Дельта-сигма кодер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 16 2 РЕСПУБЛИК 03 М 3/О Г 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИПРИ ГКНТ СССР чОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ческий инстит нок и А.А,ПунА.К. Стоха- непрерыв 983, с. 78, ССР03 П 302,ельсонработкаатне, 1 ство С кл. Н видетельсгво С 710762, кл, Н 3/(56) Билинский И,ЯМистическая цифровая обных сигналов, Рига: ЗинАвторское свидегелпо заявке М 4374835,02,02.88,Авторское спо заявке 1 Ф 4(57) Изобретение относится к электросвязи и предназначено для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму. Целью изобретения является повышение точности кодера и упрощение его структуры. Дельта-сигма кодер содержит сумматор 1, вычитатель 2, коммутатор 3, Т-триггер 4, компаратор 5, счетчик б импульсов, цифроаналоговый преобразователь 7, сумматор 8, генератор 9 равномерно распределенного шума, источники 10 и 11 опорного напряже. ния соответственно Ч и 2 Ч. Цель изобретения достигается путем введения е устройство электронного коммутатора, Т-триггера, дополнительного сумматора и генератора равномерно распределенноо шума,2 ил,1 зобреге 4 ие относится к авчоматической и мнооканальной электросвязи, выЧИСЛИтЕЛЬНОй ТЕХНИКЕ И ПРЕДНаЗНаЧЕНО ДРЯпреобр:зования аналогового сигнала в цифровой вид и может найти применение в говременных цифровых системах связи электронных и квазиэлектронных ЛТС,а также может быть использовано в другихсистемах автоматики,Целью изобретения является повышение точност; кодера и упрощение его структуры,На фиг, 1 изображена структурная схема кодера; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу дельта-сигмакодера,Дель 4 з-сигма кодер содержит сумматор1, вь,игыг ль 2, коммутатор 3, Т-трлггер 4,компара;ор 5. . 4 стчик 6 илпульсов, цифроаналоговьй реобраэовагель 7, сумматор 8,генератор о рзвнслиерно распределенногошумы, источники 10 и 11 огорного напряжения соовегствео / и 2,1-1 а Фиг, 2 приняты следующие обозначения.Х) - входной а 4 алоговьЙ сиГнал;Ц) - выходная цифровая пооледовательность,Ч - опорный уровень ис гочника 10 опорного нагря.4 ия:а - си 4 ал нз вь ходе сумматора 8,Ь - синал на выходе коммутатора 3,с синал на выходе компаратора 5;ят) - сигнал ыа выходе генератора сравно ерно распред:"ленного шума;,.1;. - с т р ои р у и щ а я ", о с л е д О в я г е л,-.гПЯ т Ь ИМПУЛЬСОВ,В камееве сук магораи сумглзгора Р,з тзк; . вьчитателл . мо уг быть испольловачьзнало двые вычитатели и смм,-т.р.Обой изгест; ой гочспукции.В ка 4 естве алек гронного ком,;утатора 3в кодер: дельта сиг;лз может бь 4 ь 4 спользован аналоговыи мультиплексор,Генератор 9 равномерно паспеделенного шума может бьт, построен с принением генератора случайных в: личин исоответствующе-о ЦАП.устрсйство рабоает следуп ия образом,Входои заг оговый сигнал О , паетНа СУММ 4 ГОр 1 И ВЫчптатЕяЧЬ 2 КОт ОЧ,ФСрмируют соотьетственно сумму / Х(тД иразности м - Х(Ц, Г 1 редчоложлм. чэ Б лпмент рассмотрения нз выходе устройства исоо 1.-;тс 1 ыенно на управля,ощем в оде коммугатора 3 установилась логи еская "1"(фиг, 1), При згом на выход коммутаоры 3бу.ет подключен синал, ны" Одьлйся нзпервом входе, т,е сумма ф Х,)1 Белл и 4 а этого напряжения определяет порог сравнения на компараторе 5 в данный момент (фиг, 2, сигнал Ь), По мере поступления тактовых импульсов на счетный вход счетчика5 6, управляющего цифроаналоговым преобразователемм 7, происходит возрастание напряжения а на выходе ЦАП 7 до тех пор, пока оно не превысит порог сравнения Ь (фиг 2),10 При этом на выходе устройства формируется единичная пачка импульсов длительности пТС в соответствии со следующим соотношением: где К - раэряднос.ь ЦАП 7,В момент превышения сигнала а надсиналом Ь на выходе компаратора 5 вырабытывзе 4 ся сигал сброса с для счетчика 6,"0 который одновременно перебрасывает Ттригер 4 в другое состояние, и в данномСЛУчаЕ НаЧИНаЕтСЯ ФОРМ,ОВаНИЕ НУЛЕВОЙпачки импучьсов длительностью глТ,.Формирование нулевой пачки 411 оисхо 25 длг ан.логи но Формированию единичнойпачки. с той лишь разницей, что порог срави ния компаратора 5 буде г раве 4 ЪЧ - Х(т) и,соответствен нгУ+Х .к-30и и =-.-- 2, 2)/Для тоо;тобы исклю 4 ить в ияние диск 1 етнос 1 И ьеличин и и в на точность преобразолания аналоговой вели ины Х, в устроиство введень генератор 5 равномер но распределенного шума и сумматор 8, уча.1 вукщие в фгрлироваии слгзла а Чгк, плительос, ь нулевой или еди:инОЙ пачки с.;ределяетсл мо;лентом прея ышенля сигала а ил сиГн:лом Ь ,1 иг. 2) при этом 10 то ность определения этого момента завиС Г ОабСО. Готнпй разняСИГНаЛОВ а И Ь, Н;редпа л":,мом устроисгве эта разница уч 4 твзется статистически в соответствии с принципами стохастическсло квантования, 45 о есть точные значения и и Гп, соответствую.цие соот 4 ои,е 4 иял (1) и 2) формируются в результате усреднения нескольклх периодов цифрового потока в зависимости от тре- .уемой точности. Для правильнои работы.1 устройства необходимо, чтобы макслмальная величина напояжени., на в,.ходе гене- ,затора 1 равномерно распределеного .сула 8 Я,я была равна размеру шага .,Ифг. Оанылогово.О преобразоьатечя 7 55 1 иг, 2, заштрихованные участки).Тз: им образом, дли, ельность процессаосехкивания в предлагаемом устройстве можег быт:, значительно увеличена без по;ы 1 о 4 ч ра. рядности цифроаналоговогоробразователя и досггает наооходимых1672570 Составитель О,ТюринаТехред М.Моргентал Корректор Т.Малец Редактор Л.Гратилло Заказ 2846 Тираж 436 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ород, ул.Гагарина, 101 значений для обеспечения требуемой точности преобразования.Таким образом, за счет введения в устройство коммутатора 3, Т-триггера 4, сумматора 8 и генератора 9 равномерно распределенного шума удалось значительно повысить точность преобразования входного аналогового сигнала в цифровой вид, Кроме того, режим работы цифроаналогового преобразователя 7 значительно упрощен, так как опорный уровень строго фиксирован и неизменен,Универсальность дельта-сигма кодера заключается в возможности преобразования сигналов речевого диапазона, низкоскоростных сигналов, а также сигналов постоянного уровня.Формула изобретения Дельта-сигма кодер, содержащий первый сумматор и вычитатель, первые входы которых объединены и являются информационными входами устройства, выход первого источника опорного напряжения подключен к вторым входам первого сумматора и вычитателя, генератор равномерно распределенного шума, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен к первому входу коммутатора, и счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности кодера и упрощения структуры, в него введен Т-триггер, второй источник опорного напряжения и коммутатор, выход которого подключен к второму входу компа ратора, выход которого подключен к входусброса счетчика импульсов и входу Т-триггера, выход которого является выходом устройства и подключен к управляющему входу коммутатора, первый и второй информаци онные входы которого подключены соответственно к выходам первого сумматора и вычитателя, выходы генератора равномерно распределенного шума и второго источника опорного напряжения подключены 20 соответственно к второму входу второгосумматора и входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, информационные входы которого подключены к выходам счетчика импульсов, счетный 25 вход которого является тактовым входом устройства.