Дельта-модулятор Советский патент 1986 года по МПК H03M3/02 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в системах цифровой, передачи информа1Ц1И .

Цель изобретения - повышение отношения сигнал/шум при малых уровнях входного сигнала.

На фиг. 1 изображена функциональная схема дельта-модулятора; на фиг. 2 - блок-схема элемента эквивалентности; на фиг. 3 - принципиальная схема управляемого делителя напряжения; на фиг,. 4 - временные диаграммы работы дельта-модулятора; на фиг. 5 - напряжение на выходе слогового фильтра.

Дельта-модулятор (фиг. 1) содержит компаратор I, регистр 2 сдвига, первый и второй элементы 3 и. 4 эквивалентности, полусумматор 5, управляемый делитель 6 напряжения, слоговый фильтр 7, амплитудно-импульсный модулятор (АИМ) 8 и интегратор 9. Первый вход компаратора 1 является входом 10 устройства, второй вход компаратора 1 соединен с выходом интегратора 9. Выход компаратора 1 подключен к информационному входу регистра 2 сдвига, тактовый вход которого является тактовым входом 11 устройства. Выходы разрядов регистра 2 с первого по п-й соединены с соответствующими входами обоих элементов 3 и 4 эквивалентности, а выход (п+1)-го разряда регистра 2 сдвига соединен с соответствующим входом второго элемента 4 эквивалентности. Выходы элементов 3 и 4 подключены к соответствующим входам полусумматора 5, первый вход которого объединен с входом а выход подключен к управляющему входу управляемого делителя 6 напряжения , выход которого через слоговый фильтр 7 соединен с первым входом АИМ 8. Второй вход АИМ 8 подключен к выходу первого разряда регистра 2, являющемуся выходом 12 устройства, выход АИМ 8 соединен с входом интегратора 9.

Элементы 3 и 4 эквивалентности вьщают сигнал, если все их входные сигналы эквивалентны, т.е. имеют одинаковые логические уровни одновременно . Каждый элемент 3 и 4 эквивалентности вьшолнен на трех элементах 13 И-НЕ и, соответственно, п или п-И элементах 14 НЕ (фиг. 2).

Управляемый делитель 6 напряжения (фиг. 3) выполнен на транзисторе 15,

5

0

5

0

5

0

5

0

5

эмиттер которого подключен к общей шине. Коллектор через делитель из резисторов 16 и 17 соединен с входом, а база через резистор 18 - с управляющим входом управляемого делителя 6. Точка соединения резисторов 16 и 17 является выходом делителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Исходный аналоговый сигнал поступает на первый вход компаратора 1, где происходит квантование сигнала на два уровня, далее на регистр 2 сдвига, на выходе первого разряда которого с тактовой частотой (фиг.4о) образуется выходная цифровая последовательность (фиг. 48i). Сигналы с выходов регистра 2 сдвига поступают на соответствующие входы первого элемента 3 эквивалентности, вырабатывающего на своем выходе сигнал логической 1, если на всех его четырех входах сигналы эквивагсентны (фиг. 4S). Второй элемент 4 .эквивалентности работает аналогично первому с той лишь разницей ,, что у на один вход боль- ще (фиг. 4г).

У дельта-модулятора лри низких значениях входного сигнала длина серий из подряд сшедующих одинаковых импульсов не бывает большей четырех (так как напряжение ступеньки значительную часть времени превышает оптимальное значение), В то же время на средних .и больших уровнях входного сигнала, а также при резких возрастаниях входного уровня длина упомянутых серий может достигать пяти, шести и более.

Как видно из фиг. 4а, на выходе полусумматора 5 выделяется сигнал логической 1 только в момент прихода четвертого импульса из серии следующих один за другим импульсов, имеющих одинаковое значение. Этот сигнал открывает транзистор 15 (фиг. 3), и. резистор 17 оказывается подключенным к общей шине. В результате з 1еньшается коэффициент передачи управляемого делителя 6 напряжения (фиг. 4е). Это приводит к повьш1ению частоты и снижению амплитуды переменной составляющей напряжения на выходе, слогового фильтра 7 (фиг. 5 ), что приближает напряжение ступеньки к оптимальному значению. Полученное на выходе слогового фильтра 7 напряжение модулирует в АИМ 8 выходной сигнал, который подается на интег31241

ратор 9, с выхода которого снимается; аппроксимирующее напряжение на второй вход компаратора 1.

Формула изобретения 5

Дельта-модулятор, содержащий регистр сдвига, первый элемент эквивалентности, слоговый фильтр, амплитудно-импульсный модулятор, интегратор to и компаратор, первый вход которого является входом дельта-модулятора, выход компаратора соединен с информационным входом регистра сдвига, тактовый вход которого является тактовым 15 входом дельта-модулятора, выходы разрядов регистра сдвига -с первого по п-й соединены с входами первого ле- .мента эквивалентности, выход слогового, фильтра соединен с первым входом 20 амплитудно-импульсного модулятора, выход,которого подключен к входу инФиг.З «

Составитель О. Ревинский .Редактор С. Лысина Техред О.Гортвай Корректор Г. Решетник

Заказ 3614/56 Тираж 816Подписное

ВНШЙИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

784

тегратора, выход которого соединен с вторым входом компаратора, выход первого разряда регистра сдвига является выходом дельта-модулятора и подключен к второму входу амплитудно- импульсного модулятора отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум при малых уровнях входного синала, в него введены модулятор, управляемый делитель напряжения и второй элемент эквивалентности, входы которого подключены к выходам разрядов регистра с первого по (п+1)-й, выходы элементов эквивалентности соединены с соответствующими входами полусумматора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя напряжения, вход которого объединен с первым входом полусумматора, а выход подключен к входу слого- - вого фильтра.

Изобретение, предназначенное для использования в системах цифровой передачи информации, позволяет поднять отношение сигнал/шум при малых уровнях входного сигнала. Дельта-модулятор содержит компаратор 1, . регистр 2 сдвига, слоговый фильтр 7, амплитудно-импульсный модулятор 8 и интегратор 9. Наличие первого элемента 3 эквивалентности и введение второго элемента 4 эквивалентности, имеющего на один вход больше, а также полусумматора 5 и управляемого делителя 6 напряжения позволило формировать управляющий сигнал при .появлении четырех (и только четырех) подряд одинаковых импульсов. По этому сигналу уменьшается коэффициент передачи управляемого делителя 6 и величина сигнала на выходе слогового фильтра 7 становится близка к оптимальной. 5 ил. с (О (Л t 12 to 4 «41 00 (риг.1