Дельта-модулятор

 

ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР по авт. св. № 752799, отлйчающийс я тем, что, с целью улучшения качества преобразования сигналов путем уменьшения мощности шумов свободного канала, в него введены два инвертора и две цепочки из соединенных последовательно двухразрядного регистра сдвига и дополнительного элемента совпадения, включенные между выходами соответствукщих элементов совпадения и соответствующими входами второго преобразователя полярности, при этом выходы инверторов соединены с другими входами соответствующих дополнительных элементов совпадения, входы первого и второго инверторов подключены к выходам соответственно второго и первого элементов совпадения, а тактируемые входы двухразрядных регистров сдвига соединены с тактовой , (Л шиной..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) Н 03 К 13/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (61) 752799 (21) 3625 78/24-21 (22) 19.07.83 (46) 30.10 ° 84. Бюл. N- 40 (72) Г.Н.Котович, М.А.Усанов, Л.Д.Гавровский, К.С.Комаров, Ю.Н.Корешков и Ю.Б.Яненко (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.376.56(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 752799, кл. Н 03 К 13/22, 10.07.78. (54)(57) ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР по авт. св. В 752799, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения качества преобразования сигналов путем уменьшения мощности шумов сво„.SU„„1121777 А бодного канала, в него введены два инвертора и две цепочки из соединенных последовательно двухразрядного регистра сдвига и дополнительного элемента совпадения, включенные между выходами соответствующих элементов совпадения и соответствующими входами второго преобразователя полярности, при этом выходы инверторов соединены с другими входами соответствующих дополнительных элементов совпадения, входы первого и второго инверторов подключены к выкодам соответственно второго и первого элементов совпадения, а тактируемые входы двухразрядных регист." ров сдвига соединены с тактовой,. шиной.

Поставленная цель достигается тем, что в дельта-модулятор введены два инвертора и две цепочки из соединенных последовательно двухразрядного регистра сдвига и дополнительного элемента совпадения, включенные между выходами соответствующих элементов совпадения и соответствующими входами второго преобразователя полярности, при этом выходы инверторов соединены с другими входами соответствующих дополнительных элементов совпадения, входы первого и второго инверторов подключены к

55

1 1121

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для преобразования речевых сигналов в цифровую форму.для дальнейшей коммутации и уплотнения. 5

По основному авт.св. Ъ 752799 известен дельта-модулятор, содержащий соединенные последовательно входной фильтр, компаратор, триггер и четырехразрядный регистр сдвига, 10 соединенные последовательно элемент эквивалентности, слоговый интегратор, амплитудно-импульсный модулятор, первый преобразователь полярности и основной интегратор, два элемен" 15 та совпадения и соединенные последовательно второй преобразователь полярности, дополнительный интегратор и усилитель, причем тактируемые входы триггера и четырехразрядного регистра сдвига соединены с такто- вой шиной, прямые и инверсные выходы разрядов четырехразрядного регистра сдвига подключены к входам элемента эквивалентности, второй вход компара- 25 тора подключен к выходу основного интегратора, второй вход амплитудноимпульсного модулятора соединен с ,выходом триггера, второй вход первого преобразователя полярности соедиВ 30 нен с выходом усилителя, входы второго преобразователя полярности соединены с выходами элементов совпадения, входы которых подключены соответственно к прямым и,инверсным выходам первых двух разрядов четырех--5 разрядного регистра сдвига 1 J.

Недостаток этого устройства — невысокая степень подавления шумов свободного канала, что снижает качество преобразования сигналов.

Цель изобретения — улучшение качества преобразования сигналов путем уменьшения мощности шумов свободного канала.

777 выходам соответственно второго и первого элементов совпадения, а тактируемые входы двухразрядных регистров сдвига соединены с тактовой шиной.

На фиг.1 приведена блок-схема дельта-модулятора; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Дельта-модулятор содержит входной фильтр 1, соединенный с первым входом компаратора 2, выход которого подключен к первому входу триггера

3. Выход триггера 3 соединен с первым входом четырехразрядного регистра 4 сдвига и одновременно является выходом устройства. Прямые и инверс- . ные выходы четырехразрядного регист-. ра 4 сдвига через элемент 5 эквивалентности соединены со слоговым интегратором 6; выход которого подключен к первому входу амплитудно-импульсного модулятора 7, второй вход которого соединен с выходом триггера 3. Выход амплитудно-импульсного модулятора 7 подключен к первому входу первого преобразователя 8 полярности, выход которого через основ.ной интегратор 9 соединен с вторым входом компаратора 2, Входы первого элемента 10 совпадения подключены к прямым выходам первого и второго разряда четырехразрядного регистра 4 сдвига, а выход элемента 10 совпадения соединен с первым входом первого двухразрядного регистра ll сдвига, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элемента 12 совпадения. Входы второго элемента 13 совпадения подключены к инверсным выходам первого и второго разряда четырехразрядного реГистра

4 сдвига, а выход элемента 13 совпадения через первый вход второго двухразрядного регистра 14 сдвига соединен с первым входом второго дополнительного элемента 15 совпадения.

Вход первого инвертора 16 подключен к выходу первого элемента 13 совпадения, выход его — к второму входу первого дополнительного элемента 12 совпадения, кроме того, вход второго инвертора 17 соединен с выходом первого элемента 10 совпадения, а выход его — с вторым входом второго дополнительного элемента 15 совпадения. Выходы элементов 12 и 15 соединены с первым и вторым входами второго преобразователя 18 полярности, 3 1121777 выход которого через дополнительный лентности и усредняе интегратор 19 и усилитель 20 соеди- . интегратором 6. На в нен с вторым входом первого преобра- интегратора 6 появля зователя 8 полярности. представляющий собой

Дельта-модулятор работает следу- 5 составляющую, величи ющим образом. меняется в эависимос

При отсутствии сигнала на входе ды и частоты входног устройства выходной сигнал Y (С)дол- постоянная составляю

1 жен представлять собой последова- для управления велич тельность чередующихся импульсов 10 воздействующих на о ...1010..., причем период этой по- тор 9, при помощи ам следовательности определяется как ного модулятора 7 и

7=2/f, где 1с — частота следова- зователя 8 полярност ния тактовых импульсов. Однако на вии в выходной после практике характеристика компаратора ) У (1) пачек" единич

2 всегда обладает некоторым гисте- импульсов на выходах резисом, т.е. пороги "переброса" ком- 13 совпадения импуль паратора в "1" и "0" всегда раэличся и соответственно .ны. Это вызывает появление в выход- какого влияния на ра ной последовательности периодически не оказывают.

II tI

20 повторяющихся пачек из сдвоенных При появлении в в единичных и нулевых импульсов. Me- . довательности сдвоен ханизм появления таких пачек" из . е иничных и

30 сдвоенных единичных и нулевых импульсов иллюстрируется временными диаграммами на фиг.2 где — последовательность импульсов, стробирующих дельта . кодер;

0 (t) — напряжение на выходе основного интегратора;

g (t), ((t)- сигналы на первом и втором выходах четырехразрядного регистра сдвига соответственно; „(С),9 (t)- сигналы на выходах элемен- 35 тов совпадения;

t t 1(t) (t)- сигналы на выходах двухразрядных регистров сдвига;

Й(Ч,М(С) — сигналы на выходах инверторов, 40

К(С),e(t) — сигналы на выходах дополнительных элементов совпадения;

Z(t) — медленно меняющееся напряжение на выходе дополни- 45 тельного интегратора, уровень которого пропорционален степени асимметрии устройства.

Очевидно, что в сигнале Y„(<), а значит и в сигнале ((С) содержатся

"пачки" двойных единичных и нулевых импульсов.

В данном устройстве выходная последовательность по мере поступления 55 стробирующих импульсов записывается в четырехразрядный регистр 4 сдвига, анализируется элементом 5 эквиватся слоговым

ыходе слогового ется сигнал, постоянную на которой изти от амплитуо сигнала. Эта щая используется иной импульсов, сновной интеграплитудно-импульспервого преобраи. При отсутстдовательности ных или нулевых элементов 10 и сы не появляютблоки 10-20 ниботу устройства

ыходной посленой "пачки" д мпульсов на выходе элемента 10 совпадения появляется единичный импульс. В случае появления. 11 ll пачки,. состоящей из двух нулевых импульсов, единичный импульс появляется на выходе элемента 13 совпадения. Причем из-за гистерезиса компаратора 2 двойная нулевая "пачка" следует всегда сразу же за двойной единичной "пачкой" (фиг.2 ). Кроме того, преобладание единичных либо нулевых пачек" импульсов в выходном сигнале кодера является прйзнаком существования асимметрии в уст ройстве.

При преобладании в выходной последовательности единичных пачек" им-. пульсов (фиг.2 ) выходная последовательность („(t) записывается в четырехразрядный регистр 4 сдвига и с приходом каждого стробирующего импульса продвигается по регистру 4 на один разряд.

Каждая двойная "пачка" единичных импульсов, записанная в два первых разряда четырехразрядного регистра

4 сдвига, вызывает появление на выходе элемента 10 совпадения, под- ключенного к первым выходам регистра 4, единичного импульса, в то время как на выходе, элемента 13"совпадения сигнал отсутствует, так как данный элемент подключен к инверсным выходам регистра 4. В течение действия следующих двух стробирующих импульсов единичный импульс с выхода элемента 10 совпадения пере1121777 писывается на выход двухразрядного регистра 11 сдвига и поступает на первый вход дополнительного элемента 12 совпадения. Теми же стробирующими импульсами двойная единичная 5 пачка" переписывается в последующие разряды четырехразрядного регистра

4 сдвига и на ее место записывается двойная"пачка" нулевых импульсов, которая следует за единичной; вслед- 10 ствие гистерезиса компаратора 2. За писанная в два первых разряда регистра 4 нулевая "пачка" вызывает появление на выходе элемента 13 совпадения единичного импульса, который инвертируется инвертором 16 и поступает на второй вход дополнительного элемента 12 совпадения. Таким образом, на первом входе дополнительного элемента 12 совпадения появляется единичный импульс, а на втором его входе — нулевой импульс, что не вызывает изменений сигнала на вы.ходе данного элемента. Если за двойной единичной "пачкой" не следует 25 двойная нулевая пачка" (a следует, например, комбинация 10, либо Ol), то на выходе элемента 13 совпадения остается нулевой сигнал и соответственно на втором входе дополнительв ного элемента 12 совпадения присутствует единичный потенциал, который является разрешающим для прохождения импульсов с выхода двухразрядного регистра 11 сдвига на.выход дополнительного элемента 12 совпадения. Таким образом, лишь при преобладании в выходной последовательности единичных двухзлементных пачек" на выходе дополнительного элемента 12 совпадения будут появлять- 40 ся единичные импульсы. Нетрудно убедиться в том, что при преобладании в выходной последовательности двухэлементных нулевых пачек, единичные импульсы будут появляться на выходе дополнительного элемента 15 совпадения. Импульсы, появляющиеся на выходах дополнительных элементов 12 и 15 совпадения являются информацией о Наличии асимметрии того или иного знака. Эти импульсы поступают на второй преобразователь !8 полярности, затем усредняются дополнительным интегратором 19 и после усиления усилителем 20 подаются на второй вход первого преобразователя 8 полярности в качестве сигнала, компенсирующего асймметрию.

Как видно из алгоритма работы устройства, импульсы, управляющие вторым преобразователем 18 полярности, поступают только на один из его входов в зависимости от знака асимметрии.

Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет введения новых элементов 15 и 12, регистров 14 и 11, йнверторов 16 и 17 на дополнительный интегратор 19 воздействует не каждая двойная пачка единичных и нулевых импульсов. Симметричные комбинации импульсов вида 1100!100, не несущие информации об асимметрии в дельта-модуляторе, устраняются введенными элементами 15 и 12 регистров 14 и 11, инверторов 16 и !7, и дополнительный интегратор 19 во второй цепи обратной связи реагирует только на последнюю группу сдвоенных символов паузной последовательности, в которой и заключена вся информация об асимметрии. Этим устраняется нежелательный перезаряд емкости дополнительного интегратора !9 в течение воздействия на вход четырехразрядного регистра 4 сдвига симметричных последовательностей вида

11001100. При этом в постоянной составляющей, выделяемой на дополнительном интеграторе 19, не содержится пульсаций напряжений.

3а счет уменьшения пульсаций на дополнительном интеграторе 19 существенно снижаются нелинейные искажения сигнала,. восстанавливаемого на основном интеграторе 9. Кроме того, все блоки предлагаемого устройства построены на базе цифровых интегральных микросхем, что позволяет значительно уменьшить его габариты, повысить надежность и открывает возможность.для реализации всего устройства в виде единой интегральной микросхемы.

1121777

11217 77

Vlt кй) z(t) Составитель О.Ревинский

Техред Л.Коцюбняк

Редактор И.Ковальчук

Корректор И.Эрдейи

Заказ 7996/43 Тираж 861

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

9r(t)

q (t)

М) мМ

H(t) Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4