DE2614751C3 - Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines digitalen Signals in ein stochastisches Signal - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines digitalen Signals in ein stochastisches Signal

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DE2614751C3 DE2614751A DE2614751A DE2614751C3 DE 2614751 C3 DE2614751 C3 DE 2614751C3 DE 2614751 A DE2614751 A DE 2614751A DE 2614751 A DE2614751 A DE 2614751A DE 2614751 C3 DE2614751 C3 DE 2614751C3
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Description

Die I'!'Findling bc/.ieht sich iiiif eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines digitalen Signals in ein stochastisches Signal am Ausgang einer Vergleichs schaltung, in der das dem Wert einer umzuwandelnden digitalen /aiii (Λ = An 1 ... An) entsprechende digitale Signal mit einem von einem Generator /u liefernden.
einer periodisch auftretenden Reihe von Vergleichszahlen (C=Cn-I ...Ca) entsprechenden digitalen Vergleichssigna! verglichen wird, wobei eine zusammenhängende Gruppe von Ziffern der Vergleichszahl mit an sich nicht korrespondierenden Ziffern der umzuwandelnden Zahl verglichen wird.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt aus der DE-OS 2317851, insbesondere Fig.3. Dabei werden die signifikantesten Ziffern der umzuwandelnden Zahl verglichen mit einer Reihenfolgeinversion der signifikantesten Ziffern der Vergleichszahl, und die weniger signifikanten Ziffern der umzuwandelnden Zahl werden mit korrespondierenden Ziffern der Vergleichszahl verglichen. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Frequenzanstieg der von der Vergleichsschaltung erzeugten Impulsfolge in den Endbereichen der umzuwandelnden Zahlen geringer ist als im Fall einer völlig spiegelbildlich auftretenden Folge von Vergleichszahlen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die in einem möglichst großen Bereich der umzuwandelnden Zahlen eine genauere Umwandlung ermöglicht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Generator ein Signal entsprechend einer Reihe digitaler Vergleichszahlen erzeugt, von denen in jeder folgenden Vergleichszahl (C= Cn-1... Co) ds"-; signifikantesten ersten m Ziffern (Cn-]... C„-m) eine jeweils monoton um einen Schritt entsprechend eins im Wert zu- oder abnehmende Reihen von Zahlen (D=Dn-]... D0) durchlaufen, während die am wenigsten signifikanten letzten (n — m) Ziffern eine digitale Zahl (E= En-]... E0) bilden, deren Ziffern eine Reihenfolgeinversion der Ziffern einer Zahl (Bn-X... Bn,) aus (n — m) Ziffern bilden, welche Zahl jeweils um einen Wert eines zu- bzw. abnimmt, wenn die Zahlenreihe (Cn-] ...C„-m) der ersten m Ziffern, gerechnet in der Reihenfolge abnehmender Signifikanz, der Vergleichszahl ^durchlaufen ist, wobei /j>3, m¥= I und mensem muß.
Durch diese erfindiingsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß die Anzahl der Impulse pro Periode am Ausgang der Vergleichsschaltung zunächst schnell bis 2/i-m zunimmt, so daß im Anfangsbereich der umzuwandelnden Zahlen ein schneller Frequenzanstieg staltfindet, und daß diese Zahl sich dann bei größerwerdenden umzuwandelnden Zahlen nicht mehr ändert, wodurch die Anzahl der fehlerverursachenden Impulsflanken beschränk' bleibt.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere zum Gebrauch in einer Abstimmschaltung eines Empfängers, wie beispielsweise eines Fernsehempfängers. In einer derartigen Abstimmschaltung werden meistens die analogen Signalwerte entsprechend einer digitalen Zahl kleiner als 2" m, die nach wie vor den größten relativen Fehlet aufweisen, nicht verwendet, so daß die Zu- oder Abnahme der Anzahl Impulsflanken im Ausgangssignal der Vergleichsschaltung für diese Signalwcrle nicht von Bedeutung ist, während für dir wichtigen Signalwerle eine hohe Impulsfrequenz erhalten wird, wodurch das Aiisgiingssignal der Vergleichsschaltung leicht integrierbar ist.
Ein Aiisfühningsbeispicl der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden niiher beschrieben. Es zeigt
F i g. I ein Blockschaltbild einer erfindungsgemaßen Wandlerschaltung.
I i g. 2 eine graphische Darstellung über die Art und
Weise, wie die digitale Vergleichszahl C als Funktion der Zählersteilung B verläuft, und
Fig.3 ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers mit einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
In Fig. 1 wird einer Vergleichsschaltung 1 eine .Signalkombination zugeführt, die einer umzuwandelnden digitalen Zahl A = A„-\ ...A0 entspricht, und zwar einem Eingang Ao ein Signal entsprechend der am wenigsten Signifikaten Ziffer von A, einem Eingang /Iι ein Signal entsprechend der in Signifikanz nächsten Zi ff er Λ ι usw.
Weiter wird der Vergleichsschaltung eine Signalkombination entsprechend einer digitalen Vergleichszahl C=Cn-,...Ca zugeführt, die von einem Zähler 3 geliefert wird, dessen Stellung B= Bn-\... So eine Signalkombination liefert, deren Signale den Ziffern Bn, B\ usw. entsprechen. Einem Eingang 5 des Zählers 3 werden ständig Impulse von einem Generator 7 zugeführt. Jeder Impuls läßt die Zählerstellung jeweils um eins zunehmen.
Untenstehend werden zur Vermeidung verwickelter Formulierungen die Bezeichnungen für Ziffern und Zahlen mit den entsprechenden Signalen und SignalkomDinationen gleichgesetzt
Die Vergleichsschaltung 1 hat einen Ausgang 9, an dem ein stochastisches Signal erscheint, das mittels eines Tiefpaßfilters in ein analoges Signal entsprechend der Signalkorr.bination A„-\...Aa umgewandelt werden kann.
Der Ausgang 9 kann beispielsweise hoch werden, wenn C< A, und niedrig bleiben, wenn C> A ist.
In der Vergleichsschaltung 1 wird Co mit Ao, Q mit A, verglichen usw. Die Ziffern der Vergleichszahl C werden auf untenstehende Weise aus den Ziffern der Zählerstellung B abgeleitet:
Die erste am wenigsten signifikante Ziffer B0 von B ist die in Reihenfolge zunehmender Signifikanz (n— m+ I)te Ziffer von C„_m von C; die zweite Ziffer B\ von B, gerechnet in Reihenfolge zunehmender Signifikanz, ist drr (n— m+2)te Ziffer C„_m(.| von C, und die m-te Ziffer Sm-i von B ist die n-te Ziffer Cn-1 von C\. Dabei ist π die Anzahl Ziffern der Zahlen A, B und C, und m hai einen den Gebrauchszwecken der Schaltungsanordnung anzupassenden Wert. Die dann folgenden Ziffern von B, das sind die (m+ I)Ie Ziffern Bm die (7n+2)te Ziffer ßmn bis zur letzten signifikantesten η-ten Ziffer B„-\, bilden in der Reihenfolge gespiegel; die ersten (n-m) Zi'fern C0, Q...Cn-m-\ von C. So wird C0=Bn-U C\ = B„ 2, ■■■ Cn_m-2= Sm4.|UndC„_m_ ι = Bm
Die m signifikantesten Ziffern von C. die die am wenigsten signifikanten Ziffern von B sind, bilden eine Zahl D=Dm-\, Dm-2,...Do, die monoton im Wert zunimmt (oder abnimmt, wenn der Zähler 3 rückwärts zählt), wenn der Zähler 3 seine Stellungen durchläuft, wobei Sprünge auftreten bei den Übergängen 11 ... I nach 00...0. Die (n-m) am wenigsten signifikanten Ziffern von C bilden eine Zahl E=E„-m-\. En-m-2,■■■ Eo, deren Wert sich auf eine willkürlichere Weise ändert, weil es eine Reihenfolgespiegclung einer Zahl Un ι,... Bn, is!, die jeweils um eins zunimmt, wenn die Zahlenreihe Hn, \ Hn=IIn=D,,, ,,.../A, durchlaufen isl.
In der folgenden Tafel isl für /;=■) und /n-- i ein Heispiel des Zusammenhangs /wischen den jeweiligen Ziffern und Zahlen und in I'ig. 2 /wischen den Werten der Zählerstelliing Ii i'nd denen der Vergleichszahl C angegeben.
/iihk'rsuiiul
Ii W4 Wi #: «ι flu
0 0 0 0 0 0 0 1
O O
O O
O I
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1 0
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I 1
Vergleich·) zahl CiCtWiC11 IU I)1 I)11 /., /:„ W.. Λ, W11 Wi W4
(I 0 0 0 0
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1 0 0 I 0 I I I 0
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6 10 14 18 22 26 30 1
13
17
21
25
29
11
15
19
23
27
31
4 5 6
7 (I 1 7
3 4 5 6 7 0 1
2 3 4 5 6 7 0 1
2 3 4 5 6
Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß für A = Q ein hoher Wert des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung auftreten wird, wenn die Zählerstellung S=O ist, für /4 = 1, wenn die Zählerstellung S=O und S= 16 ist, für /4 = 2, wenn die Zählerstellung S=O, 3=3 und S= 16 ist, Mjr/t = 3,wenndieZählerslel!ungß=/, B=S, S= 16 und S= 24 ist. Bei noch höheren Werten von A nimmt die Anzahl Impulse pro Zählerdurchgang am Ausgang 9 der Vergleichsschaltung nicht mehr zu, sondern die Breite der Impulse wird größer, so daß die Anzahl Impulsflanken nicht mehr zunimmt. Diese Impulsflanken sind die Ursache von Fehlern in der Umwandlung, die außerdem temperaturabhängig ir.t. Diese Fehler werden nun gen.ig gehalten, weil die Anzahl Impulse pro Zählerdurchgang auf 2"-m beschränkt bleibt. Die Zunahme der Frequenz des Auigangssignals bei von 0 zunehmendem Wert von A isl für die Wahl der Werte der Bauelemente des genannten Tiefpaßfilters hinter der Vergleichsschaltung günstig.
In Fig.3 sind für entsprechende Teile dieselben Beztigszeichen verwendet worden wie in F i g. I.
Die Vergleichsschaltung I isl aus drei integrierten 4-bit-Cirößcnvcrglcichsschaltungen vom Typ SN 74H5 aufgebaut, und der Zähler ) besteht aus drei integrierten 4-bit-Zählcrschalti'ngen SN 74c)i.
Die umzuwandelnde digitale Zahl A wird \<m einem Vorwiirts-Riickwäriszählcr Il geliefert, der .ms drei integrierten 4-bit-Zählschal'ungen SN 84I1M /usam-
mengeseizt ist. Dieser Zähler Il hai einen Vorwärts zählemgang 13 und einen Rüekwärtszähleingang 15. die mn einem Scheller 17 verbunden sind, der andererseits im einem Ausgang eines Impulsgenerator 19 liegt. Durch Betätigung des Schalters 17 kann die Stellung des /iihlers 11 erhöht bzw. erniedrigt werden, wodurch das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung I ein dieser Stellung entsprechendes Impiilsmuster liefert, das von einem Tiefpaßfilter 21 in eine Gleichspannung umgew anclelt wird, die einem Absiimmsignalcingang 23 eines AhstimmleiU 25 zugeführi wird.
Der Abstimmteil 25 hat einen l-lingang 27. dem ein empfangenes Signal zugeführt wird, l'inem /I- Verstärker 29 wird dann ein /.!'-Signal geliefert, das durch die Abstimmung des Abstimmteils 25 bestimmt wird. Der /!'■Verstärker 29 liefert dann einer Trennschaltung 31. die einem Wiedergabeteil 33 Ton·. Bild- und S>nchronsignale liefert, ein Signal.
! Ii!' 'JlC /_-?.h!cr 3 Und ! ! nml dip Vrnjlpifhssrh:lltllim |
ist /n = 9 utul n=ll gewählt worden. Die maximal auftretende Anzahl Impulse am Ausgang 9 tier Vergleichsschaltung I pro Durchgang des /iihlers 3 ist dann 2" =2-'= 4.
Die Ausgangsspannung des Filters 21 kann 2=2 = 204» Schritte aufweisen.
Von tier Vergleichsschaltung ist ti, mit /):»iiiin Zähler Ϊ. (': mit /ί,. C1 mit II·,. ('4 mit /f>. C-, mil Hi. (* mit lh. ( ; mit II,. (V mit IL C -. mil lh und Cm mit lh verbunden.
l'.s dürfte einleuchten, dall die Vergleichsschaltung I auch als I lalbaddierer ausgebildet sein kann, wie dies in der Ci Ii-PS 13 14 449 beschrieben wurde.
Weiter ist es selbstverständlich möglich, statt eines auf eine spezielle Art verbundenen üblichen Zahlers 3 zum Liefern der Vcrgleichszahlen C einen Zähler zu wählen, der das gewünschte Signal C an seinem Ausgang abliefert, wobei dann spezielle Torschallungen für die Zählerglicder erforderlich sind. Auch kann ein auf eine spezielle Art und Weise rückgekoppeltes Schieberegister verwendet w erden.
Auf eine Art und Weise, die einer in der genannten britischen Patentschrift 13 14 449 beschriebenen Art und Weise entspricht, kann gewünschtenfalls ein Signal entsprechend einer Zahl im Binär-Dez.imalkode in ein analoges Signal umgewandelt werden.
In einem F.xtremfall. wo n — /M= I gewählt wird, hat die genannte Reihenfolgespiegelung keine praktische Bedeutung. Ks dürfte einleuchten, daß m# η und m> I gewählt werden muß und n>i.
F'ür ii —m= I liefert die Schaltungsanordnung nach [■ i g. 1 maximal zwei Ausgangsimpulse pro Zählerdurchgang.
ki /υ .- hl,in /cichm:

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines digitalen Signals in ein stochastisches Signal am ΐ Ausgang einer Vergleichsschaltung, in der das dem Wert einer umzuwandelnden digitalen Zahl (A = A„-\ ...Aa) entsprechende digitale Signal mit einem von einem Generator zu liefernden, einer periodisch auftretenden Reihe von Vergleichszahlen κι (C = Cn-] ...Co) entsprechenden digitalen Vergleichssignal verglichen wird, wobei eine zusammenhängende Gruppe von Ziffern der Vergleichszahl mit an sich nicht korrespondierenden Ziffern der umzuwandelnden Zahl verglichen wird, dadurch ir, gekennzeichnet, daß der Generator ein Signal entsprechend einer Reihe digitaler Vergleichszahlen erzeugt, von denen in jeder folgenden Vergleichszahl (C = Cn-]... C0) die signifikaniesien ersten et Ziffern (Cn-1... C„-m) eine jeweils monoton um einen Schritt entsprechend eins im Wert zu- oder abnehmende Reihen von Zahlen (D= D„-\... Da) durchlaufen, während die am wenigsten signifikanten letzten (n—m) Ziffern eine digitale Zahl (E = En-1... E0) bilden, deren Ziffern eine Reihenfolgeinversion der Ziffern einer Zahl (Bn-\... Bm) aus (n— m) Ziffern bilden, welche Zahl jeweils um einen Wert eins zu- bzw. abnimmt, wenn die Zahlenreihe (Cn-]... C„-m)der ersten m Ziffern, gerechnet in der Reihenfolge abnehmender Signifikanz, der Vergleichszahl (C) durchlaufen ist, wobei /j>3, ΠΊΦ1 und/n#nseinmuß.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Generator ein Zähler ist, dessen erste Ziffer (Bo), gerechnet in Reihenfolge ίί zunehmender Signifikanz der vom Zähler eingenommenen Stellung, in der Vergleichsschaltung mit der (m+ l)ten Ziffer (An-m), gerechnet in der Richtung zunehmender Signifikanz der umzuwandelnden digitalen Zahl (A), verglichen wird, die zweite Ziffer ■»< > (Bx) der Zählerstelking (B) mit der (m + 2)ten Ziffer (An-m+x) der umzuwandelnden digitalen Zahl (A) usw, die m. Ziffer (Bm- χ) der Zähterstellung (B) mit der n. Ziffer (Αη-χ) der umzuwandelnden digitalen Zahl (A), die (m+ l)te Ziffer (Bm)der Zählerstellung -n (B)mh der (n-m)ien Ziffer f/A„-m~i) der digitalen Zahl (A)x, die (n-m+])te Ziffer (Bn,¥t) der Zählerstellung (B) mit der (n-m-2)ten Ziffer (An-m) der digitalen Zahl (A) usw., so daß die n. Ziffer (Bn-1) der Zählerstellung mit der ersten Ziffer "> <> (An) der umzuwandelnden digitalen Zahl verglichen wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Vergleichsschaltung mit dem Abstimmeingang eines v> Funkempfängers verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, wobei der Funkempfänger ein Fernsehempfänger isi, dadurch gekennzeichnet, daß H- /» = 2 isi.
DE2614751A 1975-04-08 1976-04-06 Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines digitalen Signals in ein stochastisches Signal Expired DE2614751C3 (de)

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