A-Law и u-Law

Отцифровываю сигнал с целью дальнейшей передачи. Требуется большой динамический диапозон, АЦП 10 бит, канал 16 кбайт/сек.

Планирую свернуть 10 бит в 8 и передавать с дискретизацией 16 кГц...

НО!!! насколько я понимаю сворачивать надо половину, то есть получаем 10 бит, старший есть знак, и если он 0, тогда вычитаем из 512 оставшиеся 9 битное значение, иначе (если знак = 1), то оставляем как есть, затем используем эти 9 бит как адрес в таблице 512 байт, причем в такой таблице все значения от 0 до 127, и приделываем туда знак.

Отправляем, принимаем и все наоборот.

Вопрос, что будет, если рабочая точка усилителя уйдет? и среднее значение станет не 512? Вижу два варианта:

1. Постоянно корректировать значение разлома диапозона на положительную и отрицательную части.
2. На каждом шаге отцифровки складывать полученное значение с некоторой переменной и делить на 2, что-бы там всегда среднее значение держалось и если оно превышает 512, то выдавать на какую-то ногу микроконтроллера "0", иначе давать "1" - дальше интегрирующая цепочка и снятое с него напряжение на операционник для контроля рабочей точки....

Кто, что подскажет?

Берёшь и делаешь простейший ФВЧ в цифре прямо после АЦП. И пох постоянная составляющая.

К примеру:
signal=(qq-in_dc)>>7;
in_dc=in_dc+(signal>>2);

qq - вход
signal - выход
in_dc - пост сост

Как раз собрался делать ФНЧ - КИХ, для антиэлейзинга, так-как оцифровка 128 кГц, а потом Ких и прореживание, а теперь получается полосовик нужен?

Полосовик дороже выйдет. Лучше сначала простейший ФВЧ типа тововот.
Если оцифровка кратна конечной дискретизации, то никакой антиалиас не нужен, достаточно децимации. И вообще, какой смысл такую высокую частоту при оцифровке брать? Плохой аппаратный ФНЧ на входе?
И потом, если точности много у проца, то КИХ обходится дороже БИХ.

Процессор atmel, а у него частота дискретизации от 70 до 200 кГц, является оптимальной. Кроме того сверхдискретизация позволяет уменьшить шумы квантования.

А почему полосовик дороже? просто надо посчитать фурье от .:......l......:.
и подставить весовые коэфициенты. Помоему прокатит. Или я что-то не учитываю?

Про БИХ подумаю...

Повышенная (по сравнению с минимально необходимой) частота дискретизации действительно позволяет снизить требования к входному ФНЧ, за счет бОльшего использования вычислительного ресурса на "цифровой фильтр".

И, 0--ZEvS--0, не надо таких математических сложностей! У вас ATMega? - вот и задайте ее АЦП режим "Left-justified", тогда в регистре ADCH получаете готовое 8-битное значение. А всякие A-Law и u-Law - это вовсе не "большой динамический диапазон", а специфическая для Low-End Audio борьба с перегрузкой микрофонного входа.

Хотя, все зависит от постановки задачи...

Все только портится... первая программа работает по 8-ми битной системе, как что-то изменяю звук либо как из унитаза, либо "скремблированный"...

Значит неправильно динамический диапазон определён. Нет согласования динамических диапазонов различных кусков.

Да. Именно так, проблемы на изломах характеристики, надо делать преобразование по таблице, а я в порядке эксперимента построил апроксимацию из 8 линейных характеристик с разными наклонами (логарифмическими). Я вчера вечером крутил синусоиды с разными амплитудами, и на грани перехода с одного участка на другой видна маленькая ступенька...

Сделал плавный логарифмический табличный преобразователь,вот что получилось:
1 - 0
2 - 14
3 - 22
4 - 28
5 - 32
6 - 36
7 - 39
8 - 42
9 - 45
10 - 47
11 - 49
12 - 50
13 - 52
14 - 54
15 - 55
16 - 56
17 - 58
18 - 59
19 - 60
20 - 61
21 - 62
22 - 63
23 - 64
24 - 65
25 - 65
26 - 66
27 - 67
28 - 68
29 - 69
30 - 69
31 - 70
32 - 71
33 - 71
34 - 72
35 - 72
36 - 73
37 - 74
38 - 74
39 - 75
40 - 75
41 - 76
42 - 76
43 - 77
44 - 77
45 - 78
46 - 78
47 - 78
48 - 79
49 - 79
50 - 80
51 - 80
52 - 81
53 - 81
54 - 81
55 - 82
56 - 82
57 - 82
58 - 83
59 - 83
60 - 83
61 - 84
62 - 84
63 - 84
64 - 85
65 - 85
66 - 85
67 - 86
68 - 86
69 - 86
70 - 87
71 - 87
72 - 87
73 - 87
74 - 88
75 - 88
76 - 88
77 - 89
78 - 89
79 - 89
80 - 89
81 - 90
82 - 90
83 - 90
84 - 90
85 - 91
86 - 91
87 - 91
88 - 91
89 - 92
90 - 92
91 - 92
92 - 92
93 - 92
94 - 93
95 - 93
96 - 93
97 - 93
98 - 93
99 - 94
100 - 94
101 - 94
102 - 94
103 - 95
104 - 95
105 - 95
106 - 95
107 - 95
108 - 95
109 - 96
110 - 96
111 - 96
112 - 96
113 - 96
114 - 97
115 - 97
116 - 97
117 - 97
118 - 97
119 - 97
120 - 98
121 - 98
122 - 98
123 - 98
124 - 98
125 - 98
126 - 99
127 - 99
128 - 99
129 - 99
130 - 99
131 - 99
132 - 100
133 - 100
134 - 100
135 - 100
136 - 100
137 - 100
138 - 101
139 - 101
140 - 101
141 - 101
142 - 101
143 - 101
144 - 101
145 - 102
146 - 102
147 - 102
148 - 102
149 - 102
150 - 102
151 - 102
152 - 102
153 - 103
154 - 103
155 - 103
156 - 103
157 - 103
158 - 103
159 - 103
160 - 104
161 - 104
162 - 104
163 - 104
164 - 104
165 - 104
166 - 104
167 - 104
168 - 105
169 - 105
170 - 105
171 - 105
172 - 105
173 - 105
174 - 105
175 - 105
176 - 105
177 - 106
178 - 106
179 - 106
180 - 106
181 - 106
182 - 106
183 - 106
184 - 106
185 - 107
186 - 107
187 - 107
188 - 107
189 - 107
190 - 107
191 - 107
192 - 107
193 - 107
194 - 107
195 - 108
196 - 108
197 - 108
198 - 108
199 - 108
200 - 108
201 - 108
202 - 108
203 - 108
204 - 109
205 - 109
206 - 109
207 - 109
208 - 109
209 - 109
210 - 109
211 - 109
212 - 109
213 - 109
214 - 110
215 - 110
216 - 110
217 - 110
218 - 110
219 - 110
220 - 110
221 - 110
222 - 110
223 - 110
224 - 110
225 - 111
226 - 111
227 - 111
228 - 111
229 - 111
230 - 111
231 - 111
232 - 111
233 - 111
234 - 111
235 - 111
236 - 112
237 - 112
238 - 112
239 - 112
240 - 112
241 - 112
242 - 112
243 - 112
244 - 112
245 - 112
246 - 112
247 - 112
248 - 113
249 - 113
250 - 113
251 - 113
252 - 113
253 - 113
254 - 113
255 - 113
256 - 113
257 - 113
258 - 113
259 - 113
260 - 113
261 - 114
262 - 114
263 - 114
264 - 114
265 - 114
266 - 114
267 - 114
268 - 114
269 - 114
270 - 114
271 - 114
272 - 114
273 - 114
274 - 115
275 - 115
276 - 115
277 - 115
278 - 115
279 - 115
280 - 115
281 - 115
282 - 115
283 - 115
284 - 115
285 - 115
286 - 115
287 - 116
288 - 116
289 - 116
290 - 116
291 - 116
292 - 116
293 - 116
294 - 116
295 - 116
296 - 116
297 - 116
298 - 116
299 - 116
300 - 116
301 - 116
302 - 117
303 - 117
304 - 117
305 - 117
306 - 117
307 - 117
308 - 117
309 - 117
310 - 117
311 - 117
312 - 117
313 - 117
314 - 117
315 - 117
316 - 117
317 - 118
318 - 118
319 - 118
320 - 118
321 - 118
322 - 118
323 - 118
324 - 118
325 - 118
326 - 118
327 - 118
328 - 118
329 - 118
330 - 118
331 - 118
332 - 119
333 - 119
334 - 119
335 - 119
336 - 119
337 - 119
338 - 119
339 - 119
340 - 119
341 - 119
342 - 119
343 - 119
344 - 119
345 - 119
346 - 119
347 - 119
348 - 119
349 - 120
350 - 120
351 - 120
352 - 120
353 - 120
354 - 120
355 - 120
356 - 120
357 - 120
358 - 120
359 - 120
360 - 120
361 - 120
362 - 120
363 - 120
364 - 120
365 - 120
366 - 121
367 - 121
368 - 121
369 - 121
370 - 121
371 - 121
372 - 121
373 - 121
374 - 121
375 - 121
376 - 121
377 - 121
378 - 121
379 - 121
380 - 121
381 - 121
382 - 121
383 - 121
384 - 121
385 - 122
386 - 122
387 - 122
388 - 122
389 - 122
390 - 122
391 - 122
392 - 122
393 - 122
394 - 122
395 - 122
396 - 122
397 - 122
398 - 122
399 - 122
400 - 122
401 - 122
402 - 122
403 - 122
404 - 123
405 - 123
406 - 123
407 - 123
408 - 123
409 - 123
410 - 123
411 - 123
412 - 123
413 - 123
414 - 123
415 - 123
416 - 123
417 - 123
418 - 123
419 - 123
420 - 123
421 - 123
422 - 123
423 - 123
424 - 124
425 - 124
426 - 124
427 - 124
428 - 124
429 - 124
430 - 124
431 - 124
432 - 124
433 - 124
434 - 124
435 - 124
436 - 124
437 - 124
438 - 124
439 - 124
440 - 124
441 - 124
442 - 124
443 - 124
444 - 124
445 - 125
446 - 125
447 - 125
448 - 125
449 - 125
450 - 125
451 - 125
452 - 125
453 - 125
454 - 125
455 - 125
456 - 125
457 - 125
458 - 125
459 - 125
460 - 125
461 - 125
462 - 125
463 - 125
464 - 125
465 - 125
466 - 125
467 - 125
468 - 126
469 - 126
470 - 126
471 - 126
472 - 126
473 - 126
474 - 126
475 - 126
476 - 126
477 - 126
478 - 126
479 - 126
480 - 126
481 - 126
482 - 126
483 - 126
484 - 126
485 - 126
486 - 126
487 - 126
488 - 126
489 - 126
490 - 126
491 - 127
492 - 127
493 - 127
494 - 127
495 - 127
496 - 127
497 - 127
498 - 127
499 - 127
500 - 127
501 - 127
502 - 127
503 - 127
504 - 127
505 - 127
506 - 127
507 - 127
508 - 127
509 - 127
510 - 127
511 - 127
512 - 127

По моему вблизи нуля точность излишняя, можно это как нибудь использовать? Например есть такая точка 92-92, может все что ниже 92 передавать как есть (в линейной форме)?

Ну, у тебя получается наилучшее разрешение в районе -35дБ входного сигнала. Не знаю, оптимально ли это. Возможно, лучше сдвинуть зону наилучшего разрешения поближе к нулю.

Больше всего мне не нравится, что значения пропадают, между 0 и 14 можно целых 13 значений поместить, а так данные в трубу вылетают.

Вот и я о том же. Смещай экспоненту.

Упс... Похоже этот метод предназначен для более серьезного сжатия. Потому как при смещении экспоненты максимальное входное значение для 8-битного выходного не 10-ти, а 12 битное.

В исходнике 13 бит, я же писал.
Уменьшай крутизну экспоненты.

Имеем для компрессора функцию вида y=a*ln(b*x+1)
Нужно решить систему уравнений:
1=a*ln(b+1) - это означает одинаковое разрешение вблизи 1
127=a*ln(511*b+1) - это означает согласование динамических диапазонов, т.е. при входе 511 на выходе будет 127
Система тревожная в смысле вычислений по аналитическим формулам. Методом посл. приближения решается легче.
У меня получилось в районе y=53*ln(0,019*x+1). На конце диапазоне не совсем точно согласовано, но можно слегка покрутить коэффициенты и согласовать лучше.
Думаю, вычислить обратную функцию для экспандера нетрудно.

Спасибо огромное. По Вашей системе у меня получилось следующее. Это меня полностью устраивает. Обратную ф-цию для экспандера вычислять не требуется, просто нужно вот эту таблицу преобразовать в две: одна для передатчика, в ней 1024 ячейки по байту каждая, вторая для приемника, где 256 ячеек по 16 бит каждая (в которых 6 старших нулевые).


0 -> 128 1 -> 129 2 -> 130 3 -> 131
4 -> 132 5 -> 133 6 -> 134 7 -> 135
8 -> 135 9 -> 136 10 -> 137 11 -> 138
12 -> 139 13 -> 140 14 -> 141 15 -> 141
16 -> 142 17 -> 143 18 -> 144 19 -> 144
20 -> 145 21 -> 146 22 -> 147 23 -> 147
24 -> 148 25 -> 149 26 -> 149 27 -> 150
28 -> 151 29 -> 151 30 -> 152 31 -> 153
32 -> 153 33 -> 154 34 -> 154 35 -> 155
36 -> 156 37 -> 156 38 -> 157 39 -> 157
40 -> 158 41 -> 159 42 -> 159 43 -> 160
44 -> 160 45 -> 161 46 -> 161 47 -> 162
48 -> 162 49 -> 163 50 -> 163 51 -> 164
52 -> 164 53 -> 165 54 -> 165 55 -> 166
56 -> 166 57 -> 167 58 -> 167 59 -> 168
60 -> 168 61 -> 169 62 -> 169 63 -> 170
64 -> 170 65 -> 171 66 -> 171 67 -> 172
68 -> 172 69 -> 172 70 -> 173 71 -> 173
72 -> 174 73 -> 174 74 -> 175 75 -> 175
76 -> 175 77 -> 176 78 -> 176 79 -> 177
80 -> 177 81 -> 177 82 -> 178 83 -> 178
84 -> 179 85 -> 179 86 -> 179 87 -> 180
88 -> 180 89 -> 180 90 -> 181 91 -> 181
92 -> 182 93 -> 182 94 -> 182 95 -> 183
96 -> 183 97 -> 183 98 -> 184 99 -> 184
100 -> 184 101 -> 185 102 -> 185 103 -> 185
104 -> 186 105 -> 186 106 -> 186 107 -> 187
108 -> 187 109 -> 187 110 -> 188 111 -> 188
112 -> 188 113 -> 189 114 -> 189 115 -> 189
116 -> 190 117 -> 190 118 -> 190 119 -> 191
120 -> 191 121 -> 191 122 -> 192 123 -> 192
124 -> 192 125 -> 192 126 -> 193 127 -> 193
128 -> 193 129 -> 194 130 -> 194 131 -> 194
132 -> 195 133 -> 195 134 -> 195 135 -> 195
136 -> 196 137 -> 196 138 -> 196 139 -> 196
140 -> 197 141 -> 197 142 -> 197 143 -> 198
144 -> 198 145 -> 198 146 -> 198 147 -> 199
148 -> 199 149 -> 199 150 -> 199 151 -> 200
152 -> 200 153 -> 200 154 -> 200 155 -> 201
156 -> 201 157 -> 201 158 -> 202 159 -> 202
160 -> 202 161 -> 202 162 -> 202 163 -> 203
164 -> 203 165 -> 203 166 -> 203 167 -> 204
168 -> 204 169 -> 204 170 -> 204 171 -> 205
172 -> 205 173 -> 205 174 -> 205 175 -> 206
176 -> 206 177 -> 206 178 -> 206 179 -> 207
180 -> 207 181 -> 207 182 -> 207 183 -> 207
184 -> 208 185 -> 208 186 -> 208 187 -> 208
188 -> 209 189 -> 209 190 -> 209 191 -> 209
192 -> 209 193 -> 210 194 -> 210 195 -> 210
196 -> 210 197 -> 211 198 -> 211 199 -> 211
200 -> 211 201 -> 211 202 -> 212 203 -> 212
204 -> 212 205 -> 212 206 -> 212 207 -> 213
208 -> 213 209 -> 213 210 -> 213 211 -> 213
212 -> 214 213 -> 214 214 -> 214 215 -> 214
216 -> 214 217 -> 215 218 -> 215 219 -> 215
220 -> 215 221 -> 215 222 -> 216 223 -> 216
224 -> 216 225 -> 216 226 -> 216 227 -> 217
228 -> 217 229 -> 217 230 -> 217 231 -> 217
232 -> 217 233 -> 218 234 -> 218 235 -> 218
236 -> 218 237 -> 218 238 -> 219 239 -> 219
240 -> 219 241 -> 219 242 -> 219 243 -> 219
244 -> 220 245 -> 220 246 -> 220 247 -> 220
248 -> 220 249 -> 221 250 -> 221 251 -> 221
252 -> 221 253 -> 221 254 -> 221 255 -> 222
256 -> 222 257 -> 222 258 -> 222 259 -> 222
260 -> 222 261 -> 223 262 -> 223 263 -> 223
264 -> 223 265 -> 223 266 -> 223 267 -> 224
268 -> 224 269 -> 224 270 -> 224 271 -> 224
272 -> 224 273 -> 225 274 -> 225 275 -> 225
276 -> 225 277 -> 225 278 -> 225 279 -> 226
280 -> 226 281 -> 226 282 -> 226 283 -> 226
284 -> 226 285 -> 227 286 -> 227 287 -> 227
288 -> 227 289 -> 227 290 -> 227 291 -> 227
292 -> 228 293 -> 228 294 -> 228 295 -> 228
296 -> 228 297 -> 228 298 -> 229 299 -> 229
300 -> 229 301 -> 229 302 -> 229 303 -> 229
304 -> 229 305 -> 230 306 -> 230 307 -> 230
308 -> 230 309 -> 230 310 -> 230 311 -> 230
312 -> 231 313 -> 231 314 -> 231 315 -> 231
316 -> 231 317 -> 231 318 -> 231 319 -> 232
320 -> 232 321 -> 232 322 -> 232 323 -> 232
324 -> 232 325 -> 232 326 -> 233 327 -> 233
328 -> 233 329 -> 233 330 -> 233 331 -> 233
332 -> 233 333 -> 234 334 -> 234 335 -> 234
336 -> 234 337 -> 234 338 -> 234 339 -> 234
340 -> 235 341 -> 235 342 -> 235 343 -> 235
344 -> 235 345 -> 235 346 -> 235 347 -> 235
348 -> 236 349 -> 236 350 -> 236 351 -> 236
352 -> 236 353 -> 236 354 -> 236 355 -> 236
356 -> 237 357 -> 237 358 -> 237 359 -> 237
360 -> 237 361 -> 237 362 -> 237 363 -> 238
364 -> 238 365 -> 238 366 -> 238 367 -> 238
368 -> 238 369 -> 238 370 -> 238 371 -> 239
372 -> 239 373 -> 239 374 -> 239 375 -> 239
376 -> 239 377 -> 239 378 -> 239 379 -> 240
380 -> 240 381 -> 240 382 -> 240 383 -> 240
384 -> 240 385 -> 240 386 -> 240 387 -> 240
388 -> 241 389 -> 241 390 -> 241 391 -> 241
392 -> 241 393 -> 241 394 -> 241 395 -> 241
396 -> 242 397 -> 242 398 -> 242 399 -> 242
400 -> 242 401 -> 242 402 -> 242 403 -> 242
404 -> 243 405 -> 243 406 -> 243 407 -> 243
408 -> 243 409 -> 243 410 -> 243 411 -> 243
412 -> 243 413 -> 244 414 -> 244 415 -> 244
416 -> 244 417 -> 244 418 -> 244 419 -> 244
420 -> 244 421 -> 244 422 -> 245 423 -> 245
424 -> 245 425 -> 245 426 -> 245 427 -> 245
428 -> 245 429 -> 245 430 -> 245 431 -> 246
432 -> 246 433 -> 246 434 -> 246 435 -> 246
436 -> 246 437 -> 246 438 -> 246 439 -> 246
440 -> 247 441 -> 247 442 -> 247 443 -> 247
444 -> 247 445 -> 247 446 -> 247 447 -> 247
448 -> 247 449 -> 247 450 -> 248 451 -> 248
452 -> 248 453 -> 248 454 -> 248 455 -> 248
456 -> 248 457 -> 248 458 -> 248 459 -> 249
460 -> 249 461 -> 249 462 -> 249 463 -> 249
464 -> 249 465 -> 249 466 -> 249 467 -> 249
468 -> 249 469 -> 250 470 -> 250 471 -> 250
472 -> 250 473 -> 250 474 -> 250 475 -> 250
476 -> 250 477 -> 250 478 -> 250 479 -> 251
480 -> 251 481 -> 251 482 -> 251 483 -> 251
484 -> 251 485 -> 251 486 -> 251 487 -> 251
488 -> 251 489 -> 252 490 -> 252 491 -> 252
492 -> 252 493 -> 252 494 -> 252 495 -> 252
496 -> 252 497 -> 252 498 -> 252 499 -> 253
500 -> 253 501 -> 253 502 -> 253 503 -> 253
504 -> 253 505 -> 253 506 -> 253 507 -> 253
508 -> 253 509 -> 253 510 -> 254 511 -> 254

Так вторая половина такая-же, только развернута в другую сторону