Дельта-модулятор Советский патент 1987 года по МПК H03M3/02 

11

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи информации.

Цель изобретения - расширение динамического, диапазона передаваемых сигналов без нарушения структуры паузной комбинации выходного сигнала дельта-модулятора.

На фиг,1 представлена функциональная схема дельта-модулятора; на фиг.2 - временные диаграммы его работы в режиме молчащего канала.

Дельта-модулятор содержит усилитель 1 разности, сумматор 2, компаратор 3, формирователь 4 импульсной последовательности, резистивный делитель 5, биполярный преобразователь 6 импульсов, полосовой фильтр

7,амплитудно-импульсный модулятор

8,слоговьй фильтр 9, селектор 10 пачек символов, а также информационный вход 1I, тактовьш вход 12 и выход 13.

Формирователь 4 импульсной последовательности обеспечивает формирование выходного дельта-модулирован- ного сигнала и может быть выполнен на тактируемом триггере. Биполярный преобразователь 6 импульсов обеспечивает преобразование дельта-модули- рованного сигнала (1, 0) в биполяр- ньш сигнал (+ 1, - 1). Амплитудно- импульсный модулятор 8 выполняет перемножение дельта-модулированного сигнала на величину напряжения, вы- деляемого слоговым фильтром 9.

Селектор 10 пачек символов обеспечивает вьщеление из дельта-модулированного сигнала пачек единиц или нулей, число которых не меньше наперед заданного. Он может быть в простейшем случае вьшолнен на регистре сдвига, прямые и инверсные выходы разрядов которого подключены соответственно к первым и вторым входам элемента эквивалентности.

Введение полосового фильтра исклю отрицательную обратную связь (ООС) по постоянному току в кольце инерционного компандирования, а эле менты 5 и 6 образуют дополнительную безинерционную петлю ООС.

.

Дельта-модулятор работает следую- пщм образом.

Аналоговый сигнал с входа 11 поступает на усилитель 1 разности, на другой вход которого подается ап- проксимируюпщй сигнал полосового

52

фильтра 7. Разностный сигнал через сумматор 2 поступает на компаратор 3, определяющий знак этого сигнала. Полученный сигнал дискретизируется в формирователе 4 тактовыми импульсами со входа 12 и поступает на выход 13 дельта-модулятора, а также на первый вход амплитудно-импульсного модулятора 8 и на вход селектора 10 пачек символов. При появлении в выходном сигнале дельта-модулятора нескольких подряд единиц или нулей, число которых не меньше того, на которое настроен селектор 10, на выходе последнего появляется сигнал, пропадающий в момент окончания этой серии одинаковых символов. Сигнал с селектора 10 сглаживается слоговым фильтром 9 и подается на второй вход амплитудно- импульсного модулятора 8, где происходит перемножение выходного дельта- модулированного сигнала на огибающую входного аналогового сигнала, выделяемую селектором 10 и фильтром 9. После прохождения сформированного таким образом в модуляторе 8 сигнала через полосовой фильтр 7 получается аппроксимирующий сигнал. В этом режиме элементы 5 и 6 практически не влияют на работу дельта-модулятора.

Диаграммы (фиг.2) относятся к случаю отсутствия аналогового сигнала на входе 11, т.е. к режиму молчащего канала, где а - сигнал на выходе сумматора 2; б - сигнал на выходе компаратора 3; в - сигнал на тактовом входе 12; г - сигнал на выходе биполярного преобразователя 6 импульсов; - величина минимальной ступеньки квантования; U, - амп-- литуда шумового напряжения на входе

компаратора; А

макс

- чувствитель

ность компаратора при U s . ; мин чувствительность компаратора при Ug, ; cм см напряжение смещения компаратора; t - время задержки компаратора; tm - время задержки формирователя импульсной последовательности; tgf - время задержки биполярного преобразователя импульсов.

В отсутствие аналогового сигнала на входе 11 цепь отрицательной обратной связи, образованная селектором 10 пачек символов, слоговым фильтром 9, модулятором 8 и полосовым фильтром 7, не работает как по постоянному, так и по переменному

току. По постоянному току цепь ООС не работает в силу наличия в ней полосового фильтра 7 (таким образом все паразитные дрейфы и смещения, возникающие до полосового фильтра 7 в отсутствие сигнала, не влияют на работу дельта-модулятора). По переменному току (по сигналу) цепь ООС не работает, так как на входе модулятора 8 в этом случае сигнал равен нулю из-за наличия на входе селектора 10 идеальной паузной комбинации... 10 10... . Таким образом, в отсутствие аналогового сигнала на входе 11 в работе участвует только дополнительная безынерционная петля ООС, образованная биполярным преобразователем 6, резистивным делителем 5 и сумматором 2.

Импульсный сигнал с выхода формирователя 4 поступает как на выход 13 дельта-модулятора, так и на вход биполярного преобразователя 6 импульсов. С выхода этого преобразователя импульсный сигнал поступает на вход резистивного делителя 5, на выходе которого формируется биполярное напряжение, необходимое для устойчивой работы дельта-модулятора в отсутствие входного сигнала. Величина этого напряжения не меняется и на выходе сумматора 2, т.е. на входе компаратора 3, так как на другом входе сумматора 2 при отсутствии входного сигнала напряжение равно нулю.

Как следует из фиг.2, необходимая величина напряжение на выходе резистивного делителя 5, обеспечивающего минимальную ступень квантования 5д,ин для работы дельта-модулятора без обо ев, определяется из следующих условий:

для положительной полуволны напря жения на входе компаратора

II + А + (1 ) 2 - см )

для отрицательной полуволны напряжения на входе компаратора

мЯ1 и А + си 2 - см ы

тогда как в известном устройстве эта величинагс

2(и 1-2

)

tx +

.

где t

ос

Т. время задержки в инерционной петле ООС; период повторения тактовых импульсов.

Таким образом, обеспечивается расширение динамического диапазона передаваемых сигналов за счет уменьшения величины минимальной ступени квантования.

J5 Формула изобретения

20

25

30

35

40

45

Дельта-модулятор, содержащий усилитель разности, сумматор,.компаратор, вьтитающий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход компаратора подключен к информа-. ционному входу формирователя импульсной последовательности, тактовый вход которого является тактовым входом дель га-модулятора, выход формирователя импульсной последовательности является выходом дельта-моду- . лятора и подключен к первому входу амплитудно-импульсного модулятора и дходу селектора пачек символов, выход которого соединен с входом слогового фильтра, отличающий- с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона передаваемых сигналов без нарушения структуры паузной комбинации выходного сигнала дельта-модулятора, в него введены биполярный преобразователь импульсов, резистивный делитель и полосовой фильтр, первый вход усилителя разности является информационным входом дельта-модулятора, выход соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к входу компаратора, выход формирователя импульсной последовательности соединен с входом биполярного преобразователя импуль

сов, выход которого через резистивный делитель подключен к второму входу сумматора, выход слогового фильтра соединен с вторым входом амплитудно-импульсного модулятора, выход которого через полосовой фильтр, подключен к второму входу усилителя разности.

а

Ш

-мии

ШИШ

Редактор А.Петров

Составитель О.Ревинский

Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 7823/58

Тираж 922Подписное

ВНИИПИ 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

1

J

«,

I

- t

-

1ф ten

(f ue. 2

Изобретение относится к автоматике. Его использование в системах передачи информации позволяет расширить динамический диапазон передаваемых сигналов без нарушения структуры, паузной комбинации выходного сигнала. Дельта-модулятор содержит усилитель 1 разности, сумматор 2, компаратор 3, формирователь 4 импульсной последовательности, амплитудно-импульсный модулятор 8, слоговый фильтр 9 и се-. Лектор 10 пачек символов. Благодаря введению полосового фильтра 7, биполярного преобразователя 6 импульсов и резистивного делителя 5 величина ступеньки квантования уменьшается, что и обеспечивает расширение динамического диапазона. 2 ил. Ш (Л С ю 00 00 ( ел фиг.1