DE1289874C2 - Schaltungsanordnung zum logarithmisch komprimierten umsetzen von periodisch auftretenden amplitudenmodulierten impulsen in zeitmodulierte impulse - Google Patents

Description

welchem die Amplitude des komprimierten Signals bei den schwächeren Signalen dem ursprünglichen Signal proportional und bei den stärkeren Signalen dem Logarithmus dieses Signals proportional ist. Die Kompression kann an dem Nachrichtensignal selbst vorgenommen werden oder gleichzeitig mit der Codierung oder auch in einer Zwischenstufe.

Es sind bereits PAM-PLM-Umsetzer bekannt, in denen eine lineare Modulationsumseuung erfolgt. Bei diesen Umsetzer wird die zeitlineare Entladung (d. h. stromkonstante Entladung) eines Kondensators angewendet, der zuvor auf eine Spannung aufgeladen worden ist, die der Amplitude des PAM-Signals proportional ist. Es ist auch bekannt, mit den Klemmen des Kondensators eine Schwellwertschaltung zu verbinden, die beim Erreichen bestimmter Werte der Kondensatorspannung geschaltet wird. Die Dauer oder die zeitliche Lage des Ausgangssignals der Schwellwertschaltung hängt dann von der Amplitude des zur Aufladung des Kondensators verwendeten Impulses ab, so daß die gewünschte Umsetzung in einen zeitmodulierten Impuls vorgenommen ist. Solche Umsetzer bewirken aber keine Kompression, da die Dauer des von ihnen abgegebenen Ausgangsimpulses im wesentlichen der Amplitude des dem Eingang zugeführten Signals proportional ist.

Bei den bekannten Schaltungen der eingangs angegebenen Art wird zunächst der Kondensator auf eine Spannung aufgeladen, welche der Amplitude der, umzusetzenden PAM-Signals gleich (oder wenigstens proportional) ist. Anschließend erfolgt die Entladurg des Kondensators über einen Widerstand, was zur Folge hat, daß die in jedem Zeitpunkt des Entladevorgangs am Kondensator noch verfügbare Spannung sich nach einer in Abhängigkeit von der Zeit abfallenden Exponentialkurve ändert. Ferner folgt daraus, daß das Zeitintervall zwischen der Einleitung der Entladung und dem Zeitpunkt, in welchem die Kondensaturspannung auf einen vorgegebenen Bezugswert abgefallen ist. sich wie der Logarithmus der ursprünglichen Ladespannung ändert.

Die einfache Entladung des Kondensators über einen Widerstand ergibt aber nicht die gewünschte Kompressionsfunktion, die durch den folgenden Ausdruck bestimmt ist:

Κι*+ 1)

^y In (* -!-Tj"

mit α > 1 und 0 ^ χ ίζ. I ,

wenn .ν der Amplitude des amplitudenmodulierten Impulses proportional ist. Die Entladung eines Kondensators C mit der Anfangsspannun« U über einen Widerstand 7? erfolgt nämlich nach dem allgemein bekannten Gesetz für die Klemmenspannung u des Kondensators C als Funktion der Zeit /:

ti =-- U-c ^RC .

Der Ausdruck für die Zeit t kann also nur dann näherungsweise gleich dem Zähler

Infc*+1)

des obigen Ausdrucks für >· gesetzt werden, wenn U eine lineare Funktion <'-r Amplitude des amplitudenmodulierten Impulses und ti eine Konstante ist. In diesem Fall läßt sich aber nur ein Zuordnungsgesetz der folgenden Form erhalten:

J' =

In<*x_
Ina

Eine zweite Schwierigkeit bei Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung mit einfacher Entladung über einen Widerstand besteht darin, daß bei

ίο Verwendung einer an den Kondensator angeschlossenen Schwellwertschaltung der die Umschaltung bewirkende Schwellwert nicht beliebig nahe an den Wert Null gelegt werden kann, da dieser Wert der Kondensa'torspannung nur asymptotisch erreicht wird.

Ein höherer Schwellwert hat abe. zur Folge, daß jeder amplitudenmodulierte Impuls, dessen Amplitude diesem Schwellwert entspricht, einen zeitmodulierten Impuls der Dauer bzw. der Phase Null ergibt, während noch kleinere amplitudenmodulierte Impulse üherhaunt nicht mehr wiedergegeben werden können.

Eine einwandfreie logarithmis"".,e Umsetzung könnte

als mit solchen bekannten Schallungen nur in zwei StuiVn erreicht werden, von denen die eine Stufe eine lineare Umsetzung des amplitudenmoduherten ImpuNes in einen zeitmodulierten Impuls bewirkt, während die zweite Stufe entweder vorher den amplitudenmodulierten Impuls in einen komprimierten amplitudenmodulierten Impuls oder anschließend den logarithmisch zeitmodulicrlen Impuls in einen logarithmisch komprimierten zeitmodulierten Impuls umformt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art, welche in einer einzigen, einfach aufgebauten Stufe einen amplitudenmodulierten Impuls auch bei sehr kleinen Amplituden in einen nach der zuvor angegebenen Kompressionsfunktion für y logarithmisch komprimierten zeitmodulierten Impuls umsetzt.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht.

4" ('.aß in dem Entladekreis in Serie mit dem Widerstand eine Gleichspannungsquelle, deren Spannung klein gegen die maximale Impulsamplitude ist, mit solcher Polung geschaltet ist. daß sich ihre Spannung zu der Spannung des Kondensators im Entladekreis vorzeichengleich addiert, daß mit den Klemmen de Kondensators der Eingang eines gesteuerten Impulsgebers verbunden ist und daß der Impulsgeber so ausgeführt ist, daß er am Ausgang einen Impuls in dem Zeitpunkt abgibt, in welchem die an seinen Eingang liegende Kondensatorspannung bei der Entladung durch Null geht.

Pc' der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird durch din im Entladeweg angeordnete Gleichspannunpsijucüc in Verbindung mit dem Ansprech-

wert Null des gesteuerten Tmpulsgebcrs erreicht, dafi die Umsetzung nach der zuvor angegebenen gewünschten Ic-. nrithmischen Funktion erfolgt. Diircri den Rmigswert Null wird zugleich erreicht, daß auch amplitudenmodulierte Impulse mit sehr kleiner Amplitiide richtig umgesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ir. dci Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild der Hauptbestandteile einer nach der Erfindung ausgeführten Schaltungsanordnung,

Fig. 2 das Schaltbild einer Ausführungsform des gesteuerten Impulseebers der Schaltungsanordnuni von F i g. 1 unter Verwendung einer Tunneldiode,

Fig. 3 die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Tunneldiode,

Fig. 4 Zeitdiagramme von Spannungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung von Fig. 1 und 2,

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer vereinfachten Anordnung zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips und

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung von F i g. 5.

Als Beispiel wird angenommen, daß die beschriebene Anordnung bei einem 12-KanaI-Multiplcx-Fernsprechsystem angewendet wird, bei welchem die Sprechströme in jedem Kanal 8000mal pro Sekunde abgetastet werden. Entsprechend dem bekannten Prinzip des Zeitmultiplexverfahrens ergibt dies ein Zeitintervall von '/Ww Sekunde für den vollständigen Arbeitszyklus der beschriebenen Anordnung bei jedem zugeführten amplitudenmodulierten Impuls. Damit Dem Kondensator 2 ist eine Serienschaltung aus einem Widerstand 5 und einer Batterie 6 parallel geschaltet, wobei die Batterie mit der positiven Klemme an Masse liegt und die Spannung ν hat. Da der Kondensator 2 nach dem Zeitpunkt Z₁ keine Ladeströme von der Torschaltung 3 mehr empfängt, beginnt er sich über den aus dem Widerstand S und der Batterie 6 bestehenden Entladeweg zu entladen. • Mit dem gemeinsamen Punkt 8 dieser Schaltung

ίο und mit Masse sind die Eingangsklemmen eines gesteuerten Impulsgeber 20 verbunden, der so aufgeführt ist, daß er an seinen Ausgangsklemmen 21., 22 einen sehr kurzen Impuls in dem Zeitpunkt abgibt, in welchem die an seinen Eingangsklemmen liegende Spannung während des Abfalls der Spannung des Kondensators 2 von einem positiven Anfangswert durch den Wert Null geht. Damit der gesteuerte Impulsgeber diese l-unktion ausführen kann, muß er zuvor in einen definierten Anfangszustand gebracht

aber ein Nebensprechen zwischen zwei benachbarten ₂₀ werden. Dies wird durch die Verbindung erreicht, die Kanälen vermieden wird, muß in der Praxis die Zeit in Fig. 1 zwischen dem gesteuerten Impulsgeber 20

und dem Taktimpulsgeber 26 dargestellt ist. Der Taktimpulsgenerator liefert zu dem gesteuerten Impulsgeber 20 einen Steuerimpuls, der synchron mit den Impulsen ist, welche dem Modulator 19 und der Torschaltung 3 zugeführt werden. Dadurch wird erreicht, daß der gesteuerte Impulsgeber vor dem Beginn der Entladung des Kondensators 2 in den richtigen Zustand gebracht wird.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Schaltung soll an Hand des vereinfachten Ersatzschaltbilds von F i g. 5 erläutert werden. Dabei ist angenommen, daß der Kondensator 5 die Kapazität C und der Widerstand 6 den Wert R haben. Der Ansprechwert der

für einen solchen vollständigen Arbeitszyklus noch etwas kürzer gewählt werden.

Da der ganze Vorgang der Modulationsumsetzung und Kompression in einem kürzeren Zeitintervall durchgeführt werden muß, als es für einen Kanal zur Verfügung steht, soll in der nachstehenden Beschreibung angenommen werden, daß dieses Zeitintervall (d. h. Vmooo Sekunde) in sechs Teilintervalle der gleichen Dauer T₁ unterteilt wird, von denen das letzte nicht benutzt wird.

Bei der Anordnung von F i g. 1 werden die Sprechsignale (oder andere Nachrichtensignale) den Klemmen 1 und G zugeführt, von denen die Klemme G an

Masse liegt. Die Klemmen 1 und G sind die Signal- 35 Eingangsspannung des gesteuerten Impulsgebers ist eingangsklemmen eines Pulsamplitudenmodulators 19, mit U_s bezeichnet. Der Schalters ist zunächst gedessen Betrieb durch Impulse gesteuert wird, die von schlossen, so daß die Kapazität C auf die Anfangseinem Taktimpulsgenerator 26 abgegeben werden. spannung U aufgeladen ist. Im Zeitpunkt des Öffnen« Diese Impulse haben eine sehr kurze Dauer, die bei- des Schalters.? beginnt die Entladung der Kapazität C spielsweise gleich wie oder kleiner als die Dauer T₁ 40 und nach einem Zeitintervall / ist die Kondensator· eines Teilintervalls ist. Es wird angenommen, daß die spannung auf den Ansprechwert U_s abgefallen, st am Ausgang des Modulators 19 abgegebenen Signale daß der gesteuerte Impulsgeber einen Ausgangsimpul· eine einzige Polarität, beispielsweise die positive ^{ahoillt T}" ^;»«.™ λ ..„«.„»,ι:,,!, ~w j:_ r_, — _. ^. Polarität, haben.

Der Modulator 19 liefert somit amplitudenmodulierte Impulse dür Dauer T₁ zu dem Signaleingang einer Torschaltung 3, deren Betrieb durch Impulse gesteuert wird, welche von dem Taktimpulsgenerator 26 über eine Verbindung 4 zugeführt werden. Diese Impulse haben gleichfalls die Dauer T₁ und sind syn- so chron mit den Impulsen, die der Taktimpulsgenerator 26 zum Modulator 19 abgibt. Daraus folgt, daß die _

Torschaltung 3 für die Dauer jedes ihr von dem t — RC-

Modulator 19 gelieferten amplitudenniodulierten Impulses geöffnet und während der ganzen übrigen Zeit 55 _aj_so geschlossen ist. Somit wird am Ausgang der Torabgibt. In diesem Augenblick gilt die folgende Be Ziehung:

= (U -t v) e ,-Ac-ml JLtJL).

U_M U

U_s+v ~üZ

schaltung 3 ein Impuls von positiver Polarität und der Dauer Γ, abgegeben. DieseT Ausgang ist unmittelbar mit der einen Klemme eines Kondensators 2 verbunden, dessen andere Klemme an Masse liegt. Wenn mit U die Spannung dieses Impulses bezeichnet wird (dessen maximale Amplitude mit l/_M bezeichnet werden soll), wird der Kondensator 2 auf ein positives Potential V gegen Masse aufgeladen, und er bleibt auf diesem Potential von dem Zeitpunkt I₀, in welchem sich die Torschaltung 3 öffnet, bis zu dem Zeitpunkt /j, in welchem sich die Torschaltung schließt; die Zeit (f,—Q ist offensichtlich gleich T₁.

t = RC - In (<xx

mit χ —

Λ =

ν,

η = -—

U_s-f ν

Somit gilt π — 1 nur für U_s = 0, vorausgeset daß ν von Null verschieden ist
Dann ist:

Dies entspricht der zuvor angegebenen gewünschen Funktion.
Für v = 0 gilt dagegen: η = 0. In diesem Fall ist

r = RC-lnctx.

Der unterschiedliche Verlauf der Umsetzung für die verschiedenen Werte von η ist in dem Diagramm von F i g. 6 dargestellt. Dieses zeigt die Dauer des

Zeitintervalls t (bezogen auf die Zeitkonstante -^-

Der von dem gesteuerten Impulsgeber 20 abgegebene Impuls tritt um eine Zeit / nach der (im Zeitpunkt /, erfolgenden) Sperrung der Torschaltung 3 auf, die nach dem gewünschten logarithmischen Gesetz von der Amplitude des zugeführten amplitudenmodulierten Impulses abhängt. Es handelt sich dabei also um einen pulsphasenmodulierten Impuls, der als solcher unmittelbar verwendet werden könnte. Da man für die Pulscodemodulation jedoch im allgemei-

o nen einen pulslängenmodulierten Impuls benötigt, ist bei der Anordnung von F i p. 1 an die Ausgangsklemmen 21, 22 des gesteuerten Impulsgebers 20 ein Pulsphasenmodulations-Pulslä'ngenmodulations-Umsetzer 23 angeschlossen. Dieser Umsetzer emp-

in Abhängigkeit von der Amplitude U des amplitudenmodulierten Impulses (bezogen auf die maximale Amplitude U_M) für verschiedene Werte von n.

Aus dem Verlauf der Kurven ist unmittelbar zu er- 15 fängt die zu veränderlichen Zeitpunkten von dem

gesteuerten Impulsgeber abgegebenen kurzen Impulse, und er gibt an seinen Ausgangsklemmen 24, 25 pulslängenmodu'iierte Impulse ab, deren Vorderflanke seitlich im wesentlichen mit der Vorderflanke der den Klemmen 21 und 22 zugeführten Impulse zusammenfällt, während die Hinterflankc mit periodischen Im-

kennen, daß nur die Kurve für η ~ 1 eine richtige Umsetzung bis zu den kleinsten Amplitudenwerten herab ergibt. Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, kann diese Kurve nur dann erhalten werden, wenn

pulsen zusammenfällt, welche vom Taktimpulsgenerator 26 abgegeben werden. PPM-PLM-Umsetzer sind an sich bekannt (beispielsweise einfach in Form

Die Kurve von F i g. 4 a zeigt den zeitlichen Ver- »5 eines üblichen Flip-Flops), so daß sie hier nicht näher

- ■ - ■ beschrieben zu werden brauchen. An die Ausgangs

klemmen 24, 25 der Anordnung von F i g. 1 kann

νφΟ.

lauf des Potentials V„ am Schaltungspunkt 8 vom

F i g. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des gesteuerten Impulsgebers 20 von Fig. 1. Sie enthält einen Transistor 7, dessen Basiselektrode mit dem

dem Potential an der negativen Klemme einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Gleichstromquei'i ist. Die positive Klemme dieser Gleichstromquelle ist

Zeitp mkt f₀, in welchem die Aufladung des Kondensators 2 beginnt, bis zu dem Zeitpunkt (der zwischen eine Verwertungsschaltung, beispielsweise ein üblicher t₄ und i₅ angenommen wird), in welchem V₉ den Wert Verschlüßler für pulslängenmodulierte Impulse, anNull, also den Ansprechwert U₅ des gesteuerten Im- 30 geschlossen sein, der pulscodemodulierte Impulse pulsgebers 20 erreicht. Es ist angenommen, daß alle abgibt.
Zeitintervalle zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten J₀, J₁... J₆ in F i g. 4 den Wert
Γ, haben.

Aus dieser Darstellung lassen sich einige Beson- 35 Punkt 8 von F i g. 1 verbunden ist und dessen KoI-derheiten bezüglich der richtigen Verhältnisse zwi- lektor an einem konstanten Potential liegt, das gleich sehen den Werten entnehmen, welche zur Erzielung
des gewünschten Kompressionsverhältnisses für die
Maximalamplitude U_M der PAM-Signale, den höchstzulässigen Wert t_M des Zeitintervalls t und die Span- 40 über einen Widerstand 10 mit dem Emitter des Trannung ν der Batterie 6 zu wählen sind. Da der Maxi- sistors 7 verbunden, der außerdem über den Widermalwert U u der Impulsamplitude U bekannt ist, muß stand 9 an Masse liegt. Das Massepotential liegt auf eine obere Grenze für den entsprechenden maximalen einem Zwischenwert zwischen den Potentialen an der Wert t_M des Zeitintervalls t gewählt werden. Im Fall positiven Klemme (-J-) und der negativen Klemme (-) von Fig. 4a und 4b ist angenommen, daß t_M den 4S der Gleichstromquelle des Transistors 7.
den Wert (f₅-/,), also 4 Γ, hat. Da gilt An den Verbindungspunkt zwischen den Wider

ständen 9 und 10 ist ein Lastkreis für den Emitter des Transistors 7 angeschlossen, der in Serie einen Widerstand 12 und eine Tunneldiode 13 enthält. Der Tunneldiode wird somit eine Sperrspannung von der positiven Klemme (+) der Gleichstromquelle über den Widerstand 12 zugeführt. Der Verbindungspunkt 14 zwischen dem Widerstand 12 und der Tunneldiode 13 ist ferner über einen Widerstand 16 von verhältnismäßig großem Wert mit einer Klemme Ii verbunden, an welche Steuerimpulse von dem Takt generator 26 von Fig. 1 angelegt werden können Ferner wird die an der Tunneldiode 13 abfallend« Spannung den Eingangsklemmen eines Wechselstrom Verstärkers 17 zugeführt, dessen Ausgangssignal ai den Klemmen 21, 22 erscheint, welche die gleich Rolle wie in Fig. 1 haben. Ein Richtleiter 18 i Form einer Diode ist zwischen den Verstärker 1

Die letzte Formel gibt ν als Funktion von U_M, r, t_M und die Klemme 22 eingefügt, damit keine Signal und T₀. Da für einen gewünschten Wert von r der 6₅ unrichtiger Polarität zu den Ausgangsklemme Wert von ν für einen vorgegebenen Wert V^ ein- kommen.

deutig bestimmt ist, ergibt die Formel (6) den ent- Die Steuerimpulse werden der Klemme 15 syi

sprechenden Wert von T₀. chron mit den vom Taktimpulsgenerator 26 zu ds

409683/3

= V In

V_u+ ν

(4)

end das Kompressionsverhältnis ν durch folgende Beziehung gegeben ist:

f ⁼^

In

I/m+T

folgt offensichtlich

(5)

(6)

Dabei ist T_n die Zeitkonstante des Entladekreises.

9 10

Anordnungen 19 und 3 gelieferten Impulsen züge- zum Eingang, des Verstärkers 17 (Fig. 2) abgegeben _fünrt wird. Dieser im Diagramm von Fig. 4b deutlich Zum besseren Verständnis des Betriebs der An- erkennbare plötzliche Abfall wird im Verstärker 17 Ordnung von F i g. 2 muß auf die in F i g. 3 darge- (F i g. 2) verstärkt. Da dieser Verstärker als Wechselstellte Strom-Spannungs-Kennlinie einer Tunneldiode 5 stromverstärker ausgeführt ist. wandelt er den Poten-Bezug genommen werden. Der Teil A der dargestell- tialabfall in einen sehr kurzen Impuls um, der an den ten Kurve entspricht dem Sperrstrom in der Diode Ausgangsklemmen 21 und 22 der Anordnung von (also in Fig. 2 einem vom Punkt 14 nach Masse Fig. 2 erscheint und zur Steuerung einer nachgefließenden Strom). Der Teil B entspricht einem Strom schalteten Anordnung dienen kann, beispielsweise in der Durchlaßrichtung der Tunneldiode mit einer io des PPM-PLM-Umsetzers von Fig. 1 oder eines biStromstärke, die zwischen Null und einem Spitzen- stabilen Elements in einem Verschlüßler oder einer wert liegt, der bekanntlich einem sehr kleinen Span- zugehörigen Schaltung.

nungsabfall an der Diode entspricht. Der Teil Γ der Die Anordnung von Fig. 1 kann durch verschie-Kurve stellt den instabilen Bereich (negativer Wider- dene Hilfsanordnungen vervollständigt werden, beistand) dar, und der Teil D ist der Kennlinie einer 15 spiclsweise durch ein Potentiometer zur Einstellung in der Durchlaßrichtung betriebenen herkömmlichen der von der Batterie 6 gelieferten Gegenspaiinung. Halbleiterdiode sehr ähnlich. Ferner kann rine Elektrode der Tunneldiode 1 Ji von Fig. 4b zeigt den zeitlichen Verlauf des Poten- Fig. 2 über eine einstellbare Quelle positiver Spantials F am Punkt 14 von Fig. 2. Es ist folgendes nung mit Masse verbunden sein; durch eine genaue zu erkennen: Während des ersten Zeitintervalls 20 Einstellung dieser Spannung können die Empfindlichen f,) bringt der an die Klemme 15 (Fig. 2) angc- keit des Systems und die Genauigkeit des Betriebs legte Steuerimpuls den Arbeitspunkt der Tunneldiode in der Nähe des Nullpotentials des Punkts 8 von 13 an irgendeine Stelle des Bereichs A der Kurve von F i g. 2 verbessert werden.

Fig. 3. und der Punkt 14 von F 1 g. 2 wird auf ein Wenn die beschriebene Anordnung bei Mehrkanalkleines positives Potential gegen Masse gebracht, wie 25 Pulseodemodulations-Fernsprechsystemcn an«»e\venin Fig. 4b dargestellt ist. dct wird, haben die den Klemmen 1 und G (Fig. 1) In der sich an den Zeitpunkt I₁ anschließenden 7ugeführtei> Fernsprechsignale beide Polaritäten. Da-Zeit bleibt dieser Zustand bestehen, weil am Punkt her können die am Ausgang des Modulators 19 ab-11 (Fi g. 2) weiter ein positives Potential besteht. Wie gegebenen amplitudenmodulierten Impulse sowohl aus Fig. 4a erkennbar ist, folgt dies aus der Tat- 30 positiv als auch negativ sein. Aus vorstehender Besachc, daß das Potential F₈ am Punkt 8 positiver als Schreibung folgt, daß die Torschaltung 3 und die das Potential F₁₁ am Punkt ti ist, so daß kein Strom nachfolgende Schaltung nur mit positiven Signalen durch den Transistor 7 fließt. Wenn dagegen das betrieben werden können. Daher muß eine zweite Potential F₈ niedriger als das Potential F₁₁ wäre, Anordnung vorgesehen werden, die eine weitere Torwiirde der folgende Teil des Vorgangs, der nun be- 35 schaltung enthält, die mit negativen Signalen betrieschrieben wird, nicht bestehen. ben werden kann und an die sich eine Schaltungs-Die Werte der Widerstände 9, 10 und 12 können kette anschließt, die derjenigen von Fig. 1 mit der so gewählt werden, daß der Arbeitspunkt der Tunnel- Ausnahme entspricht, daß alle Polaritäten umgekehrt diode 13 sich während einer beträchtlichen Zeit nach sind. Diese zweite Schaltungskettc endet in einem dem Zeitpunkt t_y nicht ändert, wie in Fig. 4b ge- 40 zweiten Paar Ausgangsklemmen, welche den Klemzeigt ist. Somit bleibt der im Zeitpunkt Z₁ bestehende men 24 und 25 von F i g. 1 entsprechen. Zur end-Zustand aufrechterhalten, bis die Spannung am Kon- gültigen Umsetzung der Signale in Irnpulscodedensator 2 von F i g. 1 auf den Punkt abgefallen ist, gruppen kann irgendein herkömmlicher Verschlüßler in welchem der Transistor 7 von Fig. 2 Strom zu verwendet werden, der Signale unterschiedlicher führen beginnt. «5 Dauer verarbeiten kann, die je nach der Polarität der Von diesem Zeitpunkt an ändert sich das Poten- crsprünglichen amplitudenmodulierten Signale an tial F₁₁ am Punkt 11 in gleicher Weise wie das dem einen oder dem anderen von zwei Klemmen-Potential am Punkt 8. wie in Fi g. 4a dargestellt ist paaren erscheinen, wobei in jeder Impulscodc-(wobei die Darstellung allerdings dem Fall eines gruppe ein besonderer Impuls diese Polarität daridealen Transistors entspricht). Dementsprechend 5° stellt.

ändert sich das Potential am Punkt 14, wobei es dem Ein Multiplexbetrieb kann ebenfalls leicht dadurch aufsteigenden Teil A der Kurve von Fig. 3 und erreicht werden, daß für jeden Kanal des Zeitmultispäter dem Teil B dieser Kurve folgt. Sobald dieses plexsystems ein besonderer Modulator nach Art Potential den dem Spitzenwert entsprechenden Punkt des Modulators 19 von Fig. 1 vorgesehen wird und des Teiles B erreicht hat, springt es unmittelbar zum 55 daß die Ausgangssignale atler Modulatoren einer geTeil D der Kurve. Der durch den Transistor 7 fließende mcinsamen Torschaltung zugeführt werden. Diese Strom geht nahezu vollständig durch die Tunnel- Verbindung ergibt keine gegenseitige Störung, da in diode 13 (Fig. 2) in den Widerstand 12, so daß eine jedem Zeitpunkt nur ein einziger Modulator in Beverhältnismäßig hohe Spannung plötzlich an der trieb ist und die Ausgangsimpedanzen der außer Be-Tunneldiode in der Durchlaßrichtung erscheint 60 trieb befindlichen Modulatoren üblicherweise einen (rechter Teil von F i g. 3). Der dadurch erreichte neue sehr hohen Wert haben, so daß sie dem gerade Zustand bewirkt einen plötzlichen Abfall des Poten- aktiven Modulator keine merkbare Leistung enttiafe am Punkt 14, so daß ein entsprechender Impuls ziehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

setzen von periodisch auftretenden amplituden- Patentansprilche: modulierten Impulsen in zeitmodulierte Impulse mit einem die Periodizität der amplttudenmodulierten

1. Schaltungsanordnung zum logarithmisch Impulse bestimmenden Taktimpulsgenerator und mit komprimierten Umsetzen von periodisch auftre- 5 einer vom Taktimpulsgenerator gesteuerten Tortenden amplitudenmodulierten Impulsen in zeit- schaltung zur Aufladung eines Kondensators auf eine modulierte Impulse mit einem die Periodizität der Spannung, die der Amplitude der amplitudenmoduampütudenmoduUerten Impulse bestimmenden Herten Impulse proportional ist, und mit einem Ent-Taktimpulsgenerator und mit einer vom Takt- ladekreis mit einem Widerstand zur Entlad mg des impulsgenerator gesteuerten Torschaltung zur io Kondensators nach dem Sperren der Torschaltung Aufladung eines Kondensators auf eine Span- durch den Taktimpulsgenerator, wobei die Entladenung, die der Amplitude der amplitudenmoduüer- zeit des Kondensators bis zum Erreichen eines festen ten Impulse proportional ist, und mit einem Ent- Bezugswertes das Zeiunaß für die zeitmodulierten ladekreis mit einem Widerstand zur Entladung I-npulse darstellt.

des Kondensators nach dem Sperren der Tor- 15 Schaltungsanordnungen dieser Art sind in erster schaltung durch den Taktimpulsgenerator, wobei Linie zur Anwendung auf der Sendeseite von Multidie Entladezeit des Kondensators bis zum Er- plex-Pulscodemodulationssystemen bestimmt, obreichen eines festen Bezugswertes das Zeitmaß gleich auch andere Anwendungsgebiet r.ö^ijch sind. für die zeitig dulierten Impulse darstellt, da- Bekanntlich werden bei Pulscodemodulationssystemen durch gekennzeichnet, daß in dem Ent- 20 (nachstehend als PCM-Systeme bezeichnet) Informaladekreis in Serie mit dem Widerstand (5) eine tionssignale am Ausgang der Sendeeinrichtung in Gleichsspannungsquelle (6), deren Spannung klein Form von binärverschlüsselten Impulsgruppen abgegen die maximale Impulsamplitude ist, mit sol- gegeben, von denen jede die Amplitude eines Abtastcher Polung geschaltet ist, daß sich ihre Spannung werts darstellt, der in einem von periodisch wiederzu der Spannung des Kondensators (2) im Ent- 25 kehrenden Zeitpunkten aus einem Nachrichtensignal ladekreis vorzeichengleich addiert, daß mit den mit kontinuierlich v-.-ränderlicher Amplitude in einem Klemmen des Kondensators (2) der Eingang eines Übertragungskanal abgetastet wird. Die eingangs angesteuerten Impulsgebers (20) verbunden ist und gegebene Schaltungsanordnung eignet sich für die daß der Impulsgeber (20) so ausgeführt ist, daß Sendeeinrichtung derartiger Systeme für den Fall, er am Ausgang einen Impuls in dem Zeitpunkt 30 daß jede abgetastete Amplitude vor der Codierung in abgibt, in welchem die an sc'nem Eingang lie- einen entsprechenden Impuls einer Folge von regelgende Kondensatorspann'ing bei der Entladung müßig und periodisch wiederkehrenden amplitudendurch Null geht. modulierten Impulsen (nachstehend als PAM-Signale

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- bezeichnet) umgewandelt wird und daß anschließend durch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Impuls- 35 jeder dieser Impulse in eine entsprechende Impulsgeber (20) eine Tunneldiode (13) enthält, an codegruppe umgewandelt wird.

welche die Kondensatorspannung in der Sperr- Es ist ferner bekannt, daß in Multiplex-Uberrichtung angelegt ist und an die der Taktimpuls- tragungssystemen für PAM-Signule diese Signale im generator (26) synchron mit dem Steuerimpuls allgemeinen im Zeitmultiplexverfahren übertragen für die Torschaltung (3) einen Spannungsimpuls 40 werden, daß also die zu verschiedenen Nachrichtenin der Sperrichtung anlegt, so daß die von der kanälen gehörenden ampHtudenmodulierten Impulse Kondensatorspannung nach deren Nulldurchgang zeitlich zyklisch ineinandergeschachtelt werden,
leitend gesteuerte Tunneldiode durch den Span- Die Codierungsanordnung, welche jedes PAM-nungsimpuls gesperrt wird. Signal in eine Impulscodegruppe umwandelt, führt

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- 45 diese Umwandlung jedoch nicht kontinuierlich aus. durch gekennzeichnet, daß zwischen den Konden- Bei diesem Verfahren wird nämlich jedes PAM-sator(2) und die Tunneldiode (13) ein Transistor- Signal durch den am nächsten liegenden Amplitudenverstärker (7) eingefügt ist. wert aus einer Folge von diskreten Amplitudenwerten

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 ansteigender Größe ersetzt, welche voneinander um oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel- 50 einen konstanten Betrag verschieden sind, der als diode (13) ein Wechselstromverstärker (17) nach- Quantisierungsstufe bezeichnet wird. Der Quantisiegeschaltet ist, dessen Ausgang über einen Rieht- rungsvorgang ruft einen Fehler hervor, dessen Größtleiter (18) mit einer Verwertungsschaltung ver- wert gleich der Hälfte der Quantisicrungsstufe ist. bunden ist. Dieser Fehler fällt bei niedrigeren Signalwcrten ver-

5. Schaltungsanordnung nach einem der vor- 55 hältnismäßig stark ins Gewicht, weil er dort in der hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, gleichen Größenordnung wie das eigentliche Signal daß an den Ausgang des gesteuerten Impuls- Hegen kann, Dies hat eine Verzerrung des Signals gebers (20) ein Pulsphasenmodulaüons-Puls- und das sogenannte »Quantisierungsrauschen« zur längenmodulations-Umsetzer (23) angeschlossen Folge; diese beiden Erscheinungen beeinträchtigen ist, der gleichfalls von dem Taktimpulsgenerator 60 die Gesamtübertragungsgüte des Systems.

(26) gesteuert wird. Zur Beseitigung dieser Nachteile ist es bereits

bekannt, die Amplitude des zu übertragenden Nach-

richtensignais zu komprimieren, d. h., die Amplitude

bei den schwächeren Signalen verhältnismäßig anzu-

65 heben und bei den stärkeren Signalen verhältnismäßig

herabzusetzen. Theorie und Erfahrung haben gezeigt,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- daß das günstigste Kompressionsgesetz das sogeanordnung zum logarithmisch komprimierten Um- nannte »logarithmische Kompressionsgesetz« ist, bei