Дельта-модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03K13/22 

Изобретение относите к технике связи и может быть использовано в системах с дельта-модуляцией. Известен дельта-модулятор, содержащий вычитающее устройство, квантователь, линейный фильтр, амплитудно-импульсный модулятор и автомати-. ческий управитель амплитуды, содержащий элемент задержки на шаг квантования, схему совпадения, схему антисовпадения и вычитающий низкочастотный фильтр 1. Недостатками данного устройства является конструктивная сложность, юбусловлённая, в частности, необходимостью введения автоматического управителя г1мплитуды, что снижает его надежность, а также высокий уровеньл шумов Квантования, что снижает точность дельта-модуляции. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является дел та-модулятор, содержащий пороговое устройство, первый выход которого со единен с первым входом блока суммиро вания, формирователь 2, Однак в ходе работы дельта-модул тор возможны резкие изменения величи ны входного сигнала При этом значение резкости между соседними отсчеТс1ми может соответствовать нескольким шагам квантования даже при: -значительном увеличении частоты дискретизации. Сигнал, формируемйй в цепи обратной связи, не успевает измениться соотjBefcTBeHHO измёнёниям входного сиг нала, что приводит к искажениям дискретных отсчетов передаваемого сигнала шумам, перегрузка по крутизне . : При дельта-модуляции форма ампли тудной характеристики зависит от частоты передаваемого сигнала, чём выше частота входного сигнала, тем мень ший его уровень может быть передан без перегрузки. Таким образом, данное устройство характеризуется ограниченной верхней граничной частотой и, следовательно, обладает малым динамическим диапазоном. Цель изобретения - расширение динамического диапазона дельта-модулятора . Поставленная цель достигается тем, что в устройство/ содержащее пороговое устройство, первый выход которого соединен с первым входом блока суммирования, формирователь, введен дифференцирующий блок, выход которого подключен к входу формирователя импульсов , а вход - к выходу блока суммировамия, (Y - I) входы которого соответственно соединены с ( ц- 1) выхода ми порогового устройства, причем- вход порогового устройства соединен с вход ной шиной дельта-модулятора, выход формирователя - с выходной шиной дельта-модулятора. Кроме того, пороговое устройство выполнено в виде делителя напряжения и группы элементов сравнения, причем первые входы элементов сравнения под ключены к входной шине дельта-модуля тора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами делителя напряжения. На фиг. 1 представлена структурная схема дельта-модулятора; на фиг. 2 схема порогового устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы. Дельта-модулятор содержит порого вое устройст во 1, блок 2 суммировани дифференцирующий блок 3, формирователь 4. Устройство, работает следующим образом. Моделируемый сигнал, представленный в виде напряжения 0 (t) {фиг.2а) в отличие от традиционного построения схем дельта-модуляторов построения схем дельта-модуляторов подается не на вычитающее устройство, а на вход порогового устройства 1. Пороговое устройство содержит резистивный делитель 5-1, 5-2, 5-3... 5-п напряжения и группу эле ментов 6-1, 6-2, 6-3,.. 6-h сравнени . Весовые коэффициенты резисторов делителя 5-1, 5-2, 5-3 ... 5-И напряжения равны. В этом случае опорные сигналы на входах элементов 6-1, 6-2, 6-3 ... 6-м соотносятся между собой как ряд целых чисел 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : ... S UQ-I Uou Uo-ъ Uo4 5 Т.е. опорны сигнал каждой последукндей схемы срав нения равен опорному сигналу младшей .схемы сравнения, умноженному на номе данной схемы .сравне.ния ... . при появлении на выходе устройства сигнала Ux(t) срабатывает ipynna эле ментов 6-1,.6-2, 6-3...6-П сравнения число которых равно номеру старшей из сработавшей элементов сравнения. Сигналы, формируемые на выходах поро говых элементов 5-1, 5-2, 5-3 ... 5равны между собой . , и,--и.,-..--и -ли: Со выхода сработавших элементов 5-1, 5-2, 5-3 ... 5-П сравнения сигн лы поступают на вход блока 2 угалярр вания и складываются там. На выходе блока 2 суммирования формируется ква товый сигнал, аппроксимирующий модел руемый (фиг. 3(Г) . Величина аппроксим рующего сигнала в каждый текущий момент-времени равна: т где щ- номер старшей из сработавших схем сравнения. Данный сигнал поступает на дифференцирукидий блок 3. Дифференцирующий блок 3 формирует последовательность разнополярных импульсов (фиг.ЗЛ), причем положительным приращениям сигнала на входе соответствуют импульсы положительной полярности, а отрицательным прирсодениям - мчпульсы отрицательной полярности (фиг. Зв). Исходная последовательность с выхода дифференцируемого блока 3 поступает на вход формирователя 4, который формирует последовательность прямоугольных импульсов Up (см фиг. Зе). Участкам модулируемого сигнала с большой крутизной соответствуют участки с большей частотой следования импульсов на выходе устройства (фиг. 3ci,dr, иг), и наоборот. . Традиционные принципы построения схем дельта-модуляторов предусматривают наличие цепи обратной связи. Такие устройства, называемые устройствами с запоминанием , характеризуются значительной инерционностью, что при резких изменениях входного сигна7 ла приводит к искгипениям дискретных отсчетов передаваемого сигнала - шумам, .перегрузке по крутизне . Устройство характеризуется непрерывной прогюрциональностью входного сигнала ) и выходной последовательности, что позволяет дельта-модулятору работать без перегрузок в широком диапазоне. Формула изобретения 1.Дельта-модулятор, содержгиций пороговое устройство, первый выход которого соединен с первым входом блока суммирования, формирователь, отличающийся тем, что, с целью расширения дингишческого диапазона в него введен дифференцирующий блок, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, а вход - к выходу блока суммирования, (И - 1) входов которого соответственно соединены с ( и- 1) выходами порогового устройства причем вход порогового устройства соединен с входной шиной дельта-модулятора, выход формирователя - с выходной шиной дельта- . модулятора. . 2.Дельта-модулятор по п.1, отличающийся тем, что пороговое устройство выполнено в виде делителя напряжения и группы -элементов с сравнения, причем, первые входы элементов сравнения подключены к входной шине дельта-модулятора, а вторые входы соединены с соответствующими выходгши .делителя напряжения.

Источники инфо1(ацки, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 275108, кл. Н 0 К 13/22, 1967.

2.Левин Л.С. и др. Основы постро ения цифровых систем передачи. М., Свяэь, 1871, с. 68-34,

Вы

Фаг/

е-/

6-2

Щ

hfTi

Fv

11

I I

Л L

и

Фиг. в

g-

(Ла.

i

iliUML ,, H H 11 TJ

пиппп

ипп

Фиг.

J