四合院:我边做科研边吃瓜 第407节

  至少让头盔和防护携行具推开来,防弹插板价格略贵,逐步推进吧,重要单位先装备,或者存储起来,除了少量一线和巡逻队伍之外,其他的谁上战场谁用。

  反正防弹插板这东西,不存在使用训练什么的,插进去扣好就行,要是实在不放心,先揣块铁板感受感受也不是不行。

  好在比起芳纶一类纤维防弹衣,防弹插板的保质期要长得多,能够慢慢累积数量。

  说完,他又有些疑惑的问高振东:“你们搞这个头盔,我怎么看著面熟?”

  作为高级将领,他看到的东西自然很多,这个头盔拿掉盔罩,眼熟,但肯定不是小鬼子的那个。

  高振东正大光明的道:“这东西抄的,我们调研过,东汉斯的M56性能是最好的,满足我们的所有要求,干脆就直接仿制了,这样比较快。丢不丢脸无所谓,重要的是战友们能早一点用上。”

  听了他的话,防工委和陆军的领导都忍不住大笑起来,连说“不丢脸不丢脸,这种东西有用就好,不用管怎么来的。”

  东汉斯的M56,钢盔里综合性能最好的,甚至没有之一,有趣的是,传说这东西在S2就被研究出来了,但是某人觉得不够好看,就没装备。

  战士们也笑了起来,这东西管他怎么来的,防护性能没有直观表现,但是防护区域肉眼可见的不错,连后脖子都考虑到了,而且还好用,用处忒多了。

  这一次,他们亲历了一场研讨会和装备论证的简单过程,真真切切的感受到身处后方的同志们,是怎样为了他们而努力的。

  ——

  三分厂的会客室里,来了两拨人,聚在一起,等著高振东。

  他们分别来自搞军通所和通信院,前者正是前不久找高振东咨询军用通讯设备的同志,后者则是正在搞程控空分交换机。

  他们过来,是受到高振东的召唤,准备给他们解决一下语音转数字的问题。

  对于前者,是解决了他们正在搞的数字电台的问题,对于后者,则是知识的储备,毕竟他们现在在搞的,还是空分交换机,数字交换机暂时还没开始搞。

  两方很友好的打了招呼,但是都默契的没有问对方的来历和工作。

  等了没一会,高振东进来了。

  “大家都到了?坐坐坐。”双手虚按,让大家都坐定之后,高振东放下了手里的一迭资料,数了数人数。

  “一、二……七。嗯,资料看来是够的,来来来,一人一份。”

  几个人忙不迭的把高振东手里的材料接了过去。

  这份材料,正是脉码调制(PCM)的基本原理。

  大家刚翻开,高振东笑道:“今天我们抛开后面的模数(AD)和数模(DA)转换,假设我们已经有足够的模数相互转换的能力,怎么把这个能力用起来,把语音信号转换为数码信号。”

  如果AD和DA也要说的话,那就太多了,而且没有必要,他们各自有各自的办法,也没法拢到一起来说。

  各位同志也都知道这个道理,而且在语音通信上,由于速度、带宽要求都不高,AD/DA技术本身不是困扰他们的问题,怎么用好AD/DA,才是他们的问题。

  见大家都听明白了自己的意思,高振东直入主题。

  “脉码调制总共分三个阶段,抽样、量化和编码,关于抽样,我想大家都是明白的,我就不多说了,你们看看材料就好。”

  说白了,抽样就是用抽样器,将信号的瞬时电压采集出来,这是最基本的,在座的没有不明白的。

  “关于量化,你们有什么想问的?”高振东也没有一一的去读资料,都是老手了,那种方法自己累不说,效果也不见得好。

  “高总工,既然已经抽样了,那就得到了一个明确的数值,用这个值去记录电压值就可以了,为什么还要量化?”

  高振东笑道:“为了节约数据容量,抽样出来的值,依然是一个有无限多种可能的值,用有限的数存储是很耗费资源的,哪怕限制了有效数字也是如此,举个例子来说,比如1.567,这样一来,会出现两个问题。”

  高振东转身在黑板上写了几个字:“第一,精确的检测这个值,需要一个复杂的电路。第二,这个值的编码和存储都非常耗费空间,浮点数的存储我想大家都是有所了解的。但是对于语音信号来说,大可不必如此精确,只要信号的瞬时电压达到一定的精度范围,即可保证可以理解的复现,所以这实际上是对资源的浪费。”

  “啊,我明白了,这样一来,只需要把信号幅度从0到最大,按照范围分成一定的级别,比如8级,0.5以下是0,0.5到1.5是1,以此类推,6.5以上就是7,那从0到7就能涵盖信号瞬时电压的整个幅度范围了,如此一来,用一个三位的二进制数就能保证较好的复现语音了!而且非常省空间!”在座的都是精英,一点就通。

  “不止,这样一来,检测电路也会非常的简单,不需要太精确的值,用与某几个值的比较电路,就能把信号的码给编出来!”另外一位也是反应极快。

  和明白人说话,就是轻松高振东笑道:“对,就是这么个意思……,至于编码,就是用二进制数字把量化后的结果记录下来。”

  说完,高振东才把量化和编码相关的知识,系统的给过了一遍。

  高振东说得快,但是大家也听得懂,这一步其实原理上非常简单。

  说完之后,高振东笑道:“同志们,是不是非常简单?”

  大家都笑了,这真的是难者不会,会者不难,其实到这一步,就算高振东不说,他们自己也大概是懂的,只是还没有系统的串联组织起来。

  “嗯,好,简单的说完了,我们现在说一点不简单的。均匀量化的信噪比……”

  量化的不精确,肯定会带进来噪声,现在高振东和他们说的,就是怎么将这个噪声的影响降到最小。

  从这里开始,就有一些数学公式出现了,有的内容,高振东直接用的结果,但是没有解释来源,否则那就太长了。

  几位同志倒也跟得上,实际上应用科学里,很多知识都是只管结果,不管来源的,甚至只是一个假设,也能用得有模有样。

  “……所以我们可以计算出来,每增加一位二进制码长,信噪比就提高6dB,也就是说,想降低量化噪声,那就需要增加编码的码长。”

  这一点大家都能理解,再是采用这种节省空间的编码方式,也必须付出一定的代价,才能保证通话的质量,只是他们现在还不知道到底需要多大的代价。

第632章 追著喂饭的高振东

  “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。

  而且对于编译码电路来说,11位的码长就意味著有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……”有人咬著笔杆子。

  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,那这个问题怎么解决?”

  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,好像是摸著门道了,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!

  看著大家对著这个难度颇高的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,随著一条条线条,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,否则还是数码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,对著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!

  这意味著原本要处理的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?带著一丝忐忑问高振东。

  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,整个数码信号处理体系,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译码电路不要太轻松啊。

  但是他们明显低估了高振东追著喂饭的决心。

  “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编译码器电路——逐次反馈型编码器和加权网络型译码器!”

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