Преобразователь компандированногодЕльТА-пОТОКА B иКМ СигНАл Советский патент 1981 года по МПК H03K13/24 

два элемента ИЛИ, элемент НЕ, дв.а счетчика и блок разности, генератор пилообразного напряжения и компаратор, причем первый выход блока управления через генератор пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока компандирования, выход компаратора соеднен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которах соединены со вторым выходом блока управления, а третьи входы соединены с выходом блока компандирования и со входом элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с четвертыми входами первого и второго элементов И и с соответствующими выходами формирователя импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элемента И, выходы элементов ИЛИ соединены со входами соответствующих счетчиков, управляющие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходом блока управления, выходы счетчиков соединены с соответствующими входами блока разности, управляющий вход которого, соединен, с пятым выходом блока управления, выход блока раз ности соединен с шиной второго выходного сигнала.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя компандирования дельта-потока в ИКМ сигнал.

Схема содержит блок 1 сравнения, 1 силитель. 2, формирователь 3 импульсов, модулятор 4 амплитуды импульсов, интегратор 5, блок 6 компандирования, элементы 7-10 И, элементы Ни 12 ИЛИ, элемент 13 НЕ, счетчики 14 и 15, блок 16 разности, блок 17 управления, генератор 18 пилообразного напряжения и компаратор 19, причем первый вход блока 1 соединен с шиной 20 входного сигнала, второй вход блока 1 через интегратор 5 соединен с выходом модулятора 4, выход блока 1 через усилитель 2 соединен с первым входом формирователя 3, первый выход которого соединен с шиной21 выходного сигнала и с первыми входами элементов 7 и 9, модулятора 4 и блока б, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя 3, со вторым входом модулятора 4 и с первыми входами элементов 8 и 10 И, вторые входы элементов 9 и 10 И через элемент 13 НЕ, а вторые входы элементов 7 и 8 И иeпocpeдcт венно соединены с первым выходом блока б компандирования, второй выхо которого соединен с третьим входом

j-модулятора 4, третьи входы элементов 7 и 8 И соединены с выходом компаратора 19 j первый вход которого соединен через генератор 18 со вторым входом формирователя 3 и с первым выходом блока 17 управления, второй выход которого соединен с четвертыми выходс1ми элементов 7 и 8 И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов 11 и 12 ИЛИ, вторые входы которых соединены соответствённо с выходами элементов 9 и 10 И, выход блока б соединен с третьшд входом модулятора 4 и со вторым входом компаратора 19, выходы элементов 11 и 12 ИЛИ соединены со входами соответствующих счетчиков 14 и 15, выходы которых соединены с соответствующими входами блрка 16, выход которого соединен с шиной 22 выходного сигнала, управляющие входы счетчиков 14 и 15 и блока 16 соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым выходами блока 17 управления.

Преобразователь компандированного дельта-потока в ИКМ сигнал работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал, поступающий на шину 20 в блоке 1 непрерывно сравнивается с аппроксимирующим напряжением, поступающим с выхода интегратора 5, Если напряжение входного сигнала больше напряжения с выхода интегратора 5, через усилитель 2 на вход формирователя 3 проходит импульс, в результате чего на выходе формирователя 3 под действием напряжения тактовой частоты f.f , поступающего с блока 17,- формируется сигнал логической , Если напряжение входного сигнала меньше компенсирующего, то на.выходе формирователя 3 формируется сигнал лоI t п

Если анетлитуда и

гического

скорость изменения входного сигнала минимальны, то очередность следования Ч и О примерно одинакова сигнал признака компандирования на выходе блока 6 отсутствует , и на третьем входе модулятора 4 устанавливается напряжение , равное минимальному шагу квантования. Поскольку сигнал признака компандирования отсутствует, то сигналы . с формирЬэател.я 3 проходят через элементы 9 и ll и регистрируются счетчиком 14, сигналы О проходят через элементы 10 и 12 и регистрируются счетчиком 15. Через время, равное периоду дискретизации (периоду взятия выборок импульсно-кодовых сигналов) и задаваемое блоком 10 содержимое счетчиков 14 и 15 параллельным кодом передается в блок 16, где производится операция вычитания содержимого счетчика 15 из содержимого счетчика 14 с присвоением полученной разнице соответствующего знака. Полученный таким образом код импульснокодовой выборки поступает на шину 22 вкоходнрго сигнала. В рассмотренном режиме работы напряжение квантования , анализируется компаратором 19 и генератором 18, запускаемым в начале каждого такта сигналом с выхо да блока 17, однако результат анализа не влияет на описанный процесс, так как отсутствует сигнал признака компандирования из блока 6. Если амплитуда и скорость изменения входного сигнала становятся больше номмнального значения, то очередность следования сигналов « i или О с формирователя 3 изменяется. При соответствующем сочетании i или , определяемом алгоритмом работы блока б, на его выходе формируется сигнал признака компандирования, а на входе модулятора 4 и входе ком паратора 19 устанавливается новое значение шага квантования П. При этом элементы 9 и 10 блокируются и или О прохождение сигналов с формирователя 3 на счетчики 14 и 15 прекращается. Поскольку в начал каждого такта компаратор 19 находит ся в состоянии, соответствующем сиг налу логической на его выходе то к моменту появления сигнала приз нака компандирования элементы 7 и 8 оказываются подготовленными для про хождения сигналов с частотой fj с блока 17. При этом, если на выходе формирователя 3 появляется сигнал , то эти сигналы проходят на счетчик 14 через элементы 7 и 11, если О - то на счетчик 15 через элементы 8 и 12. Регистрация сигналов, поступающих на счетчики 14 и 1 происходит до тех пор, пока выходное напряжение генератора 18 не станет равным напряжению квантовани на выходе блока б, поскольку при этом компаратор 19 срабатывает и эл менты 7 и 8 блокиЕ уются. Выходное напряжение Uf(t) генератора 18 меняется в течение такта работы дельта-модулятора от нуля до и - максимально возможного напряжения шага квантования на входе модулятора 4 . .P(t). t , где t - текущее значение времени. Частота следования f сигналов с блока 17 выбирается из условия эквивалентности числа импульсов и числа квазидискретных значений шага квантования, т.е. . Если напряжение шага квантования имеет значение U, то компаратор 19 сработает, как следует из равенства ( (t) , через промежуток времени (от начала такта to) , f-« За этот промежуток времени счетчиком 14 или 15 будет зарегистрировано количество импульсов , т.е. в счетчиках 14 и 15, как и до компандирования, зарегистрируется количество импульсов, обратно пропорциональное минимальному шагу квантования ицв-, а это значит, что в предлагаемом дельта-модуляторе обеспечивается линейная зависимость между выборкой входного, сигнала и ее кодовым эквивалентом иа выходе блока 16 и, следовательно, обеспечивается возможность точного получения сигнала ИКМ из сигналов компандированного дельта-потока. Формула изобретения Преобразователь компандированного дельта-потока в импульсно-кодово-модулированный сигнал, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с шиной входного сигнала, а выход через усилитель соединен с первым входом формирователя импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, первый выход формирователя соединен с шиной первого выходного сигнала и с первым входом модулятора амплитуды импульсов и с первым входом блока компандирования, второй вход которого соединен со BTOptiM входом модулятора амплитуды импульсов и вторым выходом формирователя импульсов, выход модулятора амплитуды импульсов через интегратор соединен со. вторым входом блока сравнения, третий вход модулятора амплитуды импульсов соединен с выходом блока компандирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены три элемента И, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, два счетчика и блок разности, генератор пилообразного напряжения и компаратор, причем первый выход блока управления через генератор пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока компандирования, вь1ход компаратора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока управления, а третьи входы соединены с выходом блока компандирования и со входом элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с четвёртыми входами первого и второго элементов И и с соответствующими выходами формирователя Д1мпульсов, выхода первого и второго элементов И соединены соответ.ственно с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами третьего

и четвертого элемента И, выходы элементов ИЛИ соединены со входами соответствующих счетчйкьв, управляю-г щие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходом блока управления, выходы счетчиков соединены с соответствующими входами блока разности, управлякядий вход которого соединен с пятым выходом блока управления, выход блока разности соединен с шинойвторого выходного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США №3937897, кл. 179-15АР, 10.02.78.

2.Венедиктов М. Д. Дельта-модуляция. Теория и применение. М.,

Связь, 1976, с. 189 (прототип).