Дельта-модулятор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 936424 Соизз СоветскикСоциалистичесиикРеспублик(23) Приоритет Опубликовано 15.06.82. Беляетеиь 22Дата опубликования описания 15.06,82 по делам изобретений и открытий Г(54) ДЕЛЬТА МОДУЛЯТОР Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано дляцифровой передачи сообщений,Известен дельта-модулятор, содержащий компаратор, первый вход которого5соединен с шиной входного сигнала, второй вход соединен с выходом интегратора,а выход соединен с выходом регистрасдвига, эквивалентор и инвертор 11 ,Недостатком этого устройства явля 1 Оется низкая точность.Известно устройство, содержащее компаратор, первый вход которого соединенс шиной входого сигнала, второй входчерез двойной интегратор соединен свыходом перемножителя, а выход подключен ко входурегистра сдвига, синхронизирующий вход которого соединен с шиной тактового сигнала, а выходы всехразрядов соединены с соответствующимивходами первого эквивалентора, первыйвход перемножит. я соединен с шинойвыходного сигнала и с выходом первогоразряда регистр сдвига, выход первого ключа объединен свыходом. второго ключа.и через конденсатор соединен с общейшиной, вход второго ключа соединен через источник тока разряда с общей шиной,управляющий вход первого ключа соединен с выходом инвертора 21 .Недостатком этого устройства такжеявляется его низкая точность,Цель изобретения - повышение точности,Поставненная цель достигается тем,что в дельта-модулятор, содержащийкомпаратор, первый вход которого соединен с шиной входого сигнала, второйвход через двойной интегратор соединенс выходом неремножителя, а выход подключен ко входу регистра сдвига, сюхронизирующий вход которого соединенс шиной тактового сигнала, а выходывсех разрядов соединены с соответствующими первого эквивалентора, первыйвход перемножителя соединен с шинойвыходного сигнала и с выходом первогоразряда регистра сдвига, выход первого3 9364ключа обьединен с выходом второгоключа и через конденсатор соединен собщей шиной, вход второго ключа соединен через источник тока разряда с общейшиной, управляющий вход первого ключасоединен с выходом инвертора, введенывторой и третий эквиваленторы и управляемый источник тока, причем второйвход перемножителя соединен с выходомпервого ключа, вход которого соединен 1 Ос выходом управляемого источника тока,первый вход которого соединен с выходомпервого эквивалентора, а второй входсоединен с выходом второго эквивалентора, входы которого соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего разрядов регистра сдвига, выходтретьего эквивалентора соединен со входами инвертора и второго ключа, входытретьего эквивалентора соединены соответственно с выходами первого и второго разрядов регистра сдвига,На чертеже представлена блок-схемадельта-модулятора,11 ельта-модулятор содержит компаратор 51, первый вход которого соединен с шиной2 входного сигнала, второй вход черездвойной интегратор 3 соединен с выходомперемножителя 4, а выход подключен ковходу регистра 5 сдвига, синхронизирующий вход которого соединен с 3 шиной6 тактового сигнала, а выходы всех разрядов соединены с .сответствующимивходами эквивалентора 7, Первый входперемножителя 4 соединен с выходомпервого разряда регистра 5 сдвига и с35шиной 8 выходного сигнала, выход ключа9 соединен с выходом ключа 10, со вторым входом перемножителя 4 и черезконденсатор 11 соединен с общей шиной,овход ключа 10 соединен с выходом эквивалентора 12, через источник 13 токаразряда с общей шиной и через инвертор14 с управляющим входом ключа 9,вход которого соединен с выходом управляемого источника 15, первый вход кото 45рого соединен с выходом эквивалентора7, а второй вход соединен с выходомэквивалентора 16, входы которого соединены соответственно с первым, вторыми третьим разрядами регистра 5, входыэквивалентора 12 соединены с первыми вторым разрядами регистра 5 сдвига.Дельта-модулятор работает следующимобразом.Входной аналоговый сигнал, подвергаемый цифровому преобразованию подается на шину 2 на первый вход компаратора3, на второй вход которого поступает ойновременно аппроксимирующее напряжение,которое вырабатывается интегратором 3модулятора, Входной сигнал и аппроксимируюшее Напряжение сравниваются исигнал ошибки квантуется по уровню компаратором 1, Квантованный сигналошибки поступает на один вход регистра5 сдвига, на синхронизирующий вход которого с шины 6 порвется сигнал с тактовой частотой дискретизации, В регистре5 сдвига накапливается четыре последних решения компаратора 1, дквивалентор7 формирует сигнал с соответствующимлогическим уровнем при наличии в выходных сигналах регистра 5 четырех символов одного знака, Аналогично, эквиваленторы 16 и 12 формируют сигналы с соответствующими уровнями при наличии ввыходных сигналах регистра 5 трех идвух символов одного знака соответственно. Сигналы с выходов эквиваленторов 7и 16 поступают на соответствующиевходы управляемого источника 15 токасо ступенчатой характеристикой, Последний может иметь три значения выходного тока 1,1, и 1, причем 1( 1(1,где 1 - ток при отсутствии сигнала навыходах эквиваленторов 7 и 16,ток, при наличии сигнала на выходе эквивалентора 16, 1 З - ток, при наличиисигнала на выходе эквивалентора 7,Сигнал с выхода эквивалентора 12 поступает на управляющий вход ключа 10 и на вход инвертора 14, инвертированный сигнал с выхода последнего поступает на управляющий вход ключа 9, Интегрирующий конденсатор 11 через ключ 9 и 10 подсоединяется либо к выходу источника 15 тока со ступенчатой характеристикой при заряде, либо к источнику 13 тока разряда в зависимости от логического уровня на выходе эквивалентора 12, Напряжение с интегрирующего конденсатора 11 поступает на втс рой вход перемножителя 4, выходной ток которого пропорционален напряжению на интегрирующем конденсаторе 11, а затем выходного тока определяется логическим уровнем сигнала, с выхода первого разряда регистра 5 сдвига, Выходной ток перемнбжителя 4 поступает на двойной интегратор 3, на котором формируется аппроксимирующее напряжение, непрерывно поступающее на вход компаратора 1, Если уровень входного сигнала мал, то частота появления четырех и трех следующих подряд символов одного знака на выходе дельта-модулятора неве5 936 лика, поэтому на выходах эквиваленторов 7 и 16 имеются такие потенциалы, что источник 15 тока генерирует ток линейно заряжая через ключ 9 интегрирующий конденсатор 11, Если амплитуда входного сигнала увеличивается, то увеличивается частота появления трех слецующих подряд символов одного знака на выходе устройства, поэтому соотвеч- ствующий потенциал с выхода эквивален- О гора 1 6 устанавливает источник 15 тока в такое состояние, что он генерирует ток 1, а интегрирующий конденсатор 11 заряжается с большей скоростью, обеспечивая тем самым большую скоростыь нарастания аппроксимируюшего напряжения и возможность сложения без перегрузки за входным аналоговым сигналом. Аналогичным образом, с дальнейшим ростом амплитуды входного сигнала проис ходит компандирование по четырем символам одного знака на выходе дельта- модулятора, при этом интегрирующий конденсатор 11 линейно заряжается током ;, Если на вход дельта-модулятора сигнал подан со спектральными составляющими, лежащими в области верхней граничной частоты передаваемых сообщений, то компандирование осуществляется по двум и трем символам одного знака, ЗО при этоМ источник 15 тока со ступенчатой характеристикой генерирует ток, равный б 1 Ф 411, где с 1 и с 1 - коэффициенты, зависящие от уровня спектраль ных составляющих входного сигнала. В обшем случае ток заряда интегрирующего конденсатора 11 равен 411+41+41 где а, с 3, а - коэффициенты, завиЭсящие от уровня и частоты входного сигнала, изменяющиеся таким образом 4 О при соответствующем подборе соотношения токов 1, 1 и 12 что закон ком пандирования повторяет с достаточной степенью точности перегрузочную харак-. теристику дельта-модулятора, что поэ воляет улучшить точность дельта-модулятора. 124 6ф ормула изобре тенияДельта-модулятор, содержащий компаратор, первый вход которого соединен сшиной входного сигнала, второй вход через двойной интегратор соединен с выходом перемножителя, а выход подключен квходу регистра сдвига, сакронизирующийвход которого соединен с шиной тактового сигнала, а выходы всех разрядов соединены с соответствующими входами первого эквивалентора, первый вход перемножителя соединен с шиной выходногосигнала и с выходом первого разрядарегистра сдвига, выход первого ключаобьединен с выходом второго ключа ичерез конденсатор соединен с общейшиной, вход второго ключа соединен через источник тока разряда с общей шиной,управляющий вход первого ключа соединен с выходом инвертора, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, в него введены второй и третий эквиваленторы и управляемый источник тока, причем второй вход перемножителя соединен с выходом первого ключа,вход которого соединен с выходом управляемого источника тока, первый входкоторого соединен с выходом первогоэквивалентора, а второй вход соединен свыходом второго эквивалентора, входыкоторого соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего разрядов регистра сдвига, выход третьегоэквивалентора соединен с входами инвертора и второго ключа, входы третьегоэквивалентора соединены соответственнос выходами первого и второго разрядоврегистра сдвига,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР752799, кл, Н 03 К 13/22, 10.07,8,Составитель Н, Коновал М. Шарош овка Т Реда ь КорректорМю иВВЬЕ МПодписноео комитета С И,58/76 11:Заказ ССР 1.Тираж 959 1 ИИПИ Государственног по делам изобретений 3:35, Москва, Яг 35, Р