu zakonczenia impulsu Ii. Czas 5 trwania impulsu Ii jest tak dobrany, aby po za¬ konczeniu sumowania informacja wpisywana do rejestru R2 przesunela sie az do konca rejestru.Dla segmentów róznych od pierwszego, pamiec P2 jest wylaczona, a impuls w wlacza pamiec PI. 10 Elementy xi, X2, x3, X4 wyznaczaja odpowiednie slowo kodowe bi2 i jest ono szeregowo wyczyty¬ wane, a moment, w którym sie ono rozpoczyna zalezy od numeru segmentu. W tym celu moment wlaczenia licznika LI jest sterowany za posredni- 15 ctwem przerzutnilka PK typu RS i bramek B5, Be i B7 i licznika rewersyjnego L2. Licznik L2 odlicza liczbe adresów, impulsami zegarowymi Z2 o cze¬ stotliwosci 1024 kHz podawanymi przez bramki B8 i B10, zalezna od kodu elementów Ai, A2, A3 repre- 20 zentujacych numer segmentu. Dla segmentu dru¬ giego praca licznika LI rozpoczyna sie natychmiast i odczyt elementów kodu nie jest opózniony. Dla segmentu trzeciego kod wyczytany z pamieci PI musi byc-opózniony w czasie sumowania w sto- 25 sunku do sygnalu wyczytywanego z rejestru R2 o dwa impulsy zegarowe 2048 kHz, bowiem kwa¬ draty wartosci próbek z tego segmentu sa cztero¬ krotnie wieksze od wartosci próbek z segmentu drugiego. Licznik L2, sterowany elementami Ai, A2, 30 A3 wyznaczajacymi segment trzeci, zapewnia opóz¬ nienie sygnalu na wyjsciu pamieci/PI o jeden im¬ puls zegarowy o czestotliwosci 1024 kHz. Podobnie licznik ... L2 wprowadzi wymagane opóznienie od¬ czytu z pamieci PI dla innych segmentów o nume- 35 rze p o 2(p—2) adresów zegara 2048 kHz.W czasie I2 wykonuje sie sumowanie wartosci próbek po ekspansji bi. Ich odtworzenie zachodzi w selektorze Si, do którego sa doprowadzone ele¬ menty xi, xB, x3, x4, z których tworzy sie sekwen- 40 cja 1- xi xb k» x* 1. Elementy te sa wyczytywane szeregowo przez bramki Bi5 i Bw za pomoca de- szyfratora sygnalów Ci C2 C3 C4 przesylanych z licznika LI.Wyczytywanie elementów dla pierwszego i dru- 45 giego segmentu charakterystyki kompresji odbywa sie bez opóznienia, przy czym dla pierwszego se¬ gmentu nie odczytuje sie pierwszego elementu o wartosci 1, poprzedzajacego element xi gdy impuls w=L 50 Dla pozostalych segmentów o numerach p2 wprowadzane jest opóznienie odczytu wspomnianej sekwencji o (p—2) okresów zegara 2048 kHz. Opóz¬ nienie jest uzyskane za pomoca licznika rewersyj¬ nego L2 podobnie jak przy sumowaniu wartosci bi2, 55 przy czym licznik sterowany jest obecnie impulsa¬ mi z zegara 2048 kHz przesylanymi bramkami B9 i B10.Odczytana w odpowiednim czasie sekwencja 1 xi x2 xa x4 1 z selektora Si stanowi jeden skladnik 60 sumy i jest przekazywana do sumatora SU przez bramki Bi5 i BM razem z elementem znaku wpro¬ wadzonym przez bramke Bga. Z chwila pojawienia sie na wejsciu bramki Ba impulsu h sekwencja zapisana w rejestrze R3 jako drugi skladnik sumy 65 jest przekazana do sumatora SU przez bramki R&11 130 995 12 i Rie a jej znak jest przesylany przez bramke Bj4.Wynik sumowania jest wprowadzony do rejestru R3 a nowy znak sumy jest zapamietany w pamieci znaku PZ.Po zakonczeniu procesu sumowania dla wszyst¬ kich n próbek zanika impuls Ip okreslajacy okres usredniania. Suma kwadratów wartosci próbek jest zapisana w rejestrze Ra a suma wartosci próbek w rejestrze R* Liczba n próbek jest tak dobrana, ze lge n jest liczba calkowita r. W tej sytuacji operacja dzielenia liczb" binarnych zapisanych w rejestrach Rj i R3 polega na odczycie tych liczb z rejestru z pominieciem r ostatnich bitów. s Do obliczenia koncowego wyniku a*=b2—(b)2 wykorzystuje sie arytmometr PR o malej szybkosci pracy, który oblicza wartosc (b)2 a nastepnie róznice b2—(b)2. Wynik jest sprowadzony do posta¬ ci logarytmicznej w przeliczniku logarytmicznym PR i wyswietlony w wyswietlaczu optycznym WO.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wyznaczania mocy i wartosci sredniej sygnalu przesylanego w systemach PCM polegaja¬ cy na tym, ze po wydzieleniu z przychodzacego cy¬ frowego sygnalu zbiorczego sygnalu zegarowego, sygnal zbiorczy przetwarza sie z kodu liniowego na kod binarny, przeprowadza sie operacje fazo¬ wania ramki tego sygnalu i wydziela sie kanalowa szczeline czasowa, w której wystepuja sekwencje kodowe próbek wartosci chwilowych sygnalu, po czym wpisuje sie te sekwencje do pamieci bufo¬ rowej, znamienny tym, ze po wpisaniu sekwencji do pamieci buforowej wyznacza sie kwadraty liczb binarnych reprezentujacych wartosci danych próbek i dla ustalonego przedzialu czasowego wyznacza sie srednie arytmetyczne wartosci z liczb binar-~ nych oraz srednie arytmetyczne wartosci z kwa¬ dratów liczb binarnych, a nastepnie wyznacza sie kwadrat wartosci sredniej arytmetycznej i róz¬ nice pomiedzy wartoscia srednia arytmetyczna kwadratów i kwadratu wartosci sredniej arytmety¬ cznej, która to róznica jest proporcjonalna do mo¬ cy sygnalu przesylanego, a otrzymane w kodzie binarnym wartosc sredniej arytmetycznej oraz war¬ tosc mocy sygnalu wyraza sie w znany sposób w kodzie dziesietnym w mierze logarytmicznej z uwzglednieniem wspólczynnika proporcjonalnosci. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwadraty liczb binarnych wyznacza sie przez mno¬ zenie tych liczb po ekspansji przez siebie. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwadraty liczb binarnych wyznacza sie przez od¬ czyt z pamieci kwadratów wartosci próbek po eks¬ pansji na podstawie adresu zawartego w sekwen¬ cji kodowej próbki sygnalu przed ekspansja. 4. Uklad do wyznaczania mocy i wartosci sred¬ niej sygnalu przesylanego w systemach PCM zawie¬ rajacy transkoder odbiorczy, uklad fazowania ram¬ ki i wydzielania kanalu cyfrowego, uklad negacji bitu parzystego, pamiec próbki z kompresja, . sur mator algebraiczny, cyfrowy przelicznik logaryt¬ miczny oraz cyfrowy wyswietlacz optyczny, ma~ mienny tym, ze posiada uklad (WP) do wyzna¬ czania parametrdw próbek sygnalu cyfrowego o trzech wejsciach (X, A, S), z których kazde jest po¬ laczone z jednym z wyjsc pamieci (PO) próbki z kompresja, przy czym jedno wejscie (X) jest czterobitowym wejsciem dla bitów okreslajacych 5 wartosc próbki w segmencie, drugie wejscie (A) stanowi trzybitowe wejscie dla bitów okreslajacych numer segmentu próbki, a trzecie wejscie (S) jest jodnobitowym wejsciem dla bitu okreslajacego znak próbki, a ponadto uklad (WP) zawiera jedno wej- 10 scie (Ze) impulsów zegarowych polaczone z jed¬ nym z wyjsc ukladu (FR) fazowania ramki i wydzie¬ lania kanalu cyfrowego, k wejsc (Si ... Sk) steruja¬ cych cyklem obliczeniowym, z których kazde jest polaczone z jednym z wyjsc ukladu (US) sterujace- 15 go oraz dwa wielobitowe wyjscia (Wi i Wi), z któ¬ rych pierwsze (Wi) dla bitów okreslajacych sred¬ nia arytmetyczna kwadratów wartosci próbek jest polaczone z jednym wejsciem sumatora (PR) alge¬ braicznego, a drugie wyjscie (W2) dla bitów okre- 20 slajacych srednia arytmetyczna z wartosci próbek jest polaczone z drugim wejsciem sumatora (PR) algebraicznego. 5. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze wejscia (XAS) ukladu (WP) do wyznaczania pa- 25 rametrów próbek sygnalu cyfrowego steruja eks- pandecem (EX) cyfrowym, którego dodatkowe wie- loprzewodowe wejscie (Ze) impulsów zegarowych, okreslajacych pozycje bitów w slowie kodowym jest polaczone z jednym z wyjsc ukladu (FR) fazowa- 30 nia ramki i wydzielania kanalów cyfrowych, a wyjscie tego ekspandera (EX) poprzez zespól fil¬ trów (ZF) steruje wejsciem ukladu (PS) do obli¬ czania sredniej arytmetycznej wartosci próbek oraz wejsciem ukladu (PK) do obliczenia kwadratów 85 wartosci próbek i szeregowo z nim polaczonym ukla¬ dem (PSK) do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, przy czym wielobito¬ we wyjscie (Wi) ukladu (PSK) do obliczania war¬ tosci sredniej kwadratów wartosci próbek niesie 40 informacje o sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, a wielobitowe wyjscie (W2) ukladu (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej warto¬ sci próbek niesie informacje o sredniej arytmety¬ cznej z wartosci próbek, a ponadto uklad (PSK) 45 do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, uklad (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek, uklad (PK) do obli¬ czania kwadratów wartosci próbek oraz zespól (ZF) filtrów posiadaja po jednym z wejsc (Si ... S4) 50 sterujacych cyklem obliczeniowym, z których kaz¬ de jest polaczone odpowiednio z jednym z wyjsc ukladu (US) sterujacego 6. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze uklad (WP) do wyznaczania parametrów próbek 55 sygnalu cyfrowego zawiera pamiec (PP) kwadratów wartosci próbek o dwóch wejsciach i jednym wyj¬ sciu, z których pierwsze stanowi czterobhowe wej¬ scie (X) dla bitów okreslajacych wartosc próbki w segmencie charakterystyki kompresji, a drugie 60 stanowi trzybitowe wejscie (A) dla bitów okreslaja¬ cych numer segmentu charakterystki kompresji, na¬ tomiast wyjscie pamieci(PP) steruje ukladem (PSK) do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, przy czym wyjscie (Wi) tego ukladu •5 (PSK) niesie informacje o sredniej arytmetycznej130 995 13 14 kwadratów wartosci próbek, a ponadto uklad (WP) do wyznaczania parametrów próbek sygnalu cyfro¬ wego zawiera czterowejsciowy ekspander (EX) cy¬ frowy, którego jedno wejscie jest czterobitowym wejsciem (X) dla bitów okreslajacych wartosc próbki w segmencie charakterystyki kompresji, drugie wejscie jest trzybitowym wejsciem (A) dla bitów okreslajacych numer segmentu charaktery¬ styki kompresji, trzecie wejscie jest jednobitowym wejsciem (S) dla bitu okreslajacego znak próbki/ a czwarte wejscie stanowi wieloprzewodowe wej¬ scie (Zo) impulsów zegarowych, okreslajacych po¬ zycje bitu w slowie kodowym, natomiast wyjscie ekspandera (EX) cyfrowego steruje wejsciem ukla¬ du (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej war¬ tosci próbek, a wyjscie (W2) tego ukladu (PS) nie¬ sie informacje o sredniej arytmetycznej z wartosci próbek, przy czym uklad)(PSK) do obliczania sred¬ niej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek oraz uklad (PS) do obliczania sredniej arytmetycz¬ nej wartosci próbek posiadaja po jednym z wejsc (Si, Sj), z których kazde jest polaczone odpowied¬ nio z jednym z wyjsc ukladu (US) sterujacego. 7. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze uklad (WP) do wyznaczania parametrów próbek sygnalu cyfrowego zawiera pamiec (PI) kwadra¬ tów wartosci próbek drugiego segmentu charakte¬ rystyki'kompresji i pamiec (P2) kwadratów war¬ tosci próbek pierwszego segmentu charakterystyki kompresji,. a kazda z tych pamieci posiada trzy wejscia i jedno wyjscie, przy czym pierwsze wej¬ scia sa czterobitowymi wejsciami (X) dla bitów okreslajacych wartosc próbki w segmencie, kazde z drugich wejsc jest polaczone z jednym z wyjsc detektora (DS) pierwszego segmentu charaktery¬ styki kompresji, którego trzybitowe wejscie (A) jest sterowane bitami okreslajacymi numer se¬ gmentu charakterystyki kompresji, a kazde z trze¬ cich wejsc tych pamieci (PI i P2) jest sterowane jednym z wyjsc ukladu (MB) okreslajacego miej¬ sce binarne odczytywanej liczby, przy czym wej¬ scie tego ukladu (MB) jest polaczone z wyjsciem detektora (DS) pierwszego segmentu charakterysty¬ ki kompresji, którego wejscie (A) stanowi trzybito- we wejscie dla bitów okreslajacych numer segmen¬ tu charakterystyki kompresji, natomiast kazde z wyjsc pamieci (PI, P2) steruje jednym wejsciem ukladu (PSK) do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek, a wejscie (Wl) tego ukladu (PSK) niesie informacje o sredniej arytmetycznej kwa¬ dratów wartosci próbek, a ponadto wejscia. (X, A, S) ukladu (WP) do ^wyznaczania parametrów pró¬ bek sygnalu cyfrowego steruja ekspanderem (EX) cyfrowym, którego dodatkowe, wieloprzewodowe wejscie (Zc) impulsów zegarowych, okreslajacych pozycje-bitu w slowie kodowym, jest polaczone z jednym z wyjsc ukladu (FR) fazowania ramki i wydzielenia kanalów cyfrowych, a wyjscie tego ekspandera (EX)- steruje wejsciem ukladu (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek, którego wyjscie (W*) niesie informacje o sredniej arytmetycznej z wartosci próbek, przy czym uklad (MB) okreslajacy miejsce binarne odczytywanej liczby, uklad (PS) do obliczania sredniej arytme¬ tycznej wartosci próbek oraz uklad (PSK) do obli- 5 czania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek posiadaja po jednym z wejsc (S6, S2, S5) sterujacych cyklem obliczeniowym, z których kaz¬ de jest polaczone odpowiednio z jednym z wyjsc ukladu (US) sterujacego. w 8. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze uklad (WP) do wyznaczania parametrów próbek sygnalu cyfrowego zawiera pamiec (PI) kwadra¬ tów wartosci próbelf drugiego segmentu charakte¬ rystyki kompresji o dwóch wejsciach i jednym !5 wyjsciu polaczonym z jednym wejsciem ukladu (UP) przeliczajacego, którego drugie wejscie jest* sterowane jednym z wyjsc ukladu (DS) detektora pierwszego segmentu charakterystyki kompresji, a wyjscie ukladu (UP) przeliczajacego steruje ukla- 20 dem (PSK) do obliczania sredniej arytmetycznej kwadratów wartosci próbek, którego wyjscie (Wi) niesie informacje o sredniej arytmetycznej; z war¬ tosci próbek, przy czym pierwsze wejscie pamieci (PI) kwadratów wartosci próbek stanowi cztero- 25 bitowe *wejscie (X) dla bitów okreslajacych war¬ tosc próbki w segmencie, a drugie wejscie tej pa¬ mieci (PI) jest polaczone z wyjsciem ukladu (MB) okreslajacego miejsce binarne odczytywanej liczby, przy czym uklad ten (MB) ma trzy wejscia, z któ- 30 rych jedno stanowi trzybitowe wejscie (A) dla bi¬ tów okreslajacych numer segmentu charakterysty¬ ki kompresji, drugie wejscie jest polaczone poprzez detektor (DS) pierwszego segmentu charakterystyki kompresji z trzybitowym wejsciem (A) dla bitów 35 okreslajacych numer segmentu charakterystyki kompresji, a trzecie — stanowi wieloprzewodowe wejscie (Zc) impulsów zegarowych okreslajacych pozycje bitu w slowie kodowym, a ponadto uklad (WP) do wyznaczania parametrów próbek sygnalu 40 cyfrowego zawiera czterowejsciowy ekspander (EX) cyfrowy, którego jedno wejscie jest czterobitowym wejsciem (X) dla bitów okreslajacych wartosc próbki w segmencie charakterystyki kompresji, drugie wejscie jest trzybitowym wejsciem (A) dla 45 bitów okreslajacych numer segmentu charaktery¬ styki kompresji, trzecie wejscie jest jednobitowym wejsciem (S) dla bitu okreslajacego znak próbki, a czwarte wejscie stanowi wieloprzewodowe wej¬ scie (Zc) impulsów zegarowych, okreslajacych po- 50 zycje bitu w slowie kodowym, natomiast wyjscie ekspandera (EX) steruje wejsciem ukladu. (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek, a wyjscie (Wa) tego ukladu (PS) niesie informacje o sredniej arytmetycznej z wartosci próbek, przy 55 czym uklad (PSK) do obliczania sredniej arytme¬ tycznej kwadratów wartosci próbek, uklad (PS) do obliczania sredniej arytmetycznej wartosci próbek oraz uklad (UP) przeliczajacy posiadaja po jednym z wejsc (Si, S*, S7), z których kazde jest polaczone 60 odpowiednio z jednym z wyjsc ukladu (US) steru- _ jacego.130 995 TO F.R NB PO U5 NP PR M uo i 1 \01. 1 A o-4» 5 o !» 5 1 l J f V .... — . _ PP NP i2 5, -4 P5 /^/r '""1 i . 1 u . 1 1 ' 1 ' N2 Fig. J Fig. 1 3ó S, 5, r i r n i a - -f Zf i i l NP I ^ 4 w _fc « ± P5K 1 t 1 * i ty ^ \ ^ /fy 2 5^ n P2 PI D5 tlB EX Zc 57 5z 5i j -44-4- NP Fig. k P5K Ni P5 -r» * L. —n (yp DS EX Md NP Fig. S P5K Ui P5' UZ -CZI | *l*zX5*k Ip h Fig. 6 Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 128/87 Cena 130 zl' PL