Устройство для передачи сообщений с использованием дельта модуляции

00 42947 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскии Социалистичесва Республив(61) Зависи(22) Заявле от авт. свидетельства4.07.72 (21) 1813080/26 1) М. Кл. Н 04 Ь рисоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(088.8)05.74. Бюллетень19 ата опубликования описания 17.01.75 2) Авторы изобретен(71) Заявите Новосибирский электротехнический институт связи 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИС ИСПОЛ ЬЗОВАН И ЕМ ДЕЛ ЬТА-МОДУЛЯ ЦИ И Изобре тени мам: связи и кодировании телевизионны ередачи сообщех состоит из комацию о величищения за отсчет 10 на блок-схема предлафиг. 2 приведены вре оясняющие принцип ра стройства для случая фиг. 1 составл го устройства; е диаграммы, предлагаемого гаемо менн боты Ж. относится к смешанным систе может найти применение при ирокополосных, в частности сигналов.Известны устроиства для ний, линейный сигнал котор довых групп, несущих инфор не и знаке приращения сооб ный период.Известное устройство содержит схему сравнения, квантователь на два уровня и интегратор, которые образуют классическую схему дельта-модулятора, работающего с частотоц 15 отсчетов д в Я раз выше частоты отсчетов ь требуемой согласно теореме В. А. Котельникова, причем Л = 2 - 1, где М - разрядность линейного кода; реверсивный счетчик, осуществляющий алгебраическое сложение Р 20 дельта-импульсов, поступающих на его вход в течение одного отсчетного периода Тк = 1/; кододатчик, преобразующий число, зафиксированное в счетчике, во вторичную кодовую группу с пониженным основанием 25 кода Л = 1 оз Я+ 1); генераторное оборудование, вырабатывающее импульсные последовательности с частотами ь д л=ЛЧю ( - частота повторения импульсов линейного кода). 30 Однако известное устройство характеризуется высокой частотой отсчетов дельта-модулятора, определяемую, как1 д -- л (2 л - 1),Цель изобретения - уменьшение частоты внутрисистемных отсчетов до значения (частоты следования импульсов линейного кода).Это достигается тем, что к выходу схемы сравнения через двухполупериодный выпрямитель и М-уровневый квантователь (Л 4(Л) подключены схема управления шагом квантования и схема управления реверсивным счетчиком, причем, в зависимости от величины и знака разности между входным аналоговым и квантованным сигналами, схема управления шагом квантования подает на интегратор одно из +2"возможных значений напряжений, а схема управления реверсивным счетчиком записывает информацию о величине этого напряжения с учетом знака в соответствующий 1-й разряд счетчика, где с = 1, 2, 3, , М.Приняты следующие обозначения (см. фиг. 1); схема 1 сравнения; М-уровневый (М(У) квантователь 2; интегратор 3; реверсивный счетчик 4; кододатчик 5; генераторное оборудование 6; двухполупериодный выпрямитель 7; схема 8 управления шагом квантования; схема 9 управления реверсивным счетчиком; формирователь 10 знака разностного сигнала в виде чередующейся последовательности нулей и единиц.Частота отсчетовв предлагаемом устройстве принята равной частоте следования импульсов линейного кодат. е.Ь=М=1 агде У в разрядность кода,При этом для обеспечения работы системы требуются две частоты, кратные друг другу (д =л и а), что существенно упрощает построение генераторного оборудования. К выбору л мы вернемся ниже. Возможность понижения частоты по сравнению с частотой л при дельта-кодовой модуляции (ДКМ) обеспечивается тем, что при каждом отсчете в моментыи (л, = 1,2,3, , сс )1У,производится многоуровневое (М-уровневое) квантование.Обработка сигнала в предлагаемом устройстве происходит следующим образом.Аналоговый сигнал (1) подают на один вход схемы 1 сравнения, на второй вход которой поступает напряжение (1) с интегратора 3. Разностный сигнал у(1) = 1(1) - з(1) через двухполупериодный выпрямитель 7 воздействует на М-уровневый квантователь 2 параллельного типа, имеющий М-выходов и содержащий (М - 1) пороговых устройств со значениями пороговых уровней У, (соображения по выбору М будут изложены ниже), где= 1, 2, , М. В зависимости от абсолютной величины разности у(1)в отсчетные моменты времени, следующие с частотой л, на одном из выходов квантователя появляет- сА импульс, имеющий определенный вес и отображающий квантованное значение сигнала разности в данный момент.Например, если в момент 1 значение уд)Уь то импульс возникает только на выходе з (см. фиг. 2) и имеет вес 2. Приу,( У импульс возникает на выходе квантователя г, его вес равен 2, и работа устройства в этом случае не отличается (за исключением частоты отсчетов ь ) от работы известной схемы. Следует отметить, что случай у (У имеет место либо при постоянной амплитуде входного аналогового сигнала (или небольших ее изменениях в пределах минимального шага квантования), либо при его отсутствии на входе кодирующего устройства.Далее выходной импульс квантователя, имеющий, как уже отмечалось, определенный вес, с помощью схемы управления шагомквантования, выполненной в виде регулируемого аттенюатора, устанавливает требуемое значение входного напряжения интегратора:вот - 2 5где Уо - входное напряжение интегратора,соответствующее минимальному шагу квантования системы.При этом шаг квантования на выходе ин тегратора также пропорционален указанномувесу. Полярность входного напряжения интегратора Унт зависит от знака сигнала разности у(1), информация о котором (о знаке), посредством формирователя 10 импульсов 15 знака разности, подается на второй вход схемы 8 управления шагом квантования.Одновременно выходной импульс квантователя 2 поступает на логическую схему 9 управления реверсивным счетчиком 4, состоя щую из схем И, которая с учетом весаимпульса подключает его к соответствующему разряду счетчика. При этом, в зависимости от знака разностного сигнала у(1), выходные импульсы формирователя 10 знака 25 этой разности переключают счетчик на режимвычитания или сложения. Число, накопленное в счетчике 4 за период30Ьв последовательном коде передается в линию связи, после чего импульсами частотыстирается из его памяти.Величина шага квантования в предлагае мом устройстве устанавливается независимоот его величины в предыдущий отсчетный момент и может принимать любое -ое значение, определяемое формулой:Ьс - 2-В (1) 40где =1,2,3 М;б - единичный шаг квантования системы,причем при прочих равных с ДКМусловиях- Одкм - 2 (2)где Ь - шаг квантования дельта-модуляторасистемы ДКМ;8 дкм - шаг квантования системы ДКМ в це лом. 45 Из формулы (1) следует, что количестворазрешенных в системе шагов квантования зависит от выбранного количества уровней 55 квантования М, используемых в квантователе 2. Значение М определяет сложность квантователя, а именно; количество пороговых устройств, входящих в его состав, количество токовых переключателей в схеме 8 управле ния шагом квантования, а также число логических элементов, образующих схему управления счетчиком. Наконец, М определяет возможности устройства.Выбор величины М, которой можно ог раничиться при заданной разрядности линейСуммы Уровни Суммы Уровни Суммы П р и м е ч а и и е, Комбинации слагаемых могут быть и другими, например, уровень 5 Ьможно получить как Ь + 2 о + о + Ь, - =2 Р при 0)Ю,М- = 2 Р при 0(Ж.О 45 ного кода У, производится из слсдующих соображений.Известно, что максимально допустимое приращение сообщения Ам за период Т, при дельта-кодовой модуляции определяется, какА 1 макс - Р 1)Так как в предлагаемом устройстве Л=6/2, согласно (2), то(2 - 1) ЬАмакс . -Тогда максимально допустимое приращение за периодт,Tау Ю Для воспроизведения такого приращения за один период Ть необходимо иметь в системе максимальный шаг квантования 6 макс 1 мако ИСХОДЯ из этОГО РассУКДениЯ и учитывая 11), получим2 М 1) (2 - 1) о2 Ь Значения требуемых частот при передаче телевидения с Л 1=6 мгц 1 Л = 4) будут:а) в пРедлагаемом УстРойстве 1"л =1 л= = 48 мгц и а = 12 мгц;б) в системе ДКМ, реализуемой, согласно известной схемы, 1 а =180 мгц, ,-,=48 мгц и л=12 мгц,Выигрыш Б в частоте внутрисистемных от- счетов тем больше, чем больше Л 1. Следует отметить и простоту построения генераторного оборудования, вырабатывающего две кратные между собой частоты (48 мгц и 12 мгц), жестко синхронизированные между собой.Относительно выбора . В процессе излокения мы оперировали соотношением= Уь В принципе, может иметь место равенство вида 1 а =ф где 0 - целое число, связанное с М следующим условием: 5(М - округляется до ближайшего целого числа).Например, при У=4 М=2, т. е. 1=1, 2 ишаг квантования 6; в соответствии с 11) будет принимать значения 6 и 26.Из приведенного примера видно, что приУ = 4 и 1 ь =Уа в предлагаемом устройстве требуется квантователь на 2 уровня (М = 2).Остальные уровни квантования, требуемые в 15системе, образчются в результате У-кратного алгебраического суммирования указанных двух уровней (6 и 26),Так, например из фиг. 2 (верхний график) следует, что уровень квантования +56 образуется как 26+6+6+6 = 56,В табл. для рассматриваемого примера показаны разрешенные уровни квантования и соответствующие им суммы, причем, ради 25 простоты, показаны только положительныеуровни, отрицательные уровни получаются путем умнокения каждого слагаемого суммы на - 1.(здесь р - целое число).50 Однако при О) М частота а получаетсявысокой и теряется одно из основных преимуществ предлагаемого устройства, а при 0(У не используются все разрешенные уровни, увеличиваются шумы квантования и 55 усложняется квантователь и схемы управления шагом квантования и счетчиком, но уменьшается их требуемое быстродействие. Предмет изобретения60Устройство для передачи сообщений с использованием дельта-модуляции, содержащее блок сравнения, к одному из входов которого подключен выход интегратора, М-уровневый 65 квантователь, реверсивный счетчик, соединен429547 Риг ный с кододатчиком, генератор, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения частоты отсчетов, выход блока сравнения, подключенный ко входу формирователя знака разностного сигнала, через двухполупериодный выпрямитель подключен к соответствующему входу М-уровневого квантователя, выходы которого одновременно подключены через узел управления реверсивным счетчиком ко входам реверсивного счетчика, а ко входу интегратора - через узел управления шагом квантования, к другому соответствующему входу которого подключен выход формирователя знака разностного сигнала, соединенный, в свою очередь, с другим соответствующим входом реверсивного счетчика., Учакина Коррек Типография, пр. Сапунова, 2 дактор А. Батыги Заказ 3456/6ЦНИИПИ Г Изд.102сударственного комитет по делам изобретенийМосква, Ж.35, Раушска Тираж 678Совета Министри открытийя наб д, 4/5 ПодписноеССР