DE1937132C - PCM Übertragungssystem - Google Patents

Description

i:m die empfängerseitigen Daten zu erzeugen, die Ein Beispiel für diese Möglichkeit der Problem-

an die zuletzt erwähnten Daten an der zuletzt lösung ist das »Synthetic Highs«-System von W. F. erwähnten Zeitstelle zu nähern, und eine Einrich- 55 Schreiber, (»Synthetic Highs — An Experimental tung, um die empfängerseitigen Daten den Daten TV Bandwidth Reduction System«, Journal of the zu überlagern, die von den Kodeworten der SMPTE, Bd. 68, August 1959, S. 525 bis 537), das dritten Art dargestellt werden. ein Filter zur Unterteilung des Bildsignals in eine

niedrige und eine hohe Frequenzkomponente, eine 60 Einrichtung zur Übertragung der niedrigenKompo-

nente als ein Analogsignal ohne irgendeine Änderung

und eine Einrichtung zur Übertragung der höheren Komponente nach deren Kodierung mit einer vergleichsweise groben Quantisierung enthält. Die höhere

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für 65 Komponente ist auf die Randlinien der Muster, die : der Zeit veränderliche Daten, die von PCM-Kode- in einem Bild enthalten sind, zurückzuführen. Die rten einer ersten Art dargestellt werden, die in einer Anzahl solcher Randlinien ist im allgemeinen sehr zahl ρ pro Zeiteinheit auftreten, wobei ρ eine ge. ing. Das bedeutet, daß der Anteil der Information,

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3er diese Randlinien betrifft, gering ist im Vergleich v.orte der zweiten Art zu erzeugen, von denen jedes nit dem Anteil der Information, die das gesamte Bild für r aufeinanderfolgende Kodeworte der ersten Art betrifft. Es ist daher möglich, durch eine grobe vorhanden ist und die an ersten vorgeschriebenen Quantisierung einer solchen Information und eine Bitstellen die Signalelemente und an einer zweiten übertragung der kodierten Information mit der 5 Bitstelle die Kode der höherwertigen Ziffern eines Information, die die Lage solcher Randlinien betrifft, vorgewählten der r Kodeworte der ersten Art und an die höhere Frequenzkomponente mit verminderter der restlichen Bitstelle die Kode der restlichen Ziffern Geschwindigkeit zu übertragen verglichen mit der des vorgewählten Kodewortes der ersten Art enthält, Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um das Ursprung- wenn das darin enthaltene Signalelement eine längliche Signal zu übertragen. io same Änderung der Daten anzeigt sowie die Kode Bei einem anderen Beispiel wird die niedrigere der höherwertigen Ziffern wenigstens eines vorbestimm-Frequenzkomponente einerfeinen Quantisierung unter- ten der r Kodeworte der ersten Art mit Ausnahme des worfen, während die höhere Frequenzkomponente vorgewählten, wenn das darin enthaltene Signalement einer groben Quantisierung unterworfen wird (E. R. eine schnelle Änderung anzeigt. Kretzner, »Reduced-Alphabet Representation of 15 Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen. Television Signals« IRE Convention Records, Teil III, daß der Empfänger enthält: eine Einrichtung, um die 1956, S. 140 bis 147). In diesem System ist die Samp- zugeleiteten Kodeworte der zweiten Art in PCM-lingfrequenz hoch, und die Anzahl der Bits in einem Kodeworte einer dritten Art umzugruppieren, die Kodewort ist für die höhere Komponente klein, in einer Anzahl ρ pro Zeitei..neit auftreten und an der während für die niedrigere Komponente die Sampling- 20 Zeitstelle, die den vorgewählten kodeworten entspncht, frequenz nieder und die Anzahl der Bits groß ist. Die die Kode der vorgewählten Kodeworte enthalten, Übertragung des gesamten Bildsignals wird somit welche Kode eine vorbestimmte Beziehung zu den mit nahezu konstanter Geschwindigkeit durchgeführt, Köder, der höherwertigen Ziffern besitzt, sowie an die der Geschwindigkeit der Fein-Quantisierungs- der restlichen Zeitstelle logische O-Kode, eine Ein-Ubertragung der niedrigeren Komponente gleich ist. 35 richtung, die auf die Daten anspricht, die von den Die auf psychophysikalischen Erkenntnissen beru- Kodeworten der dritten Art dargestellt werden, um henden Systeme sind leichter herzustellen als die die empfängerseitigen Daten ~u erzeugen, die an die Systeme, die auf der Informationstheorie beruhen. zuletzt erwähnte Zeitstelle gesetzt werden solli:n, um Diese Systeme sind darin noch kompliziert, da^ sie die zuerst erwähnten Daten an der zuletzt erwähnten zwei getrennte Kodierer für die niedrigeren und höhe- 30 Zeitstelle zu nähern, und eine Einrichtung, um die ren Komponenten und zwei Kanäle zur Übertragung empfängerseitigen Daten den Daten zu überlagern, die der Komponenten benötigen. von den Kodeworten der dritten Art dargestellt werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Die Daten können entweder von einem digitalen ein vereinfachtes System zur Übertragung von PCM- Signal dargestellt werden "oder können Samples sein, Signalen mit Bandkompression zu schaffen. Dieses 35 die von einem Analogsignal abgeleitet werden. In System soll insbesondere auf die Übertragung von letzterem Fall ist ρ die Anzahl der Samples pro Zeit-Fernsehb.gnalen anwendbar sein. einheit. Die das die Änderung darstellende Signal Das System gemäß der Erfindung, das auf die erzeugende Einrichtung kann zugleich entweder mit Übertragung von Fernsehbildsignalen anwendbar ist, dem Analogsignalteil, der sich über r aufeinanderberuht auf psychophysikalischen Erkenntnissen bezug- 40 folgende Samples erstreckt oder mit r PCM-Kodelich der menschlichen Seheigenschaften. Diese Er- worten der ersten Art versorgt werden. Es wird kenntnisse zeigen, daß eine obere Grenze für die nunmehr angenommen, daß r gleich Vier ist, daß die vom menschlichen Sehnerv aufnehmbare Informa- Geschwindigkeit in drei Werte unterteilt wird, daß zwei tionsmenge während einer Einheitszeit besteht, was Kodeworte von vier aufeinanderfolgenden Kodcdazu führt, daß der Anteil der Leuchtdichteinforma- 45 worten für die mittlere Geschwindigkeit und daß tion mit der Zunahme des Anteils der räumlichen vier Kodeworte in gleicher Weise für die hohe Gebzvv. geometrischen Information zunimmt und um- schwindigkoit vorbestimmt werden. Das vorgewählte gekehlt. Kodewort der ersten Art kann das erste, das zweite, Daraus folgt, daß die Übertragung der gesamten da* dritte odei das vierte der vier Kodeworte sein. Information, die sich über die Grenze erstreckt, 50 in Abhängigkeit davon, welches der vier Kodeworte nutzlos ist und daß die Information mit einer Ge- ausgewählt wird, können die vorbestimmten beiden schwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit über- Kodeworte entweder ein Satz der ersten und dritten tragen werden sollte, die der oberen Grenze entspricht. Koüeworte und ein weiterer Satz der zweiten und vier-Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der ten Kodeworte sein. In diesem Fall sind sieben Kom-Sender enthält: eine Einrichtung, die auf q der aufein- ₅₅ binatione.i von Kodeworten möglich, I, 2 und anderfolgenden Daten anspricht, wobei q eine ganze da\on entsprechen jeweils den niedrigen, den mittleren Zahl größer als Zwei ist, um die Geschwindigkeits- und den hohen Geschwindigkeiten. Unter Urnständen änderung der aufeinanderfolgenden Daten festzu- ist es notwendig, sieben diskreie Werte für die Signalstellen und ein die Änderung darstellendes Signal- elemente vorzusehen.

element zu erzeugen, das die Signalform wenigstens 60 Zum Beispiel wird ein Analogsignal mit einer einer Ziffer von PCM-Kodeworten einer zweiten Art Samplingfrequenz von 10 MHz gesamplet_ und in besitzt, welche K./deworte der zweiten Art mit einer 8-Bit-PCM-Kodeworte kodiert. Das die Änderung Anzahl von pjr pro Zeiteinheit auftreten, wobei r darstellende Signalelement wird unter Bezugnahme eine ganze Zahl größer als Eins ist und das Signal- auf die vier aufeinanderfolgenden Samples erzeugt, element wenigstens zwei diskrete Werte darstellt, die 6_S um anzuzeigen, ob die Änderung schnell, mäßig oder den jeweiligen Geschwindigkeiten entsprechen, und langsam ist. Wenn die Änderung schnell ist, werden eine Einrichtung, die auf die Kodeworte der ersten die höherwertigen beiden Ziffern eines jeden Kode-Art und die Signalelemente anspricht, um die Kode- Wortes übertragen, so daß zwei Bits bei einer 10-MHz-

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Sampling-Folgefrequenz pjo gegebene Größe über- Fig. 16 ein Schaltbild einer Zeitumgruppierungstragen werden. Wenn die Änderung mäßig ist, werden schaltung in dem Empfänger, die höherkennzeichnenden vier Ziffern eines jeden F i g. 17 Teile verschiedener Signale zur Erläuanderen Kodewortes übertragen, so daß vier Bits bei terung der Funktionsweise der Zeitumgruppierungseiner 5-MHz-Sampling-Folgefrequenz_pro gegebene 5 schaltung,

Größe übertragen werden. Wenn die Änderung lang- F i g. 18 ein Schaltbild einer Addiererschaltung

sam ist, werden alle Ziffern für nur ein vorgewähltes in dem Empfänger,

Kodewort in jedem Satz von vier aufeinanderfolgenden Fig. 19 Teile verschiedener Signale zur Erläu· Kodeworten übertragen, so daß acht Bits bei einer terung der Funktionsweise der Addiererschaltung, 2,5-MHz-Sampling-Folgefrequenz pro gegebene Größe io Fig. 20 ein Schaltbild einer Kombinationsschalübertragen werden. Das die Änderung darstellende tung in dem Empfänger,

Signal besitzt drei Bits, um die sieben Kombinationen F i g. 21 Teile verschiedener Signale zur Erläu-

darzustellen, wenn der Binärkode für das PCM-Signal terung der Funktionsweise der Kombinationsschal-

verwendet wird. Unter Umständen wird das Ursprung- tung,

liehe PCM-Signal, das mit einer Geschwindigkeit von 15 Fig. 22 ein Blockschaltbild eines weiteren Emp-

80 Megabits pro Sekunde übertragen worden wäre, fängers des Systems gemäß der Erfindung,

als ein geändertes PCM-Signal übertragen, das in Fig. 23 Teile verschiedener Signale zur Erläuterung

gleicher Weise 11-Bit-Kodeworte für die gegebene der Funktionsweise des Empfängers nach Fig. 22.

Größe bei einer 2,5-MHz-Sampling-Folgefrequenz Bezugnehmend auf die F i g. 1 bis 4 einschließlich

enthält und das mit einer Geschwindigkeit von 27,5 ao wird angenommen, daß jedes Sample S_t (/ ist eine

Megabits pro Sekunde übertragen wird. Das Verhältnis ganze Zahl), das in F i g. 2 A eines Analogsignals 30

der Kompression beträgt etwa 1:3. _ gezeigt ist, in einem Sender gemäß der Erfindung

Bei einem anderen Beispiel besitzt das die Änderung in 6-Bit-ParalIeI-PCM (Pulszahlmodulation)-Binär-

darstellende Element ein Bit, das die langsamen und impulse 31 bis 36, die in F i g. 3 gezeigt sind, kodiert

die schnellen Änderungen darstellt. Wenn die Änderung 45 wird, daß die ursprünglichen PCM-Impulse 31 bis 36

schnell ist, werden vier Bits mit einer Folgefrequenz in 7-Bh-Parallel-PCM-AusgangsimpuIse 41 bis 47

von 10 MHz übertragen. Wenn die Änderung langsam bandkomprimiert werden, die in F i g. 4 gezeigt sind

ist, werden alle acht Ziffern mit einer Folgefrequenz und die aufeinanderfolgend in eine Reihe PCM-

von 5 MHz übertragen. Die übertragungsgeschwindig- Ausgangssignale 49 umgewandelt werden, und daß die

keit für das geänderte PCM-SignaJ beträgt somit 3* PCM Ausgsngssignak 41 b» 47 bzw. das Signai 49

(8+1) · 5 =- 45 Megabits pro Sekunde. Dies erzeugt effektiv von sechs Bits pro Sample in 3,5 Bits pro

eine Kompression von ungefähr 1:2. Sample bandkomprimiert werden.

Gemäß der Erfindung wird die Übertragung des Der Sender enthält eine Signalquelle Sl des Analoggesamten PCM-Signals mit im wesentlichen konstanter signals 30 und einen Taktgeber 32, der Sampling-Geschwindigkeit mit nur einem Kodierer und ohne 35 impulse 54 einer Samplingperiode /, Taktimpulse 5i eine Speichereinrichtung durchgeführt, die in der einer Folgeperiode 2/ und erste Taktschritte 56 er-Ausgangsschaltung unerläßlich war, um nahezu die zeugt, die eine Folgeperiode von t und eine gemeingleiche Geschwindigkeit zu erhalten. Gemäß der same Impulsbreite von //2 besitzen. Der Taktgeber 52 Erfindung wird ein stark vereinfachtes System der erzeugt weiterhin zweite, dritte und vierte Taktschritteingangs genannten Gattung geschaffen. 40 folgen 57,58 und 59, die eine gemeinsame Folgeperiode

In den F ig. 1 bis 23 der Zeichnungen ist der Gegen- von It und eine gemeinsame Impulsbreite von r/2

stand der Erfindung beispielsweise dargestellt und besitzen; diese Taktschrittfolgen 57, 58 und 59 werden

nachstehend näher erläutert. Es zeigt in der Zeit von der ersten Taktschrittfolge 56 aus um

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Senders des die jeweiligen, im folgenden erwähnten Beträge Systems gemäß der Erfindung, 45 verschoben. Fig. 2 A und 2 B_ Signale zur Erläuterung der Der Sender enthält weiterhin einen Sampler- Funktionsweise eines Änderungsdiskriminators in dem kodierer 61 zur Kodierung eines jeden Sandes S, Sender, das darin von den Samplingimpulsen 54 des Afialog- F i g. 3 einen Teil des arsprünglichen PCM-Signals, signals 30, das dorthin geliefert wird« erhalten wird F i g. 4 due« Teil des bandkomprimierten PCM- 50 in einen Satz von sechs parallelen PCM-Impubes Signals, 31 bis 36 in bekannter Weise. Somit werden die Samples Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Differenzschaltung, S₁, S* ... S_{ von den aufeinanderfolgenden Sitzen Fig. 6 einen Teil des Analogsignals zur Erläu- von PCM-Impulsen{a_u,a_n ... β«),(β,,,O_n ... aJi,

terung der Funktionsweise des Ändeningsdiskrimi- ... (Oj₁, βι, .. a<«), ..., die in Fig. 3 gezeigl

nators, 55 sind, dargestellt, wobei jedes Bit 09 (/ ist eitle ganze

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren Differenz- Zahl) entweder eine logische »1« oder 1O« ist, wenn

schaltung, _ das PCM-Signal binäre Form besitzt and angenommen

F i g. 8 ein Schaltbild des Änderungsdiskriminators, wird, daß das erste Bit Ot₁ in jedem Satz die faöcfast- F i g. 9 ein Schaltbild eines Bandkompressors in wertige Ziffer eines Satzes von PCM-Impulsen 31

dem Sender, 60 bis 36 für das /-te Sample St darstellt

F i g. 10 TeOe verschiedener Signale zur Erläute- Der Sender enthält weiterhin noch eine Quelle 62

rung der Funktionsweise des Bandkompressors, eines Scfawdkmsignals A (Fig. 2B) and einen An-

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Empfängers des deningsdrekriminator63, der, wie im einzelnen spiira Systems gemäß der Erfindung, beschrieben wird, eine Differenzschaltang 64 mit one-Fig. 12 ein Teil des empfangenen, bandkorjpn- 65 arer, parabolische? oder anderer Interpolation enthält !inerten PCM-Signals, und mit dem Analogsignal 30 versorgt wird, sowie

Fig. 13 bis ISTeSe verschiedener Signale in dem einen Komparator65, der mit A»m Ansgangssi&aa]» Empfänger, der Dffierenzschaltong 64. dem Sdimrifrmanual U

(ο

den Taktimpulsen 55 versorgt wird, und eine Ver- Impulse 31 bis 36, die sechs Informationsbits pro zögerungsschaUung 66 zur Verzögerung des Ausgangs- Sample enthalten, in die PCM-Ausgangsimpulse 41 signals des Komparator 65, um eine logische »1«- und bis 47, die 7/2 Bits pro Sample enthalten. »O«-Änderung darstellende Impulse 67 (F i g. 3) zu Der Sender enthält weiterhin einen Parallel-Serien-

erzeugen. Infolge der Taktimpulse 55 entwickelt die 5 Konverter 69 zur Umwandlung der bandkompri-Difiwfenzschaltung 64 mit z. B. linearer Interpolation mierten PCM-Ausgangsimpulse 41 bis 47 in ein Seriendie Samples S<, erzeugt unter Bezugnahme auf die PCM-Ausgangssignal 49.

ungeradzahligen Samples S₁^₁ und S₂H₁ zur Bezug- Bezugnehmend auf die F i g. 2 und auch auf die

nähme geradzahlig berechnete Samples S_tt (F i g. 2A), F i g. 5 und 6 enthält die Differenzschaltung 64 mit und leitet grundsätzlich das Differenzsignale (Fig. io linearer Interpolation eine erste und zweite ideale 2B) ab, das die Differenz zwischen den tatsächlichen Verzögerungsleitung 71 und 72, die jeweils eine Ver- und den berechneten geradzahligen Samples 5,₍ und zögerungszeit gleich der Samplingperiode / besitzen. S_ti darstellt und die Änderungsgeschwindigkeit des In dem Moment, in dem das dritte Sample Sj*, eines Analogsignals 30 bzw. der abgeleiteten PCM-Impulse Satzes von drei Samples S(_,, S₁ und Sn-, den Eingang 31 bis 36 an dem Teil der Samplingstelle T* für das 15 der ersten Verzögerungsleitung 71 erreicht, erreichen geradzahlige Sample S_tt darstellt. Der Komparator 65 die zweiten und dritten Samples St und Si_j die erzeugt logische »1«- und »O«-Impulse mit gemein- Ausgänge der ersten bzw. zweiten Verzögerungssamer Impulsbreite, die zweimal so groß ist wie die leitungen 71 und 72. Die Differenzschaltung 64 ent-Samplingperiode I, wenn das Differenzsignal e größer hält weiterhin einen Addierer 73, um die Summe der oder kleiner als das Schwellwertsignal h in der abso- ao Samples ·?<_, und Si₊₁ abzuleiten, · sowie einen Verluten Größe ist. Die Verzögerungsschaltung 66 ver- stärker 74 mit einer Verstärkung von '/·. ^um die zögert die »1«- und »0«-lmpulse, so daß jeder der Summe durch Zwei zu teilen und das berechnete Änderungsimpulse 67 in Zeitübereinstimmung mit den Sample S<., zu bilden. Die Differenzschaltuiig 64 entbeiden aufeinanderfolgenden PCM-Impulssätzen der hält weiterhin einen Subtrahierer 75, um das berechnete PCM-Impulse 31 bis 36 ist; an diesem Teil wird die as Sample S*, von dem entsprechenden tatsächlichen Geschwindigkeitsänderung von dem jeweiligen Ände- Sample St zu subtrahieren und das Differenzsignal et rurgsimpuls 67 dargestellt. Zum Beispiel ändern sich zu erzeugen, das durch die folgende Gleichung die Änderungsimpulse 67 von »0« nach »1«, wie in gegeben ist:

F! g. 3 gezeigt ist, in Zeitkoinziden? mit den Vnrrfer- _ „ _o c /o , e w»

flanken der PCM-Impulse «„. a„ ... a„ für das 30 ' " "'" '"' " "'~^WI ' ^T ^^{1 + 1}"'"

vierte Sample S₄, an welchem Teil das Analogsignal 30 Bezugnehmend auf die F i g. 6 und 7 enthält eine

sich schnell ändert und gleichzeitig mit den Hinter- Differenzschaltung 64 mit einer parabolischen Internanken der PCM-Impulse a_n, a_n ... a_lt für das polation eine erste Verzögerungsleitung 76, die eine siebte Sample S₇, das dem folgenden Sample S₈, an Verzögerungszeit von 2r und eine zweite und dritte welchem Teil die Geschwindigkeitsänderung gering, 35 Verzögerungsleitung 77 und 78, die jeweils eine Verauf 0 zurückkehrt. zögerungszeit von t besitzen. In dem Moment, in dem

Der Sender enthält weiterhin einen Bandkompressor das Sample Si₊, den Eingang der ersten Verzögerungs-68. um in einer im einzelnen später erläuterten Weise leitung 76 erreicht, erreichen die Samples Si+,, Si und bandkomprimierte 7-Bit-PCM-AusgangsimpuIse41 bis Si , die Ausgänge der ersten bzw. zweiten und dritten 47 von den ursprünglichen PCM-lmpulsen 31 bis 36 40 Verzögerungsleitungen 76, 77 und 78. Die Differenz- und den Änderungsimpulsen 67 unter Verwendung schaltung 64 enthält weiterhin einen ersten, zweiten der ersten bis vierten Taktschritte 56 bis 59 abzuleiten. und dritten Verstärker 81, 82 und 83, die jeweils eine Wie in F i g. 4 gezeigt ist, bestehen die aufeinander- Verstärkung von — '/a (eine Kombination aus einem folgenden Sätze von PCM-Ausgangsimpulsen 41 bis 47 Inverter und einem Teiler), */g und */« für den Ausgang aus (fl„., a_lr, ... a,„ »0«), (α,,,, α«, O₃₃., α₄₁, a_ir, 45 der ersten Verzögerungsleitung 76 bzw. die Ausgänge G₄₃., »1«) .... Das erste Bit am»,), in jedem Satz stellt der zweiten und dritten Verzögerungsleitungen 77 die höchstwertige Ziffer der PCM-Ausgangsimpulse und 78 besitzen. Die Differenzschaltung 64 enthält 41 bis 46 für das ungeradzahlige Sample S^₄, dar, weiterhin einen Addierer 84, um die Summe det während das siebte Bit die Geschwindigkeitsänderung Verstärkcrausgangssignale zu bilden und das beredtdarstellt. Die höherwertigen drei Ziffern a_(tt^u, 5° nete Sample St,, zu erzeugen, sowie einen Subtrahieret Om-Dt und <>(x<4i)s der ursprünglichen PCM-Impuise 85, um die Summe von dem tatsächlichen Sample $ 31 bis 36 für die BezugssamplesS,n, werden immer als zu subtrahieren und das Differenzsignal e< zu bilden, die entsprechenden Ziffern der PCM-Ausgangsimpulse das in diesem Fall durch die folgende Gleichung 41 bis 47 mit doppelter Impulsbreite und mit um eine gegeben ist:

Samplingperiode f relativ zu den Änderungsimpulsen 55 _v e_e / ο iac _l ι c \m

67 oder den Siebten Bit-Impulsen verzögerten Vorder- « = ^St~^S* ~ *-^{~ ^S'*· ^{+ 6S}'<* + ^iSt^

flanken verwendet. Wenn die siebten Bits *0« und »1« Bezugnehmend auf die F i g. 8 enthält die Differenz-

sind, werden die niedrigerwertigen drei Ziffern schaltung 64 mit linearer Interpolation eine» Analog· e_(If_M>4, 0(St₊Ds und a_WHH der ursprünglichen PCM- signal-Erngangsanschluß 80 des Änderungsdiskrimi Impulse 31 bis 36 für das Bezugssample S*«, mit um 60 nators63, einen Trennverstärker 81 mit der Ver die Samplingperiode r verzögerten Vorderflanken bzw. Stärkung Eins für das Analogsignal 30, und ein die höhcTwertigen drei Ziffern a₍^_U)1, C(Xi₄₁), und Verzögerungsschaltung mit einer ersten und zweher <Ζ(χ<+ι>3 der ursprünglichen PCM-Impulse 31 bis 36 Verzögenmgsleitung 82 und 83. Jede der Verzögerung» für das geradzahlige tatsächliche Sample Sy, _t ohne leitungen 82 mr*. 83 besitzt eine Verzögerungjzett gleict Verzögerung als die niedrigerwertigen drei Ziffern 65 der Samplingperiode t und kann entweder ein Netz der PCM-Ausgangsimpulse 41 bis 47 mit doppelter werk mit konzentrierten Konstanten oder eine Ver Impulsbreite verwendet Auf diese Weise komprimiert zögerungsleitung mit nicht stationären Konstante! der Bandkompressor 65 die ursprünglichen PCM- (z_ 8. eis Kcsxialksbd} sein. Dk Vorzog

ίο

schaltung ist mit einem Widerstand 84 abgeschlossen, spannung — Ii bzw. -f Λ von der Schwellsignalquelle 62 dessen Widerstandswert gleich dem Wellenwiderstand versorgt. Jedes der Transistorpaare 101 und 103 bzw der Verzögerungsleitungen 82 und 83 ist. Infolge der J02 und 104 bildet einen Differenzverstärker.
Taktimpulse 55, die zu einem Taktimpuls-Eingangs- Wenn y < —Λ ist, leiten die paarigen Transistorer anschluß 85 des Diskriminators 83 geleitet werden, 5 103 und 104. Wenn —// < y < +h ist, sind der erste entsprechen die Signale, die an den Anschlußstellen und der zweite paarige Transistor 101 und 104 und der Verzögerungsschaltung erscheinen, jeweils den der erste paarige und der zweite Eingangstransistoi Samples S₂H₁, S₂< und S₃i_,, vorausgesetzt, daß die 103 und 102 leitend bzw. nichtleitend, so daß kein Verzögerungsleitungen ideal sind und keine Einfü- Strom über den Lastwiderstand 108 fließt. In diesem gungsdämpfung aufweisen. Diese Signale werden io Fall ist das Unterscheidungssignal ζ des Komparator! jeweils einem ersten, zweiten und dritten Trennver- 100 gleich der ersten Netzspannung V_Cc\- Venn stärker 86, 87 und 88 zugeführt. Der erste und dritte +/; < ;· ist, sind die Eingangstransistoren 101 und 102 Verstärker 86 und 88 besitzen eine Verstärkung von 1, leitend. Daraus folgt, daß, wenn das verstärkte Auswährend der zweite Verstärker 87 eine Spannungs- gangssignal y entweder kleiner als — Λ oder größei verstärkung von —2 besitzt. Die Ausgangssignale der 15 als +h ist, über den Lastwiderstand 108 ein Strom jeweiligen Verstärker 86, 87 und 88 werden zu einem fließt. Unter diesen Umständen wird das Unter-Widerstandsaddierer geleitet, der aus den drei Wider- scheidungsausgangssignal ζ auf die Spannung Vci-, ständen 91, 92 und 93 besteht, von denen jeder den —^109 geklemmt. So unterscheidet der Komparatoi gleichen Widerstandswert besitzt. Das Ausgangssignal 100, ob das verstärkte Ausgangssignal y größer odei .v des Addierers beträgt wegen der folgenden Gleichung 20 kleiner als die Bezugsspannung bzw. das Schwellenzwei Drittel des Differenzsignals <?<: signal// in absoluter Größe ist.

In der Praxis kann der Komparator 100 nicht genau

x --' (S₂< 1 + S₂Mi - 2S_2i)/3 das verstärkte Ausgangssignal.ν unterscheiden, wenn

(2/3) · (S₂t , + S₂₁, ,)/2 - S_2i =- 2e_tii . es dem Schwellensignal Ii in absoluter Größe nahezu

35 gleich ist. Dies ist eine Folge der Unsymmetrie eines

Bei einer tatsächlichen Verzögerungsleitung mit jeden Differenzverstärkers. Es sei angenommen, daC

einer Einfügungsdämpfung ist es notwendig, entweder die Spannungen α und f a, die den jeweiliger

die Verstärkung der Zwischenverstärker 86, 87 und 88 Basen der ersten und zweiten Eingangstransistoren

oder die Werte der Widerstände 91. 92 und 93 oder 101 und 102 zugeführt werden, clip njfferenzversiärke!

beide zu ändern, um die Einfügungsdämpfung der 30 symmetrisch aussteuern. Außerdem soll daran erinncrl

Verzögerungsleitungen 82 und 83 zu kompensieren. werden, daß das Schwellensignal h für das Differenz-

Der Komparator 65 enthält einen Spannungsver- signale gewählt wird. Insoweit dasDifferenzschaltungsstärker 99 mit einer Verstärkung C, die in einer später signal χ gleich 2e/3 ist, sollte entweder die Verstärerläuterten Weise gewählt ist, um das Differenz- kung G des Spannungsverstärker 99 gleich 3ο,'(2Λ] schaltungssignal λ zu verstärken und ein verstärktes 35 oder die Bezugsspannung 2 7 des Schwellensignals h Ausgangssignal y zu erzeugen, sowie einen Kompara- sein, wobei die Verstärkung G auf 1 eingestellt ist tor 100, der einen ersten und einen zweiten Eingangs- Der Komparator 65 enthält weil.-hin eine logische transistor 101 und 10? und einen ersten und zweiten Schaltung, die wiederum ein AND-NAND-Gatter 115 paarigen Transistor 103 und 104 besitzt. Das verstärkte besitzt, dem das Unterscheidungsausgangssignal ζ des Ausgangssignal ν wird zu den Basen der ersten und 40 Komparator 100 zugeführt wird, nachdem dessen zweiten Eingangstransistoren 101 und 102 geleitet. Die Pegel mittels eines Doppelbegrenzers 116 auf einen Emitter des ersten Eingangstransistors 101 und des für das AND-NAND-Gatter 115 geeigneten Pegel paarigen Transistors 103 sind mit einer Vorspannungs- eingestellt ist. Das AND-NAND-Gatter 115 erzeug! quelle 105 der Vorspannung Ver (einer negativen ein Eingangssignal, während es auf den AND-Aus-Spannung) über einen ersten Vorspannungswiderstand 45 gangsanschluB 117 eingestellt ist. und ein umgekehrte? 106 verbunden. Die Emitter des zweiten Eingangs- Signal an dem NAND-Ausgangsanschluß 118. Wenn transistors 102 und des paarigen Transistors 104 sind das Unterscheidungsausga igssignal r gleich Vcc ist. ebenfalls mit der Vorspannungsquellc 105 über einen sind die Ausgangssignale an den AND- und der zweiten Vorspannungswiderstand 107 verbunden. In NAND-Ausgangsanschlüssen 117 und 118 eine logigleicher Weise sind die Kollektoren des zweiten 50 gische »1« bzw. »0«. Wenn es gleich Ccc_t — V_wt '^st Eingangstransistors 102 und des ersten paarigen sind die Ausgangssignale »0« bzw. »1«. Diese binärer Transistors 103 über einen Lastwiderstand 108 und Kode werden zu einem Flip-Flop 119 geleitet, da: eine Diode 109 mit einem ersten und einem zweiten das NAND-Ausgangssignal der Verzögerungsschal· Netzteil 111 und 112 erster und zweiter Netzspannun- tung 66 in Übereinstimmung mit den Taktimpulsen 5! gen Vcci bzw. V_Cc_t verbunden. Außerdem sind die 55 zuführt. Der Samplerkodierer 61 erzeugt die Bil· Kollektoren der ersten und zweiten paarigen Tran- Parallel-PCM-Impulse 31 bis 36 mit einer bestimmter sistoren 101 und 104 mit einem zweiten Netzteil 112 Zeitverzögerung relativ zu dem gelieferten Analogverbunden. Die Beziehung zwischen d»n ersten und signal 30. Die Verzögerungsschaltung 66 wird verden zweiten Netzspannungen C_Cc_t und V_Cc_tsina durch wendet, um die \ orderflanken der Äi.derungsimpulse die folgenden Gleichungen gegeben: 60 67 in Koinzidenz mit den Vorderflanken der PCM Vw, > Vca Impulse . „s 36 eines jeden anderen Samplers zu nnd bringen.

Vccx - V₁₉, > Vccx - K₁₀₈, _ Bezugnehmend auf die F i g. 9 und 10 enthält dei

Bandkompressor 68 sieben Kanäle 121 bis 127 Dei

in denen K₁₀, und V_1n der Spannungsabfall an dem 65 erste Kanal 121 ist mit dem vierten Kanal 124 verWiderstand 108 bzw. der Spannungsabfall in D\irch- bunden. In ähnlicher Weise sind der zweite und dei t '^itung der Diode 109 ist. Die Basen der paarigen dritte Kanal (nicht gezeigt), die den »!eichen Aufba· Transistoren 103 und 104 werden mit der Bezugs- wie der erste Kanal 121 mit dem fünfterTb™

11 12

Kanal (nicht gezeigt), die den gleichen Aufbau wie der Ausgangssignalen der Flip-Flops 151, ... des zweiten

vierte Kanal 124 besitzen, verbunden. Der siebte Satzes des ersten bis siebten Kanals der Zwischen-

Kanal 127 ist direkt mit dem vierten, dem fünften AND-NAND-Gatter 160, ... des vierten bis sechs»en

und dem sechsten Kanal 124 ... verbunden. Alle Kanals bzw. des Eingangs-AND-NAND-Gatters 13'/

Kanäle 121, ..., 124, ... und 127 enthalten Ein- 5 des siebten Kanals sowie mit den zweiten Taktschritten

gangs-AND-NAND-Gatter 131, ..., 134, ... und versorgt werden. Die AND-Ausgangssignale dieser

137, die mit den ursprünglichen PCM-Impulsen 31 Flip-Flops 161, ... der ersten bis dritten Kanäle 121,

bis 36 bzw. den Änderungsimpulsen 67 versorgt ..., die NAND-Ausgangssignale dieser Hip-Flops

werden. Wenn sie mit »0«- und »1 «-Impulsen versorgt 164, .. . der vierten bis sechsten Kanäle 124. ... und

werden, erzeugt das AND-NAND-Gatter »0«- und io das AND-Ausgangssignal des Flip-Flops 167 des

»1«-Impulse an dem AND-Ausgangsanschluß bzw. siebten Kanals 127 sind, wie durch die Ausgangs-

»1«- und »0«-lmpulse an dem NAND-Ausgangs- signale der Flip-Mops 161 und 164 des ersten und

anschluß. Die ersten bis sechsten Kanäle 121, ..., vierten Kanals in Fig. 10 veranschaulicht wird.

124, ... enthalten einen ersten Satz von Flip-Flops bandkomprimierte Impulse, deren Vorderflanken im

141, ..., 144, .... die mit den AND- bzw. NAND- 15 wesentlichen koinzident mit den Vorderflanken der

Ausgangssignalen der AND-NAND-Gatter 131 zweiten Taktschritte 57 sind. Alle Kanäle 121,

134, ... der ersten bis sechsten Kanäle versorgt werden 124. ... und 127 enthalten weiterhin einen vierten

(AND-Ausgangssignale der AND-NAND-Gatter 131 und fünften Satz von Flip-Flops 171 174, ...

und 134 des ersten und vierten Kanals sind in Fig. 10 und 177 und 181 184. ... und 187, die, wie

gezeigt), sowie mit den ersten Taktschritten 56 (in ao dargestellt ist, mit den AND- und NAND-Ausgangs-

F i g. 10 gezeigt) über einen Inverter 149. Diese sechs Signalen der entsprechenden Flip-FlopL, der vorher-

Kanäle 121, ..., 124, ... enthalten weiterhin einen gehenden Stufen und mit den dritten und vierten

zsvciten Satz von Flip-Flops 151 154 die Taktschritten 58 und 59 versorgt werden. Die AND-

jeweils die AND- und NAND-Ausgangssignale des Ausgangssignale der Flip-Flops 181, . . de* fünften

ersten Satzes von Flip-Flops 141, ..., 144, ... und »5 Satzes der ersten bis fünften Kanäle 121, .... die

die ersten Taktschritt? empfangen. Die AND-Aus- NAND-Ausgangssignale der Flip-Flops 184, . . der

gangssignale, (die des zwei'en Satzes der Flip-Flops 151 vierten bis sechsten Kanäle 124, ... und das AND-

und 154 des ersten und vierten Kanals sind in F i g. 10 Ausgangssignal des Flip-Flops 187 des siebten Kanals

gezeigt), sind 6-Bit-Parallel-PCM-Impulse, die um 127 sind die gewünschten bandkomprimierten PCM-

eine Samplingperiode relativ zu den entsprechenden 30 Ausgangsimpuise4i bis47. von denen einige in Fig. 10

Ausgangssignalen der Eingangs-AND-NAND-Gatter wiedergegeben sind. Die Flip-Flops des vierten und

131, ..., 134, ... verzögert sind. Der vierte Kanal 124 fünften Satzes sind vorgesehen, um die PCM-Aus-

enthält ein erstes und zweites NAND-Gatter 158 und gangsimpulse 41 bis 47 in die geeignetste Ordnung

159, die mit den AND-Ausgangssignalen des Eingangs- zubringen.

AND-NAND-Gatters 131 des ersten Kanals bzw des 35 Ein Tiefpaßfilter (nicht pezeiet) kann zwischen die Flip-Flops 154 des zweiten Satzes des vierten Kanals Signalquelle 51 einerseits und den Samplcrkodierer 61 zusammen mit den AND-bzw. den N AND-Ausgangs- und den Änderungsdiskriminator 63 andererseits gesignalen des AND-NAND-Gatters 137 des siebten schaltet werden. Auch kann ein bereits dem Sampling-Kanals versorgt werden. Der vierte Kanal 124 enthält verfahren unterzogenes Analogsignal zu einem Kodieweiterhin ein Zwischen-AND-NAND-Gatter 160, das 40 rer und einem Änderiingsdiskrim rator (entsprechend mit den Ausgangssignalen der NAND-Gatter 158 dem Samplerkodierer 61 bzw. dem Änderungsdiskrimi- und 159 versorgt wird. Die fünften und sechsten nator 63) geliefert werden. Andererseits kann ein Kanäle enthalten gleiche Gatter (nicht gezeigt). Wenn Änderungsdiskriminator. der gleich dem Änderungsdie Änderungsimpulse 67 »1 * sind, erzeugen die Gatter diskriminator 63 ist. die Änderungsimpulse 67 von 158 bis 160 an dem NAND-Ausgang des Zwischen- 45 den ursprünglichen PCM-Impulsen 31 bis 36erzeugen. AND-NAND-datters 160 das AND-Ausgangssignal Bezugnehmend auf die F i g. 11 bis 15 einsi'iließlich des Eingangs-AND-NAND-Gatters 131 des ersten enthält ein mit dem in F i g. 1 dargestellten Sender zu Kanals mil einer Eigenzeitverzögerung der Gatter koppelnder Empfänger gemäß der Erfindung einen 158 bis 160. Wenn die Änderungsimpulse 67 »0« sind, Eingangsanschluß 200 für die bandkomprimierten erzeugen die Gatter 158 bis 160 an dem NAND- 50 PCM-Impulsfolgen, der synchron mit den Bits und Ausgangsanschluß das AND-Ausgangssignal des Ein- Halbbildern der empfangenen PCM-lmpulsfolgen gangs-AND-NAND-Gatters 134 des vierten Kanals Taktimpulse 202 erzeugt, deren Folgeperiode zweimal mit einer Zeitverzögerung, die der Summe der Samp- so groß wie die Samplingperiode 2/ ist. erste Taktlingperiode / und der Eigenverzögerung der Gatter schritte 203 mit einer Folgeperiode 2/ und eine« 158 bis 160 gleich ist. Im aligemeinen wird der Betrieb 55 gemeinsamen Impulsbreite / und zweite und dritte der Gatter 158 bis 160 durch die logische Beziehung Taktschritte 204 und 205 mit einer gemeinsamer ____________ Folgeperiode t. Der Taktgeber 201 erzeugt weiterhin

ακΑΚίΗ = d_x Λ d₁ Λ d_t 7T₁ =■- (</, / d₇) i (</₄ / _,) vierte Taktschritte 206, die in der Wellenform mit deii

ersten Taktschritten 203 identisch sind, gegenübei

wiedergegeben, in der onand- das Ausgangssignal des 60 diesen jedoch um einen Betrag verschoben sind, dei

Zwischen-AND-NAND-Gatters 160 ist und df die später näher erläutert wird. Der Taktgeber 201 erzeug!

AND-Ausgangssignale der Eingangs-AND-NAND- außerdem fünfte und sechste Taktschritte 207 unc

Gatter 131, ... des ersten bis dritten Kanals, der 208, die eine Folgeperiode t besitzen.

Flip-Flops 154 .... des zweiten Satzes des vierten bis Der Empfänger enthält weiterhin einen Serien

sechsten und des Eingangs-AND-Gatters 137 des 65 Parallel-Konverter 210, um unter Bezug auf dit

siebten Kanals darstellt. Alle Kanäle 121, .... 124, ... Taktimpulse 202 die PCM-Impulsfolgen in Wieder

und 127 enthalten weiterhin einen dritten Satz von gaben 211 bis 217 (Fig. 12) der bandkomprimiertei

Flip-Flops 161, ..., 164, ... und 167, die mit den Parailel-PCM-Aubgarigsimpulse 41 bis 47 auf de

13 14

Senderseite umzuwandeln, und eine Zcilumgrup- 207 und 208 festgelegt wird, um näherungsweise

pierungsschaltung 220, um die bi\ndkomprimierten reproduzierte PCM-Impulse 261 bis 266 (Fig. 15)

PCM-lmpulse 211 bis 217 in die zeitumgruppierten zu erzeugen, sowie eine Ausnutzungsschaltung 270

PCM-Impulse 221 bis 226 (F i g. 13) unter Bezug auf zur Verwendung der reproduzierten PCM-Impulse

die ersten bis dritten Taktschritte 203 bis 205 umzu- 5 261 bis 266.

gruppieren. Wenn die Impulse 217 des siebten Bits Bezugnehmend auf die Fig. 16 und 17 enthält die

der bandkomprimierten PCM-lmpulse 211 bis 217 Umgruppierungsschaltung 220 erste bis siebte Kanäle

eine logische >>0« sind, erzeugt die Umgruppierungs- 301, 302, ... und 307, von denen die dritten und

schaltung 220 als zeitumgruppierte PCM-impulse sechsten Kanäle nicht dargestellt sind. Die vierten

221 bis 226 die PCM-Impulse ö_|2(+i)i, α,_2ίη)2. ... und io bis sechsten Kanäle 304, 305, ... sind jeweils mit

ü₍₂(_rl)6 für eine erste Periode, die der ersten Hälfte den ersten bis dritten Kanälen 301, 302, ... gekoppelt,

einer jeden Folgeperiode der ersten Taktschritte 203 während der siebte Kanal 307 direkt mit den vierten

entspricht, und logische »0«-Impulse für eine zweite bis sechsten Kanälen 304, 305, . .. gekoppelt ist. Die

Periode, die der zweiten Hälfte entspricht. Wenn die ersten bis dritten Kanäle 301, 302, ... ha^en gleichen

siebten Bits »1« sind, erzeugt die Umgruppierungs- 15 Aufbau. In ähnlicher Weise ist der sechste Kanal im

schaltung 220 als höherwertige Ziffern der zeitum- wesentlichen der gleiche wie der fünfte Kanal 305.

gruppierten PCM-lmputse 221 bis 223 die PCM- Alle Kanäle 301, 302, ... und 307 enthalten NAND-

hnpulse α_(ίι.,>,, o,_2(n)2 und α_(2(Μ)₃ für die erste Gatter 311, 312, ... und 317, die jeweils mit den

Periode und die PCM-Impulse a_i2itl)l, α₍₂(_τ2)₂ und bandkomprimierten PCM-lmpulsen 311 bis 317 ver-

O₁₂₁,₂₎₃ für die zweite Periode. In diesem Fall erzeugt _ao sorgt werden (die ersten, vierten und siebten Bits sind

die Umgruppierungsschaltung 220 weiterhin log^che in Fig. 17 dargestellt). Jedes der NAND-Gatter 311,

»l«-lmpulse als zeitumgruppiertc PCM-Impulse 224 des 312, ... der ersten bis siebten Kanäle empfängt auch

vierten Bits und logische »0«-Impulse als Impulse 252 die ersten Taktscnritte 203 (F i g. 17), während jedes

und 226 des fünften und sechsten Bits. der NAND-Gatter 314,315,... der vierten bis sechsten

Der Empfänger besitzt weiterhin ein erstes Register 25 Kanäle die ersten Taktschntte 203 über einen Inverter

230 dis die zeitumgruppierten PCN-Impulse 221 bis 319 und die PCM-lmpulse 217 des siebten Kanals

226 um ein Bit verzögert, um erste verzögerte zeit- empfängt. Das NAND-Gatter 317 des siebten Kanals

umgruppierte PCM-Impulse 231 bis 236 zu erzeugen, empfängt die PCM-Impulse 217 des siebten Kanals,

sowie ein zweites Register 240, das in gleicher Weise Der vierte Kanal 304 enthält ein Zwischen-NAND-

zweite verzögerte zeitumgruppierte PCM-Impulse 30 Gatter 320, das mit den PCM-lmpulsen 214 des vierten

241 bis 246 erzeugt, die um ein Bit verzögert sind. Kanals und den ersten Taktschritten 203 versorgt wird.

Die Register 230 und 240 können aus Flip-Flops Die ersten bis sechsten Kanäle 301, 302, ... enthalten

aufgebaut sein. jeweils AND-NAND-Gatter 321, 322, .... Das

Der Empfänger entnält noch weiterhin eine Zwi- AND-NAND-Gatter 321 des ersten Kanals wird mit

schenwertschaltung 250, um digital die zeitumgrup- 35 den Ausgrngssignalen der Eingangs-NAND-Gatter

pierten und die zweiten verzögerten PCM-lmpulse 311 und 314 des eigenen Kanals und des angekoppelten

221 bis 226 und 241 bis 246 zu addieren und die digi- vierten Kanals 304 versorgt. Das AND-NAND-Gatter

tale Summe durch Zwei zu teilen (durch Verschieben, 324 des vierten Kanals empfängt das Ausgangssignal

wenn die PCM-Impulse ein Binärkode sind, der Ziffer des Zwischen-N AN D-Gatters 320 und das Ausgangs-

der Summe um einen Bit in Richtung auf die höchst- 40 signal des NAND-Gatters 317 des siebten Kanals,

wertige Ziffer), um Zwischen-PCM-Impulse 251 bis Das fünfte AND-NAND-Gatter 325 empfängt die

256 (F i g. 14) zu erzeugen. Die lineare Interpolation bandkomprimierten PCM-Impulse 215, die dem eige-

wi>-a auf der Senderseite durchgeführt, so daß die nen Kanal zugeführt werden, das Ausgangssignal des

Änderungs-Impulse 217 des siebten Bits der band- NAND-Gatters 317 «L's siebten Kanals, und die ersten

komprimierten PCM-Impulse 211 bis 217 und die 45 Taktschritte 203. Das NAND-Ausgangssignal ü,nand

vierten Taktschritte zu der Zwischenwprtschaltung (F i g. 17) des AND-NAND-Gatters 321 des ersten

250 geliefert werden, um den Takt der erzeugten Zwi- Kanals ist durch die folgende logische Beziehung

schen-PCM-Impulse 251 und 256 relativ zu den ersten gegeben:
verzögerten PCM-lmpulsen 231 bis 236 einzustellen

und die Zwischen-PCM-Impulse α^),, O(₂<)₂, O(₂e₎₃, so «inand — A_x- I d-,· I C₁ /> ά_λ> Ι· C₁
»1«, »0« und »0« u. dgl. zu unterdrücken, die in den , . , j , r*\\i (a λ r\
zeitumgruppierten PCM_:Impulsen 221 bis 226 vor- ^K *' ^r ' ^V '
handcn sind, wenn die Änderung der ursprünglichen in der C₁ und d} die ersten Taktschritte 203 bzw. die Daten schnell ist und das »1«, »0« und »0« für die niedri- bandkomprimierten PCM-Impulse 211 bis 217 dargerwertigen drei Ziffern derzeitumgruppierten PCM- 55 stellen. Diese Beziehung zeigt, daß Oinan Din der ersten Impulse 221 bis 226 gewählt werden, wenn die Im- Hälfte einer jeden Folgeperiode der ersten Taktimpulse 217 des siebten Bits »l« sind, da α₍₂ιη, O₁₂O₂, pulse 203 a_W-_l)v ist und daß ö,nand in der zweiten α_(!ίί)3, *1«. »0« und »0« den Zwischenwert von α^ί),, O₁₂O₂, Hälfte o<₂or ist bzw. »0«, wenn a<2t-i)7· »1« bzw. »0« fl<2i>3> »1«, »1« und »1« und O₁₂O₁, Q₁₂O₂. ^(iOs. »0«. »0« ist· In ähnlicher Weise ist das NAND-Ausgangssignal und »0« darstellen und folglich im Durchschnitt den 60 O₄NAND (Fig. 17) des AND-NAND-Gatters 324 des durch die Auslassung der drei niedrigerwertigen Ziffern vierten Kanals durch die folgende logische Beziehung der ursprünglichen PCM-Impulse eingeführten Fehler gegeben:

auf ein Mindestmaß verringern.

Weiterhin enthält der Empfänger einen Signal- Oinand = </<' Λ C₁ Λ ϋ/ = (rf₄- Λ C₁) V d,-,

kombinator 260, um die Zwischen-PCM-Impulse 251 65

bis 256 den ersten verzögerten PCM-lmpulsen 231 aus der hervorgeht, daß o₄nand fl<»(-i)4' bzw. »0« in

bis 236 in der zweckmäßigen Zeitbeziehung zu über- der ersten und zweiten Hälfte einer jeden Folge-

lacern. die von den fünften und sechsten Taktschritten periode der ersten Taktschritte 203 ist, wenn

i>0« ist und daß ö^nand »1« ist, während α^/-,),. »1« ist. Ebenso ist das AND-Ausgangssignal α and (I- ig. 17) des AND-NAND-GaUers 325 des fünften Kanals durch die folgende logische Beziehung gegeben,

fls λ ν υ —

/'■

die besagt, daß α₆χΑχη den Wert a(₂i-i)_S. bzw. »0« in der ersten und zweiten Hälfte der Folgeperiode der ersten Taktschritte 203 annimmt, wenn fl^f-^. »■■Ο« ist, und daß ö₅and den Wert »0« annimmt, wenn tf<2<-i)7· *** '^st· Die ersten bis sechsten Kanäle 301, 302,... enthalten ferner Flip-Flops 331, 332, ... eines ersten Satzes, die mit den AND- und den NAND-Ausgangssignalen der AND-NAND-Gatter 321, 322, ... der entsprechenden Kanäle 301, 302, ... und mit den zweiten Taktschritten 204 (Fig. 17) versorgt werden, sowie Flip-Flops 341, 342, ... eines zweiten Satzes, die jeweils mit den Ausgangssignalen der vorhergehenden Flip-Flops 331, 332, ... und mit den dritten Taktschritten 205 (F i g. 17) versorgt werden. Die Umgruppierungsschaltung 220 erzeugt somit die zeitumgruppierten PCM-Impulse 221 bis 226, die durch die wiederholte Ein-Ausgabe-Operation gruppiert werden, die an den Füp-Flops 331, 332, .... 341, 342, .. von den zweiten und dritten Taktschritten 204 und 205 durchgeführt werden.

Bezugnehmend auf die Fig. 18 und 19 besitzt die Zwischenwertschaltung 250 sechs volle Addierer 351 bis 356, um die digitale Addition der zeitumgruppierten und der zweiten verzögerten PCM-Impulse 221 bis 226 und 241 bis 246 durchzuführen. Insbesondere empfängt der sechste Addierer 356 für die am niedrigstenwertige Ziffer die zeitumgruppierten Sechstes-Bit- und zweiten verzögerten PCM-Impulse 226 und 246, um »1«- oder »O«-Übertragungsimpulse 7U erzeugen. Der fünfte Addierer 355 empfängt die Impulse 225 und 245 der fünften Ziffer und die Ubertragungsimpulse des sechsten Addierers 356, um in gleicher Weise Übertragungsimpulse und »1«- oder »O«-Summenimpulse zu erzeugen. In gleicher Weise erzeugt jeder der übrigen Addierer 351 bis 354 die Übertragungsimpulse und die Summenimpulse der entsprechenden Ziffer. Die entsprechenden Impulse der Übertragungsimpulse, die von dem ersten Addierer 351 geliefert v/erden, und die Summenimpulse, die von den ersten bis fünften Addierern 351 bis 355 geliefert werden, sind das Ergebnis der Addition eines Satzes von zeitumgruppierten PCM-Impulsen a«n)i. fl(i+i)2, ■ ■ · und eines entsprechenden Satzes der zweiten verzögerten PCM-Impulse α«-!)!, α«-ι)₂, ·· ·; die Dezimalstelle des Ergebnisses ist um ein Bit in Richtung auf die höchstwertige Ziffer verschoben. Diese Ausgangssignale der Addierer 351 bis 355 stellen somit, wenn sie zeitlich richtig eingeteilt sind, den Zwischenwert der folgenden zwei Sätze der zeitumgruppierten PCM-Impulse 221 bis 226 (F i g. 19) dar.

Die Zwischenwertschaltung 250 enthält weiterhin eine Zeitschaltung 360. Die Zeitschaltung 360 enthält wiederum ein NAND-Gatter 361, das mit den vierten Taktunpulsen 206 (F ig. 19) versorgt wird, ein AND-NAND-Gatter 362, das mit den Impulsen 217 des siebten Bits (in Fig. 19 wiedergegeben) der bandkomprimierten PCM-Impulse 211 bis 217 versorgt wird, ein erstes Flip-Flop 366, das mit den AND- und den NAND-Ausgangssignalen des AND-NAND-Gatters 362 versorgt und von dem Ausgangssignal (F i g. 19) des NÄNDGatters 361 mit Stufen verseher, wird, ein zweites Flip-Flop 367, das mit den AND- und den NAND-Ausgangssignalen des ersten Flip-Flops 366 versorgt und durch die vierten Taktscnntte 206 mit Stufen versehen vird, und ein Zeitschahungs-Ausgangs-AND-GatterSö^ das mit dem Ausgangssignal des NAND-Gatters 361 und dem NAND-Ausgangssignal (F i g. 19) des zweiten Flip-Flops 367 versorgt wird.
Die Zwischenwertschaltung 250 enthält weiterhin

ίο ersie bis siebte Ausgangs-AND-Gatter 371, 372, ... die alle mit dem Ausgangssignal (F i g. 19) des Zeitschaltungs-Ausgangs-AND-Gatters 369 versorgt werden. Die Ausgangs-AND-Gatter 371. 372, ... werden ferner mit den entsprechenden Ziffern des Zwischen-

wertes der folgenden beiden Sätze der zeitumgruppierten PCM-Impulse 221 bis 226 der jeweiligen Addierer 351 bis 355 versorgt und unterdrücken das endliche Ausgangssignal, wenn es nicht erforderlich ist. Bezugnehmend auf die Fig. 20 und 21 enthält

so der Signalkombinator erste bis sechste Kanäle. Der y-te Kanal, der in Fig. 20 gezeigt ist, enthält ein erstes und ein zweites NAND-Gatter, die jeweils mit den j-ten Ziffern der ersten verzögerten und der Zwischen-PCM-Impulse 231 bis 236 (F i g. 21) bzw.

as 251 bis 256 F i g. 21) versorgt werden, ein AND-NAND-Gatter 393, das; mit den Ausgangssignalen der NAND-Gatter 391 und ^92 versorgt wird, ein erstes Flip-Flop 396, das mit den AND- und den NAND-Ausgangssignalen des AND-NAND-Gatters 393 versorgt und von den fünften Taktschritten 207 (F i g. 21) mit Stufen versehen v-ru, sowie ein zweites Flip-Flop 397, das mit den AND-und den NAND-Ausgangssignalen des ersten Flip-Flops 396 versorgt und durch die sechsten Taktschritte 208 (F i g. 21) mit Stufen versehen wird. Das NAND-Ausgangssignal ONASD (Fig 21) des, AND-NAND-Gatters 393 ist durch die folgende logische Beziehung gegeben:

in der d_{23j) und ^_{126 ()} die 7-ten Ziffern der PCM-Impulse 231 bis 236 bzw. 251 bis 256 darstellen. Diese Beziehung zeigt, daß die Zwischen-PCM-Impulse 251 bis 256 den ersten verzögerten PCM-Impulsen 231 bis 236 überlagert sind.

Die Ausnutzungsschaltung 27ü kann einen Dekoder zur Dekodierung der reproduzierten PCM-Impulse 261 bis 266 sowie ein Tiefpaßfilter der gleichen Grenzfrequenz wie das Tiefpaßfilter auf der Senderseite enthalten, um di; Grundfrequenzkomponente des dekodierten Anale gsignals zu erhalten.

Bezugnehm:nd schließlich auf die Fig. 22 und 23 enthält ein weiterer Empfänger zur Verwendung zusammen mit dem Sender gemäß der Erfindung einen Eingangsanschluß 200, einen Taktgeber 201, einen Serien-Parallel-Konverter 210 und eine Zeitumgruppierungsschaltung 220', die alle den entsprechenden Teilen gleich sind, die in Verbindung mit dem Empfänger der F i g. 11 erläutert wurden.

Der Empfänger der F i g. 22 enthält weiterhin einen Dekoder 228' zur Dekodierung der zeitumgruppierten PCM-Impulse 221 bis 226, um die zeitumgruppierten Samples 229' (Fig. 23A) zu erzeugen, eine erste Verzögerungsleitung 230', um die zeitumgruppierten Samples 229' um die Samplingperiode t zu verzögern und erste vei zögerte Samples 239' zu erzeugen, eine zweite Verzögerungsleitung 240', die ebenfalls eine Ver-

zögerungszeit ι besitzt, um in gleicher Weise zweite verzögerte Samples 249' zu erzeugen, einen Addierer 250', um die zeitumgruppierten Samples 229' und die entsprechenden zweiten verzögerten Samples 249' zu addieren und Summensamples zu erzeugen, einen Teiler 250", um die Summensamples durch 2 zu teilen und Zwischensamples 258' (F i g. 23 B) zu erzeugen, sowie einen Störzwischensampleunterdrücker 250'", der von den Änderungsimpulsen 217 gesteuert wird, um Störzwischensamples zu unterdrücken, die in den Zwischensamples enthalten sind, um Interpolationssaraples 259' (Fig. 23C) zu erzeugen. Insbesondere unterdrückt der Unterdrücker 250'" in diesem Fall die Störsamples S₁,, S₃,, S₄,, S₅,, S,_e und S₇. und erzeugt Interpolationssamples S₂, und S₈,. Der Empfänger der F i g. 22 enthält weiterhin einen Signalkombinator 260', um die Interpolationssamples 259' den erstea verzögerten Samples 239' zu überlagern und die näherungsweise die reproduzierten Samples 269' zu erzeugen (F i g. 23 D). Der Empfänger enthält vorzugsweise eine Resamplingschaltung 401, um die näherungsweise reproduzierte'i Samples 269' einem Resamplingverfahren zu unterziehen und die in die Signalformen eingebraciiten Unregelmäßigkeiten zu beseitigen, die auf Grund der verschiedenen Zeitverzögerungen, die während der Signalverarbeitung angewandt wurden, zu Störungen führen. Der Empfänger kann ein Tiefpaßfilter 402 zur Ableitung des Grundfrequenzbandes 403 (F i g. 23D) enthalten.

Es ist möglich, die parabolische Interpolation, die an Hand der F i g. 6 und 7 erläutert wurde, an Stelle der linearen Interpolation, die bei der Beschreibung des Senders und des Empfängers erläutert wurde, anzuwenden. Auch ist es möglich, die Erfindung für die Übertragung von Multiplex-PCM-Signalen zu verwenden. Es kann entweder das Analog- und das Digitaisignalverarbeitungsverfahren in Uoereinstimmung mit der Eigenschaft des ursprünglichen Signals,

ίο der erforderlichen Genauigkeit und Stabilität, der Einfachheit der Schaltung und anderer Faktoren verwendet werden.

Der Wert des Schwellensignals Ii dient als Parameter, um eindeutig den Fehler zwischen den ursprüng-

liehen Daten und den näherungsweise reproduzierten Daten bei einer gegebenen Anzahl von Bits in jedem ursprünglichen PCM-Kodewort, die Anzahl der in jedem PCM-Kodewort zu übertragenden Bits und die Art der Interpolation zu bestimmen. Es ist daher mög-

ao Hch, den optimalen Wert des Schwellensignals /1 durch Lösung der Gleichung für einen solchen Fehler unter einem bestimmten Kriterium, mit z. B. der Methode dei kleinsten Quadrate, zu bestimmen. Insoweit die Anwendung der Erfindung auf die

as Übertragung von Fernsehbildsignalen auf physiologischen Erkenntnissen beruht, sollte das Kriterium von einem physiologischen Maß abhängen, und damit sollte der optimale Schwellenwert h durch subjektive Experimente bestimmt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 positive Zahl ist, und mit einem Sender. Sie betrifft Patentansprüche: insbesondere ein System, das auf die Übertragung von Fernsehbildsignalen anwendbar ist.

1. PCM-Ubertragungssystem ifür mit der Zeit Im allgemeinen besitzt das Fernsehbildsignal eine veränderliche Daten, die von PCM-Kodeworten 5 große Redundanz. Andererseits ist es bekannt, daß einer ersten Art dargestellt werden, die in einer das PCM-CPulszahlmodulationsOÜbertragungssystem Anzahl ρ pro Zeiteinheit auftreten, wobei ρ eine äußerst störunempfindlich ist, jedoch ein erheblich positive Zahl ist, und mit eim;m Sender, d a- breiteres Frequenzband als die anderen Üb-rtragungsdurch gekennzeichnet, daß der Sender systeme benötigt.

enthält: eine Einrichtung, die auf if der aufeinander- io Eine Möglichkeit, die Bandbreite eines Fernsehfolgenden Daten anspricht, wobei q eine ganze signals oder anderer sich näherungsweise wiederhulen-Zahl größer als Zwei ist, um die Geschwindigkeits- der Signale zu reduzieren besteht darin, entsprechend änderung der aufeinanderfolgenden Daten fest- der Informationstheorie die Tatsache auszunutzen, zusteilen und ein die Änderung darstellendes daß die bedingte Entropie des Signals kleiner ist als Signalelement zu eizeugen, das die Signalform 15 die primäre Entropie. Insbesondere wird der Anteil wenigstens einer Ziffer von PCM-Kodeworten der tatsächlich zu übertragenden Energie durch einer zweiten Art besitzt, welche Kodeworte der Ausnutzung der Korrelation vermindert, die für die zweiten Art mit einer Anzahl von pjr pro Zeit- Signalteile zwangläufig eintritt, die um die Periode der einheit auftauen, wobei r eine ganze Zahl größer angenäherten Wiederholung auftreten, wie für die als Eins ist und das Signalelement wenigstens drei 20 Signalleile, die die jeweiligen Bildelemente der folgendiskrete Werte darstellt, die den jeweiligen Ge- den Abtastzeilen und auch der folgenden Halbbilder schwindigkeiten entsprechen, und eine Einrich- darstellen (Peter Elias, »Predictive Coding«, IRE tung, die auf die Kodeworte der ersten Art und die Transaction on Information Theory, März 1955, Signalelemente anspricht, um die Kodeworte der S. 16 bis 33; Robert E. Draham, »Predictive zweiten Art zu erzeugen, von denen jedes für r 25 Quantizing of Television Signals«, IRE Wescon aufeinanderfolgende Koüeworte der ersten Art Convention Record, August 1958, S. 147 bis 156;. vorhanden ist, und die an ersten vorgeschriebenen Das System gemäß dieser Theorie erfordert jedoch Bitstellen die Signalelemente und an einer zweiten eine äußerst komplizierte Speichereinrichtung.
Bitstelle die Kode der höherwertigen Ziffern eines Eine andere Möglichkeit besteht darin, physiolovorgewählten der τ Kodeworte der ersten Art und 30 gische bzw. psychophysikalische Erkenntnisse bezügan der restlichen Bitsteile die Kode der restlichen lieh der Seheigenschaften auszunutzen. Diese Möglich-Ziffern des vorgewählten Kodewortes der ersten keit fällt genaugenommen nicht in das Gebiet der Art enthält, wenn das darin enthaltene Signalelement Bandkompression, soweit es die Reproduzierbai keit eine langsame Änderung der Daten anzeigt sowie der in dem ursprünglichen Signal enthaltenden Indie Kode der höherwertigen Ziffern wenigstens 35 formation betrifft, läßt aber eine Bandkompression zu, eines vorbestimmten der r Kodeworte der ersteren wenn der Informationsempfänger (die menschlichen Art mit Ausnahme des vorgewählten, weiyi das Sehnerven im Falle eines Fernschaignals) als ein Teil darin enthaltene Signa'.element eine schnelle An- des Informationsübertragungssystems angesehen wird, derung anzeigt. Die Bandkompression dieser Art beruht auf der

2. Übertragungssystem, nach Anspruch 1, da- 40 Tatsache, daß die Unterscheidungsfähigkeit der durch gekennzeichnet, daß der Empfänger enthält: menschlichen Augen von der Geschwindigkeitseine Einrichtung, um die zugeleiteten Kodeworte änderung der Leuchtdichtepegel abhängt. Insbesondere der zweiten Art in PCM-Kodtworte einer dritten ermöglicht es eine langsame Änderung des Leucht-Art umzugruppieren, die in einer Anzahl ρ pro dichtepegels aufeinanderfolgenden Bildern den mensch-Zeiteinheit auftreten und an der Zeitstelle, die 45 liehen Augen, feine Unterschiede in den Leuchtdichteden vorgewählten Kodeworten entspricht, die Kode pegeln zu unterscheiden, während die Unterscheider vorgewählten Kodeworte enthalten, welche dungsfähigkeit abnimmt, wenn sich die Leuchtdichte-Kode eine vorbestimmte Beziehung zu den Koden pegel schnell ändern. Die Bandkompression beruht der höherwertigen Ziffern besitzt, sowie an der also auf der Tatsache, daß der menschliche Sinn auf restlichen Zeitstelle logische O-Kode, eine Ein- 50 die Konturen eines Objektes bzw. eines Musters richtung, die auf die Daten anspricht, die von den insgesamt und empfindlich auf die spezifische Helle Kodeworten der dritten Art dargestellt werden, der inneren Bereiche anspricht.