Устройство для преобразования речевого сигнала Советский патент 1983 года по МПК H03K13/22 

1 Изобретение относится к импульсн технике, а именно к преобразованию информации, и может быть использова для кодирования речевых сигналов. Известно устройство для преобраэования информации методом дельтамодуляции, содержащее дельта-модуля тор, блок управления lj, Однако известное устройство не обеспечивает кодирование сигналов с широким спектральным составом. Дельта-модулятор, используемый в устройстве сложен по конструкции. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для преобразования речевого сигнала, содержащее источник речевого сигнала, последовательно соединенные передающий фильтр,дель.та-кодер,мультиплексор, демультипле сор, дельта-декодер, приемный фильт и цифроаналоговый преобразователь, а также два блока управления, выход .первого из которых подключен к второму входу мультиплексора, второй вход приемного фильтра подключен к второму выходу демультиплексора, выходы второго блока управления соответственно подключены к вторым входам демультиплексора и цифроаналогового преобразователя, а первый вход демультиплексора соединен с входом второго блока управления 2 . Недостатком устройства является то, что оно содержит аналого-цифро вой преобразователь и параметрический кулькулятор, каждый из которых а отдельности представляет собой довольно сложный блак, из-за чего устройство в целом характеризуется недостаточно высокой надежностью. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. .Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования речевого сигнала, состоящего из источника речевого сигнала, последовательно соединенных передающег фильтра, дельта-кодера, мультиплексора, демультиплексора, дельта-деколера, приемного фильтра и цифроаналогового преобразователя , а также двух блоков управления, выход первог из которых подключен к второму входу мультиплексера, второй вход приемного фильтра подключен к второму демультиплексера, выходы второго блока управления соответственно 062 подключены к вторым «ходам демультиплексера и цифроаналогового преобразователя, а первый вход демультиплексера связан с входом второго блока управления, в него дополнительно введены нуль-орган, триггер управления, два одновибратора и-пять элементов И, причем выход и(;точника речевого си|- нала подключен к первому входу нульоргана, выход которого через первый и второй з лементы И соответственно подключен к входам первого и второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых:соответственно подключены к входам третьего и четвертого элементов И,.а инверсный.выход первого одновибратора также подключен к первому входу пятого элемента И, к второму входу которого подключен второй вход первого элемента И vi единичный; выход триггера управления, нулевой выход которого подключен к второму входу второго элемента И, а установочный и счетный входы триггера управления подключены к второму и третьему выходам первого блока управления, четвертый и пятый выходы которого соответственно подключены к второму входу нуль-органа и первому входу передающего фильтра, при этом выходы третьего, четвертого и пятого элементов И подключены к второму, третьему и четвертому входам передающего фильтра. I На фиг.1 приведена блок-схема устройства для преобразования речевого , сигнала; на фиг.2 - временная диаграмма его работы. Устройство для преобразования речевбго сигнала содержит (фиг.1) источник 1 речевого сигнала, нульорган 2 , первый элемент И 3, второй элемент И k, триггер 5 управления, первый одновибратор 6, второй одновибратор 7, третий элемент И 8, четвертый элемент И 3, пятый элемент И 10, передающий фильтр 11, дельта-кодер 12, мультиплексор 13, блок 1 управления, блок 15 управления, демультиплексор 1б, дельтадекодер 17, приемный фильтр 18, цифроаналоговый преобразователь 19. Устройство для преобразования речевого сигнала работает следующим образом. В исходном положении триггер 5 управления сигналом сжвыхода блока 1 + управления установлен .Речь, подлежащая преобразованию и переда3И

че, с выхода исгочника 1 речевого сигнала поступает на первый вход нуль-органа 2, При пуске устройства на выходе блока управления вырабатывается сигнал фиг.2ч), который устанавливает триггер 5 управления в единичное состояние (фиг.26). Положительный потенциал с единичного выхода триггера 5 управления поступает на входы элементов И 3 и И 10. На другой .вход элемента И 10 от имверсного выхода одновибратора 6 поступает сигнал высокового уровня и, благодаря этому, начиная с момента установки триггера 5 управления в единичное состояние, на выходе элемента И 10 появляется сигнал положительной полярности (фиг.2н). С момент установки триггера 5 управления в единичное состояние от другого выход блока 1 управления на второй вход нуль-органа 2 поступает пилообразное напряжение (фиг.2в). В момент равенства аналогового речевого сигнала с пилообразным напряжением на выходе нуль-органа 2 вырабатывается сигнал фиг.2г). Промежуток времени от начала пилообразного напряжения до появления сигнала равенства на вмходе нуль-органа 2 будет пропорционален значению аналоговой величины в данный момент времени .Сигнал равенства, полу чаемый с выхода нуль-органа 2, поступает на первые входы элементов И 3 и И г, проходит через открытый сигналом с единичного выхода триггера 5 управления элемент ИЗ .(фиг.2д) и запускает рдновибратор 6. При этом на прямом выходе одновибратора 6 формируется потенциал положи тельной полярности (фиг.2)К), а на инверсном выходе формируется потенциал обратной полярности (фиг.25). В результате в этот момент на инверсном выходе одновибратора 6 вырабатывается сигнал низкого уровня и запирается элемент И 10. Следовательно, с момента установки триггера 5 управления в единичное состояние до момента равенства входного аналогового и компенсирующего пилообразного напряжения, на обоих входах элемента И 10 имеются потенциалы высокого уровня и на его выходе вырабатывается сигнал положительной полярности, длительность которого пропорциональна значению первого отсчета речевого сигнала (лиг.2н). Этот первый отсчет на передающем фильтре VI кодируется

7064

и через дельту-кодер 12 и мультиплексор 13 передается через канал связи (не Показано) и, благодаря этому, на приемной стороне на цифроаналоговом преобразователе 19 устанавливается соответствующее начальное значение восстанавливаемого сигнала.

В следующем шаге преобразования сигнал с выхода блока 1 управяения

0 поступая на счетный вход триггера 5 управления, устанавливает его в нулевое положение (фиг.2б), запираются элементы И 3 ,и И 10, открывается элемент И . Аналогично вышеописан5ному в момент равенства аналогового речевого сигнала с пилообразным напряжением на выходе нуль-органа 2 получается сигнал (фиг.21), который через открытый элемент И 4 (фиг.2е) запускает одновибратор 7. При этом

0 на прямом выходе одновибратора 7 формируется потенциал положительной полярности фиг.2и),э на его инверсном выходе формируется потенциал обратной полярности (фиг.2к). Инверсные

5 выходы одноаибраторов 6 и 7 подключены к входам элемента И И, а прямые выходы указанных одновибраторов подгг ключены к входам элемента И 9. На выходе одного из этих элементов И 8

0 или И 9 в зависимости от совпадения сигналов положительной полярности от выходов одновибраторов 6 и 7 вырабатываются сигналы положительной полярности, которые поступают на

5 входы передающего фильтра 11.

в

Если разность соседних отсчетов аналоговой величины равна нулю, то моменты изменения состояний одновибраторов 6 и 7 совпадают (t - фиг.. В результате в этот момент на одних входах элементов И 8 и ИЗ появляются потенциалы положительной полярности, на других - потенциалы отри5цательной полярности, а на выходах сигналы не вырабатываются.

Если разность соседних отсчетов аналоговой величины будет положительной, то до исчезновения потен0циала положительной полярности от инверсного выхода одновибратора 6 (фиг.25) на первом входе элемента И 8 на его второй вход также поступает потенциал положительной полярности от инверсного выхода одновиЬ5ратора 7 (фиг.2., . Тогда, начиная с момента t (фиг. 2 л), в небольшом отрезке .времени на обоих входах элемвн5та И 8 имеются потенциалы положител ной полярности. В результате этого момента времени 12 на выходе злемен .та И 8 вырабатывается сигнал положительной полярности соседних отсче тов аналоговой величины речевого сигнала. При .этом на входы элемента И 9 от прямых выходов одновибраторо 6 и 7 (фиг.2)К и ц поступают потенциалы отриддательной полярности, и н выходе этого элемента сигнал не вырабатывается. Если разность соседних отсчетов аналогового сигнала будет отрицател ной, то до исчезновения потенциала положительной полярности от прямого выхода одновибратора 6 на первом входе элемента И 9 (фиг. его второй вход также поступает потенциал положительной полярности от пр мого выхода одновибратора 7 (фиг.2и Тогда, начиная с момента ь (фиг.2м в небольшом отрезке времени у обоих входов элемента И 9 имеются потенциалы положительной полярности. В результате этого с момента времени tn в небольшом отрезке времени ;на выходе элемента И 9 вырабаты|вается сигнал положительной по лярности , длительность которого {пропорциональна значению разности соседних отсчетов аналоговой величины речевого сигнала. При этом на входе элемента И 8 от инверсных выходов одновибраторов 6 и 7 поступают потенциалы отрицательной полярности, и на выходе этого элемента сигнал, не вырабатывается. Время задержки одновибраторов 6 и 7 выбирается одинаковым и равн ется шагу дискретизации по времени, а частота квантования по времени такой, что разность соседних отсчетов аналоговых сигналов не превосходит единицы квантования по уровню Благодаря этому для определения раз ности соседних отсчетов требуется определить лишь один разряд для отображения знака разности. Следовательно, в результате преобразования входного аналогового речевого 06: сигнала, если разность соседних отсчетов положительна, то на выходе элемента И 8 получается импульс, если разность соседних отсчетов отрицательна.,то импульс получает- , ся на выходе элемента И 9. Полученные разностные сигналы на передающем фильтре 11 подвергаются фильтрации и после устранения избыточности поступают на вход дельта-кодера 12. На выходе дельта-кодера 12 получаются дельта-модулированные сигналы, которые через мультиплексор 1 3 поступают на демультйплексор 16. На другой вход мультиплексора 13 для синхронизации работы передающей и приемной части поступают синхроимпульсы с выхода блока k управления. В приемной стороне с выхода демультиплексора 16 на вход дельта-декодера 17 поступают дельта-модулированные сигналы и на выходе дельтадекодера 17 получаются разности соседних отсчетов, которые через приемный фильтр 18 поступают на цифро-аналоговый преобразователь 19. В зависимости от полярности разности соседних отсчетов абсолютное значение аналоговой величины.уменьшается или увеличивается и на выходе цифроаналогового преобразователя 19 восстанавливается аналоговый сигнал,передаваемый от источника 1 речевого сигнала передатчика. Синхронизация работы всех блоков приемной Части осуществляется с помощью блока 15 управления, на вход которого поступают синхроимпульсы от мультиплексора 13 через канал связи. -т Таким образом, в данном устройстве по сравнению с известным осуществяется преобразование дельта-модуляии речевого, сигнала при помощи двух одновибраторов, одного нуль-органа и пяти элементов И, что значительно упрощает аппаратуру передачи в целом, а следовательно, повышает надежность работы устройства.

fs

{6

fS

Фи9.

a 6 б

8

t 8tix2 i StfuS

e

т f. J UM IW«/

и .7 д ital /I Bvf I JO ftfxS n fO