Дельта-модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03K13/22 

(54) ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР

I

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для аналого-дискретного преобразования и сопряжения многоканальных систем связи с частотным и временным уплотнением.

Известен дельта-модулятор, содержащий формирователь разности, компаратор, формирователь импульсной пot;лeдoвaтeльнocти и интегратор 1.

Недостатком этого устройства является его низкая точность при работе с частотномоделированным сигналом, поскольку на его вход необходимо подключать .независимый частотный детектор, который вносит значительную погрешность преобразования.

Известен также дельта-модулятор, содержащий источник сигнала, компаратор, первый вход которого соединен с общей шиной, а вУход - с первым входом формирователя импульсной последовательности, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выхоДы соединены с соответствующими входами амплитудно-импульсного модулятора и блока компандирования, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора, выхрд которого соединен со входом первого интегратора 2.

Недостатком устройства является низкая точность при работе с частотно-модулированным сигналом.

Цель изобретения - повыщение точности при работе с частотно-модулированным сиг- налом.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник сигнала, компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых И1 пульсов, а прямой и инверсный выходы соединены с соответствующими входами амплитудно-импульсного модулятора и блока компандирования, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора, выход которого соединен со входом первого интегратора, введены второй интегратор, ключ, формирователь входного сигнала, формирователь импульсов сброса и преобразователь напряжение-частота, причем ключ подключен параллельно цепи обратной связи второго интегратора,

первый вход которого .через формирователь входного сигнала соединен с источником входного сигнала, а второй через преобразователь напряжение-частота соединен с выходом интегратора, выход генератора тактовых импульсов через формирователь импульсов сброса подключен к управляющему входу ключа. На чертеже представлена блок-схема дельта-модулятора. Дельта-модулятор содержит источник 1 входного сигнала, формирователь 2 входного сигнала, интегратор 3, ключ 4, формирователь 5 импульсов сброса, генератор 6 тактовых импульсов, компаратор 7, формирователь 8 импульсной последовательности, амплитудно-импульсный модулятор 9. блок 10 компандирования, интегратор 11 и преобразователь 12 напряжение-частота, причем первый вход компаратора 7 соединен с общей щиной, а выход - с первым входом формирователя 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 6 и через формирователь 5 соединен с управляющим входом ключа 4, прямой и инверсные выходы формирователя 8 соединены с соответствующими входами модулятора 9 и блока 10, выход которого соединен с управляющим входом модулятора 9, выход которого через последовательно соединенные интегратор 11 и преобразователь 12 соединен с первым входом интегратора 3, второй вход которого через формирователь 2 соединен с выходом источника 1 входного сигнала, выход интегратора 3 соединен со вторым входом компаратора 7, ключ 4 подключен параллельно цепи обратной связи интегратора 3. Кроме того, интегратор построен, на операционном усилителе 13, в цепь обратной связи которого включен конденсатор 14, а к инвертирующему входу подключены резисторы -15 и 16. Дельта-модулятор работает следующим образом. Входной частотно-модулированный сигнал с гармонической несущей или частотноимпульсный сигнал с помощью формирователя преобразуется в импульсы определенной полярности с амплитудой V и длительностью 1/21, Г;де FH - максимальное значение частоты входного сигнала, следующего с частотой F R) ± Др, где FO - частота входного сигнала, соответствующая режиму, паузь, ДР - приращение частоты входного сигнала, соответствующее изменению напряжения входного сигнала. Сформированный таким образом входной сигнал поступает на один из входов интегратора 3. Аппроксимирующее напряженке с выхода интегратора 11 поступает на преобразователь 12, который преобразует аппроксимирующее напряжение в последовательность импульсов с амплитудой V, длительностью полярностью, противоположной полярности сформированного входного сигнала. При этом равным значениям исходного модулирующего и аппроксимирующего напряжений соответствует одинаковое значение частоты сформированного входного сигнала и аппроксимирующего сигнала, поступающего с выхода преобразователя 12 на второй вход интегратора 3. На выходе интегратора 3 формируется разностный сигнал, равный интегралу разности между сформированным входным и аппроксимирующими сигналами. Цикл формирования разностного сигнала определяется периодом следования тактовых импульсов с выхода генератора 6. К моменту появления тактового импульса ключ 4 разомкнут, конденсатор 14, включенный в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 13, заряжен разностью токов, протекающих через равные по величине резисторы 16 и 15, и на выходе интегратора 3 возникает сигнал рассогласования, поступающий на компаратор 7. Если сигнал рассогласования положительный, то на выходе компаратора 7 формируется сигнал в противном случае формируется сигнал «О. Сигнал с выхода компаратора 7 поступает на формирователь 8, на прямом и инверсном выходах которого под воздействием тактовых импульсов с генератора бив соответствии с выходным сигналом компаратора 7 формируется последовательность импульсов «1 и «О, несущих информацию об изменениях входного сигнала. Под воздействием тактового импульса с выхода генератора 6 формирователь 5 в.ырабатывает короткий импульс сброса, поступающий на управляющий вход ключа 4, в результате чего происходит разряд конденсатора 14 за время действия импульса сброса. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается с высокой точностью непосредственное преобразование сигналов с частотной и частотной модуляцией в дельта-модулированные. Формула изобретения Дельта-модулятор, содержащий источник сигнала, компаратор, первый вход которого соединен с общей шиной, а выход - с первым входом формирователя импульсной последовательности, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы соединены с соответствующими входами амплитудно-импульсного модулятора и блока.компандирования, выход которого соединен с управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора, выход которого соединен со входом первого интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при работе с частотномодулированным сигналом, в него введены второй интегратор, ключ, формирователь входного сигнала, формирователь импульсов сброса и преобразователь напряжениечастота, причем ключ подключен параллельно цепи обратной связи второго интегратора, первый вход которого через формирователь входного сигнала соедннен с источником входного сигнала, а второй через преобразователь напряжение-частота соединен с выходом интегратора, выход гедератора тактовых импульсов через формирователь импульсов сброса подключен к управляющему входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Венедиктов М. Д. и др. Дельтамодуляция. Теория и применение. М., «Связь 1976, с. 188, рис. 7, 8.