Кодирующее устройство

О и И С А Н"ЙЕ: ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советских Соцнапнстических Республик(51)м, к,з Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для аналого-дискретного преобразования сигналов, в цифровых системах связи. 5Известно кодирующее устройство, содержащее аналоговое запоминающее устройство в виде последовательно соединенных входного операционного усилителя,ключа, запоминающего конденсатора 10 и буферного усилителя,преобразователь . напряжения в код с дополнительным компаратором, соединенным выходом с логическим устройством, а входом - со входом аналого-цифрового преобразова теля, источник опорных напряжений, резистивную цепь и дополнительный ключ, управляемый логическим устройством (11.Недостаток известного кодирующего устройства заключается в ограниченном динамическом диапазоне и малом отношении сигнал-шум квантования.Известно также кодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульс ный модулятор, состоящий из двух ключей и запоминающего конденсатора, первый вывод которого соединен с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с гене 2ратором управляющих ймпульсов, формирователь линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического управления соединены с генератором управляющих импульсов, источник эталон" ных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления, а выходом - с первым входом компаратора (21,Недостатком. этого кодирующего устройства также является .ограниченный диапазон и малое отношение сигналшум квантования.Цель изобретения - расширение дина" мического диапазона и улучшение отношения сигнал-шум квантования.Поставленная цель достигается тем, что в кодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, состоящий иэ двух ключей и запоминающего конденсатора, первый вывод которого соединен с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с генератором управляющих импульсов, формирователь линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и вход блока логического упранления соединены с генератором управляющих импульсов, источник эталонных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления,а выходом с первьк входом компаратора, введены дополнительный запоминающий конденсатор, дна дополнительных ключа, зарядный резистор и усилитель, причем усилитель подключен между выходом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вывод запоминающего конденсатора и первый вывод дополнительного запоминающего конденсатора подключены к выходу первого цополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора и первый вывод зарядного резистора подключены к выходу второго дополнитель ного ключа, второй вывод зарядного резистора соединен с первым входом компаратора, входы дополнительных ключей подключены к общей шине, а их управляющие входы и управляющий вход 25 усилителя подключены к генератору управляющих импульсов.На чертеже представлена функциональная схема кодирующего устройства.Кодирующее устройство содержит ЗО амплитудно-импульсный модулятор, состоящий из двух ключей 1 и 2 и запоминающего конденсатора 3, первый вывод которого соединен с выходом первого и второго ключей, управляющие 35 входы которых соединены с генератором 4 управляющих импульсов, формирователь 5 линейного сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора б и с управляющим входом блока 7 40логического управления, а егоуправляющий вход и вход блока логического управления соединены с Генератором управляющих импульсов, источник 8 эталонных напряжений, соединенный входами; с соответствующими вы" ходами блока логического управленйя, а выходом - с первьм входом.компаратора, дополнительно запоминающий конденсатор 9, два дополнительных ключа 10 и 11, зарядный резистор 12 и усилитель 13, причем усилитель подключен между выхЬдом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вы" вод запоминающего конденсатора и пер" выф вывод дополнительного запоминающего конденсатора подключены к выходу первого дополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора и первый вывод резистора подключенык,выходу второго дополнительного ключа, второй вывод резистора соединен с первым входом компаратора,входы дополнительных ключей объединены и подключены к общей шине, а их управляющие входы и упранля- б 5 1 ющий вход усилителя подключены к генератору управляющих импульсов.Усилитель 13 представляет собой усилитель с двумя дискретно устанавливаемьми значениями коэффициента усиления, соотношение между. которыми равно динамическому диапазону кодируемых сигналов.Кодирующее устройство работает следующим образом.В исходном состоянии ключ 1 и дополнительный ключ 11 разомкнуты, ключ 2 и дополнительный ключ 10 замкнуты, Усилитель 13 имеет минимальное усиление (например, единйчное). формирователь 5 линейного сигнала, источник 8 эталонных напряжений и блок 7 логического управления находятся в исходном нулевом состоянии. В первом такте работы кодирующего устройства ключ 1 переводится в замкнутое состояние, ключ 2 - в разомкнутое, в результате чего запоминающий конденсатор 3 заряжается до на-, пряжения, равного напряжению нходного сигнала в данный момент времени . Во втором такте работы ключ 1 раз-.мыкается и начинается преобразование запомненной на конденсаторе 3 выборки, Для этого с источника 8 эталонных напряжений под действием подаваемых на блок 7 логического управления управляющих импульсон последовательно выдаются, начиная со старшего разряда, эталонные значения компенсирующего напряжения, которые с помощью компаратора 6 сравниваются с амплитудой выборки сигнала, поступающей на компаратор через усилитель 13. В каждом такте, в зависимости от результата сравнения в формирователе 5 линейных сигналов и блоке 7 логического управления фиксируется ф 1 или 0" двоичного кода. В последнем такте преобразования (количество тактов определяется числом разрядов источника 8 эталонных напряжений и блока 7 логического управления) на выходе источника 8 эталонных напряжений формируется компенсирующее напряжение, равное напряжению выборки сигнала или отличное .от нее на величину - эк" вивалент младшего разряда источника 8 эталонных напряжений. Кодирование этой разницы осуществляется во втором цикле работы .кодирующего устройства. Для этого сигналами, поступающими с генератора управляющих импульсов, логический ключ 10 переводится н разомкнутое состояние,. дополнительный ключ 11 - в замкнутое состояние, а усилитель 13 - в состояние, при котором его коэффициент усиления увеличивается на Д:дБ (Д - динамический диапазон кодируемых сигналов.) При этом заряженный до выходного напряже" ния источника 8 эталонных напряжений дополнительный запоминающий конден 790284сатор 9 оказывается последовательно включенным с запоминающим конденсатором 3. поскольку полярность напряжений на этих конденсаторах противоположная,то на выходе усилителя 13 формируется усиленная на Д децибелл разность напряжений выборки сигнала . и компенсирующего напряжения, полученного на выходе источника 8 опорных напряжений в последнем такте первого цикла преобразования, Кодирование во втором цикле производится таким же образом,как и в первом. Как и в первом цикле, код разности фиксируется в блоке 7 логического управления, который перед началом каждого цикла приводится в исходное нулевое состояние, и в формирователе 5 линейного сигнала, однако уже в качестве младших разрядов полученного в первом цикле кода.Таким образом, введение новых узлов и элементов в известное кодирующее устройство позволяет увеличить его разрядность в 2 раза. Так, напри" мер, если имеется шестиразрядное кодирукщее устройство с шагом квантования 32 мВ, то его,динамический диапазон составит 64 при максимальном входном сигнале 2048 мВ, Следовательно, соотношение между минимальным и максимальным коэффициентами усилителя 13 должно быть равным 64 и,разница между компенсирующим напряжением выборки32 мВ будет поступать на кодирование усиленной в 64 раза. Учитывая, что код этой разницы фиксируется н формирователе в качестве младших разрядов полученного в предыдущем цикле коца, шаг квантования в кодирующем устройстве будет в 64 раза меньше и состанит 0,5 мВ. Кодирующее устройство позволит решить ряд задач цифровых методов связи, в частности задач объединения каналов (например,. объединение двух телефонных каналов с целью получения канала вещания),Формула изобретенияКодирующее устройство, содержащее амплитудно-импульсный модулятор, состоящий из двух ключей и запоминающегоконденсатора, первый вывод которогосоединен с выходами первого и второ-го ключей, управляющие входы которых,соединены с генератором управляющихимпульсов, формирователь линейного .сигнала, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с управляющим входом блока логического управления, а его управляющий вход и входблока логического управления соединены с генератором управляющих импульсов,источник эталонных напряжений, соединенный входами с соответствующими выходами блока логического управления,а выходом - с первьм входом компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения динамического диапазона и улучшения отношениясигнал-шум квантования, в него введены дополнительный запоминающий кон,денсатор, два дополнительных ключа,зарядный резистор и усилитель, причем усилитель подключен между выходом первого ключа и вторым входом компаратора, второй вынод запоминающего 25 конденсатора и первый вывод дополнительного запоминающего конденсатораподключены к выходу первого дополнительного ключа, второй вывод дополнительного запоминающего конденсатора ро и первый вывод зарядного резистораподключены к выходу второго дополнительного ключа, второй вывод зарядного резистора соединен с первым входомкомпаратора, входы дополнительных ключей подключены к общей шине, а их управляющие входы и управляющий входусилителя подключены к генераторууправляющих импульсов.Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе1.Авторское свидетельствО СССРР 498732, кл. Н 03 К 13/02, 17.06.76.2. Гуревич В.Э Лопушнян Ю.Г,и Рабинович Г.В. Импульсно-кодоваямодуляция в многоканальной телефоннойснязи. М., фСвязь, 1973, с, 112рис. 5.18 (прототип),790284 Составитель Д. Ходыреведактор О. Малец Техред С,Мигунова Корр Синицк каз ППП .Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Фил 73/65 ВНИИ и 113035ГосделамМоск Тираж арстве изобреЖ995 Подписноеного комитета, СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5