四合院：我边做科研边吃瓜 - 第632章 追着喂饭的高振东

    第632章 追着喂饭的高振东
    “根据我的经验和一些试验计算，通话要达到让人满意的程度，信噪比应该大于26db，而要达到这一效果，结合语音信号高达40db的动态范围，我们能够计算出，如果采用均匀量化和线性编码，码长将达到11位才能满足要求！”
    11位，看起来好像不是太多，但是在时分复用系统里，这是难以接受的，分配的时隙本来就短，这么长的码，传输起来是有困难的。
    而且对于编解码电路来说，11位的码长就意味着有2048个级别！对于现在的电路来说，实在是有些困难了。
    到这个时候，刚才还觉得简单的大家，才意识到了问题的严重性，理论好像很简单，但是一旦落到实处，才发现之所以一直在这方面毫无头绪，不是没有原因的。
    理论简单，实际上要求却很麻烦。
    “咦？这就麻烦了……”有人咬着笔杆子。
    想要分出2048个级别，这种精度的ad和da电路，对于现在来说有点要求过高了，就算是到了几十年后，也曾经有一段时间，10位的ad就能够算得上是高精度ad器件，普遍用的都是8位的ad。
    这下子，就连暂时不考虑时分复用，因此对于码长没有太高要求的军通所的同志，也笑不出来了，别说码长不长，先说你弄得出这个码不！
    想了半天，不得要领：“高总工，那这個问题怎么解决？”
    高振东笑道：“刚才我说到了，是在均匀量化的条件下，情况是这样……”
    有位同志明白了一点点：“高总工，你的意思是非均匀量化，可以解决问题？”
    高振东点了点头。
    但是这个非均匀量化要怎么搞？或者说，非均匀量化的好处是什么？这个好处是怎么来的，根本不知道，不知道这一点，自然也就没法去思考这种办法到底要怎么操作。
    高振东道：“其实信噪比这个东西，在信号里也是分段的，对于小信号来说，同样的噪声下，信噪比会低，但是同样的噪声，对于大信号来说，信噪比就大很多了，你们不妨往这个方向思考一下。”
    “信噪比……同样的噪声……对啊，不论是白噪声还是量化噪声，基本上都是在一个范围内不会偏离太多的……非均匀量化……高总工，你的意思是，对于小信号段，给它更多的分级，大信号段，给它分级少一些，这样虽然不均匀，但是根据你刚才的理论计算，小信号这一段的量化噪声信噪比会增大，大信号本来就不怎么受影响，就不管它！”
    军通所的一位同志，想了半天，好像是摸着门道了，非常兴奋的把自己的想法说了出来。
    他的话非常拗口和晦涩难懂，但是大部分同志还是听懂了。
    高振东还没说话，其他同志都叫了起来。
    “对啊，哪一段情况比较恶劣，我们就照顾哪一段。”
    “这算是照顾老弱病残，看来做好人好事果然是有道理的。”
    “这想法绝了！我是真想不到。”
    “……”
    高振东这才点了点头：“嗯，大致就是这么个意思。”
    这位同志想了想，却又有点傻眼，这样对于ad/da电路来说，难度可就太大了，不均匀采样量化编码，ad/da电路得判断信号处于哪一段，然后切换不同的量化加权，这电路听起来好像也不比11位ad/da简单到哪里去。
    而且这种非均匀，必然不是简单的分成两段，而是分成很多段，这ad电路想想都头皮发麻！
    看着大家对着这个难度颇高的ad/da电路发愁，高振东笑了。
    “同志们，我们转换转换思路，我们先把信号处理好，再让数模电路去进行转换。”
    “处理好？怎么处理？”
    “我们在信号进入ad/da电路之前，先进入一个信号预处理电路，这个预处理电路在ad这头，我们叫它压缩电路，它的功能，是对信号进行改变。小信号放大，大信号不变，其输入输出特性曲线是一条上凸的曲线，这样一来，结合普通ad，信号就自然被非均匀量化了。”
    高振东在黑板上把图画了出来，随着一条条线条，加上高振东的解释，大家算是明白了这是个什么东西了。
    绝妙的主意！
    “妙啊！把ad从非均匀的工作中解放出来，非均匀的预处理，交给压缩电路，这样电路的复杂性没有太大的增加！”
    “这就和非均匀量化这种手法一样，跳出原有框架，另辟蹊径，巧妙的达到目的！”
    “那想来语音复现那边，在进da之前，就要进入扩张电路吧……”
    “你怎么想的，在进da之后才进扩张电路，否则还是数字信号你怎么个扩张法。”
    “诶，对对对，是我傻了……”
    “……”众人一边讨论，一边对高振东的奇思妙想佩服得五体投地，难怪刚才高总工问“简不简单？”，原来真正麻烦的，在这些地方。但是这些麻烦却又被他解决得非常漂亮，代价也不高。
    见他们都理解得差不多了，高振东道：“大家可以用刚才我们计算信噪比的公式和规律进行一下计算，看看非均匀量化要多少位，就能达到均匀量化11位的效果。”
    所有的同志闻言，抓起纸笔，对着高振东在黑板上计算均匀量化时的公式和计算过程，开始了自己的计算。
    算得很慢，两者之间有联系也有区别，刚刚接触这方面内容的同志们，有一些连方向都没找到，公式之间的代用和变换也得慢慢摸索。
    终于，有一位同志叫出声来。
    “8位！我艹！8位就够了！”
    虽然是位老成持重的老同志，但是他还是忍不住爆了粗口，这个提升实在是有些太过惊人。
    其余的同志大惊失色，倒不是因为他算得快，实际上已经算得够慢了，惊讶的原因是，这个性能提高得太夸张。
    8位和11位之间的区别，可不是8和11之间的区别那么点儿，是8倍的区别！
    这意味着原本要处理的2048级，现在减少到了256级，直接就降低了一个数量级！
    这样一来，无论是ad还是da，搞起来都容易多了。
    “高总工，我算对了吗？”这位同志自己都有点儿不相信自己的成果，自己是不是算错了？带着一丝忐忑问高振东。
    高振东笑道：“没算错啊，就是这个数据！非均匀量化的确是8位就够了。”
    这就是数学的魅力了，这种处理方式，其实根子上来说，是一种数学手段而非物理上的手段，实际上，整个数字信号处理体系，基本上都是数学的魅力。
    军通所的同志信心百倍！这回他们敢打包票，回去把下一代电台，彻底的搞成数字电台！
    最难突破的就是原理，原理一旦突破，就可以在实现上想办法了。
    但是高振东既然都说了这么多，肯定不会让他们浪费太多时间，这只是编码的原理，至于具体怎么编码，他们还不知道呢。
    高振东道：“同志们，现在把资料翻到xx页，a律特性13折线编码。”
    这其实就是后来我国在pcm设备上选用的非均匀量化编码方法，高振东提早把它给弄出来了。
    其压缩曲线分为两段，两段都是一个以a为常数的对数函数，这个常数a决定了曲线的形状和性质，因而得名a律。
    我国的a=87.6。
    由于严格符合的压缩曲线在电路上是很难实现的，故而用了13段折线来近似替代这条曲线。
    大家一听高兴了，高总工这是好人做到底，送佛送到西啊，连压缩曲线都给选好了，他们敢肯定，这条压缩曲线，绝对是一定时间段内，最合适的一条压缩曲线了。
    a律压缩编码的知识不算抽象，只是篇幅略多一些，高振东说得很快，同志们理解得也很深，他们敢拍胸脯，有了这玩意，回去设计一套语音编解码电路不要太轻松啊。
    但是他们明显低估了高振东追着喂饭的决心。
    “同志们，接下来，我们探讨一下在我个人看来，当前最合适的pcm编解码器电路——逐次反馈型编码器和加权网络型解码器！”
    同志们幸福得合不拢嘴，嗨，你看，来高总这里，吃饱了不说，还给带外卖的！
    这明显已经超出了高振东一开始说的，把大家召集过来教授原理的范畴了，直接把实现都给干差不多了，虽然高总工应该不可能把具体的电路给搞出来，但是一看他资料里的那个编码器方框图，这不说是通过管子往胃里直接灌吧，至少也是把饭菜都做好端上桌。
    看来高总工是怕同志们消化起来有困难，浪费时间，干脆自己直接上手了！
    这两个东西，的时间可就比较长了，因为都是很实际内容，高振东把两种电路的所有内容，一一掰开揉碎了，仔细的教给同志们。
    他的想法很简单，既然自己手上有这些知识，那就一次性全教给同志们，减少他们走弯路的可能，尽量节约时间。
    对于高振东和他的想法来说，时间就是一切。
    (本章完)