ในด้านโทรคมนาคมและการประมวลผลสัญญาณการบีบอัดสัญญาณ (บางครั้งเรียกว่าคอมแพนเดอร์ ) เป็นวิธีการลดผลกระทบเชิงลบของช่องสัญญาณที่มีช่วงไดนามิก จำกัด ชื่อนี้เป็นการรวมคำว่าการบีบอัด (compressing ) และการขยาย (expanding) ซึ่งเป็นหน้าที่ของคอมแพนเดอร์ที่ฝั่งส่งและฝั่งรับตามลำดับ การใช้การบีบอัดสัญญาณช่วยให้สามารถส่งสัญญาณที่มีช่วงไดนามิกกว้างผ่านอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการรับส่งสัญญาณช่วงไดนามิกแคบกว่าได้ การบีบอัดสัญญาณถูกนำไปใช้ในระบบโทรศัพท์และแอปพลิเคชันเสียงอื่นๆ เช่นไมโครโฟนไร้สายระดับ มืออาชีพ และ การบันทึก เสียง แบบอนาล็อก

ช่วงไดนามิกของสัญญาณจะถูกบีบอัดก่อนการส่งและขยายกลับไปสู่ค่าเดิมที่ตัวรับ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่า คอมแพนเดอร์ (compander) ซึ่งทำงานโดยการบีบอัดหรือขยายช่วงไดนามิกของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์แบบอนาล็อก เช่น เสียงที่บันทึกโดยไมโครโฟน รูปแบบหนึ่งคือชุดแอมพลิฟายเออร์สามตัว ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์แบบลอการิทึมตามด้วยแอมพลิฟายเออร์เชิงเส้นแบบปรับเกนได้ และปิดท้ายด้วยแอมพลิฟายเออร์แบบเอกซ์โพเนนเชียล ชุดแอมพลิฟายเออร์สามตัวนี้มีคุณสมบัติที่ว่าแรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับแรงดันอินพุตที่ยกกำลังด้วยค่า ที่ปรับ ได้

การควอนไทเซชันแบบบีบอัดคือการรวมกันของส่วนประกอบพื้นฐานการทำงานสามส่วน ได้แก่ตัวบีบ อัดช่วงไดนามิกของสัญญาณ (โดเมนต่อเนื่อง) ตัวควอนไทเซอร์แบบสม่ำเสมอช่วงจำกัด และตัวขยาย ช่วงไดนามิกของสัญญาณ (โดเมนต่อเนื่อง ) ที่กลับฟังก์ชันการบีบอัด การควอนไทเซชันประเภทนี้มักใช้ในระบบโทรศัพท์^{[ 1 ] [ 2 ]}

ในทางปฏิบัติ คอมแพนเดอร์ถูกออกแบบมาให้ทำงานตามฟังก์ชันการบีบอัดช่วงไดนามิกที่ค่อนข้างง่าย ซึ่งเหมาะสมสำหรับการนำไปใช้เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์อนาล็อกอย่างง่าย ฟังก์ชันคอมแพนเดอร์ที่นิยมใช้มากที่สุดสองฟังก์ชันในด้านโทรคมนาคมคือ ฟังก์ชัน A-lawและฟังก์ชัน μ-law

การบีบอัดสัญญาณ (Companding) ถูกนำมาใช้ในระบบโทรศัพท์ดิจิทัล โดยจะบีบอัดก่อนป้อนเข้าสู่ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC)แล้วจึงขยายสัญญาณหลังจากผ่านตัวแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DNA ) วิธีการนี้เทียบเท่ากับการใช้ ADC แบบไม่เชิงเส้น เช่นใน ระบบโทรศัพท์ แบบ T-carrierที่ใช้ การบีบอัด แบบ A-lawหรือμ-lawนอกจากนี้ยังใช้วิธีนี้ในรูปแบบไฟล์ดิจิทัลเพื่อให้ได้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SNR) ที่ดีขึ้นที่ระดับบิตต่ำ ตัวอย่างเช่น สัญญาณ PCM 16 บิตที่เข้ารหัสเชิงเส้นสามารถแปลงเป็นไฟล์ WAVหรือAU 8 บิตได้โดยยังคงรักษา SNR ที่ดีไว้ได้ โดยการบีบอัดก่อนการแปลงเป็น 8 บิตและขยายสัญญาณหลังจากแปลงกลับเป็น 16 บิต ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นรูปแบบหนึ่งของการบีบอัดข้อมูลเสียง แบบสูญเสียข้อมูล (lossy audio data compression )

ไมโครโฟนไร้สายระดับมืออาชีพทำเช่นนี้เนื่องจากช่วงไดนามิกของสัญญาณเสียงไมโครโฟนเองมีขนาดใหญ่กว่าช่วงไดนามิกที่ได้จากการส่งสัญญาณวิทยุ การบีบอัดยังช่วยลดระดับเสียงรบกวนและการรบกวนข้ามช่องสัญญาณที่ตัวรับอีกด้วย^{[ 3 ]}

อุปกรณ์บีบอัดสัญญาณ (Compander) ถูกนำมาใช้ในระบบเสียงสำหรับการแสดงคอนเสิร์ต และในระบบลดเสียงรบกวน บาง ประเภท

การใช้การบีบอัดสัญญาณในระบบส่งสัญญาณภาพอนาล็อกได้รับการจดสิทธิบัตรโดย AB Clark แห่งAT&Tในปี พ.ศ. 2461 (ยื่นจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2468): ^{[ 4 ]}

ในการส่งภาพด้วยกระแสไฟฟ้า วิธีการนี้ประกอบด้วยการส่งกระแสไฟฟ้าที่แปรผันในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นกับค่าแสงขององค์ประกอบต่างๆ ในภาพที่จะส่ง และที่ปลายทางรับ จะให้แสงแก่ส่วนประกอบที่สอดคล้องกันของพื้นผิวที่ไวต่อแสง โดยแสงจะแปรผันในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นผกผันกับกระแสไฟฟ้าที่ได้รับ

ในปี พ.ศ. 2485 คลาร์กและทีมงานของเขาได้สร้าง ระบบส่งสัญญาณเสียงที่ปลอดภัย SIGSALYซึ่งรวมถึงการใช้การบีบอัดสัญญาณเป็นครั้งแรกในระบบ PCM (ดิจิทัล) ^{[ 5 ]}

ในปี พ.ศ. 2496 บี. สมิธ ได้แสดงให้เห็นว่า DAC แบบไม่เชิงเส้นสามารถเสริมด้วยความไม่เชิงเส้นผกผันใน การกำหนด ค่า ADC แบบประมาณค่าต่อเนื่องซึ่งทำให้การออกแบบระบบบีบอัดดิจิทัลง่ายขึ้น^{[ 6 ]}

ในปี พ.ศ. 2513 H. Kaneko ได้พัฒนาคำอธิบายที่เป็นเอกภาพของกฎการบีบอัดส่วน (เชิงเส้นแบบเป็นช่วง) ซึ่งได้รับการยอมรับในระบบโทรศัพท์ดิจิทัลในขณะนั้น^{[ 7 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ผู้ผลิตอุปกรณ์ดนตรีหลายราย ( Roland , Yamaha , Korg ) ใช้การบีบอัดข้อมูลคลื่นเสียงในไลบรารีของเครื่องสังเคราะห์เสียงดิจิทัลอย่างไรก็ตาม ไม่ทราบอัลกอริทึมที่แน่นอน และไม่ทราบว่าผู้ผลิตรายใดเคยใช้รูปแบบการบีบอัดข้อมูลที่อธิบายไว้ในบทความนี้ สิ่งเดียวที่ทราบคือผู้ผลิตใช้การบีบอัดข้อมูล^{[ 8 ]}ในช่วงเวลาดังกล่าว และบางคนเรียกมันว่าการบีบอัดข้อมูลในขณะที่ในความเป็นจริงอาจหมายถึงอย่างอื่น เช่น การบีบอัดและการขยายข้อมูล^{[ 9 ]}เรื่องนี้ย้อนกลับไปในช่วงปลายทศวรรษ 1980 เมื่อชิปหน่วยความจำมักเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดในเครื่องดนตรี ผู้ผลิตมักจะระบุปริมาณหน่วยความจำในรูปแบบที่บีบอัดแล้ว เช่น ROM คลื่นเสียงทางกายภาพ 24 MB ในKorg Trinityจะมีขนาด 48 MB เมื่อไม่ได้บีบอัด ในทำนองเดียวกัน แผงขยาย Roland SR-JV มักจะโฆษณาว่าเป็นแผง 8 MB ที่มี 'เนื้อหาเทียบเท่า 16 MB' การคัดลอกข้อมูลทางเทคนิคนี้อย่างไม่ระมัดระวัง โดยไม่คำนึงถึง การอ้างอิง ความเทียบเท่าอาจทำให้เกิดความสับสนได้

ลองค้นหาคำว่า compandingใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

• การบีบอัด: กฎลอการิทึม การนำไปใช้ และผลที่ตามมา
• การใช้งาน Compander ในภาษา C สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ (โอเพนซอร์ส)