СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОГО ЗВУКОВОГО СИГНАЛА ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD TO CHANGE SPEED OF TELEVISION AND RADIO BROADCASTING DIGITAL SOUND SIGNAL AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретение относится к технике связи, в частности к способам и устройствам изменения частоты дискретизации цифрового звукового сигнала.
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
Известен способ (Авторское свидетельство SU 1690206 А1 Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, БИ №41 от 07.11.91) изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, принятый за прототип. Данный способ включает дискретизацию с исходной частотой звукового сигнала и преобразование отсчетов в цифровые сигналы, накопление N цифровых сигналов, преобразование цифровых сигналов в дискретные отсчеты с измененной частотой дискретизации, а также N точечное прямое дискретное преобразование Фурье накопленных N цифровых сигналов, фильтрацию и N точечное обратное дискретное преобразование Фурье, при этом N/N=f/f, где f - исходная частота дискретизации, f - измененная частота дискретизации.
Известно устройство (Авторское свидетельство SU 1690206 А1 Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, БИ №41 от 07.11.91) для осуществления способа изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала, содержащее: блок прямого дискретного преобразования Фурье, блок прибавления нулевых коэффициентов, блок обратного дискретного преобразования Фурье, блок определения отношения частот, блок присвоения начального значения, первый и второй решающие блоки, первый и второй блоки прибавления «1», третий решающий блок, блок определения коэффициента домножения, блок определения целой части, четвертый решающий блок, третий блок прибавления «1», блок присвоения значений. При этом первый вход блока прямого дискретного преобразования Фурье соединен с первой входной шиной устройства, а выход данного блока подключен к первому входу блока прибавления нулевых коэффициентов, выход которого соединен с первым входом блока обратного дискретного преобразования Фурье, первый выход которого соединен с выходной шиной устройства, причем третьи входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье и обратного дискретного преобразования Фурье соединены с второй и третьей входной шинами соответственно, вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье, обратного дискретного преобразования Фурье и блока прибавления нулевых коэффициентов объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений и первым выходом третьего решающего блока, второй выход которого подключен к последовательно соединенным блоку определения коэффициента домножения, блоку определения целой части, четвертому решающему блоку, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений и объединен с выходом третьего блока прибавления «1», вход которого соединен с вторым выходом четвертого решающего блока. Второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье соединен с вторым входом третьего решающего блока, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока. Второй выход первого решающего блока соединен с входом второго решающего блока, первый и второй выходы которого соединены с входами первого и второго блоков прибавления «1» соответственно, выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения, а также входом первого решающего блока, причем вход блока присвоения начального значения соединен с выходом блока определения отношения частот, первый и второй входы которого соединены соответственно с второй и третьей входными шинами.
Недостатком известного способа и устройства являются заметные искажения и помехи, возникающие при изменении скорости передачи цифрового звукового сигнала. В известном способе и устройстве при дискретном преобразовании Фурье используется прямоугольное окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Просачивание приводит не только к появлению амплитудных ошибок в спектрах сигналов, но также маскирует составляющие с малыми амплитудами в информационных сигналах и, следовательно, препятствует их восприятию слушателями. Таким образом, искажения и помехи, возникающие при изменении скорости передачи цифрового звукового сигнала в известном способе и устройстве, оказываются неприемлемыми для сигналов телерадиовещания.
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов.
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
1
2
2
Предлагаемый способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания включает накопление N кодовых комбинаций цифрового сигнала, N точечное прямое дискретное преобразование Фурье накопленных N кодовых комбинаций цифрового сигнала, фильтрацию и N точечное обратное дискретное преобразование Фурье, при этом N/N=f/f, где f - исходная частота дискретизации, f - измененная частота дискретизации. В отличие от прототипа перед накоплением N кодовых комбинаций цифрового сигнала осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N дискретным отсчетам звукового сигнала, наложение оконной функции Наттолла на каждый сегмент, а также после N точечного обратного дискретного преобразования Фурье осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте, сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, компенсацию неравномерности оконной функции Наттолла.
1
2
Поставленная в предлагаемом способе задача решается за счет того, что осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте и на каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла. Эта оконная функция, в отличие от прямоугольного окна без перекрытия, используемого в прототипе, не приводит к появлению разрывов анализируемых функций и возникновению вследствие этого в спектре боковых лепестков преобразования окна, которые заметно искажают амплитуды соседних спектральных составляющих. Использование оконной функции Наттолла с последующим 50% перекрытием каждого сегмента из N кодовых комбинаций сигнала в каждом сегменте с предыдущим ему сегментом и компенсацией неравномерности данной оконной функции позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ. Это очень существенно для передачи сигналов художественного вещания. Решение задачи по уменьшению искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов позволяет осуществлять высококачественную передачу сигналов телерадиовещания при многократном изменении скорости передачи этих цифровых сигналов.
Поставленная задача решается также тем, что в устройство изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания, содержащее последовательно соединенные блок прямого дискретного преобразования Фурье, блок прибавления нулевых коэффициентов, блок обратного дискретного преобразования Фурье, а также блок определения отношения частот, блок присвоения начального значения, первый и второй решающие блоки, первый и второй блоки прибавления «1», третий решающий блок, блок определения коэффициента домножения, блок определения целой части, четвертый решающий блок, третий блок прибавления «1», блок присвоения значений, при этом вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье, обратного дискретного преобразования Фурье и блока прибавления нулевых коэффициентов объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений и первым выходом третьего решающего блока, второй выход которого подключен ко входу блока определения коэффициента домножения, выход которого последовательно соединен с блоком определения целой части и четвертым решающим блоком, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений и выходом третьего блока прибавления «1», вход которого соединен со вторым выходом четвертого решающего блока, второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье соединен со вторым входом третьего решающего блока, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока, второй выход первого решающего блока соединен со входом второго решающего блока, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами первого и второго блоков прибавления «1», выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения, а также входом первого решающего блока, причем вход блока присвоения начального значения соединен с выходом блока определения отношения частот, первый и второй входы которого соединены соответственно с второй и третьей входными шинами, в отличие от прототипа дополнительно включены блок наложения оконной функции Наттолла, блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла, а также первый и второй блоки удвоения частоты тактовых импульсов, при этом первый и второй входы блока наложения оконной функции Наттолла соединены, соответственно, с первой входной шиной устройства и со второй входной шиной, а его выход соединен с первым входом блока прямого дискретного преобразования Фурье, причем первый и третий входы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла соединены, соответственно, с первым выходом блока обратного дискретного преобразования Фурье и с третьей входной шиной, а его выход соединен с выходной шиной устройства, при этом вход первого блока удвоения частоты тактовых импульсов соединен со второй входной шиной устройства, а его выход соединен с третьим входом блока наложения оконной функции Наттолла и третьим входом блока прямого дискретного преобразования Фурье, вход второго блока удвоения частоты тактовых импульсов соединен с третьей входной шиной устройства, а его выход соединен со вторым входом блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла и третьим входом блока обратного дискретного преобразования Фурье.
Предложенный способ и устройство поясняются чертежами, где:
фиг.1. Структурная схема устройства изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания.
Фиг.2. Блок наложения оконной функции Наттолла.
Фиг.3. Блок перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла.
Фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу блока наложения оконной функции Наттолла.
Фиг.5. Временные диаграммы, поясняющие работу блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла.
1
1
1
1
1
1
Способ изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала (ЦЗС) телерадиовещания реализуется следующим образом. Из входного цифрового звукового сигнала телерадиовещания, имеющего исходную частоту дискретизации f, осуществляют формирование сегментов, состоящих из N кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N дискретным отсчетам звукового сигнала. На каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла, после чего осуществляют накопление N кодовых комбинаций цифрового сигнала и N точечное прямое дискретное преобразование Фурье этих накопленных N кодовых комбинаций.
Необходимость наложения оконной функции Наттолла вызвана тем, что при дискретном преобразовании Фурье (ДПФ) используется прямоугольное окно без перекрытия, что приводит к появлению разрывов анализируемых функций. Возникающие вследствие этого в спектре боковые лепестки преобразования окна, называемые просачиванием, будут искажать амплитуды соседних спектральных составляющих. Для снижения уровня искажений и помех необходимо минимизировать такое просачивание энергии боковых лепестков в основные компоненты сигнала. Очевидно, что чем ниже уровень боковых лепестков функции окна в частотной области, тем выше точность прямого дискретного преобразования Фурье. Наименьшим уровнем боковых лепестков, из существующих оконных функций, обладает именно окно Наттолла.
1
1
1
1
2
2
2
2
1
2
1
2
1
2
В результате N точечного прямого дискретного преобразования Фурье N кодовых комбинаций формируют N пар коэффициентов, соответствующих представлению цифрового звукового сигнала в спектральной области. Далее в спектральной области осуществляют фильтрацию сигнала путем преобразования N пар коэффициентов в N пар коэффициентов, что соответствует изменению (уменьшению или увеличению) частоты дискретизации и скорости передачи цифрового звукового сигнала во временной области. Затем после фильтрации осуществляют N точечное обратное дискретное преобразование Фурье из N пар коэффициентов в N кодовых комбинаций, при этом N/N=f/f, где f - исходная частота дискретизации, f - измененная частота дискретизации. Таким образом, осуществляют изменение частоты дискретизации и скорости передачи цифрового звукового сигнала.
2
2
Для более качественного восстановления сигнала в случае использования окна Наттолла дополнительно осуществляют сложение с 50% перекрытием. Для этого после N точечного обратного дискретного преобразования Фурье осуществляют формирование сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Затем производят сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. Поскольку окно Наттола не относится к числу окон, обеспечивающих единичный коэффициент передачи при использовании 50% перекрытий, то дополнительное увеличение точности восстановленного цифрового звукового сигнала с измененной скоростью передачи осуществляют путем компенсации неравномерности оконной функции Наттолла. Такая компенсация позволяет увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ, что существенно для передачи сигналов художественного вещания.
Описанный способ обеспечивает уменьшение искажений и помех при изменениях скорости передачи цифровых звуковых сигналов за счет использования оконной функции Наттолла и увеличения точности восстановленного цифрового звукового сигнала с измененной скоростью передачи. Это дает возможность увеличить защитное отношение, характеризующее уровень помех и искажений в сигнале, до 92 дБ, что позволяет реализовать поставленную цель.
Устройство изменения скорости передачи цифрового звукового сигнала телерадиовещания (фиг.1) состоит из блока прямого дискретного преобразования Фурье 1, блока прибавления нулевых коэффициентов 2, блока обратного дискретного преобразования Фурье 3, блока определения отношения частот 4, блока присвоения начального значения 5, первого 6 и второго 7 решающих блоков, первого 8 и второго 9 блоков прибавления «1», третьего решающего блока 10, блока определения коэффициента домножения 11, блока определения целой части 12, четвертого решающего блока 13, третьего блока прибавления «1» 14, блока присвоения значений 15, блока наложения оконной функции Наттолла 16, блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17, первого 18 и второго 19 блоков удвоения частоты тактовых импульсов.
Первый, второй и третий входы блока наложения оконной функции Наттолла 16 соединены, соответственно, с первой входной шиной устройства, со второй входной шиной и с выходом первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18, а выход данного блока соединен с первым входом блока прямого дискретного преобразования Фурье 1, выход которого соединен с первым входом блока прибавления нулевых коэффициентов 2, выход которого соединен с первым входом блока обратного дискретного преобразования Фурье 3. Третьи входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье 1 и обратного дискретного преобразования Фурье 3 соединены с выходом первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18 и выходом второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19, соответственно. Вторые входы блоков прямого дискретного преобразования Фурье 1, обратного дискретного преобразования Фурье 3 и блока прибавления нулевых коэффициентов 2 объединены и соединены с объединенными выходом блока присвоения значений 15 и первым выходом третьего решающего блока 10. Второй выход третьего решающего блока 10 подключен к последовательно соединенным блоку определения коэффициента домножения 11, блоку определения целой части 12, четвертому решающему блоку 13, первый выход которого соединен с входом блока присвоения значений 15 и объединен с выходом третьего блока прибавления «1» 14. Вход третьего блока прибавления «1» 14 соединен с вторым выходом четвертого решающего блока 13. Второй выход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 соединен с вторым входом третьего решающего блока 10, первый вход которого подключен к первому выходу первого решающего блока 6. Второй выход первого решающего блока 6 соединен с входом второго решающего блока 7, первый и второй выходы которого соединены с входами первого 8 и второго 9 блоков прибавления «1» соответственно, выходы которых объединены между собой и с выходом блока присвоения начального значения 5, а также входом первого решающего блока 6. Вход блока присвоения начального значения 5 соединен с выходом блока определения отношения частот 4, первый и второй входы которого соединены соответственно со второй и третьей входными шинами. Первый, второй и третий входы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 соединены, соответственно, с первым выходом блока обратного дискретного преобразования Фурье 3, с выходом второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19 и с третьей входной шиной устройства, а его выход соединен с выходной шиной устройства. Вход первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18 соединен со второй входной шиной устройства, а вход второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19 соединен с третьей входной шиной устройства.
1
1
1
1
1
1
1
Предлагаемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства следующим образом (фиг.1). Цифровой звуковой сигнал (ЦЗС), имеющий исходную частоту дискретизации f, поступает на первую входную шину устройства и попадает на вход блока наложения оконной функции Наттолла 16, где формируются сегменты, состоящие из N кодовых комбинаций этого цифрового сигнала в каждом сегменте, соответствующих N дискретным отсчетам звукового сигнала. В этом же блоке на каждый сегмент налагают оконную функцию Наттолла. После этого цифровой сигнал с выхода блока наложения оконной функции Наттолла 16 поступает на первый вход блока прямого дискретного преобразования Фурье 1. В данном блоке осуществляется накопление N кодовых комбинаций цифрового сигнала и N точечное прямое ДПФ этих накопленных N кодовых комбинаций, в результате которого с выхода блока 1 на первый вход блока прибавления нулевых коэффициентов 2 поступает N пар коэффициентов, соответствующих представлению ЦЗС в спектральной области.
2
2
1
1
2
Блок 2 имеет N пар отводов, подключенных к первому входу блока обратного дискретного преобразования Фурье 3. В блоке 2 происходит в случае уменьшения (увеличения) частоты потеря, т.е. отбрасывание всех пар коэффициентов, начиная с номера N=N (прибавления нулевых пар коэффициентов с номера N=N). Таким образом, в блоке 2 в спектральной области осуществляется фильтрация сигнала путем преобразования N пар коэффициентов в N пар коэффициентов, что соответствует изменению (уменьшению или увеличению) скорости передачи цифрового звукового сигнала во временной области.
2
2
2
Полученный таким образом ЦЗС, представленный в спектральной области с отброшенными (прибавленными нулевыми) коэффициентами, в блоке 3 подвергается N точечному обратному дискретному преобразованию Фурье, в результате которого с первого выхода блока 3 на вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 поступает ЦЗС, имеющий вторую частоту дискретизации f. В блоке 17 осуществляется формирование сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций этого сигнала в каждом сегменте. Затем в этом же блоке 17 производится сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, задержанным на длительность, равную половине длительности сегмента. И, наконец, в этом же блоке 17 осуществляется компенсация неравномерности оконной функции Наттолла, после чего ЦЗС поступает на выходную шину устройства.
1
На третьи входы блока наложения оконной функции Наттолла 16 и блока прямого дискретного преобразования Фурье 1 поступают удвоенные по частоте первые тактовые импульсы с выхода первого блока удвоения частоты тактовых импульсов 18. Кроме того, на второй вход блока наложения оконной функции Наттолла 16 со второй входной шины поступают тактовые импульсы, соответствующие первой тактовой частоте. Импульсы первой тактовой частоты необходимы для формирования в блоке наложения оконной функции Наттолла 16 сегментов, состоящих из N кодовых комбинаций ЦЗС в каждом сегменте. А удвоенные по частоте первые тактовые импульсы необходимы для формирования в блоке наложения оконной функции Наттолла 16 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла, требующихся при осуществлении 50% перекрытия каждого сегмента с предыдущим ему сегментом. Об этом более подробно рассказывается при рассмотрении работы блока наложения оконной функции Наттолла 16 и блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17. В связи наличием на выходе блока наложения оконной функции Наттолла 16 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла, требующихся при осуществлении 50% перекрытия каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, на третий вход блока прямого дискретного преобразования Фурье 1 также должны поступать удвоенные по частоте первые тактовые импульсы.
На второй вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 и на третий вход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 поступают удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы с выхода второго блока удвоения частоты тактовых импульсов 19. Кроме того, на третий вход блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 с третьей входной шины поступают тактовые импульсы, соответствующие второй тактовой частоте. Импульсы второй тактовой частоты необходимы в блоке перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 для осуществления операций сложения с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом, компенсации неравномерности оконной функции Наттолла и формирования выходного ЦЗС с измененной частотой дискретизации. А удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы необходимы в блоке перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17 для формирования удвоенного количества сегментов, с наложенной на них оконной функцией Наттолла, и измененной частотой дискретизации. Об этом более подробно рассказывается при рассмотрении работы блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла 17. В связи наличием на выходе блока наложения оконной функции Наттолла 16 и выходе блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 удвоенного количества сегментов с наложенной на них оконной функцией Наттолла (но с разными частотами дискретизации), на третий вход блока обратного дискретного преобразования Фурье 3 также должны поступать удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы.
Удвоенные по частоте первые и вторые тактовые импульсы в блоках прямого дискретного преобразования Фурье 1 и обратного дискретного преобразования Фурье 3 необходимы для преобразований в спектральную область и обратно.
1
2
1
2
На вторые входы блоков 1, 2 и 3 подаются управляющие сигналы, соответствующие числам N и N, обеспечивающие в блоке 1 N-точечное прямое ДПФ, в блоке 2 соответствующие подключения для отбрасывания (прибавления нулевых) коэффициентов (фильтрации), а в блоке 3 N-точечное обратное ДПФ.
1
2
1
2
1
2
1
1нач
2
2нач
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Управляющие сигналы, определяющие числа N и N, получаются следующим образом. Сигналы первой и второй тактовых частот, поданные на вторую и третью шины, поступают соответственно на первый и второй входы блока 4 определения отношения частот, в котором определяется их отношение m=f/f в виде числа в двоичной форме. Число m в двоичной форме поступает с выхода блока определения отношения частот 4 на вход блока присвоения начального значения 5 и далее на его выход. На выходе блока 5, кроме этого, формируются начальные значения переменных N и N, например N=N=1 и N=N=1. Число m и значения N и N поступают на вход первого решающего блока 6, в котором определяется, равно ли отношение переменных N/N определенному блоком 4 отношению m=f/f или нет. Если N/N=f/f, то с первого выхода первого решающего блока 6 на первый вход третьего решающего блока 10 подается управляющий сигнал, разрешающий его работу, и определенные блоком 5 значения переменных N и N. В противном случае управляющий сигнал разрешения работы и значения переменных N и N с второго выхода первого решающего блока 6 поступают на вход второго решающего блока 7, в котором определяется, больше ли отношение переменных N/N определенного блоком 4 отношения m или нет.
1
2
1
2
2
2
1
2
Если N/N больше m, то с первого выхода второго решающего блока 7 подается управляющий сигнал, разрешающий работу первого блока прибавления «1» 8 и полученные в блоке 5 значения переменных N и N. В блоке 8 происходит присвоение значения переменной N=N+1, и на его выходе получаются сигналы, соответствующие старому значению N и значению N, увеличенному на единицу. Эти сигналы снова подаются на вход первого решающего блока 6.
1
2
1
1
2
1
Если N/N меньше m, то управляющий сигнал разрешения работы и имеющиеся значения переменных поступают с второго выхода второго решающего блока 7 на вход второго блока прибавления «1» 9, в котором происходит присвоение значения N=N+1, и на его выходе получаются сигналы, соответствующие старому значению N и значению N, увеличенному на единицу, которые снова подаются на вход первого решающего блока 6.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
1
2
2
Таким образом, в данном кольце решений, выходом из которого является первый выход первого решающего блока 6, происходит определение величин N и N как минимальных целых чисел, образующих отношение N и N, равное отношению тактовых частот m=f/f. Для определения величин N и N как минимальных четных целых чисел в блоке 5 присваиваются значения N=N=2, а в блоках 8 и 9 присваиваются значения N=N+2 и N=N+2 соответственно.
1
2
Δi
Δ2
i
2
Δi
Δ2
i
Δ2
1
2
В третьем решающем блоке 10, на первый вход которого поступают определенные блоками 4-9 значения N и N, а на второй вход - частота дискретизации f (например, f), определяется, больше или равно отношение определенной переменной N(N) к соответствующей частоте дискретизации f (f) значения заданной постоянной величины Т, например, 3 мс или нет. Если N/f больше Т, управляющий сигнал разрешения дальнейшей работы и полученные ранее значения переменных N и N поступают с первого выхода третьего решающего блока 10 на вторые входы блоков 1-3. В противном случае эти сигналы поступают с второго выхода третьего решающего блока 10 на вход блока определения коэффициента домножения 11.
1
Δi
i
2
1
2
1
1
2
2
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
2
2
i
Δi
1
2
В блоке 11 определяется коэффициент домножения K=Tf/N, значение которого одновременно с сигналом разрешения работы поступает на вход блока определения целой части 12. В блоке 12 определяется коэффициент К, равный целой части коэффициента K. Сигнал с выхода этого блока, отображающий значение определенного коэффициента К и значение полученного в блоке определения коэффициента домножения 11 коэффициента K, поступает на вход четвертого решающего блока 13, в котором происходит определение, равны ли коэффициенты K и К между собой. В случае их неравенства с второго выхода четвертого решающего блока 13 подается сигнал, отображающий значение коэффициента К на вход третьего блока прибавления «1» 14, в котором происходит присвоение значения К=К+1, и сигнал с выхода которого, отображающий полученное значение К, подается на вход блока присвоения значений 15. В случае равенства значений коэффициентов K и К сигнал с первого выхода четвертого решающего блока 13 непосредственно подается на вход блока присвоения значений 15, определяя значение К. В блоке 15 производится присвоение новых значений полученным ранее переменным N и N, как N=KN и N=KN, т.е. производится их домножение на целочисленный коэффициент, что приводит к выполнению условия N/f≥T. Полученные в блоке 15 значения N и N поступают на вторые входы блоков 1-3 для управления операциями накопления выборки, прямого ДПФ, отбрасывания (прибавления нулевых) коэффициентов и обратного ДПФ.
Пример реализации блока наложения оконной функции Наттолла показан на фиг.2. Данный блок содержит: первый регистр сдвига, буферную память, блок умножения, второй регистр сдвига, первый счетчик, блок памяти и второй счетчик. Первый (информационный) вход первого регистра сдвига соединен с первым входом блока наложения оконной функции Наттолла. Второй (тактовый) вход первого регистра сдвига подключен ко второму входу блока наложения оконной функции Наттолла, к которому подключен также вход первого счетчика. Вход второго счетчика соединен с третьим входом блока наложения оконной функции Наттолла и третьим входом второго регистра сдвига. Кодовый выход первого регистра сдвига соединен с кодовым входом буферной памяти, кодовый выход которой подключен к первому кодовому входу блока умножения, второй кодовый вход которого соединен с кодовым выходом блока памяти. Кодовый выход блока умножения подключен к кодовому входу второго регистра сдвига, выход которого соединен с выходом блока наложения оконной функции Наттолла. Выход первого счетчика подключен ко второму входу буферной памяти и первому входу блока памяти. Выход второго счетчика подключен к третьему входу буферной памяти, второму входу блока памяти и второму входу второго регистра сдвига.
1
Блок наложения оконной функции Наттолла (фиг.2) работает следующим образом. В исходном состоянии первый и второй регистры сдвига, а также буферная память, первый и второй счетчики обнулены. Блок памяти также находится в исходном состоянии, когда на его кодовом выходе присутствует кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N кодовых комбинаций (дискретных отсчетов) цифрового звукового сигнала в сегменте.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
На первый вход блока наложения оконной функции Наттолла (БНОФН) с первой входной шины устройства начинает поступать цифровой звуковой сигнал (ЦЗС) и одновременно на второй вход БНОФН со второй входной шины устройства начинают поступать тактовые импульсы (ТИ), соответствующие первой тактовой частоте. Кроме того, на третий вход БНОФН с выхода первого блока удвоения частоты тактовых импульсов устройства начинают поступать удвоенные по частоте тактовые импульсы (УТИ). Символы ЦЗС записываются в первый регистр сдвига (РС) под действием ТИ на его втором входе и продвигаются по ячейкам данного регистра. Одновременно первый и второй счетчики начинают подсчет, соответственно ТИ и УТИ. При этом первый счетчик предназначен для определения длительности половины сегмента (полусегмента) ЦЗС, на который накладывается оконная функция Наттолла. Например, из ЦЗС, имеющего частоту дискретизации 48 кГц, нужно сформировать последовательность полусегментов, каждый из которых должен содержать N/2=480 дискретных отсчетов. При этом каждый дискретный отсчет представляет из себя, например, 16-разрядную кодовую комбинацию. Тогда длительность каждого полусегмента будет равна 480 шестнадцатиразрядным кодовым комбинациям или 7680 ТИ. Именно после данного количества ТИ на выходе первого счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данного полусегмента ЦЗС и начале следующего (фиг.4а, б).
1
2
Второй счетчик предназначен для определения длительности кодовой комбинации (в нашем примере 16-разрядной кодовой комбинации), соответствующей дискретному отсчету. Т.е. после прихода каждого 16 УТИ на выходе второго счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данной кодовой комбинации и начале следующей 16-разрядной кодовой комбинации. Первый регистр сдвига, в нашем примере, вмещает в себя 960 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций (т.е. два полусегмента), а второй регистр сдвига (РС) вмещает в себя одну 16-разрядную кодовую комбинацию, соответствующую одному дискретному отсчету. Кодовые комбинации с кодовых выходов буферной памяти, блока умножения и блока памяти также являются 16-разрядными.
1
1
2
1
2
По мере продвижения под действием ТИ по ячейкам РС последовательности из 16-разрядных кодовых комбинаций ЦЗС на его кодовом выходе появляются значения этих кодовых комбинаций в параллельном коде. Данный набор параллельных 16-разрядных кодовых комбинаций прикладывается к кодовому входу буферной памяти, но не записывается в него. В то же время из буферной памяти считываются нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации поступают на первый кодовый вход блока умножения. На второй кодовый вход данного блока в это время подаются 16-разрядные кодовые комбинации, соответствующие коэффициентам передачи окна Наттолла. После перемножения кодовых комбинаций, поданных на 1 и 2 кодовые входы блока умножения, на его выходе также будут нулевые 16-разрядные кодовые комбинации, которые записываются в РС под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием УТИ в последовательном коде появляются на выходе РС.
1
2
1
Т.о. в период заполнения первой половины PC кодовыми комбинациями, соответствующими первому полусегменту (1 п.с. на фиг.4а) на выходе РС, осуществляется формирование первого по счету сегмента (0-0 сегм. на фиг.4в) из нулевых кодовых комбинаций.
1
1
1
1
После заполнения 480 шестнадцатиразрядными кодовыми комбинациями первой половины PC на выходе первого счетчика появляется первый короткий импульс (фиг.4б), под действием которого данные кодовые комбинации из первой половины PC (1 п.с. на фиг.4а) и нули из второй половины PC (0 п.с. на фиг.4а) в параллельном коде записываются в буферную память. Таким образом, из нулевого и первого полусегментов формируется первый сегмент (1 сегм. на фиг.4а). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N=960 кодовых комбинаций в первом сегменте (1 сегм. на фиг.4а). Следует заметить, что коэффициенты передачи окна Наттолла (и соответствующие им кодовые комбинации) для первой половины сегмента (например, 0 п.с. в 1 сегм. на фиг.4а) являются возрастающими, а для второй половины сегмента (например, 1 п.с. в 1 сегм. на фиг.4а) являются уменьшающимися.
2
2
2
1
2
2
2
1
Под действием импульсов на третьем входе буферной памяти и втором входе блока памяти, 16-разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы блока умножения. Первыми умножаются нулевые кодовые комбинации из нулевого полусегмента первого сегмента (1 сегм. на фиг.4а), поэтому с кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают только нулевые 16-разрядные кодовые комбинации. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ). Далее начинают умножаться информационные кодовые комбинации из первого полусегмента первого сегмента (1 сегм. на фиг.4а), поэтому с кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают перемноженные 16-разрядные кодовые комбинации, соответствующие исходным кодовым комбинациям, но с наложенными на них коэффициентами передачи окна Наттолла. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ).
2
1
2
Т.о. на выходе РС осуществляется формирование второго по счету сегмента (1-0 сегм. на фиг.4в), состоящего из второй раз используемого нулевого полусегмента и первый раз используемого первого полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются уменьшающимися).
1
1
1
Пока из буферной памяти осуществляется ускоренное в 2 раза (по сравнению со скоростью записи в PC) считывание 16-разрядных кодовых комбинаций, в первую половину PC записываются кодовые комбинации, соответствующие второму полусегменту, а во вторую половину PC сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие первому полусегменту (1 п.с. и 2 п.с. на фиг.4а).
1
1
После заполнения кодовыми комбинациями первой и второй половин PC на выходе первого счетчика появляется второй короткий импульс (фиг.4б), под действием которого данные кодовые комбинации в параллельном коде записываются в буферную память. Таким образом, из первого и второго полусегментов формируется второй сегмент (2 сегм. на фиг.4а). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N=960 кодовых комбинаций во втором сегменте (2 сегм. на фиг.4а).
2
2
1
2
2
1
Под действием импульсов на третьем входе буферной памяти и втором входе блока памяти, 16-разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы блока умножения. Первыми умножаются кодовые комбинации из первого полусегмента второго сегмента (2 сегм. на фиг.4а). Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ). Далее начинают умножаться кодовые комбинации из второго полусегмента второго сегмента (2 сегм. на фиг.4а). Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ).
2
1
2
Т.о. на выходе РС осуществляется формирование третьего по счету сегмента (2-1 сегм. на фиг.4в), состоящего из второй раз используемого первого полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются увеличивающимися) и первый раз используемого второго полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются уменьшающимися).
1
1
Пока из буферной памяти осуществляется считывание 16-разрядных кодовых комбинаций, в первую половину PC записываются кодовые комбинации, соответствующие третьему полусегменту, а во вторую половину PC сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие второму полусегменту (2 п.с. и 3 п.с. на фиг.4а).
1
1
После заполнения кодовыми комбинациями первой и второй половин PC на выходе первого счетчика появляется третий короткий импульс (фиг.4б), под действием которого данные кодовые комбинации в параллельном коде записываются в буферную память. Таким образом, из второго и третьего полусегментов формируется третий сегмент (3 сегм. на фиг.4а). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи окна Наттолла для первой из N=960 кодовых комбинаций в третьем сегменте (3 сегм. на фиг.4а).
2
2
1
2
2
1
Под действием импульсов на третьем входе буферной памяти и втором входе блока памяти, 16-разрядные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы блока умножения. Первыми умножаются кодовые комбинации из второго полусегмента третьего сегмента (3 сегм. на фиг.4а). Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ). Далее начинают умножаться кодовые комбинации из третьего полусегмента третьего сегмента (3 сегм. на фиг.4а). Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием УТИ).
2
1
2
Т.о. на выходе РС осуществляется формирование четвертого по счету сегмента (3-2 сегм. на фиг.4в), состоящего из второй раз используемого второго полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются увеличивающимися) и первый раз используемого третьего полусегмента (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются уменьшающимися).
Далее работа БНОФН происходит аналогичным образом.
1
2
1
2
1
2
1
2
3
3
Пример реализации блока перекрытия сегментов и компенсации неравномерности оконной функции Наттолла (БПСКНОН) показан на фиг.3. Данный блок содержит: первый, второй и третий регистры сдвига, первую и вторую буферные памяти, сумматор, блок памяти, блок умножения, первый и второй счетчики, триггер, формирователь. Первый (информационный) вход первого регистра сдвига соединен с первым входом БПСКНОН, а его последовательный выход - с первым входом второго регистра сдвига. Второй (тактовый) вход первого регистра сдвига (PC) подключен ко второму входу БПСКНОН, к которому подключены также второй вход второго регистра сдвига (РС) и вход первого счетчика, выход которого через триггер и формирователь соединен с первым входом блока памяти и с третьими входами первой и второй буферных памятей. Вход второго счетчика соединен с третьим входом третьего регистра сдвига и с третьим входом БПСКНОН. Кодовые выходы PC и РС подключены к кодовым входам, соответственно, первой буферной памяти (БП) и второй буферной памяти (БП), кодовые выходы которых соединены, соответственно, с первым и вторым кодовыми входами сумматора, кодовый выход которого подключен к первому кодовому входу блока умножения (БУ). Второй вход БП соединен со вторым входом БП, вторым входом блока памяти, вторым входом третьего регистра сдвига (РС) и выходом второго счетчика. Кодовый выход блока памяти соединен со вторым кодовым входом БУ, кодовый выход которого соединен с кодовым входом РС, выход которого соединен с выходом БПСКНОН.
1
2
3
1
2
БПСКНОН (фиг.3) работает следующим образом. В исходном состоянии PC, РС, РС, БП, БП, первый и второй счетчики, а также триггер обнулены.
2
Блок памяти также находится в исходном состоянии, когда на его кодовом выходе присутствует кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой из N кодовых комбинаций цифрового звукового сигнала в первом сегменте.
2
2
1
На первый вход БПСКНОН (фиг.3) поступает ЦЗС с измененной частотой дискретизации. Одновременно на второй вход БПСКНОН начинают поступать удвоенные по частоте вторые тактовые импульсы (УТИ), Символы ЦЗС под действием УТИ записываются в PC и продвигаются по его ячейкам. Одновременно первый счетчик начинает подсчет удвоенных по частоте тактовых импульсов. Данный счетчик предназначен для определения половины длительности сегмента ЦЗС.
2
2
2
2
Например, из ЦЗС, имеющего на входе БПСКНОН измененную частоту дискретизации 32 кГц, нужно сформировать последовательность сегментов, каждый из которых должен содержать N=640 дискретных отсчетов. При этом каждый дискретный отсчет представляет из себя 16-разрядную кодовую комбинацию. Тогда длительность каждого сегмента будет соответствовать 10240 УТИ, а длительность половины сегмента - 5120 УТИ. Именно после 5120 УТИ на выходе первого счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании половины данного сегмента ЦЗС, состоящего из 320 16-разрядных кодовых комбинаций. Под действием этого короткого импульса срабатывает триггер и на его выходе появляется уровень «логической 1», который, в свою очередь, поступает на вход формирователя, на выходе которого появляется короткий импульс.
Первый и второй регистры сдвига, в нашем примере, вмещают в себя каждый по 320 шестнадцатиразрядных кодовых комбинаций (т.е. каждый - по полусегменту), а третий регистр сдвига вмещает в себя одну 16-разрядную кодовую комбинацию, соответствующую одному дискретному отсчету. Кодовые комбинации с кодовых выходов первой и второй буферных памятей, сумматора, блока умножения и блока памяти также являются 16-разрядными.
1
2
3
2
Второй счетчик предназначен для считывания 16-разрядных кодовых комбинаций, записанных в БП, БП, блоке памяти, а также для записи 16-разрядных кодовых комбинаций в РС. В данном счетчике осуществляется определение длительности кодовой комбинации (16-разрядной кодовой комбинации). Т.е. после прихода каждого 16 тактового импульса со второй тактовой частотой (ТИ) на выходе второго счетчика появляется короткий импульс, свидетельствующий об окончании данной кодовой комбинации (соответствующей дискретному отсчету) и начале следующей кодовой комбинации (соответствующей следующему дискретному отсчету).
2
1
2
2
3
2
БПСКНОН предназначен для формирования сегментов цифрового сигнала из N кодовых комбинаций в каждом сегменте и сложение с 50% перекрытием каждого сегмента с предыдущим ему сегментом. С целью избежания разрывов в последовательности ЦЗС, формирующегося после перекрытия сегментов, необходимо, чтобы запись в PC, РС последовательности ЦЗС из 16-разрядных кодовых комбинаций производилась бы с частотой УТИ, а считывание из РС 16-разрядных параллельных кодовых комбинаций, подвергшихся задержке, суммированию и перемножению, производилась бы с частотой ТИ.
2
1
1
1
2
По мере продвижения под действием УТИ по ячейкам PC последовательности из 16-разрядных нулевых кодовых комбинаций ЦЗС (0 п.с. на фиг.5а) на его кодовом выходе появляются значения этих кодовых комбинаций в параллельном коде. Данный набор параллельных нулевых 16-разрядных кодовых комбинаций прикладывается к кодовому входу БП, но не записывается в него. В то же время из БП и БП считываются нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации поступают на первый и второй кодовые входы сумматора, на выходе которого также будут нулевые 16-разрядные кодовые комбинации, которые подаются на первый кодовый вход блока умножения. На второй кодовый вход данного блока с кодового выхода блока памяти в это время подаются 16-разрядные кодовые комбинации, соответствующие коэффициентам передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла.
3
2
3
После перемножения кодовых комбинаций, поданных на 1 и 2 кодовые входы блока умножения, на его кодовом выходе также будут нулевые 16-разрядные кодовые комбинации, которые записываются в РС под действием импульсов с выхода второго счетчика. Эти нулевые 16-разрядные кодовые комбинации под действием ТИ в последовательном коде появляются на выходе РС.
1
3
н
Т.о. в период заполнения PC кодовыми комбинациями, соответствующими первому полусегменту (0 п.с. на фиг.5а), на выходе РС осуществляется формирование полусегмента (0 на фиг.5в) из нулевых кодовых комбинаций.
1
1
2
р
1
2
р
После заполнения 320 шестнадцатиразрядными нулевыми кодовыми комбинациями PC на выходе первого счетчика появляется первый короткий импульс (фиг.5б), от которого срабатывает триггер, а на выходе формирователя появляется короткий импульс. Под действием данного импульса нулевые кодовые комбинации из PC (0 п.с. на фиг.5а) и нули из РС (0 п.с. на фиг.5а) в параллельном коде записываются, соответственно в БП и БП. Таким образом, из 0 и 0 полусегментов (фиг.5а) формируется первый сегмент (1 сегм. на фиг.5а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса с выхода формирователя осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в сегменте (после сумматора).
1
2
р
3
3
3
2
3
р
Под действием импульсов на вторых входах БП и БП, 16-разрядные нулевые кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. Далее нулевые кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (0 п.с. + 0 п.с. на фиг.5а) подаются на первый кодовый вход БУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода блока памяти. С кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают также нулевые 16-разрядные кодовые комбинации. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием ТИ). Т.о. на выходе РС осуществляется формирование первого сегмента (0+0 сегм. на фиг.5в) из 320 кодовых комбинаций.
1
2
1
2
1
1
2
1
1
2
1
Пока из БП и БП осуществляется замедленное в 2 раза (по сравнению со скоростью записи в PC и РС) считывание 16-разрядных кодовых комбинаций, в PC записываются кодовые комбинации, соответствующие 0 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 0 полусегменту (0 п.с. и 0 п.с. на фиг.5а). Т.е. в PC и РС записываются кодовые комбинации, соответствующие 0-0 сегм. на фиг.4в и на фиг.5а - вверху.
1
2
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
После заполнения нулевыми кодовыми комбинациями PC и РС на выходе первого счетчика появляется второй короткий импульс (фиг.5б), под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «логический 0» («лог.0»), от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит и записи в БП и БП параллельных кодовых комбинаций из PC и РС не происходит. В связи с этим в PC начинают записываться кодовые комбинации, соответствующие 0 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 0 полусегменту (0 п.с. и 0 п.с. на фиг.5а).
1
2
2
1
1
2
1
2
2
1
После заполнения нулевыми кодовыми комбинациями PC и PC (0 п.с. и 0 п.с. на фиг.5а) на выходе первого счетчика появляется третий короткий импульс, под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «логическая 1» («лог.1»), от которого на выходе формирователя появляется второй короткий импульс (фиг.5б). Под действием данного импульса нулевые кодовые комбинации в параллельном коде из PC и РС записываются в БП и БП. Таким образом, из 0 и 0 полусегментов формируется второй сегмент (2 сегм. на фиг.5а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации во втором сегменте (после сумматора).
1
2
2
1
3
3
3
2
3
2
1
Под действием импульсов на вторых входах БП и БП, 16-разрядные нулевые кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. Далее нулевые кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (0 п.с. + 0 п.с. на фиг.5а) подаются на первый кодовый вход БУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода блока памяти. С кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают нулевые 16-разрядные кодовые комбинации. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием ТИ). Т.о. на выходе РС осуществляется формирование второго сегмента (0+0 сегм. на фиг.5в) из 320 кодовых комбинаций.
1
2
2
1
1
1
2
2
1
2
1
2
1
2
Пока из БП и БП осуществляется считывание 16-разрядных кодовых комбинаций (0 п.с. и 0 п.с. на фиг.5а), в PC записываются кодовые комбинации, соответствующие 1 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 0 полусегменту (1 п.с. и 0 п.с. на фиг.5а). Т.е. в PC и РС записываются кодовые комбинации, соответствующие 1-0 сегм. на фиг.4в и на фиг.5а - вверху.
1
1
2
2
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
После заполнения информационными кодовыми комбинациями (1 п.с на фиг.5а) PC и нулевыми кодовыми комбинациями (0 п.с. на фиг.5а) РС на выходе первого счетчика появляется четвертый короткий импульс, под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.0», от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит и записи в БП и БП параллельных кодовых комбинаций из PC и РС не происходит. В связи с этим в PC начинают записываться кодовые комбинации, соответствующие 1 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 1 полусегменту (1 п.с. и 1 п.с. на фиг.5а).
1
2
2
1
1
2
1
2
2
1
После заполнения информационными кодовыми комбинациями PC и РС (1 п.с. и 1 п.с. на фиг.5а) на выходе первого счетчика появляется пятый короткий импульс, под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.1», от которого на выходе формирователя появляется третий короткий импульс (фиг.5б). Под действием данного импульса кодовые комбинации в параллельном коде из PC и РС записываются в БП и БП. Таким образом, из 1 и 1 полусегментов формируется третий сегмент (3 сегм. на фиг.5а - внизу). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в третьем сегменте (после сумматора).
1
2
2
1
Под действием импульсов на вторых входах БП и БП, 16-разрядные информационные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. При суммировании происходит сложение кодовых комбинаций, входящих в 1 полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются увеличивающимися) с теми же кодовыми комбинациями, входящими в 1 полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются уменьшающимися), поэтому на выходе сумматора коэффициенты передачи окна Наттолла выравниваются (становятся близкими к 1), хотя и остается некоторая неравномерность.
2
1
1
2
1
2
2
1
Далее после суммирования кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (1 п.с. + 1 п.с. на фиг.5а) подаются на первый кодовый вход БУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода блока памяти. После перемножения кодовых комбинаций оказывается скомпенсированной неравномерность оконной функции Наттолла. Если сравнить (1-0) сегмент и (2-1) сегмент (вверху фиг.5а) на входе БПСКНОН с 3 сегментом (3 сегм. на фиг.5а или 1+1 сегм. на фиг.5в) на выходе сумматора, то видно, что имеет место сложение с 50% перекрытием сегмента с предыдущим ему сегментом.
3
3
3
2
3
2
1
С кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают 16-разрядные кодовые комбинации с компенсированной неравномерностью оконной функции Наттолла. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием ТИ). Т.о. на выходе РС осуществляется формирование третьего сегмента (1+1 сегм. на фиг.5в) из 320 кодовых комбинаций.
1
2
2
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
Пока из БП и БП осуществляется считывание 16-разрядных кодовых комбинаций (1 п.с. и 1 п.с. на фиг.5а), в PC записываются кодовые комбинации, соответствующие 2 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 12 полусегменту (2 п.с. и 1 п.с. на фиг.5а). Т.е. в PC и РС записываются кодовые комбинации, соответствующие 2-1 сегм. на фиг.4в и на фиг.5а - вверху.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
После заполнения кодовыми комбинациями (2 п.с и 1 п.с на фиг.5а) PC и РС на выходе первого счетчика появляется шестой короткий импульс, под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.0», от которого на выходе формирователя не возникает никакого сигнала, а значит и записи в БП и БП параллельных кодовых комбинаций из PC и РС не происходит. В связи с этим в PC начинают записываться кодовые комбинации, соответствующие 2 полусегменту, а в РС сдвигаются кодовые комбинации, соответствующие 2 полусегменту (2 п.с. и 2 п.с. на фиг.5а).
1
2
2
1
После заполнения кодовыми комбинациями PC и РС (2 п.с. и 2 п.с. на фиг.5а) на выходе первого счетчика появляется седьмой короткий импульс, под действием которого срабатывает триггер и на его выходе появляется «лог.1», от которого на выходе формирователя появляется четвертый короткий импульс.
1
2
1
2
2
1
Под действием данного импульса кодовые комбинации в параллельном коде из PC и РС записываются в БП и БП. Таким образом, из 2 и 2 полусегментов формируется четвертый сегмент (4 сегм. на фиг.5а). Одновременно, под действием того же короткого импульса осуществляется установка блока памяти в исходное состояние, когда на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту передачи для компенсации неравномерности оконной функции Наттолла для первой кодовой комбинации в четвертом сегменте (после сумматора).
1
2
2
1
Под действием импульсов на вторых входах БП и БП, 16-разрядные информационные кодовые комбинации с их кодовых выходов поступают на, соответственно, первый и второй кодовые входы сумматора. При суммировании происходит сложение кодовых комбинаций, входящих в 2 полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются увеличивающимися) с теми же кодовыми комбинациями, входящими в 2 полусегмент (в котором коэффициенты передачи окна Наттолла являются уменьшающимися), поэтому на выходе сумматора коэффициенты передачи окна Наттолла выравниваются (становятся близкими к 1), хотя и остается некоторая неравномерность.
2
1
1
2
1
2
2
1
Далее после суммирования кодовые комбинации с кодового выхода сумматора (2 п.с. + 2 п.с. на фиг.5а) подаются на первый кодовый вход БУ, на второй кодовый вход которого поступают кодовые комбинации с выхода блока памяти. После перемножения кодовых комбинаций оказывается скомпенсированной неравномерность оконной функции Наттолла. Если сравнить (2-1) сегмент и (3-2) сегмент (вверху фиг.6а) на входе БПСКНОН с 4 сегментом (4 сегм. на фиг.5а или 2+2 сегм. на фиг.5в) на выходе сумматора, то видно, что имеет место сложение с 50% перекрытием сегмента с предыдущим ему сегментом.
3
3
3
2
3
2
1
С кодового выхода блока умножения на кодовый вход РС поступают 16-разрядные кодовые комбинации с компенсированной неравномерностью оконной функции Наттолла. Эти кодовые комбинации записываются в РС (под действием импульсов со второго счетчика) и в виде последовательных кодовых комбинаций появляются на выходе РС (под действием ТИ). Т.о. на выходе РС осуществляется формирование четвертого сегмента (2+2 сегм. на фиг.5в) из 320 кодовых комбинаций.
Далее работа БПСКНОН происходит аналогичным образом.
Первый и второй блоки удвоения частоты тактовых импульсов (БУЧТИ) могут быть выполнены каждый в виде последовательно включенных: дифференциальной схемы, двухполупериодного выпрямителя и формирователя коротких импульсов. Если тактовые импульсы на входе БУЧТИ отличаются от меандра, то перед дифференциальной схемой ставится еще и формирователь меандра.