Импульсно-кодовый модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03K7/08 

(54) ИМПУЛЬСНО-КОДОВЫЙ МОДУЛЯТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в малоканальных радиорелейных станциях с импульсно-кодовой модуляцией при временном уплотнении телефонных каналов.

Известен импульсно-кодовый модулятор, который содержит преобразователь «напряжение-время, генератор квантующих иммульсов, схему совпадения и кодирующий счетчик 1. Однако в этом устройстве имеет место увеличение щума квантования вследствие, нестабильности коэффициента преобразования при использовании цифровой сегментной компрессии.

Известен также импульсно-кодовый модулятор, содержахций последовательно соединенные аналоговый сумматор, входы которого подключены соответственно к источнику низкочастотного сигнала и резистору смещения, преобразователь «напряжение-время , преобразователь «время-число-импульсный код, кодирующий счетчик и логический компрессор 2. Однако из-за нестабильности коэффициента преобразования рабоча точка модулятора выходит из области центрального сегмента характеристики компрессии с малыми ступенями квантования в

одну из соседних областей с большими ступенями квантования, что увеличивает шумы незанятого канала и шумы квантования для слабых уровней сигнала.

Целью изобретения является уменьшение шума квантования.

С этой целью в предлагаемый импульснокодовый модулятор дополнительно введены преобразователь «напряжение-ток, генератор некоммутируемого тока, генератор коммутируемого тока и накопительный конденсатор, при этом вход преобразователя «напряжение-ток подключен к накопительному конденсатору, соединенному с некоммутируемым генератором тока и коммутируемым генератором, а выход преобразователя «напряжение-ток и управляющий вход генератора коммутируемого тока соединены соответственно с резистором смещения и с выходом старшего разряда кодирующего счетчика.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного импульсно-кодового модулятора.

Импульсно-кодовый модулятор содержит последовательно соединенные аналоговый сумматор 1, входы которого подключены соответственно к источнику 2 низкочйстотного сигнала и резистору 3 смещения, преобразователь 4 «напряжение-время, преобразователь 5 «время-число-импульсный код, кодирующий счетчик 6 и логический компрессор 7. Резистор 3 смещения подключен к выходу преобразователя 8 «напряжение-ток, выполненному, например, на транзисторе 9 с токозадающим резистором 10 в цепи эмиттера Вход преобразователя 8 «напряжениеток соединен с некоммутируемым генератором 11 тока и накопительным конденсатором 12 и коммутируемый генератор 13 тока с выходом старшего разряда кодирующего счетчика 6. Импульсно-кодовый модулятор работает следующим образом. Входной сигнал предварительно смещает ся на постоянное напряжение +Ео ъ аналоговом сумматоре 1 и далее поступает на вход преобразователя 4 «напряжение-время. Преобразователь 4 формирует выборки входного низкочастотного сигнала и преобразует их в пропорциональные интервалы времени, длительность которых в паузах низкочастотного сигнала определяется напряжением смещения +Ео и составляет половину циклового периода- Тц, а при наличии низкочастотного сигнала изменяется от нуля до Гц. Преобразователь 5 «время-числоимпульсный код преобразует модулированный интервал в пачку квантующих импульсов, которая поступает на счетный вход кодирующего счетчика 6. На выходе счетчика б формируется двоичный код с числом разрядов, например, 12 или 13, которыйпоступает на логический компрессор 7. В предложенном устройстве рабочая точка автоматически стабилизируется в середине центрального сегмента характеристики компрессии. Действительно, если рабочая точка модулятора оказалась смещенной на положиteльнyю величину относительно середийы центрального сегмента, то на выходе старшего разряда кодирующего счетчика 6 формируется сигнал «1. Единичный сигнал старшего разряда выключает коммутируемый генератор 13 тока. При этом накопительный конденсатор 12 начинает заряжаться через некоммутируемый генератор 11 тока, и ток на выходе преобразователя 8 «напряжение-ток увеличивается. Падение, напряжения на резисторе 3 увеличивается, что вызывает уменьшение постоянного напряже:ния смещения на входе аналогового сумматора 1. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению длительности интервала на выходе преобразователя 4 «напряжение-время. В результате рабочая точка модулятора сдвигается в отрицательном направлении, т. е. к середине центрального сегмента. И наоборот, если рабочая точка модулятора оказалась смещенной на отрицательную величину относительно середины центрального сег-. мента; на выходе старщего разряда кодирующего счетчика 6 формируется сигнал «О, который включает коммутируемый генератор 13 тока. При этом накопительный конденсатор 12 начинает разряжаться через коммутируемый генератор 13 тока. Ток на выходе преобразователя 8 «напряжение-ток уменьшается. Падение напряжения на резисторе 3 смещения уменьшается, что вызывает увеличение постоянного напряжения смещения на входе аналогового сумматора 1. При этом рабочая точка модулятора смещается в положительном направлении, т. е. к середине центрального сегмента характеристики компрессии. Выбором определенного соотношения токов коммутируемого и некоммутируемого .генераторов 13, 11 тока, а также (Необходимой величины емкости накопительного конденсатора 12 получают требуемую скорость автоматического регулирования рабочей точки преобразователя 4 «напряжение-время по сигналу старшего разряда кодирующего счетчика 6. Выбором величины сопротивления резистора 3 смещения получают необходимый диапазон регулирования рабочей точки. Рабочая точка преобразователя 4 «напряжение-время регулируется таким образом, что рабочая точка всего модулятора оказывается расположенной в середине центрального сегмента характеристики компрессии, где имеют место самце маленькие ступеньки квантования. В результате эффективно используется логический компрессор 7 со стандартной характеристикой типа А 87,6 или 255, который включен на выходе кодирующего счетчика 6. , -. .; Таким образом, в предложенном устрой- стве решена задача снижения шумов квантования для слабых сигналов, т. е. увеличений динамического диапазона канала связи путем автоматической стабилизации рабочей точки устройства в середине центрального сегмента характеристики компрессии. Формула изобретение} Импульсно-кодовый модулятор, содержащий последовательно соединенные аналоговый сумматор, входы которого подключены соответственно к источнику низкочастотного сигнала и резистору смещения, преобразователь «напряжени.е-время, преобразователь «время-число-импульсный код, кодирующий счетчик и логический компрессор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения шума квантования, в модулятор введены преобразователь «напряжение-ток, генератор некоммутируемого тока, генератор коммутируемого тока и накопительный конденсатор, при этом вход преобразователя «напряжеййе-ток подключен к накопительному конденсатору, соединенному с некоммутируемым генератором тока и коммутируемым генератором, а выход преобразователя «напряжение-ток и управляющий вход

генератора коммутируемого тока соединены соответственно с резистором смещения и с выходом старшего разряда кодирующего счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 374735, кл. Н 03 К 7/08, 1971 (прототип).