Кодирующее устройство с дельта-модуляцией и импульсно- кодовой модуляцией

 

КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ И ИЖУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт.св. № 661789, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий и четвертый реверсивные счетчики, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четьфнадцатый и пятнадцатьй элементы И, второй триггер знака , второй блок совпадения, второй дискретизатор и дополнительньй элемент задержки, первые входы десятого и двенадцатого, а также одиннадцатого и тринадцатого элементов И соответственно объединены и подключены к выходам соответствующих элементов задержки, вторые входы десятого и одиннадцатого, а также двенадцатого и тринадцатого элементов И соответственно объединены и подключены к единичному и нулевому выходам второго триггера знака соответственно, выходы десятого и тринадцатого, а также одиннадцатого и двенадцатого элементов И подключены соответственно к входам сложения и вычитания третьего реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами четвертого реверсивного счетчика, входы установки в нулевое состояние третьего и четвертого реверсивных счетчиков через дополнительный элемент задержки соединены с вторым выходом генератора тактовой частоты, а вь1ходы ячеек упомянутых счетчиков i подключены к соответствующим входам второго дискретизатора и второго СП С блока совпадения, выход которого соединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходим ключа, а выходы - соответственно к единичному и нулевому входам второго тригге00 Isd ра знака, единичный выход которого соединен с другим входом второго Од дискретизатора, управляющий вход 00 которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а выходы являются выходами дифференциального сигнала в параллельной форме.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1182681 (51)4 Н 03 M 3/00 л--..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯI

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 661789 (21) 3731871/24-24 (22) 24 ..04. 84 (46) 30.09.85; Бюл. У 36 (72) Ю.Ф.Галкин и А.А.Лелис (53) 621.373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 661789, кл. Н 03 К 13/22, 25.04.77. (54)(57) КОДИРУНМЦЕЕ УСТРОЙСТВО С

ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ И ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт.св. Ф 661789, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий и четвертый реверсивные счетчики, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый элементы И, второй триггер знака, второй блок совпадения, второй дискретизатор и дополнительный элемент задержки, первые входы десятого и двенадцатого, а также одиннадцатого и тринадцатого элементов И соотI ветственно объединены и подключены к выходам соответствующих элементов задержки, вторые входы десятого и одиннадцатого, а также двенадцатого и тринадцатого элементов И соответственно объединены и подключены к единичному и нулевому выходам второго триггера знака соответственно, выходы десятого и тринадцатого, а также одиннадцатого и двенадцатого элементов И подключены соответственно к входам сложения и вычитания гретьего реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами четвертого реверсивного счетчика, входы установки в нулевое состояние третьего и четвертого реверсивных счетчиков через дополнительный элемент задержки соединены с вторым выходом генератора тактовой частоты, а выходы ячеек упомянутых счетчиков подключены к соответствующим входам второго дискретизатора и второго блока совпадения, выход которого соединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, вторые входы которых подключены к .соответствующим выходам ключа, а выходы — соответственно к единичному и нулевому входам второго триггера знака, единичный выход которого соединен с другим входом второго дискретизатора, управляющий вход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а выходы являются выходами дифференциального сигнала в параллельной форме..1182681

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано при построении универсального кодера, имеющего выхоцы дельта-модулированной (ДМ), импульсно-кодомодулированной, ИКМ) и дифференциальной импульсно-кодомодулируемой (ДИКМ) последовательности, при преобразовании ДМ-последовательности в HEN-сигнал.

Цель изобретения — создание уни- 10 версального кодирующего устройства . для ДМ, ИКМ, ДИКМ-последовательностей, имеющего единый закон компрессирования (например, А=87,6, линейноломаного типа), т.е. расширение функ.15 циональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 разнос-20 ти, выход которого через компаратор

2 соединен с входом ключа 3, другой вход которого подключен к первому выходу генератора 4 тактовой частоты, элементы 5-8 И, первые входы которых через соответствующие элементы 9 и

10 задержки соединены с выходами ключа 3, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов 5-8 И соединены с соответствующими входами З0 первого реверсивного счетчика 11, первый триггер 12 знака, входы которого подключены к выходам соответствующих пятого и шестого элементов 13 и 14 И,. первый блок 15 совпадения, входы ко- 35 торого соединены с входами первого цискретизатора 16, цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП), делитель 18 напряжения, выходы которого соединены с первыми входами седьмого, вось- 40 мого и девятого элементов 19-21 И, вторые входы которого подключены к выходам дешифратора 22, вход которого подключен к выходам второго реверсивного счетчика 23,переключатель 45

24, входы которого соединены с соответствующими выходами источника 25 эталонного напряжения, источник 26 .аналогового напряжения; второй блок

27 совпадения, входы которого соеди- 50 нены с соответствующими выходами третьего и четвертого реверсивных счетчиков 28 и 29 и входами второго дискретизатора 30, десятый, оциннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы 31-34 И, входы которых поцключены к соответствующим выходам второго триггера 35 знака, входы которого соединены с выходами соответствующих тринадцатого и четырнадцатого элементов 36 и 37 И и дополнительный элемент 38 задержки, вход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а выход — к входам установки в нулевое состояние счетчиков 28 и 29.

Устройство работает следующим образом.

Линейно-ломаное компрессирование заключается в следующем. Для каждой полуволны имеется одинаковое число сегментов. В пределах каждого сегмента шаг квантования постоянен.При переходе на соседний сегмент, соответствующий большему уровню кодируеМого сигнала, шаг квантования удваивается. Число шагов квантования в пределах каждого сегмента, как правило, одинаково. Кодовое число ИКМсигнала состоит из разряда-знака, трех разрядов номера сегмента и четырех разрядов номера шага (уровня квантования) в пределах сегмента.

Для кодируемых мгновенных значений разной полярности, но одинакового абсолютного значения разница только в разряде знака.

В дифференциальной HKM в моменты ,времени, определяемые в соответствии с требованиями теоремы Котельникова, передается не сам отсчет сигнала, а его приращение, что приводит к значительному сокращению волюма (динамического диапазона изменений) передаваемого сигнала. Например, для речевых сигналов, учитывая тот факт, что плотность распределения вероятностей мгновенных значений показывает существенное преобладание малых значений сигнала- над большими, волюм передаваемого сигнала сокращается не менее, чем в два раза. Это позволяет в данном устройстве уменьшить число сегментов для передачи. приращения сигнала в дифференциальной ИКМ в два раза, а следовательно, кодировать номера сегментов двумя разрядами.

Тогда кодовое слово ДИКМ-сигнала с законом компрессирования А=8?,6 линейно-ломаного типа будет состоять из разряда знака приращения, двух разрядов номера сегментов и четырех разрядов номера шага (уровня квантования) в пределах сегмента. В уст,ройстве реверсивные счетчики 11 и

13, делитель напряжения 18, цифро1182

3 аналоговый преобразователь 17 совместно с другими элементами участву- ют в получении аппроксимирующего напряжения с заданным законом компрессирования, поступающего на второй

5 вход блока 1 разности, а следовательно, и в создании дельта-модулированного сигнала. При подаче на первый вход блока 1 разности положительной полуволны аналогового напряжения триггер .12 знака находится в исходном нулевом состоянии, при этом от крыты элементы 5 и 8 И и элементы 31

l и 32 И. Число, накапливающееся в реверсивных счетчиках 11 и 29 в каждое мгновение времени с точностью до шага

15 квантования, соответствует аналоговому сигналу. Если уровень этого сигнала мал, то кодирование происходит на . первом сегменте характеристики компрессирования, при этом реверсивные

20 счетчики 23 и 28 находятся в нулевом состоянии. Дешифратор 22 открывает элемент 19 И, соответствующий минимальному напряжению U<, снимаемому паэт 25 с делителя 18 эталонного напряжения.

На эталонный вход ЦАП 17 поступает минимальное эталонное напряжение.

ЦАП 17 выдает на своем выходе аппроксимирующее напряжение. При повышении уровня положительной полуволны аналогового сигнала число в счетчиках

11 и 29 растет, и последние переполняются. Допустим, в счетчиках 23 и 28 записывается единица. Это значит, что кодирование происходит на втором 35 сегменте. С помощью дешифратора 22 открывается элемент 20 И, на эталонный вход ЦАП 17 поступает эталонное напряжение U =2U„ е. на втором

2эт 1ат сегменте кодировайие происходит с 40 увеличенным вдвое шагом квантования и т.д. Если в реверсивных счетчиках

23 и 28 записывается единица, а в реверсивных счетчиках 11 и 29 нуль, то на выходе ЦАП 17 обеспечивается 45 необходимое напряжение (которое соответствует концу первого сегмента характеристики компрессирования) путем . подачи сигнала с соответствующего выхода дешифратора 22 на управляющие 50 входы ЦАП 17. При повышении числа в счетчике 23 увеличивается и напряжение на выходе ЦАП 17 в соответствии с законом изменения уровней, соответ.ствующих концам сегментов характе- 55 ристики компандирования. Когда триггер 12 знака находится в нулевом состоянии, это определяет такое положе681 4 ние переключателя 24, в котором к входу делителя 18 напряжения подается положительное эталонное напряжение E т.

В моменты времени, определяемые генератором 4 тактовых частот в соответствии с требованиями теоремы Котельникова, отпираются дискретизаторы 16 и 30 и на их выходах в параллельном коде появляются соответственно сигналы с ИКИ и ДИКИ. По истечении времени, определяемого элементом 38 задержки, реверсивные счетчики 28 и 29 устанавливаются в нулевое положение. Число, записанное в реверсивных счетчиках- 28 и 29, точно соответствует разности чисел, записанных в. счетчиках 23 и 11 в соседние моменты времени отсчета, поскольку закон компрессирования определяется общими для них элементами устройства. Счетчики 11 и 29 идентичны и только счетчики 23 и 28 номера сегмента отличаются числом разрядов.

При нулевом состоянии счетчиков

28 и 29 срабатывает блок 27 совпадения и открывает элементы 36 и 37 И.

Если мгновенное значение аналогового сигнала положительной полуволны уменьшается до нуля, то импульсы на вход вычитания реверсивного счетчика 11 проходят через элемент 8 И, уменьшая до нуля число в реверсивном счетчике 23, а затем также уменьшая до нуля число в реверсивном счетчике 11. Если при уменьшении аналогового сигнала после очередного опроса дискретизатора в счетчиках 28 и 29 было записано число возрастания ана,логового сигнала, то импульсы на вход вычитания реверсивного счетчика

29-проходят через элементы 32 И, уменьшая до нуля число в счетчике 28,. а затем также уменьшая до нуля- число в счетчике 29. Если при уменьшении аналогового сигнала после очередного опроса состояния счетчиков 28 и

29 были нулевые, то при нулевых состояниях счетчиков 11 и 23 срабатывает блок 15 совпадения и открывает элементы 13 и 14, а при нулевых состояниях счетчиков 28 и 29 срабатывает блок 27 совпадения и открывает элементы 36 и 37 И. Если при этом увеличиваются отрицательные мгновенные значения аналогового сигнала, то появляется импульс на входе элемента 10 задержки и на входе элементов 14 и 37 И, а значит и на нулевых!

182681

Составитель Л.Захарова

Редактор С.Лисина Техред Ж.Кастелевич

Корректор Е.Сирохман

Заказ 6 120/56 Тираж 87 1

ВНИИПИ

Подписное

ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Пат

1атент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 входах триггеров 12 и 35 знаков. Последние переходят в единичное состояние, закрывают элементы 5 и 8 И, элементы 31 и 32 И и открывают элементы 7 и 8 И и элементы 33 и 34 И. Им5 пульс на выходе элемента 10 задержки проходит через элемент 7 И на вход сложения реверсивного счетчика

11 а через элемент 34 И импульс про- !!! ходит на вход сложения реверсивного счетчика 29. При этом одинаковые по абсолютному значению положительные и отрицательные мгновенные значения аналогового сигнала кодируются оди- 15 иаковыми комбинациями ячеек счетчиков 11 и и 23, а одинаковые по абсолютному значению положительные и отрицательные приращения аналогового сигнала кодируются одинаковыми комбинациями ячеек счетчиков 28 и 29.

Состояние триггеров 12 и 35 знака свидетельствует о знаке кодируемого мгновенного значения (приращения мгновенных значений). При единичном состоянии триггера 12 знака переключатель 24 подключает к входу делителя 1Я

8 напряжения источник отрицательного эталонного напряжения.