DE1462704B2

DE1462704B2 - Decoder mit nichtlinearer Charakteristik, insbesondere für PCM-übertragung

Info

Publication number: DE1462704B2
Application number: DE19661462704
Authority: DE
Inventors: Andre Edouard Joseph Montrouge Hauts-De-Seine Chatelon (Frankreich)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR1460676A; NL6612942A; ES331206A1; US3510868A; CH454221A; GB1105717A; BE686332A; DE1462704A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Decodierung einer Binärzahl in einen Analogwert, deren Charakteristik keinen linearen, sondern einen diskontinuierlichen Verlauf hat.

Ein solcher Decoder mit nichtlinearer Charakteristik kann einmal als Decoder-Dehner und zum anderen als mit einer Codcr-Presser-Anordnung verbundener Decoder verwendet werden, wobei die Codierung durch Rückkopplung erfolgt.

Die Rückkopplungscodiening besteht darin, daß ein Analogwert, der der im Register eingespeicherten Zahl entspricht, mit dem zu codierenden Signal verglichen wird, wobei dann festgestellt wird, ob diese Zahl größer oder kleiner ist. Im ersten Fall wird die Zahl verringert und im zweiten Fall vergrößert. Dieser Vergleich wird weiter fortgeführt, bis die zu vergleichenden Spannungen sich um nicht mehr als einen Quantisierungsschritt unterscheiden.

Wenn der verwendete Decoder nicht linear ist, wird die Codierung nach einer nichtlinearen Kurve durchgeführt. Der gleiche Decoder kann zur Codierung und Decodierung verwendet werden, und die Kurven der Pressung und der Dehnung sind vollständig komplementär, denn der Decoder liefert stabile und reproduzierbare Charakteristiken.

Man kennt nichtlineare Decoder, die ein Widerstandsnetzwerk verwenden und eine hyperbolische Charakteristik haben. Diese Widerstände, deren Extremwerte ein Verhältnis von 2" zueinander haben, werden in Abhängigkeit von dem Wert der zu decodierenden Zahl miteinander verbunden. Mankannauch sagen, daß der Widerstand nicht rein reell ist. Wenn die Abtastfrequenz erhöht wird, wird die Wirkung dieses Imaginiirteiles wichtiger, und der Wert des komplexen Scheinwiderstandes hängt von der zu decodierenden Zahl ab. Man erkennt, daß ein Decoder, der Widerstände enthält, deren Werte überdies unähnlich sind, schwierig zu realisieren ist und auch keine erhöhte Genauigkeit erlaubt.

Wenn man einen elektronischen Unterbrecher verwendet, um das zu codierende Signal abzutasten, stellt dieser Unterbrecher, wenn er leitend ist, einen Reihenwiderstand (im Falle eines Transistors: Sättigungswiderstand) dar, der gegenüber den Widerständen mit vorgegebenen Werten nicht vernachlässigbar ist und der eine neue Fehlerquelle darstellt.

In der französischen Patentschrift 1 357 668 ist bereits eine Anordnung beschrieben, mit der die Schwierigkeiten beim Erreichen einer nichtlinearen Charakteristik überwunden werden sollen. In dieser Patentschrift ist der Decoder so aufgebaut, daß seine charakteristische Kurve aus einer Reihe von geraden Abschnitten mit unterschiedlicher Neigung besteht, wobei diese Neigungen so gewählt sind, daß sie in etwa Tangenten einer logarithmischenKurvedarstellen.

Die Arbeitsweise dieses Decoders soll jetzt noch einmal kurz erläutert werden. Bei diesem Decoder wird ein Code mit η = 7 Bit verwendet, und die Spannungen, die den Codewerten 0 und 2" — 1 entsprechen, sind 0 und + Ed. Die Codewerte 2»"¹ -1 und 2" - 1 liegen auf beiden Seiten der Spannung Ed/2, die den mittleren Wert des Signals darstellt, wenn die Codewerte Wechselspannungen darstellen. Jeder der Spannungsbereiche mit einer Amplitude Ed\2 ist in drei Codierzonen Cl, Cl und C3 aufgeteilt, die 32, 16 bzw. 16 Codewerten entsprechen und in denen die Quantisierungsstufen unterschiedlich sind. In dem Bereich der Zone Cl, die den kleinsten Absolutspannungen im Bereich um den Nullwert entspricht, ist der Wert einer Quantisierungsstufe = V. In der Zone Cl beträgt dieser Wert 8 V und in der Zone C3 64 V. Auf diese Weise ist eine charakteristische Kurve festgelegt, die aus sechs Abschnitten besteht, deren Neigungen proportional zu den verschiedenen Werten der Quantisierungsstufen sind.

Um eine Analogspannung zu bekommen, die einem gegebenen Code entspricht, beginnt man zuerst damit, daß man die Zone feststellt, in der dieser Wert liegt. Dies wird dadurch durchgeführt, daß man die drei wichtigsten Ziffern decodiert, da jede Zone eine Zahl von Codewerten enthält, die einer Potenz von 2 entspricht. Das so erhaltene Zonensignal wird einmal dazu verwendet, um eine Grundspannung zu erzeugen, die der Spannung gleich ist, die dem maximalen Code des vorhergehenden Bereiches entspricht, und zum anderen eine Zusatzspannung zu erzeugen, die die Lage des Codes in der Zone darstellt, in der er auftritt. Diese Spannung erhält man, indem man in linearer Weise die weniger wichtigen Ziffern des Codes mit einem Gewicht decodiert, das dem Wert der Quantisierungsstufe in dieser Zone entspricht. Die zwei Spannungen werden dann addiert, und man erhält die Analogspannung, die dem Code entspricht.

In einem Übertragungssystem, in dem dieser Stromkreis zur Codierung im Rückkopplungsweg und zur Decodierung verwendet wird, stellt man eine beträchtliche Vergrößerung des Störungsgeräusches am Übergang zwischen benachbarten Zonen fest. Es ist ersichtlich, daß die Störung um so wichtiger wird, wenn die Verhältnisse zwischen benachbarten Kurvenabschnitten größer werden, d. h., wenn die Zahl der Zonen kleiner wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Decoder mit nichtlinearer Charakteristik, die aus aufeinanderfolgenden geraden Abschnitten mit unterschiedlicher Neigung besteht, insbesondere für die PCM-Ubertragung, zu schaffen, mit dem man nur geringe Störwerte erhält. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Äste der Charakteristik, bezogen auf die Signalsymmetrielinie, gleichen Verlauf aufweisen und in je sieben geradlinigen Abschnitten aufgeteilt sind, daß das Verhältnis der Neigungen benachbarter Abschnitte den Wert 2 hat und daß jeder der an die Symmetrielinie angrenzenden Abschnitte eine doppelt so große Zahl von Quantisierungsstufen aufweist wie jeder der übrigen Abschnitte.

Durch die Wahl der sieben Abschnitte erhält man eine ausreichende Annäherung an die gewünschte Kurve, die durch die Wahl des stets gleichen Verhältnisses der Neigungen benachbarter Abschnitte im Wert 2 eine logarithmische Funktion ist.

Die Erfindung wird nun an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anzahl von Symbolen, die im Blockschaltbild der F i g. 3 verwendet werden,

F i g. 2 eine charakteristische Kurve eines Decoders gemäß der Erfindung,

F i g. 3 ein Schaltbild dieses Decoders,

F i g. 4 die gleiche charakteristische Kurve, wobei jedoch ein nichtlinearer Maßstab auf der Abszissenachse verwendet wird, und

F i g. 5 einen Stromkreis zur Erzeugung der Steuersignale für die Komplementärspannungen.

Vor der Beschreibung der Erfindung soll noch kurz das Prinzip der logischen algebraischen Gleichungen erläutert werden, das in bestimmten Fällen verwendet

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wird, um die Schreibweise der logischen Operationen in der Beschreibung zu vereinfachen. Dieses Thema ist ausführlich in zahlreichen Veröffentlichungen und insbesondere in dem Buch »Logical Design of Digital Computers« von M. P h i s t e r (Verleger J. Wiley) behandelt.

Wenn man mit A eine Bedingung darstellt, die durch das Vorhandensein eines Signals gekennzeichnet ist, schreibt man Ä für die Bedingung, die durch die Abwesenheit des Signals gekennzeichnet ist. Diese beiden Bedingungen_sind durch die bekannte logische Beziehung A χ A — 0 verbunden, in der das Zeichen χ die logische Koinzidenzfunktion oder Funktion »UND« darstellt.

Wenn eine Bedingung C nur auftritt, wenn die Bedingungen A und B gleichzeitig vorliegen, schreibt man AkB-C, und diese Funktion wird über eine UND-Schaltung erhalten. Wenn eine Bedingung C auftritt, wenn wenigstens eine der zwei Bedingungen E und F vorliegt, schreibt man E + F = C, und diese Funktion wird über eine ODER-Schaltung erreicht. Da die logischen Funktionen UND und ODER kommutativ, assoziativ und distributiv sind, kann man schreiben: A + B = B + A; Ax(B + C) = Ax B + AxC; (A + B)(C + D) = AxC + AxD + BxC+ BxD; USW...

Eine Funktion mit zwei Variablen A und B kann vier mögliche Kombinationen ergeben. Wenn man schreibt: AxB, dann sind die anderen drei insgesamt durch den Ausdruck AxB gekennzeichnet.

Es soll jetzt an Hand der F i g. 1 noch die Bedeutung von bestimmten Symbolen festgelegt werden, die in der F i g. 3 verwendet sind.

Die FJ g. 1 a stellt eineeinfache UND-Schaltungdar, die F i g. 1 b eine einfache ODER-Schaltung,

die Fig. Ic eine bistabile Schaltung oder eine Kippschaltung, an die ein Steuersignal an einen der Eingänge 92-1 oder 92-0 angelegt wird, um sie in den Zustand 1 oder den Zustand 0 kippen zu lassen. Eine Spannung gleicher Polarität wie das Steuersignal liegt am Ausgang 93-1 vor, wenn die Kippschaltung im Zustand 1 ist, oder am Ausgang 93-0, wenn sie im Zustand 0 ist. Wenn eine Kippschaltung mit Bl bezeichnet ist, schreibt man die logische Bedingung, die die Tatsache kennzeichnet, daß sie im Zustand 1 ist, mit Sl und die Bedingung, daß sie im Zustand 0 ist, mit Bl;

die F i g. 1 d stellt ein Leitungsvielfach dar, d. h., daß im dargestellten Beispiel zehn Ausgangsleitungen 94/ parallel mit einer Eingangsleitung 94A verbunden sind.

In der F i g. 1 e ist ein Codeumsetzer dargestellt, der im Ausführungsbeispiel einen Binärcode aus 4 Bit, die über die Leitungsgruppe 94a angelegt sind, in einen Code 1 aus 16 umwandelt, d. h., daß ein Signal nur an einer einzelnen von den 16 Ausgangsleitungen 946 für jeden an die Eingänge angelegten Wert auftritt.

Die Fig. If stellt ejnen Stromgenerator dar, der durch eine Quelle mit der Spannung + V gespeist wird und einen Strom von konstanter Amplitude / auf den Widerstand R abgibt, der im Vergleich zum Innenwiderstand des Generators einen kleinen Wert hat. Der Generator wird durch ein Steuersignal an seinem Eingang 94 c eingeschaltet.

Die Generatoren in der F i g. 3 sind nicht mit Bezugszeichen versehen, aber sie können ohne weiteres mit dem gleichen Bezugszeichen wie das sie steuernd« Signal bezeichnet werden.

Durch einen besonderen Ausdruck wird die Lage einer gegebenen Ziffer in einer binären Codegruppe gekennzeichnet und entsprechend auch die Lage einer Kippschaltung in einem Zähler oder einem Register. So bezeichnet man die Kippschaltung, in der die höchstwertigste Ziffer gespeichert ist, als Kippschaltung vom Rang 1. Die Kippschaltung vom Rang 2 ist dann diejenige, in der die zweitwichtigste Ziffer gespeichert wird, usw. Man erkennt, ίο daß diese Bezeichnungen unabhängig vom verwendeten Code sind, sei dieser nun bewertet oder nicht. Die F i g. 2 stellt eine charakteristische Kurve ^e = f (W) eines Decoders gemäß der Erfindung dar, nach der Codewerte N, die wenigstens vier Ziffern enthalten, Spannungen entsprechen, deren Mittelwert im Fall von Sinusspannungen -= E(Jj2 ist und deren Spitzenspannung £V//2 + £V//2 ist.

In der Ordinatenachse N'IN sind in Klammern die

aus vier Ziffern gebildeten Codewerte aufgetragen und auf der Abszissenachse Öle der Bereich der decodierten Spannungen, der von 0 V bis Ed reicht.

Die charakteristische Kurve des Decoders ist

diskontinuierlich, d. h., sie ist aus einer Anzahl von aufeinanderfolgenden geradlinigen Abschnitten mit unterschiedlichen Neigungen zusammengesetzt. Sie ist symmetrisch zum Punkt / und hat in dem ersten und dritten Quadranten je sieben Codierzonen. Das Verhältnis zwischen den Steigungen benachbarter Zonen ist in jedem dieser Quadranten gleich 2, wie man auch aus der folgenden Tabelle I erkennt. In dieser Tabelle ist zugeordnet:

Spalte 1 den Zonen Cl bis Cl,

Spalte 2 der Steigung in jeder Zone (in Volt je Codewert),
Spalte 3 der Zahl'der Codewerte je Zone,

Spalte 4 der Zahl der Quantisierungseinheitsschritte

V in jeder Zone und
Spalte 5 dem Bruchteil der Spannung Edj2, der von

jeder Zone besetzt wird.

In der F i g. 2 sind die Codierzonen, die Codewerie betreffen, deren Ziffern vom Rang 1 den Wert 0 haben, mit Cl bis Cl bezeichnet, und die Zonen, bei deren Codewerten die Ziffer vom Rang 1 den Wert 1 hat, mit C"\ bis C" 7 bezeichnet.
Da die charakteristische Kurve symmetrisch um den Ursprungsort / der Koordinaten ist, erkennt man, daß die Zone Cl der Tabelle I den Zonen Cl und C" 1 der F i g. 2 entspricht. Die Konstruktion der charakteristischen Kurve läßt sich leicht aus den Angaben in der Spalte 5 der Tabelle I entnehmen. In der Fig. 3 ist ein allgemeines Schema eines Decoders nach der Erfindung dargestellt. Dieser Decoder enthält das Register AG mit den Kippschaltungen Bl bis Bl zum Einschreiben des Codes aus η = sieben Ziffern, weiterhin den Zonendecoder ZD, den Generator zur Erzeugung der Vorspannung PC, den Generator LD für die Zusatzsignale und den Bewertungs- und Summierungskreis WR, der an seinem Ausgang X eine Spannung abgibt, die durch den im Register gespeicherten Code festgelegt ist. Die Ausgänge der Kippschaltungen Bl bis BA sind an den Zonendecoder angelegt, der die folgenden 21 Ausgänge hat: Cl bis Cl und Cl bis C"7, die die Zonen kennzeichnen, die durch die Ziffern vom Rang 1 bis 4 nach F i g. 2 festgelegt sind, und Cl bis Cl, die die gleichen Zonen in den beiden Bereichen der Kurve darstellen, wie sie in der Spalte 1 der Tabelle I definiert sind.

Tabelle 1

1 Zone	2 Steigung	3 Zahl der Codewerte je Zone	4 Zahl der Quantisierungseinhcitsschritte je Zone	5 Bruchteil der Spannung Ed/2
Cl Cl C3 CA C5 C6 Cl	V 2V 4V 8 V 16 V 32 V 64 V	16 8 8 8 8 8 8	16 16 32 64 128 256 512	1 64 1 64 1 32 1 16 1 8 1 4 1 2

Gesamtzahl der Quantisierungsschritte 1024

Die Generatoren PC und LD haben die Aufgabe, an den Kreis WR Steuersignale abzugeben, die die dccodicrte Minimalspannung jeder Zone und die Lage des Codewertes innerhalb der Zone festlegen. Der Bewertungs- und Summierungskreis HT? enthält ein stufenförmiges Dämpfungsglied, das von Stromgeneratoren gespeist wird, deren an sich bekannte Arbeitsweise in der schon obengenannten französischen Patentschrift beschrieben ist.

Da die äußeren Querwiderstände dieses Dämpfungsnetzes einen Wert R haben, erhält man durch Wahl der Werte 2 R bzw. R für die anderen Qucr- und Längswiderstände ein 7. von 2Ä^:3 und eine Dämpfung um den Faktor 2 je Stufe. Daraus ergibt sich, daß dann, wenn man einen Strom / am Punkt QO einspeist, zwischen dem Punkt X und Masse eine Spannung Γ.ν 2 Rl 3 auftritt und daß dann, wenn man den Einspeisepunkt in der Figur nach links verschiebt, die Spannung Γ.ν sich für jeden Einspeisungspunkt um den Faktor 2 verringert. Man erkennt daraus, daß das Dämpfungsverhältnis eine negative Potenz von 2 ist. deren Exponent durch die Bezugsziffer des Einspeisungspunktes festgelegt ist. Ein am Punkt Ql eingespeister Strom erzeugt also eine

Spannung, die im Verhältnis 2 - gegenüber

einem gleichen Strom, der am Punkt QO eingespeist ist, gedämpft ist.

Wenn man andererseits an einem gegebenen Punkt Ströme einspeist, die von zwei Generatoren mit identischem Innenwiderstand stammen, der groß gegenüber dem Widerstand des Netzwerkes ist, erhält man eine Addition der Ströme und damit eine Verdoppelung der Ausgangsspannung.

Das zur Auswahl der Vorspannungen gewählte Verfahren soll jetzt an Hand der F i g. 4 besprochen werden. Diese Figur stellt dieselbe charakteristische Kurve wie in F i g. 2 dar. Bei ihr ist jedoch ein nichtlinearer Maßstab auf der Abszissenachse gewählt. Die Abszissenwerte, die dem Zonenwechsel entsprechen, sind in Klammern gesetzt, und man sieht, daß der verwendete Maßstab es ermöglicht, für jede Codierzone die gleiche Länge auf der

Abszissenachse zu verwenden.

Die Decodierspannungen. die den Codewerten der Zone Cl entsprechen, liegen zwischen 0 V für den Code, dessen dezimales Äquivalent gleich Null ist. und 512V- 16V - 486V für den Code, dessen dezimales Äquivalent gleich Sieben ist. Es handelt sich hierbei um die Zusatzspannungen, die, wie weiter unten beschrieben wird, gesteuert durch von dem StromkreisLZ) abgegebene Signale, erzeugt werden.

Für den Code, dessen äquivalenter Dezimalwert 8

beträgt und der. wie die folgenden Codewerte 9 bis 15 in der Zone C'6 auftritt, sind diese Spannungen durch eine Vorspannung t"0 — 512 V ersetzt, die gleich der Zusatzspannung für den Code 7 plus einer Quantisicrungsstufc ist. Für die Codewerte 9 bis 15 fügt man zu dieser Spannung VO die Zusatzspannungen hinzu, deren Amplitude proportional zur Lage in der Zone C'6 und dem Wert einer Quantisierungsstufe in dieser Zone ist.

Bei jedem Übergang in eine neue Zone arbeitet

man in entsprechender Weise, wenigstens bis zur Zone Cl. deren Vorspannung durch die Summe der Spannungen U'O. Vi, U'l. V3. V 4 und tV'5 mit den Werten 512 V, 256 V, 128 V, 64 V, 32 V bzw. 16 V gebildet ist.

In der nachfolgenden Tabelle II sind die verschiedenen Vorspannungen dargestellt. Diese enthält in den Zeilen 1, 2 und 3 den Wert für jede Spannung in Quantisierungseinheitsschritten, das Bezugszeichen für diese Spannung und das Bezugszeichen für den Stromgenerator, der im Stromkreis WR eingeschaltet wird. Die Tabelle enthält weiterhin die Spalten a und b, die den 14 Codierzonen und den vier wichtigsten Ziffern des Codes, die die jeweiligen Codezonen charakterisieren, zugeordnet sind.

In dieser Tabelle sind die Generatoren, die eingeschaltet sind, für die verschiedenen Zonen durch Kreuze am Schnittpunkt der entsprechenden Zeilen und Spalten gekennzeichnet.

Tabelle II

1

Wert des
Quantisierungseinheitsschrittes

Zonendecodierung

Bl I Bi

BA

512

256

128

64

32

16

32

64·

128

256

512

2

Bl

0 0 0

0

i/'O

U'l

U'3

U'4

U'S

U"4

U"3

U"l

U"i

U"0

3

Zone

0 0 0

1

P'O

P'I

P'Z

P'3

P'4

P'S

P"4

P"3

P"l

P"\

P"O

Cl

0 0 1

0

C'6

0 0 1

1

X

CS

0 10

0

X

CA

0 10

1

X

C'3

/011
\ 0 1 1

?}

X

Cl

/10 0
\ 1 0 0

?}

X

Ci

1 0 1

0

X

C"\

10 1

1

X

C" 2

1 1 0

0

X

C"3

1 1 0

1

X

C" 4

111

0

X

C" 5

1 1 1

1

X

C" 6

X

C" 7

b

X

a

Wie schon oben erwähnt, wird die Vorspannung für die Zone Cl durch die Summe der Spannungen t/'O bis U'S gebildet. Um die Vorspannung für die folgende Zone C" 1 zu erhalten, kann man eine Spannung mit der gleichen Amplitude von 16 V zur Vorspannung der Zone Cl hinzufügen usw., bis man dreizehn zusätzliche Vorspannungen für die Zone C" 7 hat. Die Zahl der verwendeten Elemente wird dadurch unnötigerweise vergrößert. Wenn man jedoch eine relativ konstante Genauigkeit aufrechterhalten will, werden die Vorspannungen für die Zonen Cl bis C"7 auf eine besondere Art gebildet.

So erhalt man die Vorspannung für die Zone Cl durch Addition der Spannungen t/'O bis U'A und einer Spannung l/"4 mit der Amplitude 32 V. Die Vorspannungen für die anderen Zonen C" 2 bis C"7 erhält man in ähnlicher Weise, wie aus der Tabelle II und der F i g. 4 zu entnehmen ist. Die Fig. 4 wurde aufgenommen, um zu zeigen, wie sich die Vorspannungen addieren. Wenn man z. B. die gestrichelte Linie überprüft, die an dem Bezugszeichen C"4 in der Spalte C auf der linken Seite der Figur beginnt, sieht man, daß die Vorspannung für diese Zone erhalten wird durch Addition der Spannungen U¹Q, U'l, U'l, U'3 und U"2.

Der Kreis PC liefert entsprechend den in der Tabelle II eingetragenen Angaben Signale zur Steuerung der Generatoren in dem K reis WR. Die logischen Bedingungen für die Erzeugung dieser Signale sind aus der Tabelle II abzuleiten. Man erkennt, daß das Signal P'0, das zur Einschaltung des Generators mit dem gleichen Vorzeichen dient, auftreten muß, wenn wenigstens eine der Kippschaltungen Bl bis BA in dem Zustand 1 ist. d. h.

P¹O ■■--■ B\ Bl 53 «4

In gleicher Weise muß das Signal P'4 bei der Bedingung

p'4 = CH- C2 + C"3 H- C"7

auftreten. Die nachfolgende Tabelle III gibt die gesamten logischen Kombinationen für die vom Generator PC abgegebenen Signale wieder.

Tabelle III

Steuersignal	Logische Bedingung
*PSa*	Cl H- C"2
*P'4*	Cl H- C2 + C"3 H- C"7
*P"4a*	C"7 -I Cl H- C"2
• P'3	P'4 H- P'3a {P'3a = C3 ■■·■ C"4)
*P"3a*	C" 3
*P'I*	**P'3 H- C4 -f C"S**
*P"la*	*C'4*
*P'I*	Bl + B3 H- 54
*P" la*	*C" S*
PO	*Bl + Bl + B3* H- BA**
*P"0*	C'6 H- C"7

Wenn einem Bezugszeichen, wie z. B. /^F5. ein Index α oder b folgt, bedeutet dieses, daß dei Generator PS durch ein Signal PSa oder ein Signal P5b über eine ODER-Schaltung gesteuert werden kann. Das Signal PSb wird von dem Kreis LD abgegeben, dessen Arbeitsweise anschließend beschrieben werden soll.

Wie schon oben erwähnt, hai dieser Kreis «lic Auf-

009 54 5'354

gäbe, an den Kreis WR Steuersignale für die Stromgeneratoren abzugeben, um eine Zusatzspannung zu erzeugen, die die Lage des Codes in der Zone festlegt. Diese Spannung wird in dem stufenförmigen Dämpfungsglied zur Vorspannung addiert.

In der Zone C" 1 hat eine Quantisierungsstufe den Wert V. Die Zusatzspannung erhält man über die Decodierung der in den Kippschaltungen 54 bis 57 gespeicherten Signale, wobei vorausgesetzt ist, daß diese Zone sechzehn Codewerte enthält, während die Zusatzspannung für andere Zonen, die nur acht Codewerte enthalten, über die Decodierung der in den Kippschaltungen B5 bis Bl gespeicherten Signale erhalten wird.

In dieser Zone C" 1 wird auf _das Anlegen des Codes 2"-¹ (logische Bedingung 54 χ 55 χ 56 χ Bl) eine Vorspannung U'O+ ... U¹A + U" 4 erzeugt. Beim darauffolgenden Code 2"-¹ + 1 (logische Bedingung BA χ 55 χ B~Z χ Bl) wird eine Zusatzspannung V erzeugt, bei dem Code 2""¹ + 2 wird eine Zusatzspannung 2 V erzeugt, usw. Da K/512 V = 2 · ist, steuert der Code 2ⁿ~^l + 1 die Einschaltung eines Generators, der mit dem Punkt P9 verbunden ist, und der Code 2ⁿ~^l + 2 die Ansteuerung eines Generators, der mit dem Punkt PS verbunden ist, usw.

In der Zone C"2 ist der Wert eines Quantisierungs-

schrittes_2 V, so daß bei der logischen Bedingung

5~§ χ 56 χ 57 eine Zusatzspannung 2 V erzeugt

wird, bei der Bedingung 55 χ 56 χ 57 eine Spannung4K usw. Da 2 K/512 V = 2~^β ist, steuert die erste dieser Bedingungen einen Generator, der mit dem Punkt PS verbunden ist, usw.

Die Fig. 5 und die untenstehende Tabelle IV betreffen die Erzeugung der Steuersignale für die

»5 Zusatzspannung. Die F i g. 5 stellt einen Teil des Kreises LD dar, der die Signale Cl bis Cl und BA bis 57 empfängt und 22 UND-Schaltungen enthält, die in Matrizenform aufgebaut sind und die 22 Ausgangssignale liefern, die an dem rechten Rand der

ao Figur dargestellt sind.

Tabelle IV

Einspeisungspunkt	Cl	Steuersignal	Q9	ß8	(27	Q6	QS	(24	Q3	ß2	Ql
Bewertung	Cl	1	2	4	8	16	32	64	128	256
C3	*FIl*	F16	F15	*FlA*
Zone CA		*FIl*	F26	*F25*
CS			F37	*F36*	F35
C6				*FAl*	*FA6*	*FAS*
Cl					*FSl*	*FS6*	F55
					*F61*	F66	F65
						*FIl*	F76	*F15*
P9	PS	Pl	P6	*PSb*	P" Ab	*P"3b*	P¹¹Ib	*P" Ib*

Um die Zeichnung nicht zu überladen, sind die UND-Schaltungen nicht mit Bezugszeichen versehen, ihnen sind jedoch die Bezugszeichen zugeordnet, die die entsprechenden Ausgangssignale haben.

Die Ziffern, die mit dem Bezugszeichen F der Ausgangssignale verbunden sind, haben eine genaue Bedeutung: Die erste Ziffer (I" bis 7) kennzeichnet die Zone, für die das Signal auftritt, und die zweite Ziffer (4 bis 7) kennzeichnet den Rang der Kippschaltung, die das Auftreten des Signals durch ihren

Übergang in den Zustand 1 gesteuert hat.

_Jo ruft in der Zone C" 1 die Bedingung 55 χ 56 χ 57 (Code 2"-¹) kein Signal hervor. Die Bedingung 55 χ 56 χ 57 (Code 2""¹ + J^ ruft das Signal F17 hervor, die Bedingung 55 χ 56 χ Bl das Signal F16 usw.

Die Tabelle IV stellt eine Klassifizierung der Signale F in Funktionen der Zonen dar, zu denen die Codewerte gehören, und der Punkte für das Einspeisen der Ströme, die durch diese Signale gesteuert sind. In der letzten Zeile ist das Bezugszeichen des Steuersignals aufgetragen, das durch Mischen der Signale F derselben Spalte über ODER-Schaltungen abgegeben wird. Diese ODER-Schaltungen liegen im Stromkreis LD.

Man hat also z. B.
P9 = F17
PS = F16 f FIl Pl = FlS -I- F26 + F37

ρ" η = Fis

Die Steuersignale in der linken Spalte der Tabelle III und der untersten Zeile der Tabelle IV werden im Kreis WR (Fig. 3) an die Steuereingänge der Stromgeneratoren angelegt. Zwei Generatoren sind mit jedem der Punkte QO, Ql, Ql, Q3, QA verbunden. Der erste von ihnen wird durch ein Signal gesteuert, dessen Bezugszeichen ein »'« folgt, und der zweite durch ein Signal, dessen Bezugszeichen ein »"« folgt. Einige der Generatoren werden über ODER-Schaltungen mit zwei Eingängen gesteuert. Dieser Fall, tritt auf, wenn zwei Signale aus den Tabellen III und IV erstens dieselbe Bezugsziffer haben, das bedeutet, daß sie einen Strom am selben Punkt des Dämpfungsgliedes anlegen und zweitens unterschiedliche Indizes α bzw. b haben. Diese zwei Signale können nicht gleichzeitig auftreten. So wird z. B. das Signal P" 3 a für die Zone C" 3 erzeugt und das Signal P" 3b für eine der Zonen CS, C6 oder Cl.

In dem schon obenerwähnten französischen Patent wurde erläutert, daß dann, wenn der zuletzt eingeschaltete Generator am Übergang von der Zone C1 zur Zone C" 1 durch einen Generator ersetzt wird, der mit einem Einspeisungspunkt mit niedrigerem Index verbunden ist, sich eine Amplitudenstörung des decodierten Signals und einer Vergrößerung des Geräusches auftritt. B«i dem hier beschriebenen Decoder wird nun der Generator PS beim Überschreiten des Punktes / der Charakteristik durch den Generator P"A ersetzt.

Um diese Störmöglichkeit zu vermeiden, kann man einen zusätzlichen Generator P"S einsetzen,

der am Einspeisungspunkt QS einspeist und der nur dann ein Signal erhält, wenn der Decoder ZD ein Signal C" 1 abgibt. In diesem Fall muß der Generator PS ebenfalls bei der Bedingung C" 1 eingeschaltet werden, so daß sich für die drei ersten Zeilen der Tabelle II die in der untenstehenden Tabelle V gegebenen vier Zeilen ergeben.

Tabelle V

Steuersignal	Cl H	Logische Bedingungen
PSa	C"l	hC"2
P"S	Cl -
P'4	C" 2	- C2 + C"3 + C"7
P" 4a	+ C"7

Claims

Patentansprüche:

1. Decoder mit nichtlinearer Charakteristik, die aus aufeinanderfolgenden geraden Abschnitten mit unterschiedlicher Neigung besteht, insbesondere für die PCM-Ubertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Äste der Charakteristik, bezogen auf die Signalsymmetrielinie, gleichen Verlauf aufweisen und in je sieben geradlinige Abschnitte aufgeteilt sind, daß das Verhältnis der Neigungen benachbarter Abschnitte den Wert 2 hat und daß jeder der an die Symmetrielinie angrenzenden Abschnitte eine doppelt so große Zahl von Quantisierungsstufen aufweist wie jeder der übrigen Abschnitte.

2. Decoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Codewert aus der Bezeichnung des Abschnittes und der Bezeichnung der Lage innerhalb des Abschnittes zusammensetzt, wobei die Grenze zwischen diesen beiden Bezeichnungen bei den ersten, der Symmetrielinie benachbarten Abschnitten um eine Stelle verschoben ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen