Дельта-модулятор

 

Изобретение относится к автоматике . Его использование в системах передачи информации позволяет расширить динамический диапазон передаваемых сигналов без нарушения структуры, паузной комбинации выходного сигнала. Дельта-модулятор содержит усилитель 1 разности, сумматор 2, компаратор 3, формирователь 4 импульсной последовательности , амплитудно-импульсный модулятор 8, слоговый фильтр 9 и се-. Лектор 10 пачек символов. Благодаря введению полосового фильтра 7, биполярного преобразователя 6 импульсов и резистивного делителя 5 величина ступеньки квантования уменьшается, что и обеспечивает расширение динамического диапазона. 2 ил. Ш (Л С ю 00 00 ( ел фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

y1) 4 Н 03 M 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3966283/24-24 (22) 23.08.85 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (72) M.Ä.Венедиктов, Б.Ш.Златкин, А.В.Мытаркин и Ю.Е.Палагин (53) 621.376.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1121777, кл. Н 03 M 3/02, 19.07.83.

Дельта-модуляция. Теория и применение. — М.: Связь, 1976, с. 188190, рис. 7.10. (54) ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к автоматике. Его использование в системах передачи информации позволяет расширить динамический диапазон передаваемых сигналов без нарушения структуры, паузной комбинации выходного сигнала.

Дельта-модулятор содержит усилитель

1 разности, сумматор 2, компаратор

3, формирователь 4 импульсной последовательности, амплитудно-импульсный модулятор 8, слоговый фильтр 9 и се-, лектор 10 пачек символов. Благодаря введению полосового фильтра 7, биполярного преобразователя 6 импульсов и резистивного делителя 5 величина ступеньки квантования уменьшается, что и обеспечивает расширение динамического диапазона. 2 ил.

)288915 2

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи информации.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона передаваемых сигналов без нарушения структуры паузной комбинации выходного сигнала дельта-модулятора.

На фиг.l представлена функциональная схема дельта-модулятора; на фиг.2 — временные диаграммы его работы в режиме молчащего канала.

Дельта-модулятор содержит усилитель 1 разности, сумматор 2, компаратор 3, формирователь 4 импульсной последовательности, резистивный делитель 5, биполярный преобразователь 6 импульсов, паласовой фильтр

7, амплитудно-импульсный модулятор

8, слоговый фильтр 9, селектор 10 пачек символов, а также информационный вход 11, тактовый вход 12 и выход 13.

Формирователь 4 импульсной последовательности обеспечивает формирование выходного дельта-модулированного сигнала и может быть выполнен на тактируемом триггере. Биполярный пРеобразователь 6 импульсов обеспе— чивает преобразование дельта-модулированного сигнала (1, О) в биполярный сигнал (+ 1, — 1). Амплитудно— импульсный модулятор 8 выполняет перемножение дельта-модулированного сигнала на величину напряжения, выделяемого слоговым фильтром 9.

Селектор 10 пачек символов обеспечивает выделение из дельта-модулированного сигнала пачек единиц или нулей, число которых не меньше наперед заданного. Он может быть в простей— шем случае выполнен на регистре сдвига, прямые и инверсные выходы разрядов которого подключены соответственно к первым и вторым входам элемента эквивалентности.

Введение полосового фильтра исключает отрицательную обратную связь (ООС) по постоянному току в кольце инерционного компандирования, а элементы 5 и 6 образуют дополнительную безинерционную петлю ООС.

Дельта-модулятор работает следующим образом.

Аналоговый сигнал с входа 11 поступает на усилитель 1 разности, на другой вход которого подается аппроксимирующий сигнал полосового

t5

50 фильтра 7. Разностный сигнал через сумматор 2 поступает на компаратор 3, определяющий знак этого сигнала. Полученный сигнал дискретизируется в формирователе 4 тактовыми импульсами со входа 12 и поступает на выход 13 дельта-модулятора, а также на первый вход амплитудно-импульсного модулятора 8 и на вход селектора 10 пачек символов. При появлении в выходном сигнале дельта-модулятора нескольких подряд единиц или нулей, число которых не меньше того, на которое настроен селектор 10, на выходе последнего появляется сигнал, пропадающий в момент окончания этой серии одинаковых символов. Сигнал с селектора 10 сглаживается слоговым фильтром 9 и подается на второй вход амплитудноимпульсного модулятора 8, где происходит перемножение выходного дельтамодулированного сигнала на огибающую входного аналогового сигнала, выделяемую селектором 10 и фильтром 9.

После прохождения сформированного таким образом в модуляторе 8 сигнала через паласовой фильтр 7 получается аппроксимирующий сигнал. В этом режиме элементы 5 и 6 практически не влияют на работу дельта †модулято.

Диаграммы (фиг.2) относятся к случаю отсутствия аналогового сигнала на входе ll, т.е. к режиму "молчащего канала, где а — сигнал на выходе сумматора 2; б — сигнал на выходе компаратора 3; в — сигнал на тактовом входе 12; г — сигнал на выходе биполярного преобразователя 6 импульсов; f „„ — величина минимальной ступеньки квантования, Uö — амп- . литуда шумового напряжения на входе компаратора; А „ „ — чувствительма кс ность компаратора при U „> U „;

А„„ — чувствительность компаратора мин при U „. U ; U м — напряжение смесм щения компаратора; tk — время задержки компаратора; t — время задержки формирователя ймпульсной последовательности; t<Ä вЂ” время задержки биполярного преобразователя импульсов.

В отсутствие аналогового сигнала на входе ll цепь отрицательной обратной связи, образованная селектором 10 пачек символов, слоговым фильтром 9, модуляторам 8 и паласовым фильтром 7, не работает как по постоянному, так и по переменному

)2889)5 току. По постоянному току цепь ООС не работает в силу наличия в ней полосового фильтра 7 (таким образом все паразитные дрейфы и смещения, возникающие до полосового фильтра 7 5 в отсутствие сигнала, не влияют на работу дельта-модулятора). По пере— менному току (по сигналу) цепь ООС не работает, так как на входе модулятора 8 в этом случае сигнал равен нулю из-за наличия на входе селектора 10 идеальной паузной комбинации...)0)0... . Таким образом, в отсутствие аналогового сигнала на входе Il в работе участвует только дополнительная безынерционная петля

ООС, образованная биполярным преобразователем 6, резистивным делителем

5 и сумматором 2.

Импульсный сигнал с выхода формирователя 4 поступает как на выход 13 дельта-модулятора, так и на вход биполярного преобразователя 6 импуль— сов. С выхода этого преобразователя импульсный сигнал поступает на вход

25 резистивного делителя 5, на выходе которого формируется биполярное напряжение, необходимое для устойчивой работы дельта-модулятора в отсутст— вие входного сигнала. Величина этого напряжения не меняется и на выходе сумматора 2, т.е. на входе компаратора 3, так как на другом входе сумматора 2 при отсутствии входного сигнала напряжение равно нулю. 35

Как следует из фиг.2, необходимая величина напряжение на выходе резистивного делителя 5, обеспечивающего минимальную ступень квантования f для работы дельта-модулятора без сбо- 4О ев, определяется из следующих условий: для положительной полуволны напряжения на входе компаратора

45 мин см + Амакс + ().)Ш) для отрицательной полуволны напряжения на входе компаратора 50 мин

2 см мнч ы У тогда как в известном устройстве эта величина

2(Uñì + U — Амин ) к + а + toc

1 — 2 где t — время задержки в инерционос ной петле ООС;

Т вЂ” период повторения тактовых импульсов.

Таким образом, обеспечивается расширение динамического диапазона передаваемых сигналов за счет уменьшения величины минимальной ступени квантования.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я разности.

Дельта †модулят, содержащий усилитель разности, сумматор,.компаратор, вьтчитающий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход компаратора подключен к информа-. ционному входу формирователя импульсной последовательности, тактовый вход которого является тактовым входом дельта-модулятора, выход формирователя импульсной последовательности является выходом дельта-модулятора и подключен к первому входу амплитудно-импульсного модулятора и входу селектора пачек символов, выход которого соединен с входом слогового фильтра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения динамического диапазона передаваемых сигналов без нарушения структуры паузной комбинации выходного сигнала дельта-модулятора, в него введены биполярный преобразователь импульсов, резистивный делитель и полосовой фильтр, первый вход усилителя разности является информационным входом дельта-модулятора, выход соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к входу компаратора, выход формирователя импульсной последовательности соединен с входом биполярного преобразователя импульсов, выход которого через резистивный делитель подключен к второму входу сумматора, выход слогового фильтра соединен с вторым входом амплитудно-импульсного модулятора, выход которого через полосовой фильтр подключен к второму входу усилителя

1288915

Составитель О.Ревинский

Т ехр ед Л. Сердюков а Корректор Г. Решетник

Редактор А.Петров

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7823/58

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4