SU1078649A1

SU1078649A1 - Compander

Info

Publication number: SU1078649A1
Application number: SU823509555A
Authority: SU
Inventors: Виталий Григорьевич Ходатай; Владислав Михайлович Шедько
Original assignee: Предприятие П/Я А-7306
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1982-11-01
Publication date: 1984-03-07

Abstract

1.КОМПАНДЕР,содержащий на передающей стороне N разделительны фильтров ( Н - любое целое число), входы которых объединены и вл ютс входом компандера, последовательно соединенные первый и второй сумматоры , на приемной стороне экспанде первый и второй входы которого сое нены соответственно с первым и вто рым выходами тракта передачи и при ема, N разделительных фильтров, вх ды которых объединены и вл ютс выходом компандера, последовательно соединенные первый сумматор и блок вычитани , отличающийс тем, что, с целью повышени помехоустойчивости , на передающей стороне введены N блоков компрессии, блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделени максимума , фильтр нижних частот, третий сумматор, второй вход которого подключен к выходу блока опорного сигнала , и регулирующий элемент, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, при этом между входами разделительных фильтров и вторым входом второго сумматора введен аттенюатор, а вход, первый и вто рой выходы блоков компрессии соединены соответственно с выходами разделительных фильтров, входами блока выделени максимума и первого сумматора , выходы третьего сумматора и регулирующего элемента соединены соответственно с первым и вторым вхо дами тракта передачи и приема, на приемной стороне введены N блоков компрессии, входы и выходы которых соединены соответственно с выходами разделительных фильтров и входами первого сумматора, а между выходом блока вычитани и входами разделительных фильтров введен усилитель, при этом выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитани .1.COMPANDER containing on the transmitting side N separator filters (H is any integer) whose inputs are combined and are the input of the compander, the first and second adders connected in series, the first and second inputs of which are connected to the first and second inputs on the receiving side of the expansion and the second outputs of the transmission path and the receiver, N separation filters, the inputs of which are combined and are the output of the compander, are connected in series to the first adder and subtraction unit, characterized in that, in order to increase the noise immunity On the transmitting side, N compression blocks are inserted, a reference signal block, a high-resolution block in series, a low-pass filter, a third adder, the second input of which is connected to the output of the reference signal block, and a regulating element, the second input of which is connected to the output of the second adder, at the same time, between the inputs of the separation filters and the second input of the second adder, an attenuator is inserted, and the input, the first and second outputs of the compression blocks are connected respectively to the outputs of the separation filters, the inputs of the maximum selection unit and the first adder, the outputs of the third adder and the regulating element are connected respectively to the first and second inputs of the transmission and reception path, on the receiving side N compression units are entered, the inputs and outputs of which are connected respectively to the outputs of the separation filters and the inputs of the first adder, and an amplifier is inserted between the output of the subtraction unit and the inputs of the separation filters, and the expander output is connected to the second input of the subtraction unit.

Description

2. Компандер no п. 1, о т л ич ающийс тем, чтО| с целью , повьдшени точности восстановлени , на приемной стороне введены блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделени максимума сигнала, входы которого соединены с дополнительными выходами блока компрессии, фильтр нижних частот, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, блок -сравнени , а выход .экспандера соединен с вторым входом блока вычитани через дополнительно введенный.регулирующий элемент, второ вход которого соединен с выходом блока сравнени , при этом второй выход тракта передачи и приема соединен с вторым входом блока сравнени .2. Compander no. 1, on tl ich tayus with what about | In order to improve the accuracy of the restoration, a reference signal block, a maximum signal extraction block connected in series, the inputs of which are connected to additional outputs of the compression block, a low-pass filter, a second adder whose second input is connected to the output of the reference signal block, and the comparison, and the output of the expander is connected to the second input of the subtraction unit through the additionally inserted control element, the second input of which is connected to the output of the comparison unit, while the second output The transmission and reception path is connected to the second input of the comparison unit.

Изобретение относитс к радио и. проводной св зи и может быть использовано дл организации каналов звуко вого вещани . Известен компандер, содержащий н передающей стороне блок компрессии, анализатор и выравниватель спектра, а на приемной стороне экспандер, соединенный своими входами с соответствующими выходами тракта передачи и приема, и-управл емый четырехполюсник . Работает указанный компандер следующим образом. Анализатор вырабатывает управл ющие сигналы, с помощью которых вещательный сигнал выравниваетс по своему спектру в выравнивателе. Затем динамический . диапазон вещательного сигнала сжимаетс в блоке компрессии. Компрессированный вещательный сигнал с выравненHfcjM спектром и управл ющие сигналы с выходов анализатора и блока компрессии с помощью тракт передачи и приема ngpeдаютс на приемную сторону, где с по мощью экспандера и управл емого четырехполюсника происходит обработка вещательного сигнала,Lвзаимообрат-: на обработке его на передающей стороне , благодар которой на выходе . компандера образуетс вещательный сигнал, близкий к исходному, В процессе восстановлени на приемной стороне происходит подавление шумов кансша ев зи 1.. Указанный I компандер имеет низкую помехоустойчивость тракта передачи вследствие того, что на приемную сторону передаетс большое количест во управл ющих сигналов (не менее трех), Управл ющие сигналы расшир ют полрс ;;;, частот, занимаемую сигнал ми комп.ндера, что приводит к уменьшению помехоустойчивости. Наиболее близким к предлагаемому вл етс компандер, содержащий на передающей стороне разделительные . фильтры, входы которых объединены и подключены к входу компандера, инер ционные ограничители, первый сумматор и второй сумматор, причем .выходу первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, а на приемной стороне разделительные фильтры , соединенные своими входами с . выходом компандера, инерционные отраничители (экспандеры), первый сумматор и блок вычитани , причем выход первого сумматора соединен с первым входом блока вычитани , На передающей стороне части вещательного сигнала с выхода.разделительных фильтров усиливаютс с помощью инерционных ограничителей и суммируютс на первом сумматоре и с исходным вещательным сигналом на втором сумматоре, На приемной стороне происходит взаимообратна обработка компрессированного вещательного сигнала , заключающа с в выделении с помощью разделительных фильтров инерционных ограничителей и третьего сумматора разностной компоненты вещательного сигнала, при вычитании которой из компрессированного вещательного сигнала с помощью блока вычитани на выходе компандера образуетс исходный вещательный сигнал а шумы канала передачи подавл ютс 2 , Известный компандер имеет невысокую помехоустойчивость из-за того, что суммирование на передающей стороне обработанного вещательного сигнала с исходным не позвол ет получить высокую компрессию вещательного сигнала. Кроме того, вли ние случайных изменений коэффициента передачи каналов св зи снижает точно9ть передачи вещательного сигнала. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости и точности восстановлени , Указанна цель достигаетс тем, что в компандер, содержащий на передающей стороне N разделительных фильтров ( N - любое целое число, входы которых объединены и вл ютс входом компандера, последовательно соединенные первый и второй сумматоры , на приемной стороне экспандер, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами тракта передачи и приема, N разделительных фильтров, входы которых объединены и вл ютс выходом компандера, последовательно соединенные первый сумматор и блок вычитани , на передающей стороне введены N блоков компрессии, блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделени максимума , фильтр нижних частот, третий сумматор, второй вход которого подк лючен к выходу блока опорного сигнала , и регулирующий элемент, второ вход которого соединен с выходом второго сумматора, при этом между входами разделительных фильтров и вторым входом второго сумматора вве ден аттенюатор, а вход, первый и второй выходы блоков компрессии сое динены соответственно с выходами разделительных фильтров, входами блока выделени максимума и первого сумматора, выходы третьего сумматора и регулирующего элемента соедине ны соответственно с первым и вторым входами тракта передачи и приема, на приемной стороне введены N блоко компрессии, входы и выходы которых соединены соответственно с выходами разделительных фильтров и входами первого сумматора, а между выходом блока вычитани и входами разделительных фильтров введен усилитель, при этом выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитани . На приемной стороне введены блок опорного сигнала, последовательно соединенные блок выделени максиму ма сигнала, входы которого соединен с дополнительными выходами блоков компрессии, фильтр нижних частот, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, блок сравнени , а выход экспандера соединен с вторым входом блока вычитани через дополнительно введенный регулирующий эле мент, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , при этом второй выход тракта передачи и прие ма соединен с вторым входом блока сравнени . На чертеже приведена структурна схема компандера. ..Компандер содержит на передающей стороне разделительные фильтры 1, аттенюатор 2, блоки 3 компрессии первый сумматор 4, второй сумматор блок 6 выделени максимума, фильтр нижних частот, третий сумматор 8, регулирующий элемент 9 и блок 10 опорного сигнала, тракт 11 передачи и приема, на приемной стороне-разде лительные фильтры 12, блоки 13 комп рессии, блок 14 выделени максимума фильтр 15 нижних частот, блок 16 опорного сигнала, первый сумматор 17, блок 18 вычитани , экспг щер 19, регулирующий элемент 20, второй сумматор 21, блок 22 сравнени , усилитель 23. Компандер работает следующим образом . Разделенные разделительными фильтрами 1 части вещательного сигнала . компрессируютс отдельно с помощью блоков 3 компрессии с законом компрессии , выраженным нормированной огибающей V ( Ч ) компрессированного сигнала на выходе соответствующего блока 3 компрессии, где 4 - нормированна огибающа сигнала на выходе соответствующего разделительного фильтра 1. После суммировани с частью исходного сигнсша норми-рованна огибающа на выходе второго сумматора 5 в полосе частот разделительного фильтра 1 равна (V,- + А/,-)/(А+1) , где А коэффициент ослаблени исходного сигнала аттенюатора 2, На регулирующем элементе 9 происходит дальнейша компресси вещательного сигнала. Управл ющий сигнал формируетс путем выделени максимального сигнала из управл ющих сигналов блоков 3 компрессии с помощью блока 6 выделени максимума дополнительного сглаживани напр жени с помощью фильтра 7 нижних частот и суммировани полученного напр жени с напр жением блока 10 опорного сигнала на третьем сумматоре 8. Нормированна огибающа результирующего компрессированного вещательного сигнала на выходе регулирующего элемента 9 имеет вид И) д., р. -AV,. где А - нормированное напр жение блока 10 опорного сигнала (О 4 А ) Нормированна огибающа на выходе передающей стороны прототипа равна (А+ Ч- )/(А+1)(2) Сравнение формул (1) и (2) показывает , что вещательный сигнал получает дополнительную компрессию-по сравнению с сигналом, обрабатываемом в-прототипе, что повышает помехоустойчивость в предлагаемом устройстве .. Компрессированный вещательный сигнал с выхода регулирующего элемента 9 и управл ющий сигнал с выхода третьего сумматора 8 поступают в тракт 11 передачи и приема. Так как в канале св зи передаетс всего один управл ющий сигнал, он занимает меньшую по ширине полосу частот. Уменьшение полосы частот дл передачи управл ющих сигналов также повышает помехоустойчивость вещательного сигнала, так как на приемной стороне происходит частичное восстановление компрессированного вещательного сигнала в экспандере 19 с помощью у правл ющего сигнала на выходе тракта 11 передачи и приема.This invention relates to radio and. wired communication and can be used to organize channels of sound broadcasting. A compander is known, which contains a compression unit, an analyzer and a spectrum equalizer on the transmitting side, and an expander connected by its inputs to the corresponding outputs of the transmission and reception path, and an controlled quadrupole on the receiving side. Works specified compander as follows. The analyzer generates control signals with which the broadcast signal is aligned with its spectrum in the equalizer. Then dynamic. The range of the broadcast signal is compressed in the compression block. The compressed broadcast signal with the HfcjM spectrum and control signals from the analyzer and compression unit outputs using the transmit and receive paths ngpe to the receiving side, where the expander and controlled quadrupole process the broadcast signal, L-reciprocal: in processing it at the transmitting side thanks to which the output. the compander produces a broadcast signal close to the original signal. In the recovery process, the Kansha noise 1 is suppressed at the receiving side. The specified I compander has a low noise immunity of the transmission path because a large number of control signals are transmitted to the receiving side (at least three ), The control signals expand the polp ;;;; of the frequencies occupied by the band-comp signal, which leads to a reduction in noise immunity. Closest to the proposed one is a compander containing separators on the transmission side. filters whose inputs are combined and connected to the compander input, inertial stops, the first adder and the second adder, with the output of the first adder connected to the first input of the second adder, and on the receiving side separating filters connected by their inputs c. compander output, inertial isolators (expanders), first adder and subtraction unit, the output of the first adder connected to the first input of the subtractor. On the transmitting side, parts of the broadcast signal from the output of the separating filters are amplified with inertial limiters and summed on the first adder and source a broadcast signal at the second adder; At the receiving side, a reciprocal processing of the compressed broadcast signal occurs, consisting in separating filters of inertial limiters and the third adder of the differential component of the broadcast signal, when it is subtracted from the compressed broadcast signal using the subtractor, the original broadcast signal is formed at the compander output and the transmission channel noise is suppressed 2, the well-known compander has a low noise immunity due to the fact that The transmitting side of the processed broadcast signal with the original one does not allow obtaining a high compression of the broadcast signal. In addition, the effect of random changes in the transmission coefficient of the communication channels reduces the transmission accuracy of the broadcast signal. The purpose of the invention is to improve noise immunity and accuracy of restoration. This goal is achieved by having a compander containing N cross-over filters on the transmit side (N is any integer whose inputs are combined and are the compander's input, connected in series to the first and second adders to the side of the expander, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the transmit and receive path, N partition filters whose inputs are combined and are the output of the compander, serially connected first adder and subtraction unit, on the transmitting side, N compression blocks, a reference signal block, a serially connected maximum selection block, a low-pass filter, a third adder, whose second input is connected to the output of the reference block, and a regulating element, second input are entered which is connected to the output of the second adder, while an attenuator is entered between the inputs of the separation filters and the second input of the second adder, and the input, the first and second outputs of the compression units are connected to with the outputs of the separation filters, the inputs of the maximum selection unit and the first adder, the outputs of the third adder and the regulating element are connected respectively to the first and second inputs of the transmission and reception path, on the receiving side N compression blocks are entered, the inputs and outputs of which are connected respectively to the outputs of filters and inputs of the first adder, and an amplifier is inserted between the output of the subtraction unit and the inputs of the separation filters, and the expander output is connected to the second input of the subtraction unit neither At the receiving side, a reference signal block is inserted, a signal extraction block connected in series with a maximum signal, whose inputs are connected to additional outputs of compression blocks, a low-pass filter, a second adder, the second input of which is connected to the output of the reference signal block, a comparison block, and an expander output connected to the second input of the subtraction unit through the additionally introduced regulating element, the second input of which is connected to the output of the comparison unit, while the second output of the transmission path and the receiving side is connected to the second input block comparison. The drawing shows a structural diagram of the compander. The compander contains on the transmitting side the separation filters 1, the attenuator 2, the compression blocks 3, the first adder 4, the second adder, the maximum extraction unit 6, the low-pass filter, the third adder 8, the regulating element 9 and the reference signal block 10, the transmission and reception path 11 , on the receiving side, split filters 12, compression blocks 13, maximum extraction block 14 low-pass filter 15, reference signal block 16, first adder 17, subtraction block 18, expander 19, regulating element 20, second adder 21, block 22 comparisons, amplifier 23. Com Anderson works as follows. Separated by filters 1 part of the broadcast signal. are compressed separately using compression blocks 3 with the compression law expressed by the normalized envelope V (H) of the compressed signal at the output of the corresponding compression block 3, where 4 is the normalized envelope of the signal at the output of the corresponding separation filter 1. After adding to the part of the original signal, the normalized envelope at the output of the second adder 5 in the frequency band of the separation filter 1 is equal to (V, - + A /, -) / (A + 1), where A is the attenuation coefficient of the original signal of the attenuator 2; A further compression of the broadcast signal occurs. The control signal is formed by extracting the maximum signal from the control signals of the compression blocks 3 using the maximum extraction block 6 for additional smoothing of the voltage with the low-pass filter 7 and summing the received voltage with the voltage of the reference signal block 10 on the third adder 8. Normalized envelope the resulting compressed broadcast signal at the output of the regulating element 9 has the form I) d., p. -Av ,. where A is the normalized voltage of the reference signal block 10 (O 4 A). The normalized envelope at the output of the transmitting side of the prototype is (A + H-) / (A + 1) (2) Comparing formulas (1) and (2) shows that The broadcast signal receives additional compression in comparison with the signal processed in the prototype, which increases the noise immunity in the proposed device. The compressed broadcast signal from the output of regulating element 9 and the control signal from the output of the third adder 8 enter the transmission and reception path 11. Since only one control signal is transmitted on the communication channel, it occupies a smaller bandwidth. Reducing the frequency band for transmitting the control signals also increases the noise immunity of the broadcast signal, since the compressed broadcast signal in the expander 19 is partially restored on the receiving side using a control signal at the output of the transmit and receive path 11.

В качестве тракта 11 передачи и приема могут служить любые средства передачи аналоговой информации, включающие модул торы, в аналоговых или цифровых системах св зи.The transmission and reception path 11 can be any means of transmitting analog information, including modulators, in analog or digital communication systems.

Полное Восстановление компрессированного вещательного сигнала происходит в блоке 18 вычитани путем вычитани дифференциальной компоненты, получаемой с помощью усилител 23, разделительных фильтров 12, блоков 13 компрессии и первого сумматора 17Full Recovery of the compressed broadcast signal occurs in block 18 of the subtraction by subtracting the differential component obtained using amplifier 23, separation filters 12, compression blocks 13 and the first adder 17

При восстановлении вещательного сигнала реализуетс его повышенна помехоустойчивость, т.е. осуществл етс более эффективное подавление шумов каналов св зи.When the broadcast signal is restored, its enhanced noise immunity is realized, i.e. more effective suppression of communication channel noise.

Таким образом, и помощью аттенюатора , блоков компрессии, блока выделени максимума, фильтра нижних частот , блока опорного сигнала, сумматора и регулирующего элемента со. св з ми, указанными между ними и другими блоками, на передающей стороне , а также с помощью блоков компрессий и усилител со св з ми, указанными между ними и другими блоками , на приемной стороне достигаетс больша помехоустойчивость вещательного сигнала, чем в известных компандерах .Thus, using an attenuator, compression blocks, a maximum selection block, a low-pass filter, a reference signal block, an adder, and a regulating element co. connections indicated between them and other blocks on the transmitting side, as well as using blocks of compressions and an amplifier with connections indicated between them and other blocks, on the receiving side, a greater noise immunity of the broadcast signal is achieved than in known compander.

Кроме того, на приемной стороне управл ющий сигнал, полученный точно таким же образом, как управл ющий сигнал дл регулирующего элемента 9 на передающей стороне (блок 14 выделени максимума, фильтр 15 нижних частот, блок 16 опорного сигнала и второго сумматора 21), поступает на блок 22 сравнени , где он сравниваетс с управл ющим сигналом,In addition, on the receiving side, the control signal obtained in exactly the same way as the control signal for the regulating element 9 on the transmitting side (maximum extraction unit 14, low-pass filter 15, reference signal unit 16 and the second adder 21) is fed to comparator block 22, where it is compared with a control signal,

5 полученным с выхода тракта 11 передачи и приема. В результате сравнени вырабатываетс управл ющее воздействие на регулирующий элемент 20, с помоицзЮ KpTOjporo вещательный сигQ нал корректируетс , что исключает случайные ошибки, вносимые кансшом св зи. Таким образом, повышаетс ; точность восстановлени вещательного сигнала.5 received from the output of the path 11 transmission and reception. As a result of the comparison, a control action is generated on the regulating element 20, with the help of KpTOjporo, the broadcast signal is corrected, which eliminates random errors introduced by communication. Thus, it rises; Accuracy of a broadcast signal.

Дополнительное преимущество предлагаемого компандера вы вл етс при анализе формулы (1): с помощью коэффициентов А и,Д можно рассчитывать характеристики регулировани компандера, соответствующие достижению максимальной помехоустойчивости вещательного сигнала.An additional advantage of the proposed compander is revealed when analyzing the formula (1): using the coefficients A and D, we can calculate the compander control characteristics corresponding to the achievement of the maximum noise immunity of the broadcast signal.

Claims

.1. COMPANDER containing on the transmitting side N separation filters (N is any integer), the inputs of which are combined and are the input of the compander, the first and second adders connected in series, on the receiving side an expander, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and the second outputs of the transmission and reception path, N isolation filters, the inputs of which are combined and are the output of the compander, connected in series · the first adder and the subtraction unit, characterized in that, in order to increase the noise stability, on the transmitting side N compression units are introduced, a reference signal block, a maximum allocation block, a low-pass filter, a third adder, the second input of which is connected to the output of the reference signal block, and a control element, the second input of which is connected to the output of the second adder, at the same time, an attenuator is introduced between the inputs of the separation filters and the second input of the second adder, and the input, the first and second outputs of the compression units are connected respectively to the outputs of the separation filters, of the input by the maximum isolation unit and the first adder, the outputs of the third adder and the regulating element are connected respectively to the first and second inputs of the transmission and reception path, N compression units are introduced at the receiving side, the inputs and outputs of which are connected respectively to the outputs of the separation filters and the inputs of the first adder, and between the output of the subtraction unit and the inputs of the separation filters, an amplifier is introduced, while the expander output is connected to the second input of the subtraction unit.

SU, "1078649

2. Compander by π. 1, on the other hand, in order to increase the accuracy of reconstruction, a reference signal block is introduced on the receiving side, a signal maximum extraction block is connected in series, the inputs of which are connected to additional outputs of the compression block, the lower filter frequency, a second adder, the second input of which is connected to the output of the reference signal block, the comparison block, and the expander output is connected to the second input of the subtraction block through an additionally introduced control element, the second input of which is connected to the output of the cd block at the same time, the second output of the transmission and reception path is connected to the second input of the comparison unit.