Дельта-модулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК г м 3/ РЕ ИДЕТЕЛЬСТВ ТОР СНОМ я та- тригтамивный 14 15 и агода оров вть от об ду ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи. Его использование в системах передачи аналоговых сигналов позволяет расширить область применения за счет обеспечени возможности формирования характери ки компрессии требуемого вида. Дель модулятор содержит компаратор 1, гер 2, цифровой анализатор 3 дель последовательности, счетчики 4,5. пульсов, элемент б эквивелентност блок 9 управления счетом, реверс счетчик 10, цифровой интегратор цифроаналоговый преобразователь источник 16 постоянного кода. Бл ря введению управляемых дешифрат 7,8 и кодопреобразователей 11-13 дельта-модуляторе можно реализова такую характеристику копрессии, к рая позволяет непосредственно пре зовывать выходной сигнал дельта-м лятора, например, в стандартный И сигнал. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано в системах передачи аналоговых сигналов.Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечениявозможности формирования характеристики компрессии требуемого вида,На фиг.1 приведена блок-схема дель та-модулятора; на Фиг.2 - выполнениеуправляемого дешифратора; на Фиг.Зи 4 - графики зависимости защищенностиразговорного тракта и характеристикиКомпандирования (компрессии).Дельта-модулятор содержит компаратор 1, триггер 2, цифровой анализатор З,дельта-последовательности, первый и второй счетчики 4 и 5 импульсов,элемент б эквивалентности, первый ивторой управляемые дешифраторы 7 и 8,блок 9 управления счетом, реверсивный счетчик 10, с первого по третийкодопреобразователи 11-13, цифровой3интегратор 14, циФроаналоговый преобразователь (ЦАП) 15 и источник 16 постоянного кода, На Фиг.1 .обозначеныинформационный и тактовый входы 17и 18.Цифровой анализатор 3 дельта-последовательности может быть реализован на регистре 19 сдвига, элементахИ 20 и элементе ИЛИ 21.Управляемый дешифратор 7(8) содержит (фиг,2) сумматоры 22 по модулюдва и элемент И 23. На фиг.2 обозначены первые и вторые входы 24 и 25. Блок 9 управления счетом содержит буферный регистр, элемент НЕ и два элемента И. Блок 9 в зависимости От сигналов на информационных входах По сигналу на разрешающем входе формирует на своих выходах импульсы, управляющие работой реверсивного счетчика 10. Так, если на информационных входах блока 9 - нулевые сигналы, короткий единичный импульс формируется на его первом выходе (т.е. на вычитающем входе счетчика 10), Если на обоих информационных входах блока 9 единичные сигналы, то такой же импульс формируется на его втором выкоде (т,е. на суммирующем входе счетчика 10).Если на информационных вхо 55 цах блока 9 присутствует комбинация 10 (комбинация 01 невозможна), то на выходах блока 9 сигналы отсутст-. вуют. Цифровой интегратор 14 содержит арифметико-логический блок и буферный регистр, Кодопреобразователи 11- 13 реализуются на программируемых ПЗУ.Дельта-модулятор работает следующим образом.Аналоговый сигнал Ц поступает с входа 17 на первый вход компаратора 1 и сравнивается по величине с вы" ходным сигналом ЦАП 15. В случае, когда. величина П(г;) превышает величину выходного напряжения ЦАП 15, на выходе компаратора 1 формируется логическая "1", в противном. случае на выходе компаратора 1 появляется логический "0". Двухуровневый сигнал с выхода компаратора 1 с приходом с входа 18 импульса тактовой последовательности записывается в триггер 2, а затем с приходом последующих импульсов тактовой последовательности записывается в регистр 19 сдвига анализатора 3 и последовательно продвигается по его разрядам. Фрагмент цифрового сигнала, записанный в регистр 19 сдвига, анализируется элементами И 20 и элементами И.И 21 на предмет наличия в нем двух- и более элементных пачек символов. В этом случае, когда в дельта-последовательности присутствуют однотипные символы (пачки символов) 00 или 11, на выход цифрового анализатора 3 разрешается проключе.-. ние очередного импульса .тактовой последовательности. Если значения символов в дельта"последовательности не совпадают, то на выходе анализатора 3 присутствует логический "0".Первым счетчиком 4 производится подсчет импульсов с выхода анализатора 3, на некотором интервале Т , формируемом источником 16 постоянного кода, элементом 6 эквивалентности и вторым счетчиком 5. Это происходит следующим образом, Второй счетчик 5 производит подсчет импульсов тактовой последовательности до тех пор, пока двоичное число на его выходе не совпадает с двоичнымчислом на выходе источника 1 б. При совпадении этих чисел на выходе элемента 6 эквивалентности формируется единичный логический потенциал, который поступает на установочные входы первого и второго счетчика 4 и 5, сбрасывая их в начальное (например, нулевое) состояние и определяя тем самым начало нового ин1594700 6Алгоритмы работыкодопреобразова"телей 11-13 не влияют на общий алгоритм работы дельта-модулятора, .алишь позволяют формировать требуемыев каждом конкретном случае характеристики дельта-модулятора; его динамический и частотный диапазоны, формухарактеристики компандирования и т.д.В общем случае алгоритмы работы кодо 10преобразователей 11-13 могут задаваться (программироваться) пользователемперед включением дельта-модулятора вкакую-либо цифровую систему. Третийкодопреобразователь 13 формирует за 15висимасть между двоичным числом навыходе реверсивного счетчика 10 и ы- двоичным числом, отображающим шагквантования. Число, формируемое на20 ега выходах и отображающее Фактическивеличину шага квантования, поступаетна информационные входы цифровогоинтегратора 14, на выходе которого й под действием ДИ-сигнала па знаковому25 входу и стробирующей паследавательнос"ти тактовых импульсов па тактовомувходу Формируется двоичное число,про-.порциональное аппроксимирующему сиг-,налу (отображающее его). Преобразова 30 ние этого числа в уровень напряженияпроизводится при помощи ЦАП 15.Существенным моментом в алгоритме ,1р- работы дельта-модулятора являетсяследующее, Двоичное число с выхода реверсивного счетчика 10 применяетсяне только для формирования шага квантования, а используется также для управления первым 7 и вторым 8 управляемыми дешифраторами. Из описания алго 40ритма работы очевидно, что число на тервала Т . В течение времени междукаждыми двумя импульсами на выходеэлемента 6 эквивалентности первыйсчетчик 4 отсчитывает импульсы, поступившие на его информационный входс выхода анализатора 3, Таким образом, двоичное число на выходах счетчика 4 по окончании каждого интервалаТ пропсрционально плотности цифрового ДМ-потока У(+) (т.е, соотношениечисла единичных и нулевых символовв пачках ДМ-сигнала). Это двоичноечисла поступает на первые входы первого и второго управляемьх дешифраторов 7 и 8Оба управляемых дешифратора 7 и 8построены таким образом, что на их входах формируются уровни логической"1" в случае, когда на их первые.входы поступает комбинация символов, эаданная (постоянна присутствующая)на их вторых входах в обратном (инверсном) коде. Например, управляемыдешифратор 7 (8) выделяет (путем формирования "1" на своем выходе ) комбинацию 111001, если на ссответствующих вторых его входах присутствуетинверсная комбинация 000110,Блок 9 управления счетом на пратяженин интервала анализа Т анализиру1ет сигналы с выходов первого 7 и второго 8 управляемых дешифраторов и фомирует на своих выходах сигналы управления реверсивным счетчиком 10.Если за время Тс, на выходе первого дшифратора 7 не было логической "1",то по окончании интервала Тд реверсивный счетчик 1 О уменьшает свое состояние (дваичнае число на своих выходах) на единицу. Соответственно,если за время Т логическая "1" поС(явилась на выходах первого 7 и второго 8 управляемых дешифраторов, топо окончании Т реверсивный счет 45чик 10 увеличивает свое состояние наединицу, Если за время Т заданнаякомбинация была выделена только первым управляемым дешифратаром 7, тореверсивный счетчик 1 О по окончанииинтервала анализа Т не изменяетсвоего состояния.Двоичное число с выхода реверсив, -ного счетчика 1 О поступает на входыпервого, второго и третьего кодопресбразователей 11-13, Формируя на выходе каждого из этих блоков двоичные .комбинации, определяемые заданнымиалгоритмами их работы,выходе реверсивного счетчика 1 О определяется параметрами цифровогосигнала У(Т) с выхода дельта-модулятора, а следовательно, изменяется приизменении входного сигнала а(г.). Каждой двоичной комбинации на входах первого 11 и второго 12 кодапреобразователей поставлены в соответствие другие кодовые комбинации (устанавливаемые пользователем в зависимости оттребуемых характеристик), определяющие дгаичные числа, выделяемые первым 7 и вторьм 8 управляемыми дешифраторами. Таким образом, характеристикивходного сигнала дельта-модулятораБ в процессе ега работы определяютне только физические параметры (вчастности, величину. шага квантования),на и сами критерии, по которым пра 1594700исходит адаптация этих физических параметров.Запрограммировав определенным образом первый 11 и второй 12 кодопреобраэователи, можно сформировать .тре 5 буемую форму характеристики компанди рования, например, приведенные на фигЗ и 4 вариант зависимости защищенности разговорного тракта А (логарифмического 10 отношения сигнал/шум) от уровня входного сигналами и соответствующая этомуслучаю характеристика компандирования дельтамодулятора. Такие зависимости могут быть сформированы путем задания прямой пропорциональной зависимости между кодовыми комбинациями на входах и выходах первого и второго кодопреобразователей 11 и 12..Представленные характеристики (фиг.З и 4) позволяют с минимальными аппаратурными затратами (на уровне линейных систем) производить преобразование ДМ-сигнала У(й) с выхода дельта- модулятора в стандартный ИКМ-сигнал. 25Аналогичным образом могут быть сформированы и другие характеристики, оптимальные для каких-либо конкретных ситуаций.30Формула изобретения 1, Дельта-модулятор, содержащий компаратор, первый вход которого является информационным входом дельта- модулятора, а выход соединен с информационным входом триггера, выход кото" рого подключен к информационному входу цифрового анализатора дельта-последовательности, знаковому входу цифрового интегратора и является выходом дельта-модулятора, выход цифрового анализатора дельта-последовательности соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, источник постоянно 4 го кода, выходы которого подключены к первым входам элемента зквивалентнос" ти, выход которого соединен с входами обнуления первого и второго счетчиков импульсов и разрешающим входом блока управления счетом, первый и второй выходы которого подключены к вы" читающему и суммирующему входам ре" версивного счетчика, выходы цифрового интегратора соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, выходы второго счетчика импульсов соединены с вторыми входами элемента эквивалентности, тактовые входы триггера, цифрового анализатора дельта-последовательности и цифрового интегратора объединены со счетным входом второго счетчика импульсов и являются тактовым входом дельта-модулятора, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения воэможности формирования харак-. теристики компрессии требуемого вида, в дельта-модулятор введены управляе-. мые дешифраторы и кодопреобразователи, выходы первого счетчика импульсов соединены с первыми входами первого и второго управляемых дешифраторов, выходы которых подключены к первому и второму информационным входам блока управления счетом, выходы реверсивного счетчика соединены с входами пер" вого-третьего кодопреобразователей, выходы первого и второго кодопреобразователей подключены к вторым входам одноименных управляемых дешифраторов, выходы третьего кодопреобразователя соединены с информационными входами цифрового интегратора.2. Дельта-модулятор по п,1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что управляемый дешифратор выполнен на элемен те И и сумматорах по модулю два, первые и вторые входы которых являются одноименными входами дешифратора, выходы сумматоров по модулю два соединены с входами элемента И, выход которого является выходом дешифратора.1594700агз аг Составитель О.Ревинскийвецкая Техред П.Олийнык Корректор О,Ципл едактор О,Ю Тираж 659 Подписноеого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 35, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 2838 НИИПИ Госуда тве оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101