Дельта-модулятор

ОП И Союз Советских Социалистических Республик(51)М. К Н 03 К 13/22 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 230980,Бюллетень МВ 35 Дата опубликования описания 2 М%80(7 ) Заявитель Пензенский политехнический институтИзобретение относитсяк техникесвязи и может быть использовано всистемах с дельта-модуляцией.Известен дельта-модулятор, содержащий вычитающее устройство, квантователь, линейный фильтр, амплитудно-импульсный модулятор и автомати-,ческий управитель амплитуды, содержащий элемент задержки на шаг квантования, схему совпадения, схему антисовпадения и вычитающий низкочастотныйфильтр 1),Недостатками данного устройстваявляется конструктивная сложность,обусловленная, в частности, необходимостью введения автоматического управителя амплитуды, что снижает егонадежность, а также высокий уровеньшумов Квантования, что снижает точность дельта-модуляции. 20Наиболее близким к предложенномупо технической сущности является дель-та-модулятор, содержащий пороговоеустройство, первый выход которого соединен с первым входом блока суммиро-,25вания, формирователь (2,Однако в ходе работы дельта-модуЛятор возможны резкие изменения величины входного сигнала При.этом значение резкости между соседними отсче 2тами может соответствовать несколькимшагам квантования даже при: значитель-йом увеличении частоты дискретизации.Сигнал, формируемйй в цепи обратнойсвязи, не успевает измениться соответственйо изменениям входного сигнала, что приводит к искажениям дискретных отсчетов передаваемого сигнала -шумам, фперегрузка по крутизне.При дельта-модуляции форма амплифтудной характеристики зависит от частоты передаваемого сигнала, чем вышечастота входного сигнала, тем меньший его уровень может быть переданбез перегрузки. Таким образом, данноеустройство характеризуется ограниченной верхней граничной частотой и,следовательно, обладает малым динамическим диапазоном,Цель изобретения - расширение динамического диапазона дельта-модулятора.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее пороговое устройство, первый выход которогосоединен с первым входом блока сумми-рования, формирователь, введен дифферейцирукщий блок, выход которого подключен к входу Формирователя импульсов, а вход - к выходу блока суммирования, (Ь - 1) входы которого соответственно соединены с ( П - 1) выходами порогового устройства,.причем входпорогового устройства соединен с входной шиной дельта-модулятора, выходформирователя - с выходной шинойдельта-модулятора.5Кроме того, пороговое устройствовыполнено в виде делителя напряженияи группы элементов сравнения, причемпервые входы элементов сравнения под.ключены к входной шине дельта-модуля Отора, а вторые входы соединены с соответствующими выходами делителя напряжения.На фиг, 1 представлена структурнаясхема дельта-модулятора, на фиг. 2 - 15схема порогового устройства, наФиг. 3 - временные диаграммы.Дельта-модулятор содержит порого,вое устройство 1, блок 2 суммирования,дифференцирующий блок 3, формирователь 4.Устройство работает следующимобразом.Моделируемый сигнал, представленный в виде напряжения 0(1) (Фиг.2 с)в отличие от традиционного построения схем дельта-модуляторовпостроения схем дельта-модуляторовподается не на вычитающее устройство, а на вход порогового устройства 1. Пороговое устройство содержит 30резистивный делитель 5-1, 5-2,5-3 5-п напряжения и группу элементов 6-1, 6-2, 6-3,. б-п сравнения.Весовые коэффициенты резисторовделителя 5"1, 5-2, 5-3 .. 5-й напряжения равны. В этом случае опор"ные сигналы на входах элементов6-1, 6-2, 6-3б-П соотносятсямежду собой как ряд целых чисел1: 2 г 3: 4: 5 3. = Оо40ой ф ОоъОо,:т.е, опорныйсигнал каждой последующей схемы сравнения равен опорному сигналу младшей,схемы сравнения, умноженному на номеданной схемы сравнения450 "-в)При появлении на выходе устройствасигнала О (С) срабатывает ",руппа элементов 6-1,. 6-2, 6-36-й сравнения,число, которых Равно номеру старшей 5 риэ сработавшей элементов сравнения.Сигналы, формируемые на выходах пороговых элементов 5-1, 5-2, 5-35-Иравны между собойО =О,= =О =аО1 Й ИСвыхода сработавших элементов5-1, 5"2, 5"35-Ь сравнения сигна"лы поступают на вход блока 2 суммирования и складываются там, На выходеблока 2 суммирования Формируется квантовый сигнал, аппроксимирующий модели руемый (фиг. Зд) . Величина аппроксимирующего сигнала в каждый текущий момент времени равна:ц 0=21); где )и - номер старшей из сработавшихсхем сравнения.Данный сигнал поступает на дифференцирующий блок 3. Дифференцирующий блок 3 формирует последовательность разнополярных импульсов О (фиг.38), причем положительным приращениям сигнала на входе соответствуют импульсы положительной полярности, а отрицательным Приращениям - импульсы отрицательной полярности (фиг. 3) . Исходная последовательность с выхода дифференцируемого блока 3 поступает на вход формирователя 4, который фор" мирует последовательность прямоугольных импульсов О (см фиг. 3) .Участкам модулируемого сигнала с большой крутизной соответствуют участки с большей частотой следования импульсов на выходе устройства(фиг. За,Г,.6 и г), и наоборот.Традиционные принципы построения схем дельта-модуляторов предусматривают налНчие цепи обратной связи.Такие устройства, называемые устройствами с фзапоминанием, характеризуются значительной инерционностью, что при резких изменениях входного сигнала приводит к искажениям дискретных отсчетов передаваемого сигнала - шумам, .перегрузке по крутизне.Устройство характеризуется непрерывной пропорциональностью входного сигнала 0 и выходной последовательности, что позволяет дельта-модулятору работать без перегрузок в широком диапазоне.формула изобретенияДельта-модулятор, содержащий пороговое устройство, первый выход которого соединен с первым входом блока сумьарования, Формирователь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона в него введен дифференцирующий блок, выход которого подключен к входу Формирователя импульсов, а вход - к Выходу блока суммировайия (И " 1) входов которого соответственно соединены с ( п - 1) выходами поро" гового устройства)причем вхьд порогового устройства соединен с входной шиной дельта-модулятора, выход Формирователя - с выходной шиной дельта- модулятора.2. Дельта"модулятор по п.1, о т - л и ч аю щ и й с я тем, что пороговое устройство выполнено в виде делителя напряжения и группы элементов с сравнения, причем, первые входы элементов сравнения подключены к входной шине дельта-модулятора, а вторые вхо 766009ды соединены с соответствувщими выходами .делителя напряжения. Источники информации,лринятые во внимание при экспертиэе766009 Составитель. В.ВагановТехред А,ЩепанскЪя Коррек Редактор Т.Киселев екъар аказ 6930 2 ираж 995венного комитет етений и открыт Ж, Раушская одписное НИИПИ РосудаРс по делам изо13035, )москва д 4/ Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4