Кодирующее устройство

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Бц@ Н 03 К 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3673276/24-24 (22) 15.12.83 (46) 30.01.86. Бюл. 1Ф 4 (72) Ю.Б.Белышев и В.С.Бердяев (53) 621.376.56(088.8) (56) BSTY, 1969, v. 48, N- 2, р. 332, fig. 6.

Авторское свидетельство СССР

Р 661789, кл. Н 03 К 13/22, 1977. (54)(57) КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник эталонного напряжения, многоканальный коммутатор, дискретизатор, выходы которого являются первыми выходами устройства, двухполярный преобразователь код-напряжение, реверсивный счетчик, элемент задержки, коммутирующий элемент, первый компаратор и блок вычитания, первый вход которого является входом устройства, а второй вход соединен с выходом двухполярного преобразователя код-напряжение, опорный вход которого подключен к выходу многоканального коммутатора, входы которого соединены с соответствующими выходами делителя напряжения, соответствующие входы дискретизатора и двухполярного преобразователя код-напряжение объединены и подключены к выходам соответствующих разрядов реверсивного счетчика, выходы второго, третьего и четвертого старших разрядов которого . соединены с управляющими входами многоканального коммутатора, о т л и—

ÄÄSUÄÄ 1208597 А ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в асинхронном режиме и устранения избыточности в синхронном режиме в отсутст.— вие входных сигналов, в него введены второй компаратор, инвертор, дифференциальный усилитель и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого через элемент задержки соединен с управляющим входом коммутирующего элемента, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу блока вычитания и общей шине, а выхо соединен с неинвертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, неинвер тирующий вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объе . динен с инвертирующим входом первого компаратора и подключен к выходу многоканального коммутатора, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ и с неинвертирующим и инвертирующим входами дифференциального усилителя, выход которого является вторым выходом устройства, выход источника эталонного напряжения подключен к входу делителя напряжения, управляющий вход дискретизатора соединен с входом опроса устройства.

1208597

Изобретение относится к автоматике и технике связи и может быть использовано при создании универсальных кодеров с дельта-модуляцией (ДМ) и импульсно-кодовой модуляцией 5 (ИКМ) .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения работы в асинхронном режиме .; устранение избыточности в синхронном режиме в отсутствие входных сигналов.

На фиг.1 представлена функциональная схема кодирующего устройства, на фиг.2 — диаграммы, поясняющие 15 его работу.

Кодирующее устройство содержит блок 1 вычитания, в качестве которого может быть использован операционHbBI усилитель (ОУ), инвертор ?,ком- 2Р мутирующий элемент 3, первый 4 и второй 5 компараторы, реверсивный счетчик 6, дифференциальный усилитель 7, элемент ИЛИ вЂ  8, двухполяр— ный преобразователь 9 код-напряжение 25 (ПКН), элемент 10 задержки, источник

11 эталонного напряжения, делитель

12 напряжения и многоканальный коммутатор 13.

Первый вход блока 1.вычитания Зр является входом устройства, выход блока 1 вычитания соединен с первым входом коммутирующего элемента 3, второй вход которого подключен к общей (нулевой) шине, а выход соединен с неинвертирующим входом первого

4 и инвертирующим входом второго 5 компараторов. Выходы компара о ов 4 и 5 подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика б, неинвертирующему и инвертирующему входам дифференциального усилителя 7 и входам элемента ИЛИ-НЕ 8, выход которого через элемент 10 задержки соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 3. Выход источника 11 эталонного напряжения подключен к входу делителя 12 напряжения, выходы которого соединены с соответствующими входами многоканального коммутатора 13, выход которого подключен к инвертирующему входу первого компаратора 4, через инвертор 2 к инвертирующему входу второго компаратора 5 55 и к опорному входу ПКН 9, выход которого соединен с вторым входом блока 1 вычитания. Выходы, разрядов реверсивного счетчика 6 подключены к входам ПКН 9 и дискретизатора 14, управляющий вход которого соединен с входом опроса устройства. Выходы второго, третьего и четвертого раз рядов счетчика 6 подключены также к управляющим. входам коммутатора 13.

Выходы дискретизатора 14 являются первыми выходами устройства (выходами ИКМ), а выход усилителя 7 — вторым входом устройства (выход ДМ).

На фиг.2 изображены входной сигнал Ug и соответствующее ему изменение напряжения на выходе двухполярного ПКН 9 (0), сигнал на выходе первого компаратора 4 при положительной крутизне изменения входного сигнала (Б), сигнал на выходе второго компаратора 5 при отрицательной крутизне изменения входного сигнала (Ь); последовательность выходных сигналов асинхронной ДМ на выходе дифференциального усилителя 7 (). 0„ обозначают напряжения, определяющие зону нечувствительности, Ч вЂ” шаг квантования, Одран — напряжение на выходе двухполярного ПКН 9, Uqq — выходное напряжение компаратора 4, Ик5 — выходное напряжение компаратора 5, "м выходное напряжение дифференциального усилителя 7; т. — соответствующие моменты времени.

Коммутирующий элемент 3 предназначен для подключения к входам компараторов 4 и 5 сигнала рассогласования при подаче логической единицы с выхода элемента 10 задержки или нулевого потенциала в случае поступления логического нуля на его управляющий вход.

Кодирующее устройство работает следующим образом.

На выходе блока 1 вычитания формируется разность напряжений U» между мгновенным значением входного сигнала Up, и предыдущим значением этого сигнала, величина которого соответствует коду реверсивного счетчика 6.

Если разность Up равна нулю или находится в зоне нечувствительности, величина которой соответствует шагу квантования, т. е. — 0„c. U» à+ U„ (фиг.2ц), то на выходах компараторов

4 и 5 устанавливаются логические нули в силу того, что потенциал + Цн на инвертирующем входе компаратора

4 выше потенциала íà его неинвертирующем входе, а потенциал -0н на не120859i тояние в сторону увеличения счета.

Это продолжается до тех пор, пока сигнал рассогласования не войдет в зону нечувствительности (фиг.211, 6, момент ).

Характеристика компрессии в кодирующем устройстве достигается выбором эталонных напряжений, определяющих зону нечувствительности при работе компараторов 4 и 5, и опорного на— пряжения на двухполярном ПКН 9. Выбор эталонных напряжений из ряда

1/16, 1/8, 1/4, 1/2., 1, 2 и 4 осуществляется в зависи .ости от состоя— ния второго, третьего и четвертого старших разрядов счетчика 6, определяющих номер сегмента характерис-. тики компандирования. Формирование опорных напряжений ПКН 9 и напряжения +Llн компаратора 4 производится с помощью высокостарильного источника 11 эталонного напряжения (О:17 по напряжению), делителя 12 напряжения н многоканального коммутатора

13 с выходным согласующим устройством. Формирование напряжения компаратора 5 производится с помощью инвертора 2.

Если уровень входного сигнала 30 мал, то кодирование происходит на. первом сегменте характеристики компрессирования, когда второи, третин и четвертый разряды (три разряда номера сегмента) реверсивного счетчика 6 чаходятся или в нулевом состоянии, или в состоянии 001. При этом на выход многоканального коммутатора

13 поступает с делителя 12 н.1.р.:.::— ния минимальное эталонное напряжение 4о равное 1/16, что обеспечивается непосредственным соединением двух входсв многоканального коммутатора !3, на которые поступает самое низкое эталонное наряжение, равное 1/16.

Это же напряжение определяет поло— вину зоны нечувствительности, .так как оно одновременно подается и на инвертирующий вход компаратора 4, и через инвертор на неинвертирующий вход компаратора 5. Эталонное напря— жение 1/16> поступающее на опорный вход двухполярного ПКН 9, обеспечивает голучение на его выходе уровня, соответствующего единице младшего 55 разряда первого сегмента характеристики компрессирования. Действительно, поступление счетных импульсов на вход реверсивного счетчика 6, выходы которого соединены с ПКН 9, определяется вепичиной зоны нечувс "HH тельности, значение которой равно

1/18 ° 1/256 = 1/2048 из-за наличия в блоке 1 вычитания усиления в

256 раз. Выбор указанного коэффициента усиления блока 1 вычитания определяется принятым характеристикой компрессирования и значением одного дискрета в ИКМ-системах. Так, с уче том изменения входного сигнала X. от

-1 до "-1 (в относительных единицах) при числе шагов квантования 4096, как это принято в преобразователях систем передачи с I11

2/4096, т.е. 1/2=1/2048. Б кодируюцем устройстве зона нечувствительности определяется двумя значениями поступающего эталонного напряжения: одним значением для поло7кительных уровнеи напряжений (компаратор 4) и другим значением для отрицательных уровней напряжений (компаратор 5). Поэтому зона нечувствительности для первого сегмента в устройстве равна 1/16+

+t, 16=1, 8, Таким образом, значение

6= 8 величины зоны нечувствительности отличается от значения одного дискрета в 1/H:1/2048=256 раз. Следовательно, для согласования величины зоны нечувствительности с величиной одного цискрета ИИ-телефонии необходимо усиление разностного сигнала Up бло— ка 1 в 256 раз что может быть реали— зовано на одном ОУ.

Таким образом, с учетом коэффипиeE.Tc . усиления блока 1 вычитания вели.п1на одного дискрета в первом сегмснте в предлагаемом кодирующем ус.тройстве соответствует 1/2048, а коэффициент наклона по отношению к выа3 ходному восьмиразрядному коду-лХ

=2048/128=16 (без учета знакового разряда выходного кода, т.е. при положительном значении входного сигнала). что соответствует закону компрессии типа А-87,6.

При повышении уровня положительного анагогового сигнала, поступающего на вход кодирующего устройства, число D реверсивном счетчике б также увеличивается. Допустим, что вс втором, третьем и четвертом старшим разрядах реверсивного счетчика 6 имеет место код 010. Это означает, что.1208597 кодирование происходит во втором сегменте, т.е. на выход многоканального коммутатора 13 подключается с делителя 12 напряжения эталонное напряжение равное 1/8. Кодирование происходит с увеличенным вдвое значением дискрета, т.е. значение величины зоны в этом случае 1/8+1/8=1/4, что соответствует двумдискретам перво—

ro се мйнта (1/4=2 ° 1/8, фиг. 26, мо— мент 1з ) . .При этом коэффициент наклона 1024/128=8. При дальнейшем изменении второго, третьего и четвертого старших разрядов реверсивного счетчика 6 (соответственно в IIQ ложения 011, 100, 101, 110 и 111) на выходе многоканального коммутатора 13 устанавливаются соответственно эталонные напряжения равные 1/4, 1

1/2, 1 2 и 4, что соответствует третьему, четвертому, пятому, шестому и седьмому сегментам. Следовательно, значение величины дискрета при переходе от предыдущего сегмента к последующему увеличивается вдвое вследствие увеличения зоны нечувствительности. Для третьего сегмента зона нечувствительности соответствует 1/2, для четвертого 1, для пятого 2 и т.д., что определяется четырьмя, восемью, шестнадцатью и т.д. дискретами первого сегмента. Таким образом, коэффициент наклона в третьем и т.д. сегментах равен соответственно 2048/128=4, 2048/128 2, 2048/128 =0,5 и 2048/128=0,25.

Указанные значения коэффициентов полностью определяют компрессию типа А при аппроксимации ее линейноломаными отрезками с коэффициентами наклона 1б-0,25..1208597

1 (!

Е

Составитель О.Ревинский

Редактор А.Огар Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар

Заказ 300/60 Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4