Кодирующее устройство с дельта-модуляцией и импульсно кодовой модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801182681 51)4 Н 03 М 3/00 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ уОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 661789, кл. Н 03 К 13/22, 25.04.77.(54)(57) КОДИРУНМЦЕЕ УСТРОЙСТВО СДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЕЙ И ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ по авт.св. В 661789,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей, в него введены третийи четвертый реверсивные счетчики,десятый, одиннадцатый, двенадцатый,тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый элементы И, второй триггер знака, второй блок совпадения, второйдискретизатор и дополнительный элемент задержки, первые входы десятогои двенадцатого, а также одиннадцатого и тринадцатого элементов И соответственно объединены и подключенык выходам соответствующих элементов задержки, вторые входы десятогои одиннадцатого, а также двенадцатого и тринадцатого элементов И соответственно объединены и подключенык единичному и нулевому выходам второго триггера знака соответственно,выходы десятого и тринадцатого, атакже одиннадцатого и двенадцатогоэлементов И подключены соответственно к входам сложения и вычитаниягретьего реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входамичетвертого реверсивного счетчика,входы установки в нулевое состояниетретьего и четвертого реверсивныхсчетчиков через дополнительный элемент задержки соединены с вторымвыходом генератора тактовой частотыа выходы ячеек упомянутых счетчиковподключены к соответствующим входамвторого дискретизатора и второгоблока совпадения, выход которогосоединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов И,вторые входы которых подключены ксоответствующим выходам ключа, авыходы - соответственно к единичному и нулевому входам второго триггера знака, единичный выход которогосоединен с другим входом второгодискретизатора, управляющий входкоторого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а выходы являются выходами дифференциальногосигнала в параллельной форме.Изобретение относится к средствамсвязи и может быть использовано припостроении универсального кодера,имеющего выхоцы дельта-модулированной (ДМ), импульсно-кодомодулированной ,ИКМ) и дифференциальной импульсно-кодомодулируемой (ДИКМ) последовательности, при преобразовании ДМ-последовательности в ИКМ-сигнал,Цель изобретения - создание универсального кодирующего устройства, для ДМ, ИКМ, ДИКМ-последовательностей, имеющего единый закон компрессирования (например, А=87,6, линейноломаного типа), т.е. расширение функ 15циональных возможностей.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 разности, выход которого через компаратор 2 соединен с входом ключа 3, другой вход которого подключен к первому выходу генератора 4 тактовой частоты, элементы 5-8 И, первые входы которых через соответствующие элементы 9 и 10 задержки соединены с выходами ключа 3, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов 5-8 И соединены с соответствующими входами З 0 первого реверсивного счетчика 11, первый триггер 12 знака, входы которого подключены к выходам соответствующих пятого и шестого элементов 13 и 14 И,. первый блок 15 совпадения, входы ко- З 5 торого соединены с входами первого цискретизатора 16, цифроаналоговый преобразователь 17 (ЦАП), делитель 18 напряжения, выходы которого соединены с первыми входами седьмого, вось мого и девятого элементов 19-21 И, вторые входы которого подключены к выходам дешифратора 22, вход которого подключен к выходам второго реверсивного счетчика 23,переключатель 45 24, входы которого соединены с соответствующими выходами источника 25 эталонного напряжения, источник 26 аналогового напряжения; второй блок 27 совпадения, входы которого соеди нены с соответствующими выходами третьегои четвертого реверсивных счетчиков 28 и 29 и входами второго дискретизатора 30, десятый, оциннадцатый, двенадцатый и тринадцатый Я элементы 31-34 И, входы которых поцключены к соответствующим выходам второго триггера 35 знака, входы которого соединены с выходами соответствующих тринадцатого и четырнадца-того элементов 36 и 37 И и дополнительный элемент 38 задержки, вход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, а выход - к входам установки в нулевое состояние счетчиков 28 и 29.Устройство работает следующим образомЛинейно-ломаное компрессирование заключается в следующем, Для каждой полуволны имеется одинаковое число сегментов, В пределах каждого сегмента шаг квантования постоянен.При переходе на соседний сегмент, соответствующий большему уровню кодируемого сигнала, шаг квантования удваивается. Число шагов квантования в пределах каждого сегмента, как правило, одинаково. Кодовое число ИКМ- сигнала состоит из разряда-знака, трех разрядов номера сегмента и четырех разрядов номера шага (уровня квантования) в пределах сегмента. Для кодируемых мгновенных значений разной полярности, но одинакового абсолютного значения разница только в разряде знака.В дифференциальной ИКМ в моменты ,времени, определяемые в соответствии с требованиями теоремы Котельникова, передается не сам отсчет сигнала, а его приращение, что приводит к значительному сокращению волюма (динамического диапазона изменений) передаваемого сигнала. Например, для речевых сигналов, учитывая тот факт, что плотность распределения вероятностей мгновенных значений показывает существенное преобладание малых значений сигнала. над большими, волюм передаваемого сигнала сокращается не менее, чем в два раза. Это позволяет в данном устройстве уменьшить число сегментов для передачи. приращения сигнала в дифференциальной ИКМ в два раза, а следовательно, кодировать номера сегментов двумя разрядами. Тогда кодовое словоДИКМ-сигнала с законом компрессирования А=8,6 линейно-ломаного типа будет состоять из разряда знака приращения, двух разрядов номера сегментов и четырех разрядов номера шага (уровня квантования) в пределах сегмента. В уст,ройстве реверсивные счетчики 11 и 13, делитель напряжения 18, цифро1182 10 3аналоговый преобразователь 17 совместно с другими элементами участву- ют в получении аппроксимирующего напряжения с заданным законом компрессирования, поступающего на второй5 вход блока 1 разности, а следовательно, и в создании дельта-модулированного сигнала. При подаче на первый вход блока 1 разности положительной полуволны аналогового напряжения триггер .12 знака находится в исходном нулевом состоянии, при этом открыты элементы 5 и 8 И и элементы 31 1и 32 И. Число, накапливающееся в реверсивных счетчиках 11 и 29 в каждое мгновение времени с точностью до шага15 квантования, соответствует аналоговому сигналу. Если уровень этого сигнала мал, то кодирование происходит на, первом сегменте характеристики компрессирования, при этом реверсивные20 счетчики 23 и 28 находятся в нулевом состоянии. Дешифратор 22 открывает элемент 19 И, соответствующий минимальному напряжению Б , снимаемому1 этф 25 с делителя 18 эталонного напряжения. На эталонный вход ЦАП 17 поступает минимальное эталонное напряжение. ЦАП 17 выдает на своем выходе аппроксимирующее напряжение. При повышении уровня положительной полуволны аналогового сигнала число в счетчиках 11 и 29 растет, и последние переполняются, Допустим, в счетчиках 23 и 28 записывается единица. Это значит, что кодирование происходит на втором 35 сегменте. С помощью дешифратора 22 открывается элемент 20 И, на эталонный вход ЦАП 17 поступает эталонное напряжение П =20 , т.е. на втором2 эт 1 атфсегменте кодировайие происходит с 40 увеличенным вдвое шагом квантования и т.д. Если в реверсивных счетчиках 23 и 28 записывается единица, а в реверсивных счетчиках 11 и 29 нуль, то на выходе ЦАП 17 обеспечивается 45 необходимое напряжение (которое соответствует концу первого сегмента характеристики компрессирования) путем подачи сигнала с соответствующего выхода дешифратора 22 на управляющие 50 входы ЦАП 17. При повышении числа в счетчике 23 увеличивается и напряжение на выходе ЦАП 17 в соответствии с законом изменения уровней, соответ.ствующих концам сегментов характе ристики компандирования. Когда триггер 12 знака находится в нулевом состоянии, это определяет такое положе 6814ние переключателя 24, в котором к входу делителя 18 напряжения подается положительное эталонное напряжение Е т.В моменты времени, определяемые генератором 4 тактовых частот в соответствии с требованиями теоремы Котельникова, отпираются дискретизаторы 16 и 30 и на их выходах в параллельном коде появляются соответственно сигналы с ИКМ и ДИКИ. По истечении времени, определяемого элементом 38 задержки, реверсивные счетчики 28 и 29 устанавливаются в нулевое положение. Число, записанное в реверсивных счетчиках 28 и 29, точно соответствует разности чисел, записанных в. счетчиках 23 и 11 в соседние моменты времени отсчета, поскольку закон компрессирования определяется общими для них элементами устройства. Счетчики 11 и 29 идентичны и только счетчики 23 и 28 номера сегмента отличаются числом разрядов.При нулевом состоянии счетчиков 28 и 29 срабатывает блок 27 совпадения и открывает элементы 36 и 37 И. Если мгновенное значение аналогового сигнала положительной полуволны уменьшается до нуля, то импульсы на вход вычитания реверсивного счетчика 11 проходят через элемент 8 И, уменьшая до нуля число в реверсивном счетчике 23, а затем также уменьшая до нуля число в реверсивном счетчике 11. Если при уменьшении аналогового сигнала после очередного опроса дискретизатора в счетчиках 28 и 29 было записано число возрастания ана,логового сигнала, то импульсы на вход вычитания реверсивного счетчика29.проходят через элементы 32 И,уменьшая до нуля число в счетчике 28 а затем также уменьшая до нуля число в счетчике 29, Если при уменьшении аналогового сигнала после очередного опроса состояния счетчиков 28 и 29 были нулевые, то при нулевых состояниях счетчиков 11 и 23 срабатывает блок 15 совпадения и открывает элементы 13 и 14, а при нулевых состояниях счетчиков 28 и 29 срабатывает блок 27 совпадения и открывает элементы 36 и 37 И. Если при этом увеличиваются отрицательные мгновенные значения аналогового сигнала, то появляется импульс на входе элемента 10 задержки и на входе элементов 14 и 37 И, а значит и на нулевых.вич К орректор ед Е.Сирохман аказ 6 120/5ВНИИПИ Тираж 871 Государственного елам изобретений и Москва, Ж, Рауилиал ППП "Патент" г.ужгороуд, ул. роектнП входах триггеров 12 и 35 знаков. Последние переходят в единичное состояние, закрывают элементы 5 и 8 И, элементы 31 и 32 И и открывают элементы 7 и 8 И и элементы 33 и 34 И. Им"5 пульс на выходе элемента 10 задержки проходит через элемент 7 И на вход сложения реверсивного счетчика 11 а через элемент 34 И импульс про ходит на вход сложения реверсивного счетчика 29. При этом одинаковые по абсолютному значению положительные и отрицательные мгновенные значения аналогового сигнала кодируются оди иаковыми комбинациями ячеек счетчиков 11 ии 23, а одинаковые по абсолютному значению положительные и отрицательные приращения аналогового сигнала кодируются одинаковыми комбинациями ячеек счетчиков 28 и 29. Состояние триггеров 12 и 35 знака свидетельствует о знаке кодируемого мгновенного значения (приращения мгновенных значений). При единичном состоянии триггера 12 знака переключатель 24 подключает к входу делителя 1 Я8 напряжения источник отрицательного эталонного напряжения,