DE2009953A1 - Pulscodemodulator mit Knickkennlimen Amplitudenwandler - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dlpl.-Incj. R. D Ξ E T Z sen. ,„ ,_■

Dipi-ΐππ, κ. LAMPRscHT.¹²5--15·

Dr.-lnrj. R. "[-3LLE FiZJr.

β München 22, Steinsdorfstr. 10

KRONE Kommanditgesellschaft, Berlin 37» Goerzall·β 311 Pulsoodemodulator nit Knickkennlinien-Amplitudenwandler

Die Erfindung betrifft einen Pulscodemodulator zur digitalen ■ Codierung Ton Analogsignalen in einen (n + m + 1)-Bit-Code, sit einem Aplitudenwandler, der eine Presseroharakteristik mit Knick* kennlinie hat, die aus 2'" ⁺ . ' linearen Abschnitten besteht, die jeweils 2ⁿ Amplitudenstufen umfassen, wobei der Amplitudenwandler den durch die linearen Abschnitte bestimmten Amplitudenbereichen der Analogsignale an seinem Eingang stets einen gleichen Schwankungsbereich der Analogsignale an seinem Ausgang zuordnet, mit einem Grobcodierer und mit einem Feincodierer für η Bits·

In einem derartigen Pulscodemodulator (vgl. DT-AS 1 276 708) befindet sich am Eingang der Amplitudenwandler, dessen erstem Aus« gang der Feincodierer und dessen zweitem Ausgang der Groboodierer nachgeschaltet sind, wobei vom Amplitudenwandler einerseits das umzusetzende Analogsignal mit einer durch .seine Zuordnung au einem der linearen Absohnitte der Knickkennlinie vorgegebenen Verstärkung dem Feincodierer und andererseits eine den gerade zur Anwendung gelangenden Verstärkungegrad betreffende Information dem Grobcodierer zuführbar ist.

Der Grobcodierer des bekannten Pulscodemodulators ist für m Bits ausgelegt, sein Ausgangssignal gibt also an, in welchem der linearen Absohnitte das Analogsignal liegt. Dagegen zeigt das Ausgangseignal des Feinoodierers an, welche Amplitudenstufe in dem vom Groboodierer bestimmten linearen Abschnitt der Kniokkennlinie dem

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125-x1528-HdBk(6)

Inalogsignal Busordnen ist.

Sie Anordnung des Anplitudenvandlers vor den beiden Codierern hat zunächst den Nachteil., daß der Amplitudenwandler, der die Umwandlung der eingespeisten Analogsignale entsprechend der Khickkennlinie vornimmt, noch keine Information darüber besitzt, welchem linearen Abschnitt der Xniokkennlinie das Analogsignal zuzuordnen ist« Der Amplitudenwandler muß also im wesentlichen die Funktion des Grobcodierers übernehmen.

Der Amplitudenwandler des bekannten Pulsoodemodulaters weist insbesondere ein von einem einzigen Entscheider gesteuertes umschaltbares letzwerk auf, das derart bemessen ist, daß den duroh die linearen Abschnitte bestimmten Amplitudenbereiohe der Analogsignale am Amplitudenwandlereingang stets ein gleicher Schwankungsbereich der Analogsignale am Amplitudenwandlerausgang zugeordnet sind· Sa in den Entscheider das Ausgangseignal des Netzwerks eingespeist wird, bilden Entscheider und Netzwerk einen Regelkreis· Deshalb besteht die Gefahr, daß der Regelkreis instabil werden kann. Sie Gefahr von Instabilität ist besonders groß, weil der einen Regelkreis darstellende Amplitudenwandler ein unstetiges übertragungsverhalten entsprechend der Knickkennlinie und den Umachaltvorgängen hat· Ein kurzer Überschwinger nach einem Umschaltvorgang kann also dazu führen, daß ein weiterer Umschaltvorgang versehentlich eingeleitet wird, so daß eine nioht rückgängig zu machende Falscheinetellung des Amplitudenwandlerβ und gleichzeitig eine falsche Bitkombination am Ausgang des Groboodlerers die Folge sind.

Sa nur ein einziger Enteeheider vorgesehen ist, sind zur endgültigen Einstellung des Amplitudenwandlers bis zu 2^B-1 aufeinander folgende Einstellvorgänge des Amplitudenwandlers notwendig, was zu einer großen Codierzeit führt·

In der erwähnten Literatürβteilβ sind zwei Ausführungen des Netzwerks des Amplitudenwandlers genauer beschrieben.

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Gemäß der einen Ausführung muß ein zu codierendes Spannungssignal in einen dazu proportionalen Strom umgesetzt werden, der in einen Spannungsteiler fließt.Dieser besteht aus mehreren Widerständen, die alle bis auf einen durch Analogschalter kurzgeschlossen werden können und von Konstantstromquellen gespeist werden.

Sie andere Ausführung sieht einen ähnlichen Spannungsteiler vor, der aber von einer dem Analogspannungesignal proportionalen, sehr hohen Spannung angesteuert wird.

Bei beiden Ausführungen des Netzwerke sind sogenannte "schwimmende" Analogschalter erforderlich, die ebenso wie die benötigten Konstantstromquellen nur schwer mit großer Genauigkeit realisierbar sind. Bei der ersten Ausführung tritt noch die Schwierigkeit der genauen spannungsgesteuerten Stromquellen auf, während bei der zweiten Ausführung die Eingangsspannung auf sehr hohe Werte (bis 512 V, wenn der Feincodierer O - 4 V braucht) verstärkt werden muß·

Bemerkenswert ist nooh, daß diese Torgänge in sehr kurzer Zeit (ca. 1 /usec) ablaufen müssen, denn bei dem gegenwärtig bevorzugten 50/32 Kanal-PCM-System stehen nur etwa 4 /usec als gesamte Codierzeit zur Verfügung, wovon jedoch nur ein Teil für den Amplitudenwandler reserviert werden kann.

Der Aufbau derartiger Spannungen bis zu etwa 500 T innerhalb von 1 yusec ist aber schaltungstechnisch nur unter großem Aufwand zu realisieren.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß diese beiden bekannten Amplitudenwandler wegen ihres hohen Aufwands bestenfalls nur für eine sehr geringe Anzahl von linearen Abschnitten der Knickkennlinie wirtschaftlich tragbar sind.

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Ferner ist es aus dieser Literaturstelle bekannt, dem Amplitudenwandler einen Zweiweggleichrichter mit eingangsseitig angeschlossenem) auf den Polaritätswechsel beim Nulldurchgang der Analogspannung ansprechenden, die höchstwertige Stelle des Codes liefernden Komparator vorzuschalten. Dabei muß jedoch der Zweiweg-Gleichrichter infolge der Kompandierung, also wegen der besonders großen Verstärkung der kleinsten Signale, bei den kleinsten Signalen sehr genau arbeiten, was hohe Anforderungen an den Zweiweggleichrichter stellt·

Schließlich besteht eine ernste Einschränkung für die bekannten Ausführungen des Amplitudenwandlers darin, daß nur konstante Analogsignale vom Pulscodemodulator verarbeitet werden können, weil sonst während der Arbeit des Amplitudenwandlers ein unter Umständen sehr großer Unscharfefehler auftreten würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Codierung und Kompandierung bei einem derartigen Pulscodemodulator so miteinander zu verknüpfen, daß eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Ein Pulscodemodulator der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenwandler einen ersten Teil und einen in Wirkungsrichtung nur dem Feincodierer vorgeschalteten zweiten Teil hat, und daß durch den ersten Amplitudenwandlerteil und/oder den Grobcodierer der zweite Teil des Amplitudenwandlers steuerbar ist· Da der erste Teil des Amplitudenwandlers in seinen Setrieb nur von den eingespeisten Analogsignalen abhängt, kommt «s erfindungsgemäß nicht zur Bildung eines Regelkreises, so daß die damit verknüpfte Gefahr der Entstehung von instabilen Zuständen ausgeschlossen ist.

Die Erfindung kann dadurch vorteilhaft weitergebildet werden, daß der zweite Amplitudenwandlerteil als Operationsverstärker aus-

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geführt ist, der zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang einen ersten Festwiderstand enthält, daß an den invertierenden Eingang mehrere zweite Pestwiderstände mit binär gestuften Widerstandswerten angeschlossen sind, die zum Umschalten des Verstärkungsfaktors über Schalter wahlweise an ein festes Potential legbar sind, und daß zur Vornahme der Subtraktion einer der zweiten Festwiderstände auch an eine positive Referenzspannung legbar ist.

Sie Schalter können zweckmäßigerweise bipolare Transistoren sein,· Sa die Transistoren einen sehr kleinen Durohschaltwiderstand (ca.1X2 ) haben, kann auf diese Weise ohne Schwierigkeiten die notwendige Genauigkeit gewährleistet werden.

Eine bevorzugte Ausführung mit einem Nullkomparator, wobei der Groboodierer für m Bits ausgelegt ist, besteht ferner darin, daß der erste Amplitudenwandlerteil Komparatoren hat, deren Referenzspannungen den Knickpunkten der Knickkennlinie entsprechen«

Dadurch wird eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit des Pulscodemodulators gewährleistet.

Es ist ferner zweckmäßig bei Verwendung eines Zweiweg-Gleichrichters, daß der Nullkomparator und der Zweiweg-Gleichrichter zu einem gesteuerten Gleichrichter zusammengefaßt sind, bei dem vom Nullkomparator gesteuerte Analogschalter entweder das unveränderte oder das invertierte Signal weitergeben.

Schließlich ist es vorteilhaft, daß am Eingang des Pulscodemodulators ein Abtastspeicher angeordnet ist, der zur Kompensation des beim Umschalten entstehenden dynamischen Nullpunktfehlers eine Einrichtung enthält, durch die eine der Spannung des Steuersignals für einen Schalter des Abtastspeiohers komplementäre Hilfespannung kapazitiv an einen Speicherkondensator anlegbar ist.

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Auf diese Weis· können auch ohne weiteres nicht konstante Analogsignale am Eingang des Pulacodeuodulators verarbeitet werden. Ferner ist es durch die Eilfsspannung möglich, den dynamischen JFuI lpunkt fehl er des Abtastspeichers zu kompensieren*

Sie Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a eine Kompander-ICennlinie eines Amplitudenwandlers; Pig. 1b einen Ausschnitt aus der als Knicklinie ausgeführten

Kompander-Kennlinie einschließlich der zugehörigen Ausgangssignale des Amplitudenwandlers über dessen Eingangssignal;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pulscodemodulators;

Fig. 3 das Schaltbild eines Abtastspeichers von Fig. 2;

Fig. 4 das Schaltbild eines gesteuerten Oleichrichters, zu dem ein Hullkomparator und ein Zweiweggleichrichter von Fig. 2 zusammengefaßt sind;

Fig. 5 das Schaltbild eines Entscheidernetzwerks eines Grobcodierers und eines zweiten Amplitudenwandlerteils von Fig. 2a und

Fig. 6 das Prinzipschaltbild des zweiten Amplitudenwandlerteils ▼on Fig. 5·

Durch den erfindungsgemäßen Pulscodemodulator wird nicht nur eine elnfaohe Codierung der in ihn eingespeisten Analogsignale in Digitalsignale oder -worte durch Codierer vorgenommen) sondern auch vor der Codierung eine Änderung der Dynamik der Analogsignale durch einen Amplitudenwandler erreicht.

In Fig. 1a ist eine Kompander-Kennlinie vollständig gezeigt,

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wobei auf der.Abszisse das Eingangssignal TT und auf der Ordinate das Ausgangesignalü_ek aufgetragen sind.

Die Kompander-Kennlinie verläuft so, daß Analogsignale kleiner Amplitude zur Vergrößerung des Abstände gegenüber dem Geräusch auf Kosten der hohen Signalamplituden angehoben werden, wie unmittelbar aus Fig. ta ersichtlich ist.

Für das zu erläuternde Ausführungabeispiel des erfindungsgemäßen Pulscodemodulators sollen eine sogenannte 13-Segment-Kompanderkennlinie (COM XV Frage 33 Temp. Doc-Nr. 34 vom 25.9. We 6.IO.I967, herausgegeben vom CCITT) des Amplitudenwandlers und eine 8-Bit-Codierung angenommen werden. Die 13~Segment-Kenhlinie stellt eine spezielle Khick-Kennlinie dar.

Die Kompander-Kennlinie läßt sich sowohl im ersten als auch im dritten Quadranten in Jeweils acht lineare Abschnitte, also insge- samt sechsehn lineare Abschnitte (in Fig. 1a durch Punkte begrenzt), unterteilen, die jeweils einem gleichen Bereich des Ausgangssignale Uk entsprechen, der seinerseits in 16 Amplitudenstufen unterteilt wird. (Bei der eigentlichen 13-Segaent-Kennlinie bilden die beiden linearen Abschnitte zu beiden Seiten des Koordinatenursprungs zusammen einen eigenen Abschnitt, so daß nur 6 + 6+1-13 lineare Abschnitte (oder Segmente) vorhanden sind, deren Steigung sich jeweils von dem Faktor 2 unterscheidet. Das Bildungsgesets der Steigung ist für unseren Fall beibehalten)·

Fig· 1b seigt genauer die ersten sechs linearen Abschnitte einschließlich der jeweils sechzehn zugehörigen Amplitudenstufen im ersten Quadranten sowie die zugehörigen Ausgangesignale des Amplitudenwandlers. Dem Verlauf der Ausgangesignale des Amplitudenwandlers kann man entnehmen, daß der Amplitudenwandler in fast allen Fällen neben einer Verstärkung auch eine Subtraktion ausführen muß.

Allgemeiner gesprochen, die Kennlinie kann für eine (n + m + 1 )-

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Bit-Codierung in 2^^{m + 1}' lineare Abschnitte mit jeweils 2ⁿ Amplitudenstufen unterteilt werden, so daß für das betrachtete Ausführungsbeispiel m ■ 3 und η «■ 4 ist.

Es ergibt sich daraus die Möglichkeit, den Codierer des Analog-Digital -Wandlers des erfindungsgemäßen Pulscodemodulators in einen Groboodierer für (m + 1)-Bits oder mit (m + 1)-Stellen und in einen Feinoodierer für η Bits oder mit η Stellen aufzuteilen, so daß im vorliegenden Spezialfall mit m » 3 und η « 4 jeweils ein vierstelliges * oder 4-Bit-Codewort (bekanntlich können durch 4 Bits bzw. Dualstellen alle Dezimalzahlen von 0 - 3I dual dargestellt werden) von beiden Codierern abgegeben werden« Die Aneinanderreihung dieser beiden 4-Bit-Codeworte bildet dann das endgültige Codewort oder Digitalsignal am Ausgang des Pulscodemodulators entsprechend dem eingespeisten Analogsignal.

Genauer gesagt, der Grobcodierer stellt fest, in welchen linearen Abschnitt der Knickkennlinie das momentan zugeführte Analogsignal fällt. Für den Fall der 13-Segment-Kennlinie entsprechend der hier vorgenommenen Aufteilung in lineare Abschnitte ergeben sich dafür acht Möglichkeiten im ersten und ebenso viele im dritten Quadranten, was sich durch ein 3-Bit-Codewort und ein zusätzliches Vorzeichen-) bit, also insgesamt durch ein 4-Bit-Codewort ausdrucken läßt.

Der Feincodierer beurteilt dann die Lage des Analogsignals innerhall) des von GroiSbcodierer bestimmten linearen Abschnitts, ordnet also dem Analogsignal eine der jeweils vorhandenen 16 Amplitudenstufen zu·

Nach dieser Erörterung der Im wesentlichen bekannten Grundlagen des erfindungsgenäßen Pulscodemodulators soll jetzt ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

Das in Fig. 2 abgebildete Ausführungsbeispiel des erfindungsgenäßen PuIscodemodulators hat am Eingang einen zu einem ersten Teil

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dee laplitudenwandlers gehörenden Abtastspeicher 1, von dem das gespeioherte Analogsignal einerseits zu einem Nullkomparator 2 und andererseits su einen Zweiweg-Gleichrichter 3 des ersten Anplitudenwandlerteils weitergeleitet, wird.

Der Nullkomparator 2 erzeugt das erste Bit in Abhängigkeit von dem Vorzeiohen des Analogsignals.

Von durch den Nullkomparator 2 gesteuerten Zweiweg-Gleichrichter 3 gelangt das gleichgerichtete Analogsignal einerseits in ein zum ersten Amplitudenwandlerteil gehöriges Entsoheidernetzwerk 4 und einen Grobcodierer 5 für η Bits und andererseits in einen zweiten Amplitudenwandlerteil 6. Der zweite Amplitudenwandlerteil 6 wird hier vom Zweiweg-Gleichriohter 3 und von Entsoheidernetzwerk 4 gesteuert . Der Ausgang des zweiten Amplitudenwandlerteils 6 ist an einen Feincodierer 7 fur η Bits angeschlossen_f der die η Bite des Codeworts erzeugt.

Während beim bekannten Pulscodemodulator der gesamte Amplitudenwandler sowohl dem Fein- als auch dem Grobcodierer vorgeschaltet ist, ist erfindungsgemäß der zweite Amplitudenwandlerteil 6 nur den iSusr codierer 7< vorgeschaltet. Dadurch ist eine schnellere Codierung nöglioh.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Abtastspeiohers 1 ist in Flg. 3 gezeigt. Dort ist ein sehr schneller integrierter Spannungsfolger als Lade- und auch als Abfrageverstärker für einen Speicherkondensator Cj vorgesehen· Als Analogschalter dient ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor 31 nit einem einen Transistor 32 aufweisenden Aneteuerverstärker, in den ein Steuersignal von einer (nloht gezeigten) Steuersignalquelle eingespeist wird. Der dynamische Nullpunktfehler (sample to hold offset) wird nit einer zur Spannung des Steuersignals für den Feldeffekttransistor 31 komplementären Hilfsspannung kompensiert, die von Emitter des Transistor· 32 abgenommen und über einen Drehkondensator C₂ auf den Speioherkondensator C₁

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ORIGINAL INSPECTED

gegeben wird.

Der Nullkomparator 2 und der Zweiweggleichrichter 3 können zu einer Einheit gemäß Fig. 4 zusammengefaßt werden« wobei dort der Wullkomparator mit 60 bezeichnet ist. Der Zweiweg-Gleichrichter 3~ besteht aus einem Inverter 61, zwei Analogschaltern S₁ und S

einem Negator N und einem Impedanzwandler 62, Die Analogschalter S₁ und S₂ werden dabei vom Vorzeichenbit so gesteuert, daß immer ein Signal gleioher Polarität weitergegeben wird. Die Analogschalter S. und S₂ können Feldeffekttransistoren sein.

Das Entscheidernetzwerk 4, der Oroboodlerer 5 und der zweite ) Amplitudenwandlerteil 6 können den In Fig. 5 gezeigten Aufbau haben. Vom Zweiweg-Gleichrichter 3 gelangt das unipolare Analogsignal In das zum ersten Amplitudenwandlerteil gehörende Entscheider-. netzwerk 4, das aus sieben analog arbeitenden Komparatoren 70 76 besteht, die über einen Spannungsteiler aus Widerständen 80 86 mit binär gestuftem Widerstandswert vom Anschluß U * binär gestufte Referenzspannungen erhalten und feststellen, in welchen linearen Abschnitt der Knickkennlinie das gerade ankommende Analogsignal fällt. Die Ausgangssignale der Komparatoren 70 - 76 werden über Negatoren N₁ - N₇ und NAND-Gatter G₁ - Gg des Grobcodierers gemäß den nachstehenden Boole'sehen Gleichungen so verknüpft, daß die m Bits, also in unserem Ausführungsbeispiel das 2. - 4. Bit, erzeugt werden. Die Boole'sehen Gleichungen lauten " (wobei die Signale an den Ausgängen A₁ - A₇ der Komparatoren 71 - 77 das gleiche Bezugszeichen haben, ferner mit · als UND-VerknUpfung und +als ODER-Verknüpfung):

2. Bit - A^ 3. Bit »

4. Bit - Ay+Ac'A'g+A^'A

Die Spannung an den Ausgängen A₁-A₇ der Komparatoren 71 77 wird auch über die Negatoren N₁ - N₇ an einen zum zweiten Amplitudenwandlerteil 6 gehörenden Operationsverstärker 90 angelegt, nämlich an dessen Rückkopplungszweig, der durch mittels Transistoren T₁ - T₇ sohaltbare Widerstände

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R₁ - R„ gebildet wird. Sie als Schalter dienenden Transistoren T₁ T₇ können direkt von der Logik des Grobcodierers gesteuert werden» da sie einseitig auf Masse liegen. Sie Transistoren T₁ - T₇ haben einen sehr kleinen Durohschaltwiderstand von ca. 1 i'2 , so daß sie sehr genau arbeiten.

Das Prinzipschaltbild des Operationsverstärkers 90 mit dem zugehörigen Netzwerk ist in Fig. 6 zu sehen.

Am invertierenden Eingang des eigentlichen Operationsverstärkers ist einerseits ein im Rückkopplungskreis liegender Widerstand R_Q und " andererseits ein Netzwerk von Widerständen R₁ - R₇ (R₁- -'R₇ sind nicht abgebildet) angeschlossen, die über Schalter Sw₁ - Sw₇ (Sw₁. - Sw₇ sind nicht abgebildet) an Masse legbar sind, wobei der Widerstand R₁. auch mit einer positiven Referenzspannung +2U- beaufschlagbar ist.

Für den Verstärkungsfaktor Y gilt»
R- + R_ /

R S _/

⁸ 1 (soweit

Sw₁ geschlossen)

S U ^Ri

R₁-R₀, R₂-R₀Za, R₃-A₀A, H₄-R₀Ze usw.

R₁ dient dabei als Bewertungswiderstand für die positive Referenzspannung 2U_ref und führt diese bei entsprechender Lage des

Schalters Sw₁ an einen Summationspunkt P am invertierenden Eingang,

¹ Ro

wodurch eine entsprechende negative Spannung -2U_ _ . am Ausgang des Operationsverstärkers erzeugt wird, damit * die gewünschte Subtraktion ab dem zweiten linearen Abschnitt der Knickkennlinie vorgenommen werden kann (vgl. Fig. 1b).

Da die Schalter Sw. - Sw₇ mit einem Pol an Masse angeschlossen sind (anstatt Masse kann auch ein festes Potential vorgesehen sein)

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ist es möglich, als Schalter bipolare Transistoren zu verwenden und diese direkt durch den Grobcodierer zu steuern.

Bei der Schaltung von Fig· 5 wird der Schalter Sw. durch die Transistoren T₀ und T₁ gebildet, während den Schaltern Sw„ - Sw₇ die Transistoren T₂ - T₇ entsprechen«»

Zur Erläuterung der Schaltung von Fig. 5 soll jetzt der Fall angenommen werden, daß das Analogsignal am Eingang des Pulscodemodulators dem 4. linearen Abschnitt der Kniclckennlinie zuzuordnen ist, ~ also zwischen dem 3· und 4· Knickpunkt liegt.

In diesem Fall sind die Ausgänge A₁ - A₃. der Komparatoren 7I 73 auf einer logischen "1", während die übrigen Komparatoren 74 - 77 eine logische "0" zeigen· Den obigen Boole'sehen Gleichungen entnimmt man unmittelbar, daß für die vorausgesetzte Lage des Analogsignals das 2. - 4. Bit die Werte "0", "1" bzw. "1" annimmt.

Die logische "1" am Ausgang A₁ des !Comparators 7I wird über den Negator N₁ in eine logische "0" umgewandelt, die den pnp-Transistor T. durchschaltet und den npn-Transistor T. sperrt. Auf diese Weise liegt die Referenzspannung 2U _ über den Transistor T_Q und den Bewertungswiderstand H₁ am invertierenden Eingang des Operationsverfc stärkere 90 an, so daß eine Subtraktion stattfindet, wie vorstehend anhand von Fig. 6 erläutert wurde.

Unmittelbar aus Fig. 5 geht auch hervor, daß bei den angenommenen Signalen an den Ausgängen A₂ - A₇ die npn-Traneistören T₂ und ¹J.' gesperrt sind, während die übrigen Transistoren T. - T₇ durchgeschaltet sind. Damit ist hier gemäß der obigen Formel eine Verstärkung V · 32 eingestellt.

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 90 wird in den Feinoodlerer 7 eingespeist, der in unserem Fall ein üblicher 4-Bit-Analog-Digltal-Wandler sein kann.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Pulscodemodulator zur digitalen Codierung von Analogsignalen

   in einem (n + m + 1)-Bit-Code, mit einem Amplitudenwandler, der eine

   , im + 1)

   Pressercharakteristik mit Knickkennlinie hat, die aus 2^V '

   linearen Abschnitten besteht, die jeweils 2ⁿ Amplitudenstufen umfassen, wobei der Amplitudenwandler den durch die linearen Abschnitte bestimmten Amplitudenbereichen der Analogsignale an seinem Eingang stets einen gleichen Schwankungabereich der Analogsignale an seinem Ausgang zuordnet, mit einem Grobcodierer und mit einem Feincodierer " für η Bits, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenwandler einen ersten Teil (4) und einen in Wirkungsrichtung nur dem Feincodierer (7) vorgeschalteten zweiten Teil (6) hat, und daß durch den ersten Amplitudenwandlerteil und/oder den Grobcodierer (5) der zweite Teil des Amplitudenwandlers steuerbar ist (Fig. 2).
2. 2. Pulscodemodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Amplitudenwandlerteil (6) als Operationsverstärker ausgeführt ist, der zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang (-) einen ersten Festwiderstand (R_Q) enthält, daß an den invertierenden Eingang mehrere zweite Festwiderstände (R₁ - R₇) mit binär gestuften Widerstandswerten angeschlossen sind, die zum Um- j sohalten des Verstärkungsfaktors über Schalter (Sw₁ - Sw₇) wahlweise an ein festes Potential legbar sind, und daß zur Vornahme der Subtraktion einer (R₁) der zweiten Festwiderstände auch an eine positive Referenzspannung (2U_f) legbar ist (Fig. 6).
3. 3· Pulscodemodulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (Sw₁ - Sw₇) bipolare Transistoren (T₁ - T₇) sind (Fig. 5, 6).
4. 4. Pulscodemodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, mit einem Nullkomparator, wobei der Grobcodierer für m Bits ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß. der erst· Amplitudenwandlerteil

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   (4) (2* - 1) Komparatoren (70 - 76) hat, deren Referenzspannungen den Khiokpunkten der Khickkennlinie entsprechen (Pig· 1b, 5)·
5. 5· Pulscodemodulator nach Anspruch 4, mit einem Zweiweggleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullkomparator (2) und der Zweiweg-Gleichrichter (3) zu einen gesteuerten Gleichrichter zusammengefaßt sind, bei dem vom Nullkomparator (60) gesteuerte Analogsohalter (a., S₂) entweder das unveränderte oder das invertierte Signal weitergeben (Fig. 2, 4).
6. 6. Pulscodemodulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Pulscodemodulators ein Abtastspeicher (1) angeordnet ist, der zur Kompensation des beim Umschalten entstehenden dynamischen Hullpunktfehlers eine Einrichtung (52, Cg) enthält, durch die eine der Spannung des Steuersignals für einen Sohalter (31) des Abtastspeichers kompl'Sfitäre Hilfespannung kapazitiv an einen Speicherkondensator (C₁) anlegbar ist (Fig. 2, 3).

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