Преобразователь импульсно-кодомодулированных сигналов в дельта-модулированные сигналы

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование для сопряжения цифровых импульсно-кодомодулированных и дельта-модулированных каналов передачи информации позволяет повысить отношение сигнал/шум в выходном сигнале.- Преобразователь содержит входной и выходной регистры, цифровой экспандер, регистр памяти и вычислитель. Введение синхронизатора, регистра знака, кодопреобразователя и формирователя с $ выходного сигнала обеспечивает уменьсл шение ошибки аппроксимации линейно изменяющегося сигнала. 3 нл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4347 А1 (бц 4 Н 03 M 7/32 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3861914/24-24 (22) 21 .02.85 (46) 15.10.86. Бюл. 1(38 (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А,Я.Пельше (72) А.А.Пундурс, Х.С.Станке и В.В.Хомфаркс .(53) 681.325(088.8) (56) IEKE Transactions on Communica-, tions, 1977, чо.(,. CON-25, W 5, р.557561.

Патент США Ф 3772678, кл. Н 03 К 13/24, 1973. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНО-КОДОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ В ДЕЛЬТА-МОДУЛИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование для сопряжения цифровых импульсно-кодомодулированных и дельта-модулированных каналов передачи информации позволяет повысить отношение сигнал/шум в выходном сигнале.- Преобразователь содержит входной и выходной регистры, цифровой экспандер, регистр памяти и вычислйтель. Введение синхронизатора, регистра знака, кодопреобразователя и формирователя с выходного сигнала обеспечивает уменьшение ошибки аппроксимации линейно изменяющегося сигнала. 3 ил.

С:

1264347

50

Изобретение относится к вычисли» тельной технике и предназначено для сопряжения цифровых импульсно-кодомодулированных (HKN) и дельта-модулированных (Д1!) каналов передачи информации.

Цель изобретения — повышение отношения сигнал/шум в выходном сигнале.

На фиг.l приведена блок-схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — формы аппроксимирующих на пряжений, соответствующие разным структурам выходного ДМ-сигнала; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства.

Преобразователь ИКМ-сигналов в

ДМ-сигналы содержит входной регистр

1, цифровой экспандер 2, регистр 3 памяти, вычитатель 4, кодопреобразователь 5, выходной регистр 6, регистр

7 знака, формирователь 8 выходного сигнала, синхронизатор 9, информационный вход 10, вход 11 синхронизации, тактовый вход 12 и выход 13.

Кодопреобразователь 5 выполнен на программируемом блоке памяти, адресные входы которого являются информационными входами кодопреобразователя 5. По каждому адресу в нем записано соответствующее распределение символов ДМ-сигнала в параллельном коде, разрядность которого определяется соотношением тактовых частот ДИ- и ИКМ-сигналов. В случае,,когда это соотношение равно шестнадцати, соответствие адресов и ДИ-сим волов следующее:

000 1010101010101010

001 1010101011010101

010 1011010110110101

011 . 1101101101101101

100 111011101110!110

101 1111011110!11101

110 1111!10111111011

111 1111111101111111

При этом учитывается что дельтамодуляция при четном числе символов в сигнале не дает возможности за один цикл преобразования реализовать распределение символов, соответствующее нечетному числу шагов о квантования. Поэтому весь диапазон разностей входных ИКМ-выборок, определяемый вычитателем 4, разбит на восемь равномерных поддиапазонов, номер каждого из которых соответствует двоичному ходу трех старших разрядов кода

35 на выходах вычитателя 4. !1ри подаче выходных сигналов кодопреобразователя 5 на интегратор последующего дельта-демодулятора получаются аппроксимирующие напряжения, показанные на фиг.2, где числа по оси ординат равны разности числа единиц и числа нулей соответствующего распределения ДМ-символов.

Формирователь 8 выходного сигнала может быть выполнен на элементе

ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ.

На фиг.3 представлены следующие сигналы: а — тактовые импульсы f () с на шестом выходе синхронизатора 9; б — сигнал N (t) на первом выходе регистра 1; в — сигнал,(г) на первом выходе регистра 3; г — сигнал V, (t) на одном из первых выходов вычитателя 4: д — сигнал <7(t) на втором. выходе вычитателя 4; е — л — сигхросигналы H(t), Е(t), N(t), P(t), B(t) и Q (t) соответственно на втором, первом, третьем, седьмом, пятом и четвертом выходах синхронизатора 9> м сигнал B(t) на выходе регистра б; н . — сигнал S(t) на выходе регистра

7; о — выходной ДМ-сигнал U (t) .

Функционирование устройства рассматривается для случая, когда соотношение частот тактового сигнала

f,(t) на входе 12 и канального синхросигнала f (t) на входе ll равно шестнадцати.

Устройство работает следующим образом.

Стандартный уплотненный 32-кайальный ИКМ-сигнал поступает с входа 1 0 на информационный вход входного регистра 1. Регистр 1 предназначен для преобразования последовательного кода каждой выборки ИКИ одного канала связи в параллельный код. Для осуществления записи на тактовый и управляющий входы входного регистра 1 подаются тактовые сигналы f,(й) из аппаратуры ИКИ и сигнал E(t) иэ синхронизатора 9. Начало записи каждой в выборки ИКМ определяет начало цикла преобразования. После окончания за-". писи кода выборки ИКМ на выходах входного регистра 1 появляются сигналы

N,(t),...,N,(t) в параллельном коде.

Эта информация хранится во входном регистре 1 на протяжении всего цикла преобразования, т.е. до начала записи кода следующей выборки ИКИ.

347 4 двоичном коде восемь адресов. По этим адресам на выходах кодопреобразователя 5 появляются сигналы

D,(t),...,D„ (t) в параллельном коде.

Эти сигналы и соответствуют одной из структур цифровых ДИ-символов.

Для преобразования инфорМацин о структуре из параллельного кода в . последовательный служит выходной регистр 6. Конструктивно этот блок состоит из одного 16-разрядного параллельно-последовательного регистра, на выходе 16-ro разряда которого подключен одноразрядный дополнительный регистр. Выхбд дополнительного регистра является выходом данного .блока, с которого снимается цифровой

ДМ-сигнал D(t) .

Все структуры ДИ вЂ” символов записаны в кодопреобразователе 5 таким образом, что они определяют лишь положительное направление изменения восстановленного аналогового сигнала.

Чтобы получить отрицательное направление изменения этого сигнала, следует все символы данной структуры инвертировать. Эту задачу выполняет формирователь 8 выходного сигнала.

Вычитатель 4, кроме разности кодов, определяет на своем втором выходе знак этой разности. Если знак разности положительный, то сигнал W (Г) имеет уровень "О", а при отрицатель ном знаке разности сигнал Р () имеет уровень "1". Сигнал P (t) поступает на регистр 7 знака, в котором уровень сигнала Ч (t) запоминается и затем подается на второй вход формирователя 8 выходного сигнала одновременно с вторым тактовым сигналом каждого цикла преобразователя. Это связано с задержкой ДМ-сигнала в дополнительном разряде регистра 7. Таким .образом формируется цифровой сиг- нал V<(t) линейной ДИ на выходе 13. I

Таким образом, если в прототипе ошибка аппроксимации линейно изменяющегося сигнала в середине одного цикла HKM возрастает до величины („„;U ), 6, где U ««- максималь-.-: ная скорость нарастания аппроксимирующего напряжения в дельта-демодуляторе, U — скорость нарастания передаваемого сигнала, то в рассмотренном примере преобразователя эта ошибошибка не превышает 2о . С увеличением числа поддиапазонов, на которые разбит диапазон изменения выходных

3 ) c64

Так как аппаратура ИКМ имеет стандартную характеристику компрессии, то сигналы с выходов регистра подаютсч на входы цифрового экспандера

2, с выходов которого снимаются коды

1 выборок линейной HKM (сигналы И, (t), ..., ы (t)).

Далее устройством осуществляется преобразование сигналов линейной

ИКМ в сигналы линейной ДМ. Это проис- 0 ходит следующим образом. Коды выборок линейной ИКИ (Ы, (},...,И„()) подаются как на первые входы вычитателя 4, так и на входы регистра 3 памяти. Регистр 3 памяти служит для 15 запоминания кода (i-1)-й, т.е. предыдущей выборки линейной ИКИ. Таким образом, на первые входы вычитателя

4 подается код i-й выборки, а на вторые входы вычитателя 4 — код (i-1) -й 20 выборки, который снимается с выходов регистра 3 памяти в виде сигналов

М,(t), ° ° ° 4 (t). После поступления сигнала управления Q(t) из синхронизатора 9 на вычитатель 4 в нем произ- - водится вычитание кода М,(t), У (t) из кода N, (t),...,N„, (t) . При этом учитываются знаки обеих выборок

HKM. Так, при разных знаках этих . выборок,для правильного определения 30 величины их разности вычитатель 4 осуществляет арифметическое суммирование кодов обеих выборок, а при одинаковых — вычитание. Опредяя разность, вычитатель 4 также определяет з и знак этой разности. Разность кодов определяет величину наклона линейно изменяющегося напряжения на выходе линейного ДМ-декодера за время цикла

ИКМ, а знак разности на том же ин- 40 тервале времени определяет лишь направление изменения этого напряжения.

Формирование ДМ-сигнала производится по циклам, равным циклу ИКИ. Раз- 45 ность Йодов i-й и (i-1)-й выборок в каждом цикле преобразования определяет одну из заранее записанных в кодопреобразователе 5 структур распределения символов ДМ-сигнала в S0 параллельном коде. Каждая такая структура содержит одинаковое количество ДИ-символов. Это количество определяется отношением тактовых частот ДМ- и HKM-сигналов. Сигналы 55

Ч, (t),...,V, (t) с первым выходов вычитателя 4 поступают на входы кодопреобразователя 5 и определяют в! 264

S сигналов вычитателя 4, эта ошибка уменьшается.

Ф о р м у л а и з обретения

Преобразователь импульсно-кодомо- 5 дулировайных сигналов в дельта-модулированные сигналы, содержащий входной и выходной регистры, цифровой экспандер, вычитатель и регистр памяти, выходы которого подключены к соответствующим вычитающим входам вычитателя, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум в выходном сигнале, в него введены кодопреобразователь, регистр знака, формирователь выходного сигнала и синхронизатор, первый вход которого является входом синхронизации устройства, второй вход синхронизатора объединен с тактовым входом входного регистра и является тактовым входом устройства, информационный вход входного регистра являстся информационным входом устройства, выходы входного регистра подключены к соответствующим информационным входам цифрового экспандера, управляющий вход входного регистра

347 соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого подключен к управляющему входу цифрового экспандера, выходы ко-.орого соедине« ны с соответствующими суммирующими входами вычитателя и информационными входами регистра памяти, управляющий вход которогО подключен к третьему выходу синхронизатора, четвертый выход которого соединен с управляющим входом вычитателя, первые и второй выходы которого подключены соот" ветственно к входам кодопреобразователя и информационному входу регистра знака, выходы кодопреобразователя соединены с соответствующими информационными входами выходного регистра, выход которого подключен к первому входу формирователя выходного сигнала, управляющий и тактовый входы соединены соответственно с пятым и шестым выходами синхронизатора, седьмой выход которого подключен к управляющему входу регистра знака,,выход которого соединен со вторым входом формирователя выходного сигнала, выход которого является выходом устройства.

1264347

Fc(tl

g(t) д ч,р) vg(t) Ю) о н(т) е

e(r) ж н()

РЯ

В(() к

Я(Н д(()

5(t) и ()4 () стиг. 3

Составитель О.Ревинский

Техред И.Попович Корректор Г.Решетник

Редактор А.Огар

Заказ 5575/58 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4