Устройство для дельта-модуляции

.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо дклАм изОБРетений и ОтнРытий(46) 30.12.84. Бкл. В 48 (72) А.С,Данилин, В.В,Кузнецов, И.В.Ситняковскнй и В.В.Тушканов (7 1) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Псурцева и Государственный научно-исследовательский институт радио(56) 1, Венедиктов М.Д. и др. Дельта-модуляция М., "Связь", 1976, с. 28.2. АвторскЬе свидетельство СССР У 930664, кл. Н 03 К 13/22, 24.0980 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИЯ, содержащее высокочастотныйдельта-модулятор, вход которого подключен к входной шине устройства,синхронизирующий вход соединен евыходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы подключены к соответствующим входам уп-,. равляемого счетчика, информационный выход которого соединен с информационным входом блока памяти, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к дополнительным входам управляемого счетчика, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования сигнала, в него введены анализатор ошибки и формирователь дельта-сигнапа, выход которого соединен с выходом устройства, входы анализатора ошибки подключены к соответствующим выходам управляемого счетчика, а выходы к соответствующим управляющим вхо- Е дам формирователя дельта-сигнала, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а дополнительный выход и информационный вход анализатора ошибки соединены соответственно с управляющим входом и прямым выходомблока памяти, 1132359Изобретение относится к импульсной технике и технике связи, конкретно к устройствам для дельта-модуляции и может быть использовано при разработке блоков кодирования сигналов в системах автоматического управления.Известно устройство для кодирования аналоговых сигналов с использованием дельта-модуляции, содержа 1 щеепоследовательно соединенные ин- О тегратор, блок сравнения и компара= тор, другой вход блока сравнения че,рез фильтр подключен к входной шине 1 .Недостаток устройства - невысокая точность кодирования.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для дельта-модуляции, содержащее высокочастотный дельта-модулятор, вход которого подключен к входной шине устройства, синхронизирующий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и ин версный выходы подключены к сост- р 5 ветствующим входам управляемого счет чика, информационный выход которого соединен с информационным входом бло ка памяти, прямой и инверсный выходы которого подключены соответствен но к дополнительным входам управляемого счетчика, и логический блок 2.Недостаток этого устройства заключается в невысокой точности преобразования входного сигнала, по 35 скольку при формировании импульсной последовательности в нем не учитыва. ется величина ошибки квантования и характер изменения этой ошибки.Цель изобретения - повьппение точ 40ности преобразования сигнала,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дельта-модуляции, содержащее высокочастотный дельта-модулятор, вход которого подключен к входной шине устройства, синхронизирующий вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы подклю- . чены к соответствующим входам управляемого счетчика, информациоиный выход которого соединен с информационным входом блока памяти, прямой и инверсный выходы которого подключе ны соответственно к дополнительным входам управляемого счетчика, введены анализатор ошибки и формирователь дельта-сигнала, вькод которого соеди не и с вых одом ус тройс тва, входы анализатора ошибки подключены к соответствующим выходам управляемого счетчика, а выходы ; к соответст- вующим управляющим входам формирователя дельта-сигнала, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а дополнительный выход и информационный вход анализатора ошибки соединены, соответственно с управляющим входом и прямым выходом блока памяти.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,Устройство для дельта-модуляции содержит (фиг. 1) высокочастотный дельта-модулятор 1, вход которого подключен к входной шине устройства, а пря,мой и инверсный выходы подключены соГ ответственно к первому и второму входам управляемого счетчика 2, информационный выход которого соединен с информационным входом блока 3 памяти, прямой и инверсный выходы ко. торого подключены соотВетственно к первому и второму дополнительным входам управляемого счетчика 2, выхо ды которого соединены с входами анализатора 4 ошибки, выходыкоторого подключены к управляющим входам формирователя 5 дельта-сигнала, выход которого соединен с выходом усФройст ва, дополнительный выход формировате, ля 5 соединен с управляющим входом блока 3 памяти, прямой выход которого подключен к информационному. входу формирователя 5, выход генератора 6 тактовых импульсов соединен с синхро низирующими входами высокочастотного дельта-модулятора 1 и формирователя 5 дельта-сигнала.На фиг, 2 обозначено: А и Б - соответственно число положительных и отрицательных приращений за такт обработки Т, выраженных в шаге квантования, В - разряды управляемого счетчика 2, отражающие разность между приращением сигнала, поступающего на дельта-модулятор 1 и приращением сигнала на выход, формирователя 5 дельта-сигнала; Г - выходной сигнал переноса управляемого счетчика 2, Д- выходной сигнал блока 3 памяти, Е выходной сигнал устройствами Гф н импульс низкой тактовой частоты.Устройство работает следующим образом (фиг. 1 и 2) .35 Входной аналоговый сигнал х(1,) падается на вход высокочастотного дельта-модулятора 1, работающего на тактовой частоте Г , поступающей от генератора 6 тактовых импульсов. На выходах высокочастотного дельта-модулятора 1 образуются две цифровые последсвательности, представляющие собой прямой и инверсный дельта-сигналы, н которых положительными импульсами отра Ожается соответственно количество положительных (фиг, 2 А) и отрицательных.(Фиг. 2 Б) приращений аналоговых сигналов, выраженных в шаге квантования .Ь . Эти последовательности поступают 15соответственно на входы сложения и вычитания управляемого счетчика 2, Приэтом, если на информационном выходеуправляемого счетчика 2 (старший разряд), в моменты тактирования блока 3 20памяти посредством дополнительноговыхода Формирователя 5, присутствует" 1", то обеспечивается режим вычитааия управляемого счетчика 2 при помощиего дополнительных входов, в против 25 .ном случае осуществляется сложение.Если тактирование блока 3 памяти производится на более низкой частотеГ 1,с Рт (фиг. 2,Г), а его выходнойсигнал равен, например, " 1", то в , управляемом счетчике 2 эа периодТь = 1/Гн запишется в обратном коде число 5 равное количеству отри9цательных приращений за период, ачисло положительных приращений заэтот же период составит1 ъГ С-Огде произведение Г Т - число опро-бований сигнала высокочастотнымдельта-модулятором 1 эа такт Тн . 40При восстановлении аппро. .имирующей входной Функции Х И).из выходного сигнала блока 3 памяти, оценивая вес каждого тактируемого символа "0 шагом Квантования, равнымР = -(Гт /Гц) Ь, а символа "1"шагом Р = (Г 1 /Р) Ь, можно считать,что в управляемом счетчике 2 младшие разряды (фиг. 2 В) отражают разницу между входной Функцией у И ) и ее 50Фаппроксимацией х(1),пронормированнуюк шагу квантования Ь, Действительно,в счетчик 2 записывается только число приращений, которые отличают аппроксимирующую функцию м (1) от вход 4ной функции х Я ), а э то отличие определяется алгоритмом работы управляемого счетчика 2. Таким образом, в устройстве имеется возможность управлять его работой по анализу ошибки квантования.Это условие реализуют по выходной цифровой последовательности, для чего в устройство введен анализатор 4 ошибки и Формирователь 5 дельта-сиг-, нала.Анализатор 4 ошибки (выполненный, например на элементе равнозначности) вырабатывает "1" при достижении ошибки, равной половине шага квантования Р/2, (Фиг. 2 Г) и управляет работой формирователя 5 дельта-сигнала. Этим создается возможность изменения знака дельта-сигнала только втех случаях, когда ошибка велика (больше Р/2). Если в момент ; (Фиг. 2) ошибка квантования меньше допустимой, то в формирователе 5 дельта-сигнала знак приращения аппрОксимирующей функции сохраняется, что обеспечивает меньшую ошибку квантования (область 5 1) . В той же ситуации при обычной дельта модуляции после изменения шага квантования ошибка квантования увеличивается (область 5 2). В данном устройстве точность преобразования повышается за счет того, что тактирование блока 3 памяти осуществляетсч только при наличии на выходе анализа" тора 4 ошибки " 1", которая разрешает прохождение положительных фронтов импульсов, следующих с частотой Г 1,Повышение точности преобразования ,сигнала также достигается изменением знака дельта-сигнала в тех случаях, когда предыдущее условие не приводит к успеху. В этом случае, когда ошибка квантования меньше Р/2, выполнение первого условия дает сохранение знака дельта-сигнала, что может привести к увеличению ошибки квантования, поскольку на этом интервале исходная Функция хН ) изменяет знак своей производной, Для выполнения второго условия введено ограничение, заключающееся в том, что при ошибке квантования, записанной в управляемом счетчике 2, большей Р, формирователь 5 дельта-сигнала изменяет знак последнего. Действительно, при выбранном числе разрядов управляемого счетчика 2 в момент времени, когда ошибка квантования превышает величину Р, на его выходе перенооа появляется импульс (фиг. 2 Д), а в счет"ике 2 записывается число, обрат" ное предыдущему, что эквивалентно1132359 фиг,тому, как если бы отсчет ошибки квантования осуществляется от аппроксимирующей функции хфН) дельта-сигнала, в котором сделан противоположный по знаку шаг.Для повышения точности преобразова ния сигнала формирователь 5 дельта- сигнала может быть выполнен с использованием известных алгоритмов компандирования. В этом случае формируется10 такой дельта-сигнал, в котором вес каждого символа зависит от статистических характеристик входного сигнала,как в адаптивных дельта-модуляторах.В предлагаемом устройстве операциякомпандирования может осуществлятьсяне только по анализу выходной последовательности импульсов, но и по результатам анализа ошибки квантования,Каибольший технический эффект достигается при использовании устройства 1в области низких скоростей передачи, когда необходимо обеспечить достаточную разборчивость речи, передаваемой с исйользованием дельта-модуляции..Кривуценкоза Еоррект озэв Редакто Филиал ППП"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составителолб Техред С.Л аэ 9805/44 Тирак 861 ВИИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж, РПодписноекомитета СССРоткрытийушская наб д. 4/5