SE453145B - Anordning for att omvandla en analogsignal till en digitalsampelform - Google Patents

Description

4ss_14s 2 värde bestäms genom att man adderar 50% av de gula resp blå krominansvärdena till 50% av de gula och blå luminansvärdena och subtraherar värdet hos den mest negativa toppen i den 50- procentiga blâsignalen från den mest positiva toppen i den 50- procentiga gulsignalen.

Färginformationsdelen hos den sammansatta NTSC-färgsig- nalen är en fas- och amplitudmodulerad sinusformig signal på 3,58 MHz. Digitalomvandling av denna signal utförs konventio- nellt med fyra gånger takten hos 3,58 Mhz-färgunderbärvågen, varigenom växelvis erhållna samplar har en fasförskjutning av väsentligen 180 grader. Om ingångsintervallet hos analog-digi- talomvandlaren sker så, att det överbryggar mindre än ingångs- signalintervallet och fasen för samplingspunkterna väljs med gott omdöme kommer tre av varje fyra på varandra följande samp- lar att falla inom analog-digitalomvandlarens ingångsintervall.

Den fjärde sampeln antar analog-digitalomvandlarens mättnads- nivå. Eftersom emellertid ingângssignalen är väsentligen linjär kan genom uppskattning erhållna samplar beräknas ur de tre sanna samplarna och få ersätta den mättade fjärde sampeln. På detta sätt kan en 7-bitars analog-digitalomvandlare framställas så att man erhåller digitaliserade samplar som har signal-brus- förhållanden som är ca 3 dB lägre än i fallet med ett sant 8- bitsystem i stället för den normala skillnaden på 6 dB som- förekommer mellan 7- och 8-bitsystem.

I enlighet med föreliggande uppfinnings principer om- vandlar en anordning en analogsampelutformning till en digital- sampelutformning. En analog-digitalomvandlare är pâverkbar så- som gensvar på analogsignalen och har ett dynamiskt intervall som är mindre än analogsignalens dynamiska intervall. Organ detekterar mättade digitalsamplar som svarar mot analogsignaler som överskrider omvandlarens dynamiska intervall. Organ beräk- nar digitalsampelvärden ur regelbundet uppträdande digitalsamp- lar nära den mättade sampeln. Vidare substituerar organ den be- räknade sampeln för den mättade sampeln¿ I en utföringßform av uppfinningen ges en 7-bitars ana- log-digitalomvandlare en sådan förspänning att den arbetar inom signalintervallet från IRE lika med 0 till IRE lika med 100.

Samplingspunkter med fyra gånger färgunderbärvågstakten ges så- 453 145 3 dana fasförhållanden att de alstrar åtminstone tre sanna samp- lar ur fyra på varandra följande samplar. En mättnaddetektor anger huruvida mättade samplar förekommer och reglerar utbytet av en beräknad sampel mot en mättad sampel. De substituerade samplarna S beräknas enligt ekvationen s=c-(B-A) där A, B och C är värdena hos de tre omedelbart föregående gil- tiga samplarna.

Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj i det följan- de under hänvisning till bifogade ritningar, pâ vilka fig 1(a) åskådliggör en sammansatt videolinje som företer en färgstav- signal med 100% mättning, 1(b) åskådliggör vinkelsambandet mel- lan krominansvektorn för skilda mättade färgsignaler och 1(c) är en tabell över luminans- och krominansamplituderna för kom- ponenterna i färgstavsignalen, vidare fig 2 är ett vågdiagram som inkluderar färgsynksignalen i relation till krominanssigna- len för flera representativa färger, fig 3 och N är utdragna vågor av delar av krominanssignalen i den i fig 1(a) visade färgstavsignalen för gula och blå signaler, fig 5 visar i kurv- form utgångssignalen hos en 7-bitars analog-digitalomvandlare som har sådan förspänning att den får ett ingângsintervall från 0 till 100 IRE-värden, fig 6 är ett blockschema som åskådliggör de viktigaste delarna i en digitaltelevisionsmottagare som in- kluderar ett analog-digitalomvandlingssystem som utgör en ut- föringsform av föreliggande uppfinning och fíg 7 och 8 är sche- matiska scheman över analog-dígitalomvandlingssystem för video- signaler och visar utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Fig 1(a) åskådliggör en sammansatt NTSC-videolinje som företer en standardfärgstavsignal med färgmättnaden 100%. På sätt som är allmänt känt inom televisionstekniken är signalen som är representerad av de skuggade partierna en fas- och amp- litudmodulerad sinuskurva med frekvensen 3,58 MHz. Fasen och topp-till-toppsvängen hos sinuskurvan representerar signalens färgkomposant, och genomsnittsvärdet av den sinusformiga kurvan representerar luminanskomposanten. Färgstavarna föregås av en färgsynksignal omfattande ca 9 perioder och utgörande referens för fasen hos färgkrominanssignalerna. Amplituden hos luminans- och krominanssignalerna för färgstavarna är angiven i IRE-enhe- 453 145 B ter i fig 1(c). Vinkelsambanden -(B-Y) hos krominansvektorerna för primärfärgerna i förhållande till färgsynksignalen är visa- de i fig 1(b).

Den åskådliggjorda vågen innehåller maximi- och minimi- amplitudvärdena hos rundstrålningssända videosignaler. Maximi- värdena inträffar emellertid inte ofta, eftersom den genom- snittliga färgbilden i regel har en mättnad av ca 50%. Med hän- syn till detta ges traditionella analog-digitalomvandlare för digitalisering av videosignaler en sådan förspänning att de får ett ingångsintervall av från -RO IRE till +12O IRE, vilket är visat som intervallet A i fig 1(a). I vågen enligt fig 1(a) innehåller horisontalsynkpulser (H SYNK) och färgsynkpulser inte bildinformation, och de behandlas normalt inte ien televisionsmottagares videobehandlingskretsar. Den negativa gränsen för analog-digitalomvandlingsintervallet för videosig~ naler kan således sättas vid -33 IRE. I praktiken begränsar emellertid de flesta televisionssändarstudiorna det maximala bildsignalvärdet till ca -15 IRE (och komprimerar därvid bild- informationsintervallet ytterligare). Synksignalen hålls emel- lertid upprättad med ett genomsnittsvärde lika med 0 IRE och positiva resp negativa toppar lika med 20 IRE. Tanken har fram- förts, att då det gäller att digitalisera sammansatt video ut- nyttjas analog-digitalomvandlaren mest effektivt om analog: digitalomvandlaren under tiden som horisontalsynkningen och färgsynkningen föreligger ges en förspänning inom ett intervall som på ett fördelaktigt sätt digitaliserar färgsynkningen och horisontalsynkningen resp under tiden som bildinformationen föreligger ges en förspänning över bildínformatíonssignal- intervallet. Ett sådant arrangemang är beskrivet i den ameri- kanska patentansökningen HN3 929. En tidsmultiplexering av analog-digitalomvandlarens ingångsintervall ökar kvantiserings- upplösningen hos omvandlaren.

Kvantiseringsupplösningen i analog-digitalomvandlingen kan, åtminstone då det gäller videosignaler, ökas ytterligare genom att man ger analog-digitalomvandlarens ingångsintervall en sådan förspänning att mindre än hela bildinformationsinter- vallet omsluts och beräknar värdena hos_samplar som uppträder utanför analog-digitalomvandlarens ingångsintervall. Nominellt 453 14s__ är videosignalen en sinuskurva, varjämte samplings- och omvand- lingsraten uppgår till fyra gånger den cykliska raten hos si- nuskurvan. Om analog-digitalomvandlarens ingângsintervall in- ställs så, att man säkerställer att tre av fyra pâ varandra följande samplar uppträder inom analog-digitalomvandlarens in- gångsintervall, kan en fjärde sampel som överskrider ingångsin- tervallet beräknas ur de tre giltiga samplarna. För en sinus- kurva som samplas vid intervall på 90° med sueessiva samplar markerade A, B, C och D blir värdet hos sampeln D=C-(B-A)=A+C-B där A, B och C är sampelvärdena. Genom övervakning av utgången från analog-digitalomvandlaren för att detektera samplar med mättnadsvärden som mättar analog-digitalomvandlaren och genom att byta ut beräknade sampelvärden mot mättade samplar kan man effektivt öka analog-digitalomvandlarens intervall.

För en 7-bitars analog-digitalomvandlare som har för- spänning för ett ingångsintervall omfattande 1UO IRE, t ex från -20 IRE till +12O IRE, utgör systemets kvantiseringsupp- lösning ingångsintervallet dividerat med antalet kvantiserings- nivåer, varvid i ett 7-bitars system erhålls 1U0/128. Härigenom fås 1,09 IRE per enhet sampelintervall. För en 7-bitars analog- digitalomvandlare som har förspänning för ett ingångsintervall av 100 IRE, t ex från O IRE till +100 IRE, och med kretsar för att beräkna sampelvärden som ligger utanför ingångsintervallet uppgår kvantiseringsupplösningen till 100/128 eller 0,78 IRE, dvs en förbättring av 28%. Denna kvantiseringsupplösning är en- dast 28% sämre än då det gäller ett 8-bitars system som har förspänning för hela intervallet 160 IRE. En 7-bitars analog- digitalomvandlare som utnyttjar föreliggande uppfinning kan så- ledes ge upphov till kvantiseringsupplösning som närmar sig upplösningen hos en 8-bitars analog-digitalomvandlare. Eftersom antalet samplingssteg endast uppgår till hälften av antalet hos en 8-bitars analog-digitalomvandlare är anordningen enklare och mindre. Detta ger ett bättre produktionsresultat och lägre kostnader liksom mindre värmeutveckling och större tillförlit- lighet.

Fig 1(a) visar att maximala signalamplituder erhålls för signaler som representerar gult (+13U IRE) och att de minsta ampiinuaèrna erhålls för blås: (-34 Ina). om sålunda ana1°g-d1- 453 145 6 gitalomvandlarsystemet är utformat för att linjärt behandla dessa toppnivåsignaler kommer signaler med lägre toppvärden och representerande alla andra färger också att digitaliseras lin- järt. _ Med hänvisning nu till fig 2 representerar den mörkare vågen referens- eller synksignalen som är i fas med -(B-Y)- färgblandningssignalen. I digitala televisionssystem är det be- kvämt att demodulera krominanskomposanten hos en sammansatt videosignal till densammas (H-Y)- och (B-Y)-färgblandningssig- nalkomposanter genom att sampla den sammansatta signalen i fas med färgsynkningen. De vertikala linjerna som är betecknade Sn_2 till Sn+1 Konventionella metoder och kretsar för att utvälja fasen för representerar samplingspunkter för signalen. samplingssignaler kan utnyttjas då man konstruerar ett system som utgör en utföringsform av denna uppfinning. De i fig 2 visade samplingspunkterna är belägna med färgsynkintervall lika med 90° och uppträder vid nollövergångarna och de positiva och negativa topparna hos färgsynksignalen. De övriga vågorna i fig 2 svarar mot krominanssignalen när den representerar de angivna färgerna rött, blått, gult och cyan. Observera att gul- och blåkrominanssignalerna är komplementära och att rött och cyan är komplementära. Ehuru de visade krominanssignalerna är ritade med lika amplituder kommer amplituderna att bli olika för lika färgmättnad. Fig 2 visar den approximativa samplings- fasen hos krominanssignalen för de olika färgerna.

Pig 3 visar en cykel hos krominanssignalen för den gula färgstaven enligt fig 1(a) för 100% färgmättnad. Samplingspunk- terna som är upprättade i fig 2 har omvandlats till vågen i fig 3. Genomsnittsvärdet för topp-till-toppsvängen upprättas vid gulluminansnivån 89 IRE, såsom är visat i fig 1(a). Ampli- tuderna vid samplingspunkterna Sn_2 och Sn+1 ligger mellan 89 IRE och HU IRE. Amplituderna vid samplingspunkterna Sn_1 och Sn är 132,8 IRE resp 99,1 IRE. En analog-digitalomvandla- re som har ett ingångsintervall mellan 0 och 100 IRE kommer så- lunda att generera åtminstone tre av fyra sanna sampelvärden för den visade vågen. För gula krominanssignaler som har en mättnad mindre än 75% kan det visas att fyra av fyra samplar kommer att bli giltiga värden. 453 14§_ 7 Antag att analog-digitalomvandlaren ger utgångssampel- värden i komplementformat av två, varvid de 128 kvantiserings- nivåerna representeras av binärtal från -6ü till +63. En noll- IRE-ingång kommer således att representeras av ett -6ü-binärut- gångstal och_en 100-IRE-ingång kommer att representeras av ett +63-binärutgângstal. Ingângssignaler mellan 0 och 100 IRE kom- mer att representeras av de binära heltalen mellan -6ü och +63 enligt den i fig 5 visade linjära omvandlingen.

Ur illustrationssynpunkt skall det antas att färgsigna- len befinner sig i fortvarighetstillstånd, varför samplingsvär- det vid punkten Sn+3 (inte visat) är lika med värdet vid samplingspunkten Sn_1, dvs 132,8 IRE. De respektive samp- lingsvärdena vid Sn=A, Sn+1=B och Sn+2=C är 99,1, 45 och 78,9 IRE. De korresponderande binärvärdena som bildas vid ut- gången från analog-digitalomvandlaren för samplingspunkterna Sn, Sn+1, Sn+2 och Sn+3=Sn_1 är 62, -7, +36 och +63.

Den från analog-digitalomvandlaren erhållna +63-värdesutgångs- signalen är det övre mättnadsvärdet och är felaktigt. Det bi- nära utgångsvärdet för ingångsvärdet 132,8 IRE bör vara 10U.

Det bör observeras att binärvärdena bestäms enligt följande.

Analog-digitalomvandlarens nollutgångsvärde upprättas så, att det svarar mot mittpunkten i ingângsintervallet, dvs 50 IRE.

Mellan 50 IRE och 100 IRE finns 63 kvantiseringsniváer, och mellan 0 och 50 IRE finns 6Ä kvantiseringsnívåer. Varje IRE-en- het över nivån 50 IRE svarar således mot 1,26 binära enheter, och varje IRE-enhet under nivån 50 IRE svarar mot 1,28 binära enheter. IRE-ingångsvärdet subtraheras från 50 och skillnaden multipliceras sedan med de lämpliga binära enheterna, dvs 1,26 eller 1,28.

Binärvärdet 103 kan erhållas ur de tidigare tre sanna sampelvärdena genom att man substituerar analog-digitalomvand- larutgångsvärdena för samplingspunkterna Sn, Sn+1 och Sn+2 i ekvationen S=C-(B-A) (1) =36-(-6-62) =1OU I praktiken kan det hända att det beräknade värdet inte är exakt till följd av ackumulerade avrundningsfel som ingår i 455 145 8 analog-digitalomvandlingen. Resultatet kommer emellertid alltid att bli en mycket nära approximation.

Emedan_den till 100% mättade gula färgsignalen ger det ogynnsammaste fallet för ingångsintervallets övre ände kommer, om mättade utgångsvärden detekteras och substitueras med beräk- nade värden, analog-digitalomvandlarsystemet att ge giltiga på- sitiva utgångssamplar för alla färger i krominanssignalen.

Betrakta nu fig 4 som visar krominanssignalen som repre- senterar den mättade blâfärgstavsignalen i fig 1(a). Blâsigna- len utgör det ogynnsammaste fallet på ingângsintervallets nega- n-1' sn' Sn+1 °°h S 2 är -33, 1, 55 och 21 IRE. De korresponderande digitali- n+ serade värdena som matas ut av analog-digitalomvandlaren är tiva sida. Analogsampelvärdena vid S -64, -63, +6 och -37. -SH-värdet_är ett negativt analog-digi- talomvandlarmättnadsvärde. Binärtalet som svarar mot -33 IRE bör vara -106. Om man substituerar värdena för Sn=A, Sn+1=B och Sn+2=C i ekvationen (1) kan substitutionsvärdet S beräk- nas pá följande sätt: S=C-(B-A) =-37-(6+63) :-1Û6.' Också nu gäller att eftersom blått svarar mot det ogynnsammaste fallet kan de negativa gränserna för alla färgsignalerna tâs om hand av en 7-bitars analog-digitalomvandlare vars ingång har en förspänning över intervallet mellan 0 och 100 IRE om organ är anordnade att detektera negativa analog-digitalomvandlar- mättnadsvärden och att substituera beräknade värden för dessa.

Pig 6 åskådliggör i blockform en digital televisionsmot- tagare. I denna figur representerar tjocka linjer multipelbit- digitalsignalbanor medan tunna linjer representerar enkelbit- digital-, klock- eller analogsignalbanor. Rundstrålningsutsända videosignaler från mottagarantennen 100 matas till en konven- tionell avstämningskrets 110. Analogsignalen från avstämnings- kretsen 110 förs till mellanfrekvensförstärkare och videodetek- torn 120, som alstrar en sammansatt basbandvideosignal vid sin utgång. Den sammansatta videosignalen från detektorn 120 matas till en summerare 1H0 som är påverkbar såsom gensvar på lik- 453 145 9 spänningar som pâläggs via omkopplaren 150 och som vid sådan påverkan selektivt pålägger en likförspänning på signalen under signalens horisontalsynk- och färgsynkintervall. Signalen från summeraren 1ü0 matas till ingången till analog-digitalomvandla- ren 160. Förskjutningen som erhålls medelst summeraren 1U0 upp- rättar olika ingângsintervall till analog-digitalomvandlaren för horisontalsynk och färgsynk i förhållande till bildinforma- tionskomposanten hos videosignalen.

Analog-digitalomvandlaren 160 alstrar digitala yttringar av analogvideosignalen såsom gensvar på en fyrfaldig färgunder- bärvågsklocksignal üfsc som alstras av klockgeneratorn 130.

Klockgeneratorn 130 kan vara en färgsynkgrindad faslåst slinga som är pâverkbar såsom gensvar på analogfärgsynkkomposanten i den sammansatta videosignalen från detektorn 120, eller alter- nativt kan den vara pâverkbar såsom gensvar på en digitaliserad färgsynksignal som är kopplad via fantombussen som är inkopplad mellan digitalsynkdetektorn och tidskretsarna 170 samt klock- generatorn 130.

Digitaliserade samplar från analog-digitalomvandlaren 160 matas till digitalvideobehandlingskretsen 180 som på lämp- ligt sätt förbereder bildkomposanterna i den sammansatta video- signalen för tillförsel till presentationsbildrörets drivkret- sar. Digitaliserade samplar från analog-digitalomvandlaren 160 förs också till digitalsynkdetektor- och tidskretsen 170 som är pâverkbar såsom gensvar på vertikal- och horisontalsynkronise- ringskomposanterna hos den sammansatta signalen för att alstra lämpliga tidssignaler för att driva presentationsrörets avböj- ningsspolar. Kretsen 170 alstrar också tidspulser för att reg- lera omkopplaren för tillförsel av likströmförskjutningen till analogvideoingångssignalen.

Fig 7 åskådliggör i blockform ett analog-digitalomvand- larsystem som kan få ersätta analog-digitalomvandlaren 160 i fig 6 och som arbetar enligt den ovan beskrivna analog-digital- omvandlingsmetoden. I denna figur är multipelbitdigitalsignal- banor representerade av en tunn linje med ett snedstreck och en nära det sistnämnda liggande siffra som anger antalet bitar i banan. I figuren matas en analogsignal till uttaget 10, från vilket den förs till analog-digitalomvandlaren 20. Analog-digi- 455 145 talomvandlaren 20 kan vara en konventionell omvandlare med hastigt förlopp, vilken omvandlare t ex avger en 7-bitars pa- rallell utgångssignal med komplement av två på bussen 22. Ana- log-digitalomvandlaren 20 har två ytterligare ingângsanslut- ningar, vilka är kopplade till potentialkällor +Vref och -Vref för att upprätta omvandlarens signalingångsintervall. I över- ensstâmmelse med ovannämnda exempel inställs under aktiva vi- deodelar i videoingângssignalen +Vref så att den svarar mot 100-IRE-videosignalnivân medan -Vref inställs så att den sva- rar mot noll-IRE-nivån.

Utgångssignalen från analog-digitalomvandlaren 20 till- förs till överströmnings-/underströmningsdetektorn 24 och multi plexorn 38. För alla värden mindre än det maximala och större än det minsta utgångsvärdet från analog-digitalomvandlaren 20 tillför överströmnings-/underströmningsdetektorn ett logiskt nollvärde till multiplexorns 38 styringång. Såsom gensvar på denna logiska nollsignal genomslâpper multiplexorn 38 utgångs- värdena som alstras av analog-digitalomvandlaren. För utgångs- värden från analog-digítalomvandlaren 20 lika med dess maximala eller minsta utgångsvärden pålägger överströmnings-/underström- ningsdetektorn 2U en logisk ettsignal på multiplexorns 38 styringång, ock som gensvar på denna signal genomsläpper multi- plexorn 38 ett beräknat ersättningsvärde från adderaren 36: Överströmnings-/underströmningsdetektorn 2U kan bestå av en logisk kombinationskrets som är visad i den streckade rutan 2ü' . I elementet 2U' ingår en första och-grind 23 med en in- verteringsingång kopplad till teckenbiten hos analog-digital- omvandlarens 20 utgång och sex icke-inverterande ingångar kopp- lade till de sex värdebitarna hos analog-digitalomvandlarens utgång. Grinden 23 avger en logisk nollutgångssignal för alla pålagda värden utom maximisignalen 0111111, för vilken den av- ger en logisk 1. På likartat sätt är och-grinden 25 kopplad till analog-digitalomvandlarsignalen, men nämnda grind är så ansluten att den ger en logisk 1-utgångssignal endast för den minsta signalen 1000000. Utgångssignalerna från och-grindarna 23 och 25 matas till var sin ingângsklämma hos eller-grinden 27 som avger en logisk 1-utgångssignal för analog-digitalom- vandlarens binära värden 1000000 och 0111111, dvs de minsta 453 145 11 resp största värdena som kan erhållas ur analog-digitalomvand- laren 20.

Utgângsvärdena från analog-digitalomvandlaren 20 förs också till de seriekopplade fördröjningselementen 28, 30 och 32 av vilka vart och ett fördröjer de tillförda samplarna en sam- pelperiod S. De fördröjda signalerna från fördröjningsele- menten 28, 30 och 32 svarar mot på varandra följande samplar C, B resp A i ekvationen (1). Signalsamplarna från fördröj- ningselementen 30, 32 tillförs som subtrahent resp minuend till subtraheringselementet 3ü som alstrar värdena (A-B). Utgångs- signalen från subtraheringselementet 3ü förs till den ena in- gången till adderaren 36. Utgângssignalen från fördröjningsele- mentet 28 förs till en andra ingång till adderaren 36. Addera- ren 36 alstrar utgångsvärden svarande mot värdena (A-B)+C=C- (B-A). Dessa värden matas till multiplexorn 38 och får ersätta värdena från analog-digitalomvandlaren 20 på bussen 40 när ana- log~digitalomvandlarens 20 utgângsvärden är lika med de största eller minsta värdena som kan alstras av analog-digitalomvand- laren 20.

Ett annat kännetecken hos uppfinningen inkluderar en andra multiplexor 26 som är visad med streckade linjer och som kan inkopplas mellan analog-digitalomvandlaren 20 och fördröj- ningselementet 28 om så önskas. Multiplexorn 26 är pâverkbar såsom gensvar på överströmnings-/underströmningsdetektorn 24 och substituerar det beräknade värdet C-(B-A) i fördröjnings- kedjan (28, 30, 32) samt ger bättre transientgensvar om två på varandra följande analog-digitalomkopplarutgångsvärden är lika med analog-dígitalomkopplarmättnadsvärdena.

Med hänvisning nu till fig 8 skall nämnas att element i fig 8 som är markerade med lika hänvisníngsbeteckningar som i fig 7 utför identiska funktioner. Kretsen enligt fíg 8 utför en likartad funktion som arrangemanget enligt fig 7 men beräknar substitueringsvärdena från de båda samplarna som föregår mätt- nadsvärdet och sampeln som följer efter sampeln som har mätt- nadsvärdet. Arrangemanget enligt fig 8 har fördelen att substi- tueringsvärdet beräknas ur tre sanna samplar som ligger närmast det mättade värdet i tiden. En sekvens av på varandra följan- de samplar A1, BI, c1, D1, A2. H2, oz, oz, etc skall betraktas. 453 145 12 Antag att sampeln D1 har ett mättnadsvärde. Kretsen enligt fig 7 beräknar ett substitueringsvärde ur samplarna A1, B1 C1. Kretsen enligt fig 8 är anordnad att beräkna substitue ringsvärdet för sampeln D1 ur samplarna B1, C1 och A2.

I fig 8 är analog-digitalomkopplaren 20 kopplad till multiplexorn 38 genom fördröjningselementet NS. Sampeln A, som kan erhållas från analog-digitalomvandlaren 20, ligger en sam- pel senare i tiden än sampeln D som tillförs till multiplexorn 38. Utgângarna från fördröjningselementen H9 och 51, vilka är seriekopplade till fördröjningselementet H5, innehåller samplar C och B, som erhölls en resp tvâ sampelperioder före sampeln D.

Samplarna A, D, C och B svarar mot samplarna A2, D1, C1 B1. Observera att i förhållande till den sinusformiga kromi- nanssignalen är samplarna A1 och A2 tagna vid samma fas- punkter och att ingenting bestämmer början eller slutet av en given cykel av signalen. Cykeln som betraktas i beräkningen kan således lika sannolikt definieras av punkterna A C 1 och A1.

För att nu återgå till fig 8 tillförs utgångssamplarna 2' D11 1 som punkterna D1, C1, B från analog-digitalomvandlaren 20 och fördröjningselementet A9 till adderaren 47 som alstrar summorna (A+C). Dessa summor till- förs såsom minuender till subtraheraren 53, och samplar från fördröjningselementet 51 tillförs såsom subtrahenter till sub- traheraren 53. Subtraheraren 53 alstrar skillnadssamplarna (A+C)-B=C-(B-A), vilka därefter matas till multiplexorn 38 för att användas såsom substitueringsvärden.

I fig 7 och 8 alstrar analog-digitalomvandlaren en 7-bit utgångssignal. Emellertid kan adderarna och subtraherarna 36, ü7, 3A och 53 alstra 8-bitsignaler. Utgången från multiplexorn måste därför kunna inhysa 8-bitsignaler. Systemet som inklude- rar en N-bit-analog-digitalomvandlare ger således en partiell N+1-bitutgångsomvandling.

I ett binärsystem med komplementet två är det mest sig- nifikanta bitläget (N:te-biten) tilldelat teckenbiten. Den åt- tonde biten i multiplexorns utgångssignal tilldelas därför teckenbiten, men den sjunde biten i analog-digitalomvandlarens utgångssighal svarar mot teckenbiten. Det är därför nödvändigt att ett bitläge skall vara interfolierat mellan de normala 453 145 13 sjätte och sjunde bitlägena hos analog-digitalomvandlarens ut- gångssamplar i syfte att åstadkomma överensstämmelse med den beräknade utgângssampelformen. Extrabiten kan tillfogas till analog-digitalomvandlarsignalsamplarna i multiplexorn. Den tillfogade biten måste svara mot ett platshållande värde noll för både positiva och negativa binära tal som utgör komplement till tvâ därför att 7-bit-analog-digitalomvandlaren inte kan alstra ett värde för detta bitläge. Det bör observeras att ett platshållande värde noll är en logisk nolla för ett positivt tal och att en logisk etta är ett nollvärde för ett negativt tal med komplementet tvâ. Teckenbiten är vidare en logisk nolla för ett positivt tal och en logisk etta för ett negativt tal.

Allt som behövs för att addera den åttonde biten är att uppre- pa teckenbiten 1 de sjunde och åttonde bitlägena.

Det torde lätt inses av faokmannen att de beräknade sub- stitueringsvärdena också kan härledas ur samplar av vilka alla följer efter det mättade värdet med likartade kretsar. Valet av samplingspulser är också godtyckligt. Sampling behöver inte utföras i fas med fârgsynkning. Emellertid påverkar valet av samplingsfasen den grad i vilken samplingsintervallet kan kom- . primeras.

Claims (7)

453 145 IH PATENTKRAV

1. Anordning för att omvandla en analogsignal till en di- gitalsampelform, varvid nämnda anordning innefattar en analog- digitalomvandlare (20) som är påverkbar såsom gensvar på nämnda analogsignal, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda omvand- lare har en sådan förspänning att den har ett dynamiskt inter- vall som är mindre än det dynamiska intervallet för nämnda ana- logsignal, att organ är anordnade att detektera (24) mättade digitalsamplar som alstras av nämnda omvandlare och som svarar mot analogsignaler som överskrider det dynamiska intervallet hos nämnda omvandlare, att organ (28-36) är anordnade att be- räkna digitalsampelvärden ur regelbundet uppträdande digital- samplar som tas nära nämnda mättade samplar och att organ (38) är anordnade att substituera nämnda beräknade digitalsamplar för nämnda mättade samplar som alstras av nämnda omvandlare.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e o k n a d därav, att nämnda organ (28-36) för att beräkna digitalsamplar inklu- derar organ för att kombinera digitalsamplar som uppträder före nämnda mättade samplar.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e o k n a d därav, att nämnda organ (28-36) för att beräkna digitalsamplar inklu- derar organ för att kombinera digitalsamplar som är tagna efter nämnda mättade samplar samt nämnda föregående samplar i de_be- räknade sampelvärdena.

U. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda organ (2U) för att detektera mättade digitalsignaler alstrar en styrsignal som är påverkbar så att sådana signaler detekteras, att nämnda organ (38) för substituering innefattar en multiplexor med en första digital ingångsport kopplad (22) till nämnda analog-digitalomvandlare, en andra digital ingångs- port, ett styringångsuttag som är kopplat för mottagning av nämnda styrsignal och en utgångsport vid vilken digitala samp- lar erhålls (H0) från nämnda anordning, och att nämnda organ (28-26) för beräkning innefattar organ (28-32) som är kopplade till nämnda omvandlare för att successivt lagra R på varan- dra följande digitalsamplar, varvid R är ett heltal, så att inklusive digitalsampeln är från omvandlaren omedelbart tillgängliga R+1 på varandra följande digitalsamplar, jämte or- 453 145 15 gan (BH, 36) för att kombinera en av nämnda R+1 samplar för alstring av en digitalsampel som i tid svarar mot sampeln som föreligger vid den första digitalingångsporten till nämnda mul- tiplexor, samt att organ är anordnade att koppla nämnda organ för kombinering till multiplexorns andra ingângsport.

5. Anordning enligt krav U, k ä n n e t e o k n a d därav, att organen (28-32) för att lagra R samplar innefattar tre se- riekopplade fördröjningselement, varvid varje fördröjningsele- ment åstadkommer en fördröjningstid av en sampelperiod.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda tre seriekopplade fördröjningselement (28-32) är be- tecknade första (28), andra (30) och tredje (32) fördröjnings- element, att nämnda första och tredje fördröjningselement är kopplade närmast till resp längst bort från omvandlaren (20), och att organen (BH, 36) för kombinering innefattar en subtra- heringskrets (34) som är inkopplad för att subtrahera samplar från nämnda andra fördröjningselement från samplar från nämnda tredje fördröjningselement, en adderingskrets (36) som är in- kopplad för addering av samplar från nämnda första fördröj- ningselement till skillnader som åstadkommes av nämnda subtra- heringskrets, och organ för att koppla nämnda adderingskrets till nämnda multiplexor.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda tre seriekopplade fördröjningselement (75, 79, 51) är betecknade första (H5), andra (49) och tredje (51) fördröj- ningselement, varvid nämnda första och tredje fördröjningsele- ment är kopplade närmast till resp längst bort från nämnda om- vandlare (20), att nämnda multiplexor (38) är kopplad till nämnda omvandlare via nämnda första fördröjningselement och att organen för kombinering (77, 53) innefattar en adderingskrets (77) som är inkopplad för att addera samplar från nämnda andra fördröjningselement till samplar som för ögonblicket kan erhål- las från nämnda omvandlare, en subtraherare (53) som är inkopp- lad för att subtrahera samplar från nämnda tredje fördröjnings- element från summor som åstadkommes av nämnda adderingskrets, och organ för att tillföra de av nämnda subtraherare alstrade skillnaderna till nämnda multiplexors andra ingângsport.