Способ знаковой дельта-модуляции и устройство для его осуществления

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 03 М 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тикеисполтемах вычислительной тех ке. Его ных сис ование в корреляцион ля идентиАикации обр азов позвие и раса счет овысить быстродеи бласть применения воляе ширит о Я мес1ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМпРи п 01 Т сссР(54) СПОСОБ ЗНАКОВОЙ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВ 7) Изобретение относится к автомаЯО 15100 9 формирования дельта-модулированных (ДМ) сигналов второго и более высоких рангов. Способ реализуется в устройстве, содержащем элемент 1 вычитания, дискретизатор 2 и элемент задержки 3, , Благодаря введению остальных элементов 1 вычитания, дискретизаторов 2, элементов 3 задержки, а также групп 4 и 5 компараторов, сумматоров б и источников 7 и 8 положительного и отрицательного опорных сигналов в устройстве обеспечивается одновременное и практически безынерционное формирование знаковых ДМ-сигналов, начиная с первого ранга.2 с.п. ф-лы, 2 ил.3 1510089Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в корреляционных системах для идентификации образов.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширениеобласти применения за счет формирования дельта- модулированных сигналов второго и более высоких рангов10На Фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов,Способ включает в себя: задержку 15 входного сигнала на Фиксированную величину (1, 2, 3 ш периодов дискретизации); формирование разностей входного сигнала с каждым из задержанных; дискретизацию полученных 20 разностей с периодом дискретизации; запоминание дискретизированных значений какой-либо разности на период дискретизации; формирование равных, но разнополярных (т.е, положитель ного и отрицательного). опорных сигналов; сравнение каждого запомненноГо значения каждой разности с опорными сигналами; если. запомненное значение всякой разности больше положи тельного или меньше отрицательного опорных сигналов, Формируют сигнал соответственно первой и второй полярности (например, положительный или отрицательный) с длительностью в период дискретизации; в противном случае формируют нулевые сигналы той же длительности.Устройство содержит элементы 1 вычитания, дискретизаторы 2, элементы 40 3 задержки, первую 4 и вторую 5 группы компараторов, сумматоры 6, источники 7 и 8 положительного и отрицательного опорных сигналов. На фиг, обозначены информированный 9 и тактовый 10 входы и выходы 11,45В основе работы устройства, реализующего способ, лежит следующий новый алгоритм: 1, х;-х; )350 О,-Ьх -х сЯ, ф1 = ЕЮТ (В/Т)1, х;-х,где 0 - интервал реализа сл ного входного сигнала; Т - период дискретизации; г - ранг.Кодовое представление сигналов впредлагаемом способе знаковой дельтамодуляции (ДМ) подобно кодовому представлению сигналов при троичной ДИ, однако при первой из них оперируют знаками приращений, а при второй - взаимосвязанными шагами квантования, абсолютную величину которых для удоб" ства приравнивают к единице.При любых видах дельта-модуляции нельзя допускать перегрузку по крутизне дельта-кодера, так как частота дискретизации при ДК связана с абсолютной величиной шагов квантования и, как правило, выше частоты Найквиста. В предлагаемом способе принципиально не требуется никаких шагов квантования, и частота дискретизации может быть равна и меньше частоты Найквиста, а это ведет к резкому повышению скорости кодирования, т.е. увеличению полосы частот обрабатываемых сигналов при использовании одинаковой элементной базы.Способ реализуется в предложенном устройстве следующим образом.Входной сигнал х(й) (фиг, 2) поступает с информационного входа 9 на первые входы всех элементов вычита" ния, на вторые входы которых поступает задержанный входной сигнал. Время задержки сигнала в каждом элементе 3 задержки равно периоду дискретизации Т (Фиг. 2). Рассматривается более подробно формирование дельта-модулированных сигналов первого ранга на выходе первого сумматора б, так как работы остальных шканалов аналогична. Элемент 1,1 обеспечивает вычитание из входного сигнала задержанного (фиг. 2 о) сигнала. Двухполярный разностный сигнал х(1)-х(г;"Т) с выхода элемента 1.1 (Фиг. 2 г) поступает на вход дискретизатора 2.1, который под воздействием тактовых импульсов, поступающих с входа 10 устройства (фиг. 28), обеспечивает дискретизацию разностного сигнала и запоминание его дискретных значений на время, равное периоду дискретизации, Выходной сигнал дискретизатора (фиг. 2) поступает на первые входы компараторов 4.1 и 5.1, которые производят сравнение входных сигналов одной полярности. Компаратор 4.1 производит сравнение положительного разностного сигнала с положительным опорным сиг" налом, поступающим с блока 7, а компаратор 5 - отрицательного разностно-.5 151008го сигнала с отрицательным опорнымсигналом, поступающим с блока 8.Величину опорных сигналов источников 7 и 8 выбирают на основанииаприорных данных в диапазоне измене 5ния сигнала и допустимой погрешностиизменения его прироста,Если сигнал на первых входах компараторов 4.1 и 5.1 не превышает поабсолютной величине опорных сигналов,на их выходах Аормируются нулевыесигналы. Если входной сигнал на первых входах обоих компараторов 4,1 и5,1 превышает положительный опорныйсигнал, на выходах компаратора 4. и5.1 формируются соответственно положительный единичный (Лиг. 2 е) и нулевой (Аиг. 2 К) сигналы. Если входной сигнал на;первых входах обоих 20компараторов меньше отрицательногоопорного сигнала, на выходах компараторов 4.1 и 5.1 Аормируются нулевойи отрицательный единичный сигналы,Сумматор 6.1 обеспечивает объединение 25(суммирование) выходных сигналов первого 4.1 и второго 5.1 компараторов.Таким образом, на выходе первогосумматора 6.1 формируются знаковыедельта-модулированные сигналы Первогоранга, Дельта-модулированный нулевойсигнал свидетельствует о постоянствевходного сигнала с флуктуациями неболее + 3, единичные положительныеи отрицательные дельта-модулированные сигналы свидетельствуют о возрастании или убывании входного сигнала. Анализ выходного сигнала устройства позволяет исследовать характер изменения входных сигналов с вы 40сокой крутизной нарастания.Формирование дельта-модулированныхсигналов высоких рангов осуществляется аналогично.Знаковые дельта-модулированные сигналы более высоких рангов необходимы 45при исследовании как характера изменения входных сигналов, так и характера их взаимосвязи (в том числе стохастической) при построении сложныхкорреляционных систем для идентификации образов. Формула изобретения 1. Способ знаковой дельта-модуля ции, заключающийся в том, что входной сигнал задерживают на фиксированное время, формируют разностный 96сигнал между входным и задержанным сигналами, дискретизируют полученный разностный сигнал с периодом, равным Аиксированному времени задержки, и запоминают дискретизированное значение разностного сигнала на период дискретизации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения за счет формирования дельта-модулированных сигналов второго и более высоких рангов, предварительно Аормируют равные по амплитуде и разнополярные опорные сигналы, задерживают входной сигнал соответственно на 2, Зш периодов дискретизации где ш - число рангов), формируют разностный сигнал между выходным и каждым из задержанных сигналов, дискретизируют каждый из сфор" мированных разностных сигналов с периодом дискретизации, запоминают дискретизированные значения каждого разностного сигнала на период дискретизации, сравнивают каждое запомненное значение каждого разностного сигнала с опорными сигналами, если запомненное значение разностного сигнала больше амплитуды положительного или меньше амплитуды отрицательного опорных сигналов, Аормируют сигнал соответственно положительной или отрицательной полярности фиксированной амплитуды с длительностью, равной периоду дискретизации, в противном случае Аормируют нулевой сигнал той же длительности. 2. Устройство для знаковой дельта-модуляции, содержащее первый элемент вычитания, первый вход которогО объединен с входом первого элемента задержки и является инАормационным входом устройства, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента вычитания, выход которого подключен к информационному входу дискретизатора, тактовый вход которого является тактовым входом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения за счет формирования дельта-модулированных сигналов ,второго и более высоких рангов, в устройство введены источники положительного и отрицательного опорных сигналов, ш сумматоров, первая и вто.2 Составитель О.РевинскийГ,Гербер Техред Л. Олийнык Корректор Н.Борисова Реда Заказ 5829/56 Тираж 884 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 рая группа по ш компараторов, второй - ш-й элементы задержки, второй -ш-й дискретизаторы и второй - ш-йэлементы вычитания, первые входы которых объединены и подключены к инФормационному входу устройства, входвторого элемента задержки подключенк выходу первого элемента задержки,выход 3-го элемента задержки Ц,ш) соединен с вторым входом 1-гоэлемента вычитания и входом Ц+1)-гоэлемента задержки, выход ш-го элемента задержки подключен к второмувходу ш-го элемента вычитания, выходы второго - ш-го элементов вычитания соединены с инФормационными вхо 1 дами одноименных дискретизаторов,тактовые входы которых объединеныи подключены к тактовому входу устройства, выходы первого - ш-го дискретизаторов соединены с первымивходами одноименных компараторов первой и второй групп; выходы источников положительногои отрицательногоопорных сигналов подключены к вторымвходам компараторон соответственнопервой и второй групп, выходы одноименных компараторов обеих групп соединены с первым и вторым входами одноименного сумматора, выход которогоявляется соответствующим выходомустройства.