Низкоскоростной дельта-модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 143974 а 1 4 Н 03 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии инсти нок,1 О ало и. ам с198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) Труды НИИР, 1974, Урис.4.Величкин А.И. Передачасообщений по цифровым канаМ.: Радио и связь, 1983,(54) НИЗКОСКОРОСТНОЙ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи.Его использование в системах передачиречевых сигналов позволяет повыситьточность преобразования за счет расширения динамического диапазона преобразуемого сигнала. Дельта-модуляторсодержит компаратор 1, триггер 2,полосовые экспандеры 3 и сумматор 4,Благодаря введению перемножителей5,4, усилителя-ограничителя 7 и интегратора 8 обеспечивается слежение заразностью входного и аппроксимирующего сигналов, чтобы корреляция передаваемого и предсказанного сигналовбыла минимальной. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи иможет быть использовано в системахпередачи, например речевых сигналов.5Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет расширения динамического диапазона преобразуемого сигнала,На фиг.1 изображена блок-схеманизкоскоростного дельта-модулятора;на фиг.2 - временные диаграммы сигналов.Низкоскоростной дельта-модуляторсодержит компаратор 1, триггер 2,полосовые экспандеры 3, сумматор 4,первый 5 и второй б перемножители,усилитель-ограничитель 7 и интегратор 8. Обозначены также информационный 9 и тактовый 1 О входы и выход 2011 (фиг.1).Полосовые экспандеры выполнены наполосовом Фильтре, выход которого непосредственно и через последовательносоединенные выпрямитель и слоговый 25фильтр подключен к первому и второмувходам перемножителя, На выходе полосового Фильтра в экспандере 3(1 =. 1,К), имеюцего нулевой Фазовыйсдвиг на резонансной частоте, выделяется узкополосный процесс ч). Выпрямитель выделяет огибаюцую 7 этого процесса, а перемножитель Формиру"ет экспандированный сигнал Б 1(пТ)7= ч Ч, . Число К экспандеров 3 должнобыть достаточным для того, чтобы ихполосовые фильтры перекрывали требуемый.частотный диапазон преобразуемого сигнала.На диаграммах обозначены а - вход 40ной аналоговый сигнал Б(пТ) и сигналБ (пТ) аппроксимации (пунктир), бимпульсы тактовой частоты Йт с периодом ,Т, в - выходной сигнал р(пТ),г сигнал на выходе второго перемножителя б, д - сигнал на выходе интегратора 8,Низкоскоростной дельта-модуляторработает следующим образом,Входной аналоговый сигнал М(пТ) свхода 9 поступает на первый вход компаратора 1, где сравнивается по уровню с аппроксимирующим напряжениемБд(пТ), Формируемым в цепи обратнойМсвязи. В моменты, когда Б(пТ) )БА(пТ), на выходе компаратора 1 Формируется уровень логической "1", приБ(пТ) ( Б(пТ) на выходе компаратора1 Формируется логический "0". Двух уровневый сигнал с выходакомпаратора1 с приходом импульсов тактовой по.следовательности с входа 10 записывается в триггер 2 и появляется наего выходе в виде дискретизированного во времени цифрового потока р(пТ)Данный цифровой поток поступает навходы полосовых экспандеров 3, навыходах которых образуются составляю"щие аппроксимируюшего сигнала. Этисоставляющие суммируются при помощисумматора 4 и через один из входовпервого перемножителя 5 поступают навторой вход компаратора 1 для сравнения с входным сигналом,В режиме наилучшего по критериюотношения сигнал/шум предсказаниявзаимная корреляционная Функция передаваемого сигнала и предсказанногосигнала должна быть равна 0. Исходяиз этого второй перемножитеЛь 6 осуществляет произведение передаваемогосигнала р(пТ) и сигнала предсказанияБд(пТ). На выходе интегратора 8 появляется усредненная на слоговом интервале величина этого произведенияКс , пропорциональная взаимнойа)Ркорреляции передаваемого и предсказанного сигналов, и используетсяв качестве коэффициента усиленияуправляемого усилителя, реализованного на первом перемножителе 5, Длятого, чтобы коэффициент передачиусилителя был всегда положителен,т.е. чтобы обратная связь была отрицательной, между перемножителем 5и интегратором 8 введен усилительограничитель 7, не допускающий прохождения отрицательных значений Кяд,на вход перемножителя 5. Очевидночто сигнал с выхода сумматора 4будет изменяться в незначительныхпределах при значительном изменениисигнала Яд(пТ), определяемом взаимной корреляцией К 5аРНачальный участок временной диаграммы (Фиг.2) показывает случай,когда амплитуда входного сигналаЯ(пТ) больше амплитуды предсказанногоБ(пТ). В этом случае среднее значение взаимной корреляции положительнои выходной сигнал интегратора 8увеличивает коэффициент передачи первого перемножителя 5. Если же ситуация соответствует конечному участкувременной диаграммы, то коэффициенткорреляции отрицателен, что уменьшает коэффициент передачи управляемо39742 Составитель О.Ревинский Техред М.Моргентал Корректор В.Гирня едактор М.Бланар акаэ 6089 5 6 Тираж 929 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., додписно оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Э 14 го усилителя, реализованного на первом перемножителе 5 до тех пор, пока среднее значение коэффициента корреляции не станет равным нулю, что соответствует равенству амплитуд входного Я(пТ) и аппроксимирующего Яд(пТ) напряжений, При этом сигнал на выходе сумматора 4 мало изменяется по амплитуде, что дает воэможность использовать ограничительную часть прототипа в узком динамическом диапазоне для достижения максимального отношения сигнал/шум.Таким образом, в предлагаемом дельта модуляторе осуществлено значительное расширение динамическогодиапазона преобразуемого сигнала при максимально возможной для него полосе частот. Формула изобретения Низкоскоростной дельта-модулятор,содержащий компаратор, первый вход которого является информационным входом дельта-модулятора, выход соединен с информационным входом триггера, 5тактовый вход которого является тактовым входом дельта-модулятора, выход триггера подключен к входам полосовых экспандеров и является выходом дельта-модулятора, выходы полосовых 10 экспандеров соединены с входамисумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования эа счет расширения ди намического диапазона преобразуемого 15 сигнала, в дельта-модулятор введеныпервый перемножитель и последовательно соединенные второй перемножитель, интегратор и усилитель-ограничитель, выход которого и выход сумматора под 20 ключены к соответствующим входампервого перемножителя, выход которого соединен с вторым входом компаратора и первым входом второго перемножите ля, второй вход которого подключен 25 к выходу триггера.