Устройство для многоуровневой дельта модуляции

(19) 111) А 151): Н 0 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С ении корреляцион тем для идентифика повысить быстроде способность устрой жит вычитатель 1, м ватель 2, преобразователь 4, тор 5 и преобразова введению двоичного 6 случайных чисел в руется регулярная с вания, 2 ил,(л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОУРОВНЕВОЙ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИИ(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование при построно-измерительных сисции образов позволяет иствие и разрешающую ства, Устройство содерногоуровневый квантоцифроаналоговый накапливающий сумма- тель 7 кодов. Благодаря сумматора 3 и датчика устройстве рандомизитруктура шума квантоИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано припостроении корреляционно-измерительныхсистем для идентификации образов.Цель изобретения - повышение быстродействия и разрешающей способности устройства.На фиг. 1 приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства; на фиг. 2- схема датчика случайных чисел.Устройство содержит вычитатель 1,многоуровневый квантователь 2, двоичныйсумматор 3, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, накапливающий сумматор 5,датчик 6 случайных чисел, преобразователь7 кодов, информационный вход 8, тактовыйвход 9, входы 10 задания закона распределения и выход 11.Датчик 6 случайных чисел выполнен(фиг, 2) на регистре 12 сдвига и сумматоре13 по модулю два, выход которого подключен к информационному входу регистра 12сдвига.Преобразователь 7 кодов обеспечиваетпреобразование закона распределения сигнала, поступающего от датчика 6. Преобразователь 7 может быть реализован наоснове преобразователей вероятность -код либо с помощьк) трансверсальногофильтра,Многоуровневый квантователь можетбыть выполнен в виде аналого-цифровогопреобразователя, например, с равномерным квантованием и округлением.Для получения случайного смещенияпорогов квантования многоуровневогоквантователя 2, обеспечивающего рандомизацию процесса квантования при любомуровне шума во входном сигнале, соедине, ние выходов преобразователя 7 с входамисумматора 3 выполняется со смещением всторону младших разрядов относительносоединения выходов квантователя 2,Устройство работает следующим образом.Входной сигнал Х(1) поступает с информационного входа 8 на первый вход вычитателя 1, на второй вход которого поступаетсигнал аппроксимации Х(т) с ЦАП 4. Навыходе вычитателя 1 формируется разностный сигнал Х(т) - Х(т), который преобразуется квантователем 2 в параллельный код РРв моменты дискретизации, задаваемые тактовыми импульсами, поступающими нэ тактовый вход 9 устройства, Величина опорногонапряжения квантователя 2 и число его уровней Ку квантования полностью определяютвеличину квантованного сигнала.По импульсу с входа 9 датчик 6 случайных чисел генерирует случайные числа г, последовательность которых распределена равномерно в интервале (-а, т), где т = 2 гп+ + 1 - длина интервала; т 4 Ку/2. Последовательность (г) поступает на информационные входы преобразователя 7 кодов, на выходах которого формируется некоторая случайная последовательность (К), имеющая заданный по входам 10 закон распределения и нулевое среднее, Двоичный сумматор 3 выполняет суммирование значе 10 ний с выходов квантователя 2 и преобразователя 7 Я 1 ) = Р )+ Кь в результате чего на(х)выходах 11 формируется дельта-модулированный сигнал, равный указанной сумме,Одновременно значение Ь поступает на входы накапливающего сумматора 5, где суммируется при поступлении очередного тактового импульса с содержимым накапливающего сумматора 5, выходной сигнал которого, преобразованный ЦАП 4 в 15 20 Таким образом, в устройстве производится разрушение регулярной структуры шума квантования разностного сигнала, выаналоговую форму, является сигналом аппроксимации Я(1) .Рассмотрим, как происходит слежениесигнала аппроксимации Х (т ) за вход 25 ным сигналом. С увеличением значения Х(т)увеличивается разностный сигнал Х(т)- -Х (т ) и соответственно величина Р( ). Сигнал (К 1), поступающий с выходов преобразователя 7, имеет нулевое среднее. Поэтому30 на выходах сумматора 3 формируется сигнал (М ), величина которого Я= М(Я :х)(х)= М(Рг + КЦ = М(Рг , где МЯ - математическое ожидание величины ( ). Таким образом, с увеличением БХ = М(Х(т) -5(с35 соответственно возрастает величина Я", азначит, и Х , Аналогично происходитуменьшение Х (т) при уменьшение Я( , азначит,слежение аппроксимирующего сиг. нала Х(т) эа входным сигналом Х(т),40 При выполнении квантователя 2 двух- .уровневым на выходах 11 устройства формируется сигналлинейнойдельта-модуляции с описанными ранеесвойствами, Изменение закона распределе 45 ния по входам 10 позволяет изменять свойства выходного сигнала - от привычногосигнала многоуровневой дельта-модуляциидо рандомизированного квантованного разностного сигнала. Выполнение накаплива 50 ющего сумматора 5 нелинейным позволяетосуществлять компрессию входного сигнала. Работа устройства не изменяется в случае ограничения разрядности выходногосигнала. Сумматор 3 при этом должен быть55 выполнен с насыщением,1674377 явление в нем новых свойств, что дает возможность методами дальнейшей статистической обработки выходного дельта-модулированного сигнала значительно точнее определять параметры входного сигнала, позволяя определить их квантование с заданным числом уровней разностного сигнала. Составитель О,Ревинский Редактор А.Лежнина Техред М,Моргентал Корректор М,МэксимишинецЗаказ 2935 Тираж 434 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретения Устройство для многоуровневой дельтайодуляции, содержащее вычитатель, первый вход которого является информационным входом устройства, преобразователь кодов, накапливающий сумматор, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу вычитателя, выход которого соединен с информационным входом многоуровневого квантователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и разрешающей способности устройства, в него введены двоичный сумматор и датчик 5 случайных чисел, вход которого объединенс тактовыми входами накапливающего сумматора и многоуровневого квантователя и является тактовым входом устройства, выходы датчика случайных чисел соединены с 10 информационными входами преобразователя кодов, управляющие входы которого являются входами задания закона распределения устройства, выходы многоуровневого квантователя и преобразователя кодов 15 подключены соответственно к старшим разрядам первых и младшим разрядам вторых входов двоичного сумматора, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора и являются 20 выходами устройства.