Кодирующее устройство

 

О и И С А Н" Й Е-:

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советских

Соцнапнстических

Республик (! 1) 790284

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150279 (21) 2725296/18-21 с присоединением заявки É9 (23) Приоритет

Опубликовано 231280 Бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 231?80 (51)М, Кл.

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. К. Довченко и В. И. Карлащук (7 t) Заявитель (54) КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для аналого-дискретного преобразования сигналов, в цифровых системах связи, 5

Известно кодирующее устройство, содержащее аналоговое запоминающее устройство в виде последовательно соединенных входного операционного усилителя,ключа, запоминающего конденсатора10 и буферного усилителя,преобразователь напряжения в код с дополнительным компаратором, соединенным выходом с логическим устройством, а входом — co входом аналого-цифрового преобразова- 15 теля, источник опорных напряжений, резистивную цепь и дополнительный ключ, управляемый логическим устройством (1). .Недостаток известного кодирующего устройства заключается в ограниченном динамическом диапазоне и малом отношении сигнал-шум квантования.

Известно также кодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульс- 25 ный модулятор, состоящий из двух ключей и запоминающего конденсатора, первый вывод которого соединен с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с гене2 ратором управляющих ймпульсов, формирователь линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического управления соединены с генератором управляющих импульсов, источник эталон" ных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления, а выходом — с первым входом компаратора (2).q

Недостатком. этого кодирующего устройства.также является .ограниченный диапазон и малое отношение сигналшум квантования.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона и улучшение отношения сигнал-шум квантования.

Поставленная цель достигается тем, что в кодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, состоящий иэ двух ключей и запоминающего конденсатора, первый вы.вод которого соединен с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с генератором управляющих импульсов, формирователь линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компара790284 тоРа и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического упранления соединены с генератором управляющих импульсов, источник эталонных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления, а выходом с первьм входом компаратора, введены дополнительный запоминающий конденсатор, дна дополнительных ключа, зарядный резистор и усилитель, причем усилитель подключен между выходом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вывод запоминающего конденсатора и первый вывод дополнительного запоминающего конденсатора подключены к выходу первого цополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора и первый вывод зарядного резистора подключены к выходу второго дополнитель- 20 ного ключа, второй вывод зарядного резистора соединен с первым входом компаратора, входы дополнительных ключей подключены к общей шине, а их управляющие входы и управляющий вход 25 усилителя подключены к генератору управляющих импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема кодирующего устройства.

Кодирующее устройство содержит 30 амплитудно-импульсный модулятор, состоящий из двух ключей 1 и 2 и запоминающего конденсатора 3, первый вывод которого соединен с выходом первого и второго ключей, управляющие 35 входы которых соединены с генератором

4 управляющих импульсов, формирователь

5 линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора 6 и с управляющим входом блока 7 4О логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического управления соединены с Генератором управляющих импульсов, источник 8 эталонных напряжений, соединен- 45 ный входами; с соответствующими выходами блока логического управленйя,. а выходом — с первьм входом.компаратора, дополнительно запоминающий конденсатор 9, дна дополнительных ключа

10 и 11, зарядный резистор 12 и усилитель 13, причем усилитель подключен между выхЬдом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вы" вод запоминающего конденсатора и пер" выф вывод дополнительного запоминающего конденсатора подключены к выходу первого дополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора и первый вывод резистора подключены к,выходу второго допол- 49 нительного ключа, второй вывод резистора соединен с первым входом компаратора,входы дополнительных ключей объединены и подключены к общей шине, а их управляющие входы и упранля- 65

1 ющий вход усилителя подключены к ге нератору управляющих импульсов.

Усилитель 13 представляет собой . усилитель с двумя дискретно устанавливаемыми значениями коэффициента усиления, соотношение между. которыми равно динамическому диапазону кодируемых сигналов.

Кодирующее устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 1 и дополнительный ключ 11 разомкнуты, ключ 2 и дополнительный ключ 10 замкнуты. Усилитель 13 имеет минимальное усиление (например, единйчное).

Формирователь 5 линейного сигнала, источник 8 эталонных напряжений и блок 7 логического управления находятся в исходном нулевом состоянии.

В первом такте работы кодирующего устройства ключ 1 переводится в замкнутое состояние, ключ 2 — в разомкнутое, в результате чего запоминающий конденсатор 3 заряжается до на-, пряжения, равного напряжению нходного сигнала в данный момент времени .

Во втором такте работы ключ 1 раз-. мыкается и начинается преобразование запомненной на конденсаторе 3 выборки. Для этого с источника 8 эталонных напряжений под действием подаваемых на блок 7 логического управления управляющих импульсон последовательно выдаются, начиная со старmего разряда, эталонные значения компенсирующего напряжения, которые с помощью компаратора 6 сравниваются с амплитудой выборки сигнала, поступающей на компаратор через усилитель 13.

В каждом такте, в зависимости от результата сравнения в формирователе 5 линейных сигналов и блоке 7 логического управления фиксируется 1 или 0 двоичного кода. В последнем такте преобразования (количество тактов определяется числом разрядов источника 8 эталонных напряжений и блока

7 логического управления) на выходе источника 8 эталонных напряжений формируется компенсирующее напряжение, равное напряжению выборки сигнала или отличное .от нее на величину - эквивалент младшего разряда источника

8 эталонных напряжений. Кодирование этой разницы осуществляется во втором цикле работы .кодирующего устройства.

Для этого сигналами, поступающими с генератора управляющих импульсов, логический ключ 10 переводится н разомкнутое состояние,. дополнительный ключ 11 - в замкнутое состояние, а усилитель 13 — в состояние, при котором его коэффициент усиления увеличивается на Д=дБ (Д - динамический диапазон кодируемых сигналов.) При этом заряженный до выходного напряже" ния источника 8 эталонных напряжений дополнительный запоминающий конден790284 сатор 9 оказывается последовательно включенным с запоминающим конденсатором 3. поскольку полярность напряжений на этих конденсаторах противоположная,то на выходе усилителя 13 формируется усиленная на Д децибелл разность напряжений выборки сигнала . и компенсирующего напряжения, полученного на выходе источника 8 опорных напряжений в последнем такте первого цикла преобразования. Кодирование во втором цикле производится таким же образом,как и в первом. Как и в первом цикле, код разности фиксируется в блоке 7 логического управления, который перед началом каждого цикла приводится в исходное нулевое состояние, и в формирователе 5 линейного сигнала, однако уже в качестве младших разрядов полученного в первом цикле кода.

Таким образом, введение новых узлов и элементов в известное кодирующее устройство позволяет увеличить его разрядность в 2 раза. Так, например, если имеется шестиразрядное кодирукщее устройство с шагом квантования 32 мВ, то его,динамический диапазон составит 64 при максимальном входном сигнале 2048 мВ. Следовательно, соотношение между минимальным и максимальным коэффициентами усилителя 13 должно быть равным 64 и,разница между компенсирующим напряжением выборки а 32 мВ будет поступать на кодирование усиленной в

64 раза. Учитывая, что код этой разницы фиксируется н формирователе в качестве младших разрядов полученного в предыдущем цикле кода, шаг квантования в кодирующем устройстве будет в 64 раза меньше и состанит 0,5 мВ.

Кодирующее устройство позволит решить ряд задач цифровых методов связи, в частности задач объединения каналов (например,. объединение двух телефонных каналов с целью получения канала вещания) .

Формула изобретения

Кодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, состоящий из двух ключей и запоминающего конденсатора, первый вывод которого соединен с выходами первого и второ го ключей, управляющие входы которых ,соединены с генератором управляющих импульсов, формирователь линейного . сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического управления соединены с генератором управляющих импульсов, источник эталонных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления, а выходом — с первьм входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона и улучшения отношения сигнал-шум квантования-, в него введены дополнительный запоминающий кон20,денсатор, два дополнительных ключа, зарядный резистор и усилитель, причем усилитель подключен между выходом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вынод запоминающего

g5 конденсатора и первый вывод дополнительного запоминающего конденсатора подключены к выходу первого дополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора ро и первый вывод зарядного резистора подключены к выходу второго дополнительного ключа, второй вывод зарядного резистора соединен с первым входом компаратора, входы дополнительных ключей подключены к общей шине, а их управляющие входы и управляющий вход усилителя подключены к генератору управляющих импульсов.

Источники информации, 4О принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

9 498732, кл. Н 03 К 13/02, 17.06.76.

2. Гуревич В.Э., Лопушнян Ю.Г. и Рабинович Г.В. Импульсно-кодовая модуляция в многоканальной телефонной снязи. М., Связь, 1973, c. 112: рис. 5.18 (прототип), 790284

Составитель Д, Ходырев

Техред С,Мигунова Корректор В. Синицкая

Редактор О. Малец

Филиал ППП . Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ- 9073/65 ° тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

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