Устройство для транскодирования сигналов с адаптивной дельта-модуляцией и импульсно-кодовой модуляцией

 

Изобретение относится к вычислительной технике и связи. Его использование позволяет повысить точность передачи аналоговых сигналов по составным цифровым каналам связи за счет исключения накопления шумов квантования при многократных преобразованиях. Устройство содержит дельта-декодер 1, кодер 2 импульсно-кодбвой модуляции (ИКМ), декодер 3 ИКМ, блок 4 задержки, блок 6 сравнения, сумматор 9, вычитатель 10 и блок 11 коммутации . Благодаря введению блока 5 определения граничных значений входного сигнала, блока 7 управления шагом квантования и счетчика 8 изменений режима коррекции в устройстве осуществляется последовательное приближение значений амплитуды отсчета, формируемого кодером 2 ИКМ, к области возможных величин амплитуды входного сигнала. 3 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 М 7/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853355/24 (22) 23.07,90 (46) 30.03.93, бюл. № 12 (72) С,В.Максименко (56) Техника средств связи. Сер, "Локальные оптические системы связи", 1989, вып. 2, с, 32 — 35, Авторское свидетельство СССР

¹ 1591193, кл. Н 03 М 7/34, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСКОДИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С АДАПТИВНОЙ ДЕЛЬТАМОДУЛЯЦИЕЙ И ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и связи, Его использование позволяет повысить точность передачи аналоговых сигналов по составным цифро„„!Ж„„1805547 А1 вым каналам связи за счет исключения накопления шумов квантования при многократных преобразованиях, Устройство содержит дельта-декодер 1, кодер 2 импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), декодер 3

ИКМ, блок 4 задержки, блок 6 сравнения, сумматор 9, вычитатель 10 и блок 11 коммутации. Благодаря введению блока 5 определения граничных значений входного сигнала, блока 7 управления шагом квантования и счетчика 8 изменений режима коррекции в устройстве осуществляется последовательное приближение значений амплитуды отсчета, формируемого кодером

2 ИКМ, к области возможных величин амплитуды входного сигнала. 3 ил, 1805547

Изобретение относится к вычислительной технике и связи и может использоваться при многократных последовательных преобразованиях сигналов в системах передачи а адаптивной дельта-модуляцией (АДМ) в сигналы импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и обратно.

Целью изобретения является повышение точности. передэчй аналоговых сигна-. лов по составным цифровым каналам с АДМ. "0 и ИКМ зэ счет исключения накопления шумов квантования при многократных последовательных преобразованиях, На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие сущность транскодирования; нэ фиг. 2 — блок-схема устройства для транскодирования.

Устройство для транскодирования сигналов с АДМ и ИКМ содержит адаптивный дельта-декодер 1 (без фильтра нижних час- 20 тот), кодер 2 ИКМ, декодер 3 ИКМ, блок задержки 4, блок 5 определения граничных значений входного сигнала, блок 6 сравнения, блок 7 управления шагом квантования (для кодека ИКМ), счетчик 8 изменений ре- 25 жима коррекции (И КМ-сигнала), сумматор 9, вычитатель 10 и блок 11 коммутации.

Для обеспечения синхронной работы включенных в цепь дельта-кодаков в точке сопряжения АДМ вЂ” ИКМ осуществляется З0 коррекция выходного кодового слова ИКМ путем добавления или вычитания кодовых комбинаций, эквивалентных одному или более шагам квантования, до придания ему значения, позволяющего на выходе следую- З5 щего кодера АДМ сформировать цифровую последовательность символов, аналогичную входной, в рассматриваемой точке. На фиг. 1 показаны процессы, происходящие при транскодировании устройством, когда 40 тактовая частота-дельта-кодека в четыре ра за превышает частоту дискретизации кодека NKM. Так ка К отсчет кодера И КМ формируется в рассматриваемом случае после каждого четвертого изменения аппрок- 45 симирующего напряжения, поступающего от дельта-декодера, то целесообразно входной сигнал представить ввиде последовательности отсчетов, однозначно определяющих структуру цифрового сигнала дельта-коде- 50 ка. Это позволяет ввести пойятия верхнего и нижнего граничногО значения входного сигнала, которые характеризуют интервал возможных величин а члйтуды входного отсчета и определяются соответствующими 55 уровнями аппроксимирующего напряжения дельта-кодека на цикле преобразования, равном периоду следования квантованных отсчетов при ИКМ. Правило, по которому уровень аппроксимирующего напряжения классифицируется как нижнее граничное значение входного сигнала, заключается в определении максимальной по величине ступени, после которой в следующем тактовом интервале следует возрастание аппроксимирующего напряжения. Верхняя граница определяется, соответственно, наименьшим на периоде преобразования уровнем, после которого происходит уменьшение аппроксимирующего напряжения. В случае наличия на периоде преобразования приращений одного знака определяется лишь одно граничное значение. Последняя по времени ступень на данном периоде в определении граничных значений не участвует, так как неизвестен характер изменения аппроксимирующего напряжения в следующей тактовой точке. Ееуровень запоминается и используется в следующем цикле преобразования.

Коррекция квантованного значения последней ступени аппроксимирующего напряжения производится в том случае, если это значение не принадлежит области возможных величин амплитуды входного сигнала, обозначенной соответствующими границами, Процесс коррекции заключается в последовательном приближении значения амплитуды отсчета, формируемого кодером ИКМ, к области возможных величин амплитуды входного сигнала путем добавления или вычитания шага квантования и последующего сравнения полученного значения с известными границами (фиг, 1 а, б), Таким образом, нахождение амплитудного значения входного сигнала для последующих дельта-кодеков, отсчета между верхней и нижней границей возможных величин исходного сигнала обусловливает формирование на их выходах адекватных цифровых последовательностей.

Преобразование сигналов в точке сопряжения ИКМ вЂ” АДМ осуществляется без выходного фильтра нижних частот декодера

ИКМ путем воздействия уровня пришедшего отсчета на протяжении периода их следования на вход дельта-кодера.

При включении в рассматриваемую цепь (фиг. 2) первым кодека АДМ возможна ситуаций, когда интервал возможных величин исходного сигнала меньше шага квантования кодера ИКМ и невозможно обеспечить принадлежность амплитудного значения отсчета, формируемого кодером

ИКМ, требуемому интервалу (фиг. 1, с). Это приводит к необходимости заранее обусловленного выбора одного из двух возможных значений амплитуды скорректированного отсчета, одно из которых превышает уровень верхней границы, а другое — меньше вели1805547 чины нижней границы. Следствием такого выбора является вазможность осуществления синхронной работы дельта-кодеков в рассматриваемой цепи, начиная лишь со второго, Включение первым в рассматриваемую цепь кодека ИКМ из-за преобразования множества значений входного аналогового сигнала в последовательность чисел с ограниченной разрядностью такой ситуации не создает.

Устройство работает следующим образом.

Дельта-модулированный сигнал поступает из.канала связи на дельта-декодер 1, на выходе которого образуется ступенчатое аппроксимирующее напряжение. Это напряжение действует на кодер 2 ИКМ и блок

4 задержки на и+1 тактовых интервала дельта-декодера, где n — отношение тактовой частоты дельта-декодера к частоте дискретизации кодека ИКМ. С приходом и-й ступени аппроксимирующего напряжения на выходе кодера 2 ИКМ формируется кодовое слово, которое поступает непосредственно, а также через сумматор 9 и вычитатель 10 на блок 11 коммутации. В начале цикла преобразования, который равен периоду дискретизации кодека ИКМ, кодовое слово с выхода кодера 2 VIKM без изменений коммутируется блоком 11 на вход декодера 3 ИКМ.

В.результате сравнения выходного отсчета декодера 3 ИКМ с граничными значениями входного сигнала, определенными блоком

5, на основе анализа структуры и уровней аппроксимирующего напряжения, поступающих от блока 4 задержки, на выходе блока

6 сравнения формируется управляющий . сигнал, который поступает на вход блока 7 управления шагом квантования, блок 11 коммутации и счетчик 8 изменений режима коррекции. В случае если выходной отсчет декодера 3 ИКМ принадлежит области возможных величин амплитуды входного сигнала, управляющий сигнал, воздействуя на блок 11 коммутации, подключает на выход устройства кодовое слово непосредственно с выхода кодера 2 VIKM, В противном случае блок 7 управления шагом квантования вырабатывает единицу младшего разряда кодового слова ИКМ, которая- подается на сумматор 9 и вычитатель 10, Этот же управляющий сигнал от блока 6 сравнения осуществляет коммутацию увеличенного или уменьшенного на единицу младшего разряда кодового слова с выхода кодера 2 на вход декодера 3 ИКМ, Если в результате повторна о сравнения скорректированного на один шаг квантования отсчета с граничными значениями входного сигнала условие принадлежности области возможных амплитуд не выполняется, то блок 7 управления шагом квантования формирует на выходе, участвующем в коррекции, код, эквивалентныйй двум единицам младшего разряда кодового слова И КМ, сохраняя на втором выходе код шага квантования, и далее процесс преобразования повторяется, Г1ри возникновении ситуации, когда изза превышения шага квантования интервала возможных величин исходного сигнала осуществить требуемую коррекцию не удается, счетчик 8 после К-й смены операции, корректирования выдает на блок 11 коммутации сигнал управления, обеспечивающий прохождение на выход устройства кодового слова с того входа, который последним по времени комментировался на вход декодера

3 ИКМ. Соответствующим выбором числа К можно обеспечить на выходе устройства формирование сигнала, значение которого либо больше верхней, либо меньше нижней границы интервала возможных амплитуд, на величину, не превышающую шага кван10

20 тования кодера ИКМ.

Блок 5 определения граничных значений входного сигнала может быть выполнен как определить максимума сигнала.

Блок 7 управления шагом квантования реализуется как управляемый делитель.

Формула изобретения

Устройство для транскодирования сигналов с адаптивной дельта-модуляцией и импульсно-кодовой модуляцией, содержащее дельта-декодер, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу блока задержки и входу кодера им35 ми сумматора и вычитателя, выходы которых подключены соответственно к второму и третьему информационным входам блока коммутации, декодер импульсно-кодовой модуляции; выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому управляющему входу блока коммутации, первый выход которого является выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности передачи айалоговых сигналов по составным цифровым каналам с адаптивной дельта-модуляцией и импульсно-кодовой модуляцией за счет исключения накопления шумов квантования при многократных последовательных преобразованиях, в устройство введен.ы блок определения граничных значений входного сигнала, блок

55 управления шагом квантования и счетчик изменений режима коррекции, вход которо-. пульсно-кодовой модуляции, выход которого соединен с первым информационным

40 . входом блока коммутации и первыми входа1805547

Вг

Я 1110

0 0101

8Г

0 1001

0 110

Составитель С,Максименко

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 94Т Тираж Подписное

В14ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН1 СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 го и вход блока управления шагом квантования подключены к выходу блока сравнения, выходы блока задержки соединены с входами блока определения граничных значений входного сигнала, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, первый и второй выходы блока управления шагом квантования соединены с вторыми входами соответственно сумматора и вычитателя, выход счетчика изменений режима коррекции подключен к второму управляю5 щему входу блока коммутации, второй выход которого соединен с входом декодеоа импульсно-кодовой модуляции.