Цифро-аналоговый преобразователь сигнала дифференциальной импульснокодовой модуляции

 

"«Gac 3юз чА2. но

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

pi>771870

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.12.77 (21)2552969/18-09 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 151080. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 151080 (53)М. Кл.

Н 03 К 13/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) «УРК 621. 394. 6 76 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Коваленко, Q. Â. Êóëèêîâñêèé и Е. В. Торбаков

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. A. Бонч-Бруевича (71) Заявитель (5 4 ) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИИ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в àïïàратуре передачи аналоговых сигналов методом дифференциальной импульснокодовой модуляции (ДИКМ). 5

Известен цифроаналоговый преобразователь сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, содержащий преобразователь кода, выход которого подключен к входу цифрово- 10 го сумматора, и цифроаналоговый преобразователь (11.

Однако известный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) имеет значительные искажения, появляющиеся при 15 передаче резких изменений преобразуемого сигнала, т.е. фронтов.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Для этого в цифроаналоговый пре- 2() образователь сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции,содержащий преобразователь кода, выход которого подключен к входу цифрового сумматора, и цифроаналоговый преобра-25 зователь, введены два многоотводных элемента задержки и последовательно соединенные дешифратор и блок управления, вьы ды которого подключены к отводам первого элемента задержки, 3Г

2 вход которого соединен с выходом цифрового сумматора, вход которого соединен с входом BTaporo элемента задержки, выход которого подключен к входу дешифратора, при этом второй вход блока управления соединен с соответствующим отводом первого элемента задержки, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предложенного. устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифроаналоговый преобразователь сигнала дифференциальной импульснокодовой модуляции (ДИКМ) содержит преобразователь кода 1, цифровой сумматор 2, цифроаналоговый преобразователь 3, элементы задержки 4,5, блок управления 6, дешифратор 7.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении кода ДИКМ на вход преобразователя кода 1 на его выходе формируется, в соответствии с выбранной формой характеристики квантования, последовательные или параллельные кодовые группы натурального кода.

На фиг.2.1 показан выходной цифровой

771870 сигнал преобразователя кода 1, представляющий собой последовательность кодовых групп, а;b;c;d,...i,j....

Указанные кодовые группы поступают на вход цифрового сумматора 2 и последовательно записываются в ячейку

"1" элемента задержки 5 . В цифровом сумматоре 2 осуществляется формирование кодовых групп импульсно-кодовой модуляции(ИКМ) а ; b ; с;i... (фиг.2.2), несущих информацию о значении копии сигнала s точках дискретизации. Каждая из кодовых групп а ; Ь ;....!!.. представляет собой результат цифрового суммирования соответствующей ей кодовой группы из последовательности а,b,с,d...i,... . с предшествующими кодовыми группами, например группа а есть результат суммирования кодовой группы а, появившейся на выходе преобразователя кода 1, с предыдущими кодовыми группами (на фиг.2.1 не показаны). Кодовая группа Ь представляет собой результат суммирования кодовой группы Ь с группой а и предшествующими кодовыми группами.

Выходной цифровой поток цифрового сумматора 2 поступает на элемент задержки 4 и записывается в ячейку "1".

Продвижение кодовых групп в элементах задержки 4,5 осуществляется по мере поступления последующих кодовых комбинаций.

Сигналы, формируемые в каждой из ячеек элемента. задержки 4, показаны на диаграммах фиг.2..2-5. Диаграмма фиг.2.2 соответствует цифровому сиг- налу, формируемому в ячейке "1" элемента задержки 4. Набор кодовой комбинации в указанной ячейке происходит одновременно с формированием выходного сигнала цифрового сумматора

2. Временные диаграммы сигналов в ячейках "2","3,"4" элемента задержки 4 представлены на диаграммах фиг.2.3,4,5 соответственно.

Для рассматриваемого случая время задержки элементов задержки 4,5 составляет 4 периода дискретизации.

Т.е. оно равно времени передачи четырех кодовых групп в последовательностях а,b,c,d,...i,... или а ; Ь

c1;...!,... . К моменту времени (фиг.2) в ячейке "4" элемента задержки 4 записывается кодовая комбинация а (фиг.2.5), в ячейке "3" этого же элемента задержки кодовая комбинация

Ь (фиг.2.4), в ячейках "2" и "1"— комбинации с,d соответственно, 1 Г (фиг.2.3,2). К этому же моменту времени с в элементе задержки 5 кодо1 вые комбинации распределяются следующим образом: ячейка "4" — комбинация а (фиг.2.6), ячейки "3","2","1"комбинации b,c,d соответственно.

Если кодовая комбинация соответствует перепаду фронту в исходном аналоговом сигнале, т.е. несет инфор60

65 двух элементов задержки, блока управления и дешифратора выгодно отличает предлагаемый цифроаналоговый преобразователь сигнала дифференциальной импульсно-кодовой модуляции от указанного прототипа, так как снижамацию о крупном шаге квантования, то на выходе дешифратора 7 формируется сигнал управления (фиг.2.7), поступающий на вход блока управления б.

Последний осуществляет замену кодо- вых групп а, Ь, с, записанных в ячейке "1" этого же элемента задержки. Таким образом, коррекция цифро-вого сигнала осуществляется стиранием в ячейках "4","3","2" элемента задержки 4 кодовых групп a,Ü, с и введением в указанные ячейки кодовых групп d, аналогичных кодовой группе, записанной в ячейке "1" элемента задержки 4. Поступление последующих кодовых комбинаций е,f на вход эле 5 мента задержки 4 приводит к продвижению в ее ячейках комбинаций и формированию ее на выходе элемента задержки 4 цифрового потока с исправленными кодовыми группами (фиг.2.8).

20 При отсутствии в цифровом потоке а; Ь; c d кодовых групп, соответствующих крупным уровням квантования, замены не происходит, и цифровой сигнал на выходе элемента задержки 4 (фиг.2.9) представляет собой входной сигнал (фиг.2.3), задержанный на время„4То. Процесс формирования кодовых групп . и их продвижение может осуществляться и в параллельном коде. Принцип работы предлагаемого устройства в этом случае аналогичен описанному выше.

Элементы задержки 4,5 осуществляют задержку цифровых сигналов на одно и то же время. В случае одинаковой разрядности кодовых групп а, b,с... и а,Ь „с... элементы задержки

4,5 могут быть идентичны. Если же в процессе формирования последова40 тельности а,b,с,... происходит изменение разрядности кодовых групп, то элементы задержки 4,5 не будут идентичными с точки зрения принципиальной схемы, но и в этом случае они должны иметь одинаковое время задержки.

Процесс сдвига кодовых групп в элементах задержки 4,5 осуществляется либо тактовой частотой, при последовательном поступлении разрядов кодовых групп, либо, при продвижении параллельного кода, частотой дискретизации F В обоих случаях, продвигающие (сдвигающие) сигналы поступают с преобразователя кода 1 кодовых групп ДИКИ в кодовые группы натурального кода. Этими же сигналами синхронизируется работа цифрового сумматора кодовых групп.

Использование новых элементов—

7"1870 атраты (руб) а аренду тлф анала при пе даче 1 ориинала

Ожидаемый экономический эффект (за 1 год) в рублях

Тарифные но рмы существующей сети связи на тлф каналы, руб/

/мин

Канал связи б уров-8-ми ев. уровИКМ нев.

ДИКМ

Ленинград

Москва 0,20

5,00 3,75 4550

ЛенинградНовосибирск 0,35

8,75 6,56 7972

Ленинград—

Владивосток

0,50 12,50 9,38 11357

Формула изобретения ется погрешность квантования Фронтов передаваемого сигнала без увеличения разрядности кода ДИКИ. При использовании предлагаемого устройства возможно снижение разрядности кода ДИКМ и, следовательно, уменьшение требуемой пропускной способности канала связи. Это позволяет упростить либо аппаратуру уплотнения, либо непосредственно линию связи. Использование предлагаемого устройства позволяет, кроме того, осуществлять передачу полутоновых изображений методом ДИКИ с восьми уровневой шкалой квантования. При этом обеспечивается качество принятой репродукции не хуже, чем в случае использования 16-ти уровневой ДИКИ.

Уменьшение на 25% объема передаваемой двоичной информации позволяет увеличить скорость передачи и, следовательно, уменьшить время занятия 20

Цифроаналоговый преобразователь . сигнала дифференциальной импульснокодовой модуляции, содержащий преобразователь кода, выход которого подключен к входу цифрового сумматора, и цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены два многоотводных элемента задержки и последовательно соединенные дешифратор и блок управления, выходы которого подключены к отводам первого элемента задержки, вход которого соединен с выходом циф- канала связи. Так, например, время передачи - черно-белого полутонового оригинала форматом (220л300) ми, с разрешающей способностью 5 †;„ —,при использовании 1б-ти,уровневой ДИКИ и при тактовой частоте цифрового канала связи 4,8 К ц составляет 25 мин.

Использование предлагаемого устройства позволяет при тех же параметрах осуществлять передачу оригинала за

18,75 минут. В качестве примера в таблице рассчитан ожидаемый экономический эффект эа счет снижения затрат на аренду канала цифровой системы связи для некоторых характерных фототелеграфных линий. (Расчет проведен при условии ежедневной передачи 10 изображений указанного формата).

Практически сеть фототелеграфной связи охватывает все крупные административные и промышленные центры Советского Союза. рового сумматора, вход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к входу дешифратора, при этом второй вход .блока управления соединен с соответствующим отводом первого элемента задержки, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 3 .1 .Hu11et,4l.Л .Lavery, "А.Coding System for the digita1 transmission of TV Phone Signals", ATR, vol,5,9 2, November, 1971 (прототип),.

771870

° бЭ

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° 1 °

° ° ° °

° ° Э °

° ° Ô

bI 1 1 e1 У

à — —, г- - — г — -,— —

j l //

° ° ° ° ф ° Ф ° e ° °

° ° °

° ° 1

° ° °

° ° Ô

° ° å

° ° °

) / г —

° ° å ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° °

° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° °

g I p с г /) / Г l \Г б

° ° ° ° ° ° ° ° Э ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° 4 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° °

° ° ° ° 1 °

° ° ° ° 4 ° ° ° ° ° % ° ° ° °

C ° ° ° ° ° б Ф ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° Ф ° °

Заказ 6718/71 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

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

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

Составитель A.Ìåíüøèêîâà

Редактор Н.Коган Техред А. Ач Корректор О. Ковинская