Сделай Сам Свою Работу на 5

Совершенствовании алгоритмов компактного представления РС. (Богачков И.В.).





Синхронизированный по заднему фронту D-триггер на элементах И, НЕ(Женатов)

 

(от английского DELAY) называют информационным триггером, также триггером задержки. D - триггер бывает только синхронным. Он может управляться (переключаться) как уровнем тактирующего импульса, так и его фронтом. Для триггера типа D, состояние в интервале времени между сигналом на входной линии и следующим состоянием триггера формируется проще, чем для любого другого типа.

 

По синхроимпульсу D-триггер принимает то состояние, которое имеет входная линия, согласно управляющей таблице состояний. На рисунке приведены временные диаграммы, поясняющие его работу.

Как следует из управляющей таблицы, D-триггер имеет как минимум две входные линии: одна - для подачи синхроимпульсов; другая- информационных сигналов. Схемное обозначение D - триггера приведено на рис.

 

D Q

 

1) C = 1. Работает первый триггер, а второй хранит предыдущее состояние;

2) С = 0. Работает второй триггер, первый сохраняет предыдущее состояние.


Нелинейные электрические цепи, основные определения, применение. Реальные нелинейные радиоэлементы резистивного типа, их обозначение(Никонов)



 

Линейные радиоэлементы применяются в делителях тока и напряжения, для интегрирования, дифференцирования, фильтрации сигналов, для обеспечения режимов работы нелинейных радиоэлементов. Линейные цепи, т.е. не содержащие нелинейные элементы, не искажают форму гармонического сигнала (не создают новых частотных составляющих) и при их анализе можно применять принцип наложения. Цепи, содержащие хотя бы один нелинейный элемент, в общем случае ведут себя иным образом: форма проходящего через цепь гармонического сигнала искажается; нельзя применять принцип наложения. При искажении формы сигнала образуется уже иной сигнал с другими частотными составляющими. Нелинейные цепи и электрические фильтры, пропускающие требуемые частотные составляющие, образуют различные радиотехнические функциональные узлы, например:

- выпрямители;

- стабилизаторы напряжения и тока;

- модуляторы и демодуляторы;



- нелинейные резонансные усилители;

- смесители;

- умножители и делители частоты;

- автогенераторы;

- цифровые логические элементы.

В качестве нелинейных элементов могут применяться нелинейные катушки индуктивности (дроссели или трансформаторы в режиме насыщения), нелинейные конденсаторы (ёмкость контактных переходов полупроводниковых приборов), нелинейные резистивные радиоэлементы (полупроводниковые, электронные, ионные приборы). На данном этапе развития радиотехники наибольшее применение находят полупроводниковые радиоэлементы (приборы) и им в данном разделе уделяется основное внимание.

Основные задачи, встречающиеся при анализе нелинейных цепей:

- расчёт по постоянному току (выбор рабочей точки);

- расчёт в режиме малых переменных сигналов (линейная модель);

- аппроксимация – замена графических или заданных "таблично" характеристик нелинейных радиоэлементов аналитическими выражениями;

- анализ спектров выходных сигналов в нелинейных цепях с использованием аппроксимирующих аналитических выражений;

- составление по законам цепей и приближённое решение нелинейных уравнений.

Нелинейные элементы также делятся на:

1) резистивные. К ним относятся диоды, транзисторы, эл .лампы .

2) реактивные. К ним относятся варикапы.

Основные виды нелинейных элементов – наиболее часто применимые элементы резистивного вида:

а) полупроводниковые элементы

Пример:

Т – транзистор биполярный;

П – полевой транзистор;

С – стабилитрон;

Д – диод.

 

б) электронные приборы

– электронные лампы



С – стеклянные;

П – пальчиковые;

К – керамические.

 

 

– кинескопы + электронно-лучевые трубки

 

в) ионные (газоразрядные)

 

 

  1. Задача.(Богачков)

Полый круглый волновод имеет диаметр 30 мм (a=10 мм). Оценить возможность использования данного волновода на частоте 10 ГГц. (Рабочий и одномодовый режимы, типы волн на заданной частоте). При необходимости подобрать волновод оптимальных размеров.

1) ;

;

2) ;

3)

по таблице находим типы волн

4) Оптимальный волновод

 

 

Совершенствовании алгоритмов компактного представления РС. (Богачков И.В.).

Высокие цифровые скорости кодеков с кодированием формы сигнала, которые практически не учитывают свойства артикуляционного аппарата человека и особенности его слухового восприятия, не приемлемы для систем сотовой связи. Но именно в свойствах артикуляционного аппарата человека и особенностях его слухового восприятия заключен значительный ресурс избыточности PC. На использовании этого ресурса избыточности основывается широко распространенный метод кодирования источника сигнала, реализующий параметрическое представление PC [26].

Озвученная речь, представляющая большую трудность для сжатия, образуется с помощью голосовых связок человека. Скорость их периодических колебаний задает частоту ОТ – периодическую подпитку энергией голосового тракта человека, который представляет собой объемный резонатор – фактически синтезирующий фильтр. Голосовой тракт формирует спектральную окраску речи, т. е. ее формантную структуру.

На первом этапе кодирования РС подвергается дискретизации и квантованию, а затем обрабатывается для получения параметров модели речеобразования. Параметры модели обычно разделяются на параметры возбуждения(относящиеся к источнику РС и отвечающие за основной тон, т. е. за возбуждение фильтра) и параметры голосового тракта(относящиеся непосредственно к отдельным звукам речи и определяющие формантную структуру сигнала), при этом отрезки глухой речи при моделировании заменяют шумом [26]. В настоящее время большинство используемых алгоритмов так или иначе решают один вопрос: как наиболее эффективно выделить и сокращенно описать обе составляющие?

В соответствии с таким подходом, сжатие PC осуществляется на передающем конце канала в анализаторе, выделяющем из сигнала сравнительно медленно меняющиеся параметры выбранной модели. Затем эти параметры передаются по каналу связи. На приемном конце с помощью местных источников сигналов, управляемых принятыми параметрами (согласно модели речеобразования), синтезируется РС.

Настоящим прорывом в кодировании речи стали кодеки на базе линейного предсказания (LPC), которое является одним из наиболее эффективных методов анализа РС и до сих пор остающиеся основным способом сжатия речи. Основной принцип этого метода состоит в том, что текущий отсчет PC можно аппроксимировать линейной комбинацией предшествующих отсчетов. Коэффициенты предсказания, как весовые коэффициенты, используемые в линейной комбинации, однозначно определяются минимизацией среднего квадрата разности между отсчетами PC и их предсказанными значениями на конечном интервале. Метод LPC весьма эффективен при оценке основных параметров PC, таких, как период основного тона, форманты, спектр, а также при компактном представлении речи [27].

Характерной чертой кодеков источника, по сравнению с кодеками формы сигнала, является еще и то, что они производят все операции анализа, кодирования, декодирования сразу для целого сегмента отсчетов, а не для каждого отсчета в отдельности. Поэтому используемый в них LPC-предсказатель адаптируется не под каждый речевой отсчет (как это осуществляется в ДИКМ и АДИКМ), а под целую последовательность отсчетов. Длительность таких последовательностей выбирается в пределах 20...30 мс, что приблизительно равно периоду локальной стационарности РС [26].

Основные положения метода LPC хорошо согласуются с моделью речеобразования, в соответствии с которой PC можно представить в виде сигнала на выходе линейной системы с переменными во времени параметрами, возбуждаемой квазипериодическими импульсами (вокализованный сегмент) или шумом (невокализованный сегмент).

Метод анализа на основе LPC заключается в том, что очередная выборка PC с определенной степенью точности предсказывается линейной комбинацией (суммирование с определенным весом) некоторого числа предшествующих выборок сигнала аналогично ДИКМ.

Порядок предсказания и его точность зависит от выбранного числа обрабатываемых предшествующих выборок.

Разность между истинным и предсказанным значениями выборки определяет ошибку (погрешность) предсказания, которая называется остатком предсказания. Эта величина может интерпретироваться как выходной сигнал фильтра-анализатора[27].

Фильтр-анализатор является инверсным, поскольку АЧХ такого фильтра должна быть обратна АЧХ голосового тракта (а значит, обратна огибающей спектра входного сигнала).

При подаче РС на вход инверсного фильтра с оптимально подобранными параметрами его выходной сигнал будет представлять собой сигнал возбуждения, подобный (с точностью до ошибок, определяемых конечностью порядка предсказания и погрешностью оценки коэффициентов предсказания) сигналу возбуждения на входе фильтра голосового тракта. При этом на выходе инверсного фильтра остается только периодическая составляющая PC, соответствующая основному тону.

Передаточная функция синтезирующего фильтра будет обратна передаточной характеристике фильтра-анализатора с точностью до скалярного коэффициента усиления. Фильтр-анализатор и фильтр-синтезатор являются рекурсивными, поскольку значение сигнала на их выходах определяется лишь предшествующими выходными выборками PC.

Фильтр-синтезатор – это линейная система с переменными параметрами (фактически – модель фильтра голосового тракта), которая возбуждается импульсной последовательностью для вокализованных звуков и шумом для невокализованных. Такая модель имеет следующие входные параметры: классификатор вокализованных и невокализованных звуков, период основного тона для вокализованных сегментов, коэффициент усиления и коэффициенты цифрового фильтра.

Все эти параметры медленно изменяются во времени.

Основная задача анализа на основе LPC заключается в непосредственном определении коэффициентов предсказания по РС с целью получения оценок его спектральных характеристик. Вследствие изменения свойств PC во времени коэффициенты предсказания должны оцениваться на коротких сегментах речи путем минимизации среднеквадратического значения остатка предсказания. Для определения коэффициентов предсказания необходимо решать систему линейных уравнений относительнонеизвестных коэффициентами предсказания [26].

Кодирование речи на основе метода LPC заключается в том, что по линии связи передаются не параметрыPC, а параметры некоторого фильтра, в определенном смысле эквивалентного голосовому тракту, и параметры сигнала возбужденияэтого фильтра.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.