Дельта-модулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН з(5 у Н 03 К 13/22 РЕТЕНВУ СВИДЕТЕЛ АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 752799, кл. Н 03 К 13/22,10.07.78.(54)(57) ДЕЛЬТА-МОДУЛЯТОР по авт,св, В 752799, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью улучшения качества преобразования сигналов пу"тем уменьшения мощности шумов сво,ЯО 1121777 А бодного канала, в него введены дваинвертора и две цепочки из соединенных последовательно двухразрядногорегистра сдвига и дополнительногоэлемента совпадения, включенныемежду выходами соответствующих элементов совпадения и соответствующими входами второго преобразователяполярности, при этом выходы инверторов соединены с другими входамисоответствующих дополнительных элементов совпадения, входы первого ивторого инверторов подключены квыкодам соответственно второго ипервого элементов совпадения, а тактируемые входы двухразрядных регист."ров сдвига соединены с тактовой,шиной.Поставленная цель достигается тем, что в дельта-модулятор введены два инвертора и две цепочки из соединенных последовательно двухразрядного регистра сдвига и дополнительного элемента совпадения, включенные между выходами соответствующих элементов совпадения и соответствующими входами второго преобразователя полярности, при этом выходы инверторов соединены с другими входами соответствующих дополнительных элементов совпадения, входы первого и второго инверторов подключены к 50 55 1121Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для преобразования речевых сигналов в цифровую форму.для дальнейшей коммутации и уплотнения. 5По основному авт.св. Ъ 752799 известен дельта-модулятор, содержащий соединенные последовательно входной фильтр, компаратор, триггер и четырехразрядный регистр сдвига, 10 соединенные последовательно элемент эквивалентности слоговый интегратор, амплитудно-импульсный модулятор, первый преобразователь полярности и основной интегратор, два элемен" 15 та совпадения и соединенные последовательно второй преобразователь полярности, дополнительный интегратор и усилитель, причем тактируемые входы триггера и четырехразрядного регистра сдвига соединены с такто- вой шиной, прямые и инверсные выходы разрядов четырехразрядного регистра сдвига подключены к входам элемента эквивалентности, второй вход компара тора подключен к выходу основного интегратора, второй вход амплитудно- импульсного модулятора соединен с ,выходом триггера, второй вход первого преобразователя полярности соедиВ 30 нен с выходом усилителя, входы второго преобразователя полярности соединены с выходами элементов совпадения, входы которых подключены соответственно к прямым и,инверсным выходам первых двух разрядов четырех 5 разрядного регистра сдвига 13.Недостаток этого устройства - невысокая степень подавления шумов свободного канала, что снижаеткачество преобразования сигналов.40Цель изобретения - улучшение качества преобразования сигналов путем уменьшения мощности шумов свободного канала,777выходам соответственно второго и первого элементов совпадения, а тактируемые входы двухразрядных регистров сдвига соединены с тактовой шиной.На фиг.1 приведена блок-схема дельта-модулятора; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Дельта-модулятор содержит входной фильтр 1, соединенный с первым входом компаратора 2, выход которого подключен к первому входу триггера 3. Выход триггера 3 соединен с первым входом четырехразрядного регистра 4 сдвига и одновременно является выходом устройства, Прямые и инверс- . ные выходы четырехразрядного регист-. ра 4 сдвига через элемент 5 эквивалентности соединены со слоговым интегратором 6; выход которого подключен к первому входу амплитудно-импульсного модулятора 7, второй вход которого соединен с выходом триггера 3, Выход амплитудно-импульсного модулятора 7 подключен к первому входу первого преобразователя 8 полярности, выход которого через основ. .ной интегратор 9 соединен с вторым входом компаратора 2, Входы первого элемента 10 совпадения подключены к прямым выходам первого и второго раз. ряда четырехразрядного регистра 4 сдвига, а выход элемента 10 совпадения соединен с первым входом первого двухразрядного регистра 11 сдвига, выход которого соединен с первым входом первого дополнительного элемента 12 совпадения. Входы второго элемента 13 совпадения подключены к инверсным выходам первого и второго разряда четырехразрядного реГистра 4 сдвига, а выход элемента 13 совпадения через первый вход второго двух- разрядного регистра 14 сдвига соединен с первым входом второго дополнительного элемента 15 совпадения. Вход первого инвертора 16 подключен к выходу первого элемента 13 совпадения, выход его - к второму входу первого дополнительного элемента 12 совпадения, кроме того, вход второго инвертора 17 соединен с выходом первого элемента 10 совпадения, а выход его - с вторым входом второго дополнительного элемента 15 совпадения. Выходы элементов 12 и 15 соединены с первым и вторым входами второго преобразователя 18 полярности,3 1121777выход которого через дополнительный лентности и усредняе интегратор 19 и усилитель 20 соеди- . интегратором 6, На в нен с вторым входом первого преобра- интегратора б появля зователя 8 полярности. представляющий собойДельта-модулятор работает следу составляющую, величи ющим образом. меняется в эависимосПри отсутствии сигнала на входе ды и частоты входног устройства выходной сигнал У (Сдол- постоянная составляю1жен представлять собой последова- для управления велич тельность чередующихся импульсов 10 воздействующих на о1 0 1 0еу причем период этои по тор 9, при помощи ам следовательности определяется как ного модулятора 7 и Т=2/с , где 1 с - частота следова- зователя 8 полярност ния тактовых импульсов. Однако на вии в выходной после практике характеристика компаратора 1 У (С) пачек" единич 2 всегда обладает некоторым гисте-импульсов на выходах резисом, т.е. пороги "переброса" ком совпадения импуль паратора в "1" и "0" всегда раэличся и соответственно .ны. Это вызывает появление в выход- какого влияния на ра ной последовательности периодически не оказывают.1 1120повторяющихся пачек из сдвоенных При появлении в в единичных и нулевых импульсов. Ме- . довательности сдвоен ханизм появления таких пачекн иэ .е иничных и 25 30 сдвоенных единичных и нулевых импульсов иллюстрируется временнымидиаграммами на фиг.2где Е - последовательность импульсов, стробирующих дельтакодер;0(1) - напряжение на выходе основногоинтегратора;(Ц,УИ)- сигналы на первом и втором выходах четырехразрядного регистра сдвига соответственно;Ч(С), (И)- сигналы на выходах элементов совпадения;М(ц, - сигналы на выходах двухразрядных регистров сдвига;Й(Ч,М(И) - сигналы на выходах инверторов, 40К(Ц,ОИ) - сигналы на выходах дополнительных элементов совпадения;Е(Ц - медленно меняющееся напряжение на выходе дополнительного интегратора, уровень которого пропорционален степени асимметрииустройства.Очевидно, что в сигнале У(Ц, азначит и в сигнале У (ф) содержатся"пачки" двойных единичных и нулевыхимпульсов,В данном устройстве выходная последовательность по мере поступления 55стробирующих импульсов записываетсяв четырехразрядный регистр 4 сдвига,анализируется элементом 5 эквиватся слоговымыходе слоговогоется сигнал,постояннуюна которой изти от амплитуо сигнала. Этащая используетсяиной импульсов,сновной интегра- плитудно-импульспервого преобраи. При отсутстдовательностиных или нулевыхэлементов 1 О исы не появляютблоки 10-20 ниботу устройстваыходной посленой "пачки"д мпульсов на выходе элемента 10 совпадения появляется единичный импульс. В случае появления.11 11пачки , состоящей из двух нулевыхимпульсов, единичный импульс появляется на выходе элемента 13 совпадения. Причем из-за гистереэиса компаратора 2 двойная нулевая "пачка" следует всегда сразу же за двойнойединичной "пачкой" (фиг.2 ), Крометого, преобладание единичных либонулевых пачек" импульсов в выходном сигнале кодера является прйэнаком существования асимметрии в устройстве.При преобладании в выходной последовательности единичных пачек" им-.пульсов 1 фиг.2 ) выходная последовательность У(Ц записывается в четырехразрядный регистр 4 сдвига и сприходом каждого стробирующего импуль.са продвигается по регистру 4 наодин разряд. Каждая двойная "пачка" единичных импульсов, записанная в два первых разряда четырехразрядного регистра 4 сдвига, вызывает появление на выходе элемента 10 совпадения, под- ключенного к первым выходам регистра 4, единичного импульса, в то время как на выходе, элемента 13"совпадения сигнал отсутствует, так как данный элемент подключен к инверсным выходам регистра 4, В течение действия следующих двух стробирующих импульсов единичный импульс с выхода элемента 1 О совпадения пере 1121777писывается на выход двухразрядного регистра 11 сдвига и поступает на первый вход дополнительного элемента 12 совпадения. Теми же стробирующими импульсами двойная единичная 5 пачка" переписывается в последующие разряды четырехразрядного регистра 4 сдвига и на ее место записывается двойная"пачка" нулевых импульсов, которая следует за единичной; вслед О ствие гистерезиса компаратора 2. За писанная в два первых разряда регистра 4 нулевая "пачка" вызывает появление на выходе элемента 13 совпадения единичного импульса, который инвертируется инвертором 16 и поступает на второй вход дополнительного элемента 12 совпадения, Таким образом, на первом входе дополнительного элемента 12 совпадения появляется единичный импульс, а на втором его входе - нулевой импульс, что не вызывает изменений сигнала на выходе данного элемента. Если за двойной единичной "пачкой" не следует 25 двойная нулевая пачка" а следует, например, комбинация 10, либо 01), то на выходе элемента 13 совпадения остается нулевой сигнал и соответственно на втором входе дополнительвного элемента 12 совпадения присутствует единичный потенциал, который является разрешающим для прохождения импульсов с выхода двухразрядного регистра 11 сдвига на,выход дополнительного элемента 12 совпадения. Таким образом, лишь при преобладании в выходной последовательности единичных двухзлементныхпачек" на выходе дополнительного элемента 12 совпадения будут появлять ся единичные импульсы. Нетрудно убедиться в том, что при преобладании в выходной последовательности двух- элементных нулевых пачек, единичные импульсы будут появляться на выходе дополнительного элемента 15 совпадения. Импульсы, появляющиеся на выходах дополнительных элементов 12 и 15 совпадения являются информацией о Наличии асимметрии того или ино го знака, Эти импульсы поступают на второй преобразователь 8 полярности, затем усредняются дополнительным интегратором 19 и после усиления усилителем 20 подаются на второй вход первого преобразователя 8 полярности в качестве сигнала, компенсирующего асймметрию,Как видно из алгоритма работы устройства, импульсы, управляющие вторым преобразователем 18 полярности, поступают только на один из его входов в зависимости от знака асимметрии. Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет введения новых элементов 15 и 12, регистров 14 и 11, йнверторов 16 и 17 на дополнительный интегратор 19 воздействует не каждая двойная пачка единичных и нулевых импульсов, Симметричные комбинации импульсов вида 11001100, не несущие информации об асимметрии в дельта-модуляторе, устраняются введенными элементами 15 и 12 регистров 14 и 11, инверторов 16 и 7, и дополнительный интегратор 19 во второй цепи обратной связи реагирует только на последнюю группу сдвоенных символов паузной последовательности, в которой и заключена вся информация об асимметрии. Этим устраняется нежелательный перезаряд емкости дополнительного интегратора )9 в течение воздействия на вход четырех- разрядного регистра 4 сдвига симметричных последовательностей вида 11001100. При этом в постоянной составляющей, выделяемой на дополнительном интеграторе 19, не содержится пульсаций напряжений.За счет уменьшения пульсаций на дополнительном интеграторе 19 существенно снижаются нелинейные искажения сигнала,. восстанавливаемого на основном интеграторе 9. Кроме того, все блоки предлагаемого устройства построены на базе цифровых интегральных микросхем, что позволяет значительно уменьшить его габариты, повысить надежность и открывает возможность для реализации всего устройства в виде единой интегральной микросхемы.орректор И,Эр Редактор И.Коваль Подписное аэ 7996/43 У(М Ю Тираж 861 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб д, 4/5