Устройство коррекции

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 04 В 3/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН р- и Бюп, И 29заочный электут связиин2(088.8) техиаг-р16,ния тво СССР 4, 22.11.8(56) Автор скВ 1252949, к свидетел Н 04 В 3 КОРРЕКЦИИ знаигн- ова(54) УСТРОЙСТВ (57) Изобретен связи. Цель из тноси тения ся к электр - повышение ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 621,372.5 точности коррекции, Устройство крекции содержит АЦП 3, регистры 4б сдвига, сумматор 5 по модулю двблок 7 вычисления модуля, вычитат8, блоки 9 и 13 памяти, дискретньФильтр 10, перемножитель 11, суммтор 12, преобразователь 14 кода,15 тактовых импульсов и инверторЦель достигается эа счет обеспечеФормирования откорректированногочения отсчета аппроксимирующего снала, соответствующего середине итервала анализа импульсной последтельности. 5 ил,507 5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 3 1499Изобретение относится к электро -связи и предназначено для улучшениякачества воспроизведения сигналов всистемах связи с-линейной и адаптивной низкоскоростной дельта-модуляцией.Целью изобретения является повышение точности коррекции.На Фиг, 1 изображена функциональная схема устройства коррекции; нафиг. 2-4 - дискретный фильтр; нафиг. 5 - графически процесс коррекции,На схеме (фиг. 1) показаны аналоговый вход 1, дискретный вход 2, аналого-циФровой преобразователь 3(АЦП), второй регистр 4 сдвига, сумматор 5 по модулю два, первый регистр6 сдвига, блок 7 вычисления модуля,вычитатель 8, первый блок 9 памяти,дискретный фильтр 10, перемножитель11, сумматор 12, второй блок 13 памяти, преобразователь 14 кода, генератор 15 тактовых импульсов (ГТИ),инвертор 16, выход 17 устройства,Дискретный фильтр 10 содержит сумматор 18,регистр ,19, умножитель 20.устройство коррекции связано свнешним дельта-декодером с помощьюаналогового входа, куда поступаетвосстановленное в декодере аппроксимирующее напряжение, и дискретноговхода, куда поступают импульсы дельта-последовательности (сигнал изканала связи). Цифровая информациязаносится во второй регистр сдвига/и служит для расчета адреса поля впервом блоке 9 памяти, В этом блокехранятся номеракоэффициентов, которые следует выбрать для коррекцииприращения АС в соответствии с определенным сумматором 5 по модулю двахарактером искажения в каждом тактеработы устройства, Хранение не самих коэффициентов, а их номеров, позволяет уменьшить объем памяти блока9, поскольку вместо многоразрядныхкодов каждого коэффициента появляется воэможность хранить коды номеров.В результате моделирования работыкорректирующего устройства на ЭВИнайдено, что номеров может быть пебольше 16Таким образом, разрядностьвыходной шины первого блока 9 памятицелесообразно ограничить четырьмя.Каждый из этих 16 номеров определяетопределенный корректирующий коэффициент. Цифровой код коэффициента появляется на выходе преобразователя14 кода в соответствии с адреснымикодами на первом и втором входах преобразователя. Речевая волна, представленная аппроксимирующим сигналом,подается на информационный вход АЦП,который запускается передним фронтомтактовых импульсов с ГТИ 15, Инвертор 16 обеспечивает задержку записиинформации с выхода АЦП 3 в многоразрядный. регистр 6 сдвига эа счеттого, что запись происходит по переднему фронту инвертированного импульса, формируемого ГТИ, т.е, записьмногоразрядной цифровой информации впервый регистр 6 сдвига задерживаетсяотносительно записи дискретной информации во второй регистр сдвига изапуска АЦП на длительность тактового импульса. Разрядность используемого АЦП определяет и разрядностьшин, соединяющих выход АЦП с информационным входом первого регистра 6сдвига и входом блока вычисления модуля. Блок 7 обеспечивает расчет абсолютного значения текущих отсчетованалогового сигнала, По этой причинечисло проводников в шине, связываю 30 щей выход блока вычисления модуля с информационным входом дискретногофильтра 10, на один меньше, чем вшине, подходящей к входу блока 7. Вдискретном фильтре производитсясглаживание и накопление модулей от -счетов АС, т,е, с помощью блоков 7и 10 оценивается уровень сигнала,предназначенного для коррекции, Цифровой код, характеризующий уровеньвходного сигнала, подается на адрес-.ный вход второго блока 13 памяти.Как и в блоке 9, во втором блоке памяти хранятся условные номера, определяющие степень модификации значения текущего корректирующего коэффициента, который определяется номеромиз первого блока 9 памяти. Выбор(конкретного коэффициента для коррекции приращения АС производится преобразователем 14 кода, выполненным,например, на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). Цифровой кодвыбранного коэффициента с выхода преобразователя 14 кода подается на первый вход перемножителя, где и осуществляется преобразование исходногозначения приращения АС. Это приращение рассчитывается вычитателем 8, напервый вход которого поступает циф50 ровой код отсчета АС, задержанного впервом регистре 6 сдвига на один тактбольше, чем отсчет, присутствующийв это же время на втором выходе регистра 6 и подаваемый на второй входвычитателя 8.Цифровой код разностис выхода вычитателя подается на второй вход перемножителя 11, а уже откорректированный - на первый вход 10сумматора 12, в котором он складывается с отсчетом АС, подаваемым навторой вход этого сумматора. На выходе сумматора формируется откорректированное значение текущего отсчета АС,Устройство коррекции работает следующим образом.Импульсный сигнал из канала связина приемной стороне дельта-модуляционной системы поступает через дискретный вход 2 на информационный входвторого регистра 4. сдвига. Каждыйцикл работы начинается с прихода нанего очередного элемента импульсной . 25последовательности. С помощью второго регистра сдвига и сумматоров 5 помодулю два для каждой анализируемойкомбинации импульсов вырабатываетсядвоичный код, значение которого является адресом. поля данных первогоблока 9 памяти. Аппроксимирующийсигнал, поступающий с выхода декодера - дельта-модулятора, подается нааналоговый вход 1 и после аналогоцифрового преобразования блоком 3 за 35писывается в первый регистр 6 сдвига,Первый регистр 6 сдвига имеет двавыхода. Первый выход соответствуетзадержке отсчетов АС на 1+(И+1)/2тактов, а второй - задержке на: этого регистра сдвига представляютсобой соседние выборки АС, причеммомент появления отсчета на второмвыходе совпадает по времени с серединой анализируемого отрезка импульсной последовательности, хранящегосяво втором резистра 4 сдвига. Выборкас первого выхода первого регистрасдвига подается на первый вход блока 8 .(вход вычитаемого), а выборкас второго выхода регистра - на второй вход вычитателя (вход уменьшаемого). На выходе вычитателя формируется код приращения АС. В перемножителе 11 это приращение подвергаетсякоррекции путем его умножения науточненный корректирующий коэффи-,циент. С выхода перемножителя 11 измененное значение приращения поступает на первый вход сумматора 12, на второй вход которого подается отсчет исходного АС с выхода первого регистра 6 сдвига, В результате обработки на выходе сумматора и всего корректирующего .устройства формируется откорректированное значение отсчета аппроксимирующего сигнала, соответствующего середине интервала анализа импульсной последовательности.Цепь уточнения (модификации) значений корректирующих коэффициентов включает следующие блоки : блок 7 вычисления модуля отсчетов исходного АС, дискретный фильтр 10 абсолютных значений выборок АС, второй блок 13 памяти номеров, определяющих уточнение корректирующих коэффициентов в соответствии с уровнем АС, преобразователь 14 кода, формирующий по входному коду, определяемому текущими значениями номеров на выходах первого и второго блоков памяти, значение двоичного кода корректирующего коэффициента.С точки зрения технического исполнения процедуру уточнения корректирующих коэффициентов можно представить следующим образом. В соответствии с уровнем АС возможные значения этих коэффициентов, задаваемыеномером из первого блока 9 памяти,могут быть уменьшены, оставлены безизменений или увеличены. В соответствии с этим приращения исходногоАС Ь(п) могут быть также уменьшены,оставлены без изменения или увеличены по абсолютной величине. На различных по уровню отрезках АС преобразование (изменение) величины приращений может быть,. таким образом, усилено (уточняющий множитель П 1 В 1 вслучае, если значение первоначального коэффициента Ьш ) 1, и множительБ 1 1, если Ьш (1) или ослаблено(У 1 1, если Ьш с.1,и Б 11,Ьш Ь 1)у (и) = х (п) + 5 (и) Ьш 111,где 1 - номер, определяющий уточнение коэффициентов Ьш; Ц 1 - множитель, модифицирующий значение Ьш; ш - номер, определяющий выбор коэффициента Ьш;(п) -исходное приращение отсчетах(п) аппроксимирующегосигнала.Однако перемножение величин Ьш и У 1 целесообразно заменить на непосредственный отбор тех результирующих значений, которые получаются после перемножения. С этой целью первый .и второй блоки памяти хранят условные номера ш и 1, а преобразователь кода, получая их на своем входе, Формирует общий корректирующий коэффициент, т.е. условные номера преобразуются блоком 14 в циФровые коды 15 корректирующего коэффициента и участвуют в преобразовании отсчетов АС по формулеу(п) = х(п)+(п-.1)Ьтп,1.20Для реализации первого регистра сдвига (многоразрядный регистр сдвига, блок 6) можно использовать сдвиговый регистр с последовательным входом; для реализации вычитателя (блок 8) - сумматор-вычитатель чисел. Для реализации блока вычисления модуля используется сумматор-вычитателЬ, в котором управление режимом (суммированием или вычитанием) производитсяЗО1 знаковым разрядом цифрового кода обрабатываемого отсчета. В случае от" рицательного числа, поступающего на блок вычисления модуля, старший знаковый разряд содержит логическую еди ницу. Поэтому блок переводится в режим вычитания. В случае положительного числа знаковый разряд содержит логический нуль и схема осуществляет суммирование. Вторым операндом в этой 40 операции алгебраического сложения является число нуль, представленное соответствующим цифровым кодом 000.0. Поэтому при вычитании из нуля отрицательного входного числа 45 получается положительное число, а при сложении нуля с положительным входным числом это число не изменяется и является результатом обработ" ки, т,е. блок 7 осуществляет операцию вычисления модуля,Для реализации дискретного Фильтра используются сумматор, регистр .хранения и умножитель (фиг. 2). Цифровой код, поступающий на вход дискретного фильтра (конкретно на один из входов сумматора), складывается с цифровым кодом, поступающим с выхода умножителя дискретного фильтр,й; Результат сложения подается на выход фильтра и одновременно на схему задержки на один такт, в роли которой может выступить многоразрядный регистр хранения. В каждом такте работы корректирующего устройства цифровая информация, хранящаяся в регистре, заменяется на новую с помощью ее перезаписи с выхода сумматора. Записанная в регистр информация поступает на вход перемножителя, В нем происходит умножения числа, цифровой код которого хранится в регистре, на цифровой код константы, значение которой меньше единицы. Результат подается на второй вход сумматора дискретного фильтра, Фильтр выполняет функции усредняющего (интегрирующего) блока, рассчитывая оценку интенсивности огибающей исходного АС.Степень усреднения определяется значением константы, участвующей в процедуре перемножения, значение этой константы должно быть близким к единице. В результате моделирования установлено, что ее значения должны нахо-. диться в интервале 0,75 - 0,93. Чтобы не изменять масштаб величины огибающей, числа, снимаемые с выхода сумматора дискретного фильтра, обычно нормируют, умножая их на разность единицы и значения константы. Однако в данном случае абсолютные оценки уровня АС не важны. Относительное изменение этих оценок неотличимо от изменения нормированных оценок, Поэтому вместо нормирования оказывается возможным использовать в качестве выходной шины дискретного Фильтра совокупность старших разрядов чисел с выхода сумматора фильтраНапример, при десятиразрядном АЦП с выхода блока вычисления модуля можно получать девятиразрядные числа, в дискретном фильтре можно использовать двенадцатиразрядный сумматор, регистр и перемножитель (если константа имеет значение, равное 0,875), а на второй блок памяти подавать восемь старших разрядов с выхода сумматора фильтра.Преобразователь кода (блок 14) обеспечивает преобразование кода, включающего кодовые группы, представляющие условные номера величины коэффициентов.и степени изменения их значений, в цифровой,код значений реПроцесс коррекции (фиг. 3) пока зан на траекториях аппроксимирующего сигнала до коррекции и после коррекции с учетом комбинации дельта- импульсов и уровня сигнала.Таким образом, предлагаемое устройства, использующее .принцип изменения значений отсчетов аппроксими 55 эультирующих корректирующих коэффициентов, Преобразователь кода может быть выполнен на постоянном запоминающем устройстве (блоке памяти), в котором адрес формируется из двух частей: условного номера коэффициента и условного номера степени изменения, и определяет то значение коэффициента, которое следует использовать при изменении приращения АС и которое должно храниться в этом блоке по этому адресу.Процедура настройки предлагаемого устройства аналогична процедуре 15 настройки известного и отличается лишь тем, что она более проста, так как И значений коэффициентов известного устройства, соответствующих конкретному адресу, взаимозависимы, 2 О что усложняет процесс их оптимизации, тогда как в предлагаемом устройстве каждому адресу ш соответствует только один коэффициент. Процедура оптимизации параметров корректи рующего устройства включает поиск значений коэффициентов при условии, .что цепь уточнения по уровню аппроксимизации сигнала не работает, оптимизацию значений этих коэффициентов 30 с учетом уровня АС. Критерием качества работы устройства коррекциимогут быть такие интегральные оценки, как величина отношения сигнал - шум, величина сегментного отношения сигнал - шум, величина относительной среднеквадратической ошибки восстановления или другие известные показа. тели. Оптимальные значения коэффициентов обеспечивают экстремум этих 4 П показателей. Кроме того, отношение сигнал - шум в любом дельта-кодекс может быть дополнительно увеличено путем оптимизации его параметров в случае, если кодекс работает с наст роенным устройством коррекции. рующего сигнала, обеспечивает большую точность коррекции по сравнению с известным (отношение сигнал - шум повышается примерно на 1,5 дБ) в сочетании с меньшим объемом памяти постоянного запоминающего устройства, а также с менее сложной процедурой настройки весовых коэффициентов (корректирующих коэффициентов).Формула изобретенияУстройство коррекции, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является аналоговым входом устройства коррекции, и первый регистр сдвига, последовательно соединенные перемножитель и сумматор, второй регистр сдвига, к управляющему входу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, информационный вход второго регистра сдвига является дискретным входом устройства коррекции, М выходов второго регистра сдвига через Исумматоров по модулю два, к вторым входам которых подключен И-й выход второго регистра сдвига, подключены к Мвходам первого блока памяти, а также второй блок памяти, о т,л.ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности коррекции, введены преобразователь кода, вычитатель, к входу вычитаемого которого и к второму входу сумматора подключен первый выход первого регистра сдвига, второй выход которого через вычитатель подключен к второму входу пере- множителя, последовательно соединенные блох вычисления модуля, к входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, дискретный фильтр, выход которого подключен к первому входу перемножителя черЕз последовательно соединенные второй блок памяти и преобразователь кода, к второму входу которого подключен выход первого блока памяти, а также инвертор, к входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а выход - к вторым входам первого регистра сдвига и дискретного фильтра.1499507 сусл 8 ларои оставитель Л. Тимехред М. Ходанич и М. Шароши дактор И, Шул оррек аказ 4709/56 Тираж 626 ПодписноеИИПИ Государственного ки ям и открытиям при ГКНТ ССС113035, М наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина, 10 Уродец ФС