DE2126172C3

DE2126172C3 - Impulsumsetzer zur Dynamikkompression von A modulationssystemen

Info

Publication number: DE2126172C3
Application number: DE2126172A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Erik William Dipl.-Ing. Handen Sparrendahl (Schweiz)
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DK135439C; DE2126172A1; NO128001B; GB1324957A; DE2126172B2; FR2094076A1; NL7107487A; FR2094076B1; US3736508A; SE346434B; DK135439B; CA949680A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulsumsetzer zur Dynamikkompression bei Deltamo dulationssystemen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Es bestehen heutzutage weitgehende Bestrebungen, die Signalübertragung bei Telefonsyslcmen auf r<!in digitaler Basis durchzuführen. Dabei erscheint es einleuchtend, daß die das Analogsignal in ein Digitalsignal umsetzenden Modulatoren und die für den entgegengesetzten Vorgang verwendeten Dcmodulaloren zweckmäßigerweise in den einzelnen Tclefonapparaten eingebaut sind, so daß bereits vom Telefonapparat aus die Signalübertragung auf digitaler Basis erfolgt.

Dies wiederum macht es erforderlich, daß die zur Signalumwandlung verwendeten Modulatoren und Demodulatoren sehr preiswert aufgebaut sind.

Im Hinblick auf die Bandbreite der zur Verfugung stehenden Übertragungskanäle erweist es sich als zweckmäßig, eine Deltamodulation zu verwenden. Bei einer Deltamodulation werden bekanntlich von dem Signal zu vorgegebenen Zeitpunkten Probenwerte entnommen, worauf anschließend darauf festgestellt

ίο wird, ob der entnommene Probenwert hinsichtlich seiner Amplitude zu- oder abgenommen hat bzw. gleichgeblieben ist. Je nachdem, ob eine Zu- oder Abnahme des Probenwertes im Vergleich zu dem vorherigen Probenwert stattgefunden hat, wird dann ein Impuls positiver oder negativer Polarität ausgelöst.

Bei derartigen Deltamodulationssystemen bestehen die Demodulatoren im wesentlichen aus einem Integrationsglied, bei welchem der momentane Speicherwert entsprechend den einlaufenden Impulsen entsprechend erhöht oder erniedrigt wird, wodurch nach anschließender Signaigiättung das ursprüngliche Analogsignal wiedergewonnen wird. Ein Modulator hingegen weist ein Vergleichsglied auf, welchem neben dem zugeführten ursprünglichen Analogsignal ein Rückkopplungssignal von der Ausgangsseite des Modulators zugeführt wird, welches über ein dem Modulate; gleichartiges Integrationsglied geleitet worden ist. Entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem ursprünglichen Analogsignal und dem demodulierten Signal wird vom

jo Vergleichsglied je'veils ein positiver oder negativer Impuls auf der Ausgangsseite abgegeben.

Da auf der einen Seite die zu übertragenden Signale sehr starke Amplitudenschwankungen aufweisen, andererseits die zur Verfugung stehende Bandbreite des

J5 Übertragungskanals beschränkt ist, erweist es sich als wünschenswert, auf der Modulationsseite eine Dynamikkompression vorzunehmen, welche jedoch aui der Demodulationsseite in entsprechender Weise wieder kompensiert werden muß.

Impulsumsetzer der Dynamikkompression der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sind aus der SEPS 2 03 323 bekannt Bei diesem bekannten Impulsumsetzer wird bei jedem einlaufenden Impuls ein Ausgangsimpuls konstanter Dauer erzeugt, dessen

4> Amplitude vom jeweils herrschenden Zählzustand der ersten Zählschaltung abhangt. Die amplitudenmäßig derart veränderten deitamodulierten Impulse werden dann dem nachgeschalteten Integrationsglied zugeführt, in welchem eine der Impulsamplitude entsprechende

w Veränderung des Speie herzustandes bewirkt wird.

Um mit Hilfe eines derartigen Impulsumsetzers Irr pulse verschiedener Impulsamplitude erzeugen /u können, müssen notgedrungenermaßen eine Reihe von gegeneinander abgestuften Widerständen vorgesehen

>'. sein, welche sowohl auf der Moduldtionsseite wie auf der Demodulationsseite sehr genau aneinander ange preßt werden müssen, damit keine unerwünschten Verzerrungen auftreten fs zeig* sich jedoch, daß die Herstellung derartiger abgestufter und einjiistiertcr

wi Widerstände relativ teuer ist. so iluli cm derartiger Impulsumselzer für den Einbau in Telefonapparaten nicht besonders geeignet ist.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen

f.·; Impulsumsetzer zur Dynamikkompression von Deltamodulationssyslemen, insbesondere für auf digitaler Basis arbeilende Telefonanlagen zu schaffen, bei welchem unter Vermeidung von abgestuften Widerstän-

den die Impulsumsetzungrein auf digitaler Basis erfolgt.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht

Beim Impulsumsetzer nach der vorliegenden Erfindung wird nicht die Impulsamplitude, sondern die Impulsdauer der deltamodulierten Impulse entsprechend der gewünschten Dynamikkompression verändert Für die nuchgeschalteten Integrationsglieder der Modulatoren und Demodulatoren kommt es einzig und allein auf das Produkt aus Impulsamplitude und Impulsdauer an. Die zur Erzielung einer derartigen Impulsdauersteuerung verwendeten Schaltelemente arbeiten auf rein digitaler Basis, se daß ein derartiger Impulsumsetzer mit sehr geringen Kosten herstellbar ist.

Vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F ι g. 1 ein Blockschaltbild der Hauptteile des Impulsumsetzers,

F ι g. 2 ein Blockschaltbild der zweiten Zählschaltung CC2des Impulsumsetzersund

F ι g. 3 ein Beispiel einer logischen Schaltung LC in dem Impulsumsetzer.

F i g. 1 ist ein Blockschaltbild, welches die Hauptteile des erfindungsgemäßen Impulsumsetzers zeigt, die sowohl in einem Modulator als auch in einem Demodulator eines Deltamodulationssystems enthalten sind. Die deltamodulierte Impulsfolge wird über einen ersten Eingang /1 des Impulsumsetzers einer ersten Zahlschaltung CCl zugeführt, in welcher die augenblickliche Polarität (+ ode»· -) der deltamodulierten Impulse und weiter ein Stellenwert (entsprechend dem Beispiel einer Stelle zwischen 0 und 7) registriert werden. Der Stellenwert hängt von dem vorhergehenden Impulsmuster in der deltamodulierten Impulsfolge ab. Die Registrierungen der Polarität und des Stellenwertes bleiben während einer Periode zwischen zwei Signalimpulsen unverändert und erscheinen an den Ausgängen der Zählschaltung auf eine solche Weise, daß an einem der Ausgänge LJi eine konstante Stromstärke mit einer von der augenblicklichen Impulspolarität abhängigen Richtung abgegeben werden kann, und daß weitere Ausgänge t/2 jeweils einem der acht Stellenwerte C bis 7 entsprechen. Der augenblicklich registrierte Stellenwert ergibt sich aus dem vorher registrierten Stellenwert und der Polarität des eingelaufenen Impulses derart, daß vorige Stellenwerte um eine Einheil erhöht oder erniedrigt werden, wobei der Stellenwert 0 nur erhöht, der Stellenwert 7 nur erniedrigt werden kann.

Finer zweiten /abschaltung CC 2. welche im einzelnen in F i g. 2 dargestellt isi. werden über einen zweiten Fingang / 2 des Impulsumsetzers Abtastimpulse zugeführt, deren Impulsperioden mii denen der deltamodulierten Impulsfolge tibereinstimmen. In einem Modulator werden die Abiasnmpiilse hauptsächlich zur Steuerung des Vergleichsgliedes benötigt. In einem Demodulator können die Abtastimpulse auf an sich bekannte Weise mit Hilfe der empfangenen Impulsfolge, z. B. im Zusammenhang mit einer Regenerierung der deltamodulierten iriinulse. erzeugt werden. Die zweite Zählschallung führt während jeder Impulsperiode einen Zählzyklus durch. weiCiicr in eine Anzahl von Zählschritten unterteilt is;, und aktiviert verschiedene

Ausgänge UX UA entsprechend ihrer Zählposition. Die Signale dieser Ausgänge werden in einer logischen Schaltung miteinander verknöpft, um einen Zeitabschnitt zu bilden, welcher durch die für eine bestimmte Anzahl von Zähischritten benötigte Dauer definiert ist, wie es im Zusammenhang mit Fig.3 erläutert werden wird.

Die Ausgänge der zweiten Zählschaltung und die Ausgänge der ersten Zählschaltung, welche dem

ίο bestimmten Stellenwert entsprechen, sind mit einer logischen Schaltung LC verbunden, von welcher eine Ausführungsform in Fig.3 gezeigt ist Die Funktion dieser logischen Schaltung besteht darin, daß sie entsprechend einem bestimmten Code jedem Stellenwert in der ersten Zählschaltung einen bestimmten Zeitabschnitt zuordnet innerhalb welchem die zweite Zählschaltung eine Anzahl von Zählschritten durchführt, so daß der Ausgang US der logischen Schaltung ein Bewertungssignal abgibt, dessen Dauer von dem vorhergehenden Impulsmuster in de ^-.eltamodulierten Impulsfolge abhängt Der Ausgang U'\ der ersten Zählschaltung ist mit einem Gatter G verbunden, dessen Ausgang mit dem Integrationsglied IC verbunden ist. Das Gatter wird von den in der logischen Schaltung erzeugt?.! Bewertungssignalen gesteuert und gibt Impulse konstanter Amplitude ab. deren Dauer durch die Bewertungssignale bestimmt ist Das Integrationsglied baut auf an sich bekannte Weise das ursprüngliche Analogsignal näherungsweise wieder auf.

F i g. 2 zeigt ausführlicher den Aufbau der zweiten Zähhchaltung. Drei UND-Schaltungen 4 2, 4 3, 4 4 sind mit jeweils einem ersten Eingang mit einem Impulsgenerator PG mit der Grundtrequenz f_g verbunden. Der zweite Eingang der UND-Schaltung 4 2 stellt den Eingang / 2 der zweiten Zählschaltung dar, welchem die Abtastimpulse mit der Frequenz f, zugeführt werden. Der Ausgang der UND-Schaltung 4 2 ist mit dem Eins setzenden Eingang einer bistabilen Flipflupschaiiung FF2 verbunden. Der Null setzende Eingang der Flipflopschaltung ist mit dem Ausgang der UND-Schaltung 4 3 verbunden, von welcher der zweite Eingang mit einem Ausgang einer Zählkette K 2 mit Rückkehr nach Null verbunden ist. Dieser Ausgang wird beim Nulldurchgang der Zählkette aktiviert.

4-. Auf diese Weise löst der Nulldurchgang der Zählkette auch das Null-Setzen der Flipflopschaltung aus. Die UND-Schaltung 4 4 ist mit ihrem zweiten Eingang mit dem Ausgang der bistabilen Flipflopschaltung FF2 und mit ihrem Ausgang mit dem Eingang der Zählkette K 2

w verbunden, so daß jeder Abtastimpuls über die Flipflopschaltung den Beginn eines Zählzyklus auslöst, währenddessen die Zählkette durch jeden Impuls von dem Ι·* ρ ilsgenerator um einen Schritt weitergeschaltet wird. Die Impulse von dem Impulsgenerator müssen

Vi nicht mit den Abt. Mimpulsen synchronisiert sein. Es wird nur vorausgesetzt, daß die Zählkette mit Sicherheit einen Zählzyklus innerhalb einer Abtastimpulsperiode durchläuft. Wenn z. B. ein Zähler mit vier digitalen Zählstufen verwendet wird, ist diese Bedingung für

Wi 4> 16 Λ erfüllt

Die Ausgänge L/3 der digitalen Zählstufen der Zählkette K 2 stellen zusammen mit dem Ausgang i/4 von der Flipflopschaltung FF2 die Ausgänge der zweiten Zählschaltung CC2 dar, weiche in Kombination

(.5 mit den jeweils einem bestimmten Stellenwert entsprechenden Ausgängen Ö2 der ersten Zählschaltung CCi die Möglichkeit ergeben, in der logischen Schaltung LC Zeitabschnitte zu bilden, die aus bestimmten Anzahlen

5 6

von Zeiteinheiten entsprechend einem gewünschten Quantisierungscode bestehen, z. B.

Stellenwert in der ersten Zählschaltung 0 1 2 3 4

Quantisierungsschrittc (Anzahl der Zeiteinheiten) ... I 1 2 3 4

Eine logische Schaltung entsprechend F i g. 3 bewirkt diesen Quantisierungscode, in dieser Ausführungsform hat die logische Schaltung dreizehn Eingänge, von welchen acht mit den jeweils einem bestimmten Stellenwert O bis 7 entsprechenden Ausgängen der ersten Zählschältüng und fünf mit den Ausgängen der zweiten Zählschaltung verbunden sind. Die logische Schaltung weist sieben UND-Schaltungen A 1/1, A 2/2, A 3/3, /4 4/4, /4 5/8, /4 6/12, /4 7/16 als Haupt-UND-Schaltungen mit einem gemeinsamen Ausgang auf, welcher den Ausgang L/5 der logischen Schaltung darstellt. Die UND-Schaltung A 1/1 ist mit einem ihrer Eingänge sowohl mit dem O-Ausgang als auch mit dem 1-Ausgang der ersten Zählschaltung verbunden. Die übrigen sechs Haupt-UND-Schaltungen sind mit einem ihrer Eingänge jeweils mit einem der den Stellenwerten 2 bis 7 entsprechenden Ausgänge der ersten Zählschaltung verbunden. Die übrigen Eingänge der sieben Häüpt-UND-Schällüngen sind mit den entsprechenden Ausgängen der zweiten Zählschältüng gegebenenfalls über weitere logische Schaltungen verbunden, so daß die Aktivierungszeitperioden dem Quantisierungscode folgen. In der UND-Schaltung A 6/12 wird diese über eine ODER-Schaltung OZ? 1 und in der UND-Schaltung /4 3/3 über zwei UND-Schaltungen A 5, A 6 und eine Exklusiv-ODER-Schaltung EOR 2 erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Impulsumsetzer zur Dynamikkompression von Deltamodulationssystemen, wobei der Impulsum ;etzer dem jeweils in den Modulatoren und Demodulatoren vorgesehenen Integrationsglied vorgeschal tet ist und wobei der die Dynamikkompression durchführende Impulsumsetzer mit einer ersten Zählschaltung versehen ist, welcher die deltamodulierte Impulsfolge zugeführt wird und welche sowohl die Polarität des jeweils einlaufenden Impulses als auch einen augenblicklichen Stellenwert registriert, der von dieser Polarität und dem zuvor registrierten Stellenwert abhängt, und deren registrierte Stellenwerte den Integrationswert der dem Integrationsglied zugeführten Impulse bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumsetzer eine zweite Zählschaltung (CC2) aufweist, welche mit Hilfe eines Impulsgenerators (PG) während einer Periode der deitamodulierten impulsfolge einen vollkommenen Zählzyklus durchführt, und daß mit Hilfe der Ausgangssignale der beiden Zählschaltungen (CCX, CC2) in einer logischen Schaltung (LQ ein bezüglich seiner Impulslänge von dem momenianen Zählzustand der ersten Zählschaltung (CCl) abhängiges Bewertungssignal gebildet wird, mit welchem ein Gatter (G) gesteuert wird, das im aktivierten Zustand an das Integrationsglied /VQ einen Stromimpuls mit konstanter Amplitude abgibt, dessen Polaruit von der in der ersten Zählschaltung registrierten Polarität abhängt.

2. Impulsurnsetzer nach Ansprucfi 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zw'e Zählschaltting (CC2) eine Zählkette mit Rückkehr nach Null (K 2) ist, welche beim Beginn jeder Periode der deitamodulierten Impulsfolge gestartet wird, und e-ne Anzahl von mit der logischen Schaltung verbundenen Ausgängen (U3, t/4) aufweist (F i g. 2).

3. Impulsumsetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung zur Erzeugung der genannten Bewertungssignale eine Anzahl von ausgangsseitig (L'5) mit dem Gatter verbundenen logischen Schaltkreisen aufweist, von welchen jeder (z. B. Kombination OR 1 und A 6/12) mit einem Eingang an einen einem Stellenwert zugeordneten Ausgang (z. B. i/2/6) der ersten Zählschaltung und mit einem oder mehreren Eingängen an wenigstens einen (z. B. i/3/2, i/3/3) der Ausgänge der zweiten Zählschaltung angeschlossen ist(F i g. 3).