DE2624636A1

DE2624636A1 - Deltamodulationskodieranordnung

Info

Publication number: DE2624636A1
Application number: DE19762624636
Authority: DE
Inventors: Eise Carel Dijkmans; Luwig Desiree Johan Eggermont; Karel Riemens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1976-12-16
Also published as: US4109203A; FR2314619B1; AU505237B2; SE410077B; DE2624636C3; AU1483676A; FR2314619A1; GB1538900A; JPS51151052A; BE842816A; SE7606456L; CA1089099A; JPS5533209B2; DE2624636B2; NL7506986A

Description

DIETER PODDTG

Peteulnssoesos

Anmelder: S.V. Phiüps' G!:c:"..^srf:bileken
Akten Nr.: f /y j,' ^ C H^

PHN.8047. WIJN/EVH. 24.5.1976.

"Deltamodulationskodieranordnung"

Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht

Die Erfindung bezieht sich auf eine Deltamodulationskodieranordnung für Informationssignale mit einem ersten Eingangskreis, der eine Kaskadenschaltung aus einer Dekodieranordnung und einem Vergleichskreis enthält und dem die genannten Informationssignale zugeführt werden und dessen Ausgangssignal einer Quantisieranordnung zugeführt wird, die von einem Impulsgenerator gesteuert wird und an deren Ausgang die Deltamodulationsausgangsimpulse auftreten, die in dieser Kodieranordnung weiter Über einen ersten Rückkopplungskreis dem ersten Eingangskreis zugeführt werden; weiter mit Aixsgleichsmitteln mit einem integrierenden Netzwerk,

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Ausgleichsmittel mit einem zweiten Eingangskreis versehen sind, der mit dem Ausgangskreis der genannten Quantisieranordnung gekoppelt ist, sowie mit einem Ausgangskreis, der mit dem genannten Vergleichskreis gekoppelt ist.

Unter einer Deltamodulationskodieranordnung wird in diesem Zusammenhang auch eine Delta-Sigma-Modulationskodieranordnung verstanden, die sich von der Deltamodulationskodieranordnung durch die Lage der Dekodieranordnung in dem Eingangskreis gegenüber dem Vergleichskreis unterscheidet.

Die zur Zeit verwendeten Kodieranordnungen vom beschriebenen Typ sind meistens zum Kodieren von InformationsSignalen wie Sprachsignalen mit grosser Dynamik eingerichtet. Damit derartige Signale mit grosser Genauigkeit und mit verhältnismässig niedriger Impulsfrequenz des Impulsgenerators kodiert werden können, enthalten diese Kodieranordnungen Dynamikkompressionsmittel, die meistens aus einem Schrittgrössenregelkreis bestehen, der in den ersten Rückkopplungskreis aufgenommen ist und über den die Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung dem Eingangskreis zugeführt werden. Dieser Schrittgrössenregelkreis ändert den Energieinhalt der ihm zugeführten Impulse zwischen einem vorbestimmten minimalen und einem vorbestimmten maximalen ¥ert«

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Der Energieinhalt dieser Impulse ist beispielsweise dem Pegel des Informationssignals proportional und wird vom Schrittgrössenregelkreis meistens aus den Ausgangsimpulsen der Quantisieranordnung abgeleitet. Stand der Technik

Eine Kodieranordnung der angegebenen Art, die mit den obengenannten Dynamikkompressionsmitteln versehen ist, wurde bereits in der DT-OS 21 I9 000 beschrieben. In dieser Kodieranordnung werden die Ausgleichsmittel durch einen zweiten RUckkopplungskreis gebildet, in den das genannte integrierende Netzwerk aufgenommen ist und dem ebenfalls Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung zugeführt werden. Der Ausgangskreis dieses zweiten Rückkopplungskreises ist mit dem genannten Vergleichskreis gekoppelt. In dieser bekannten Anordnung ist die Dekodieranordnung im Eingangskreis als integrierendes Netzwerk ausgebildet, und die Grenzfrequenz des integrierenden Netzwerkes im zweiten RUckkopplungskreis ist wesentlich niedriger als die des integrierenden Netzwerkes im Eingangskreis. Die Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung werden dabei mit vorbestimmtem Energieinhalt dem integrierenden Netzwerk im zweiten RUckkopplungskreis zugeführt. Wie in der DT-OS 21 19 000 erläutert wurde, gleicht dieser zweite Rückkopplungskreis Driftspannungen aus, die in den jeweiligen Elementen auftreten, aus

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denen die Kodieranordnung aufgebaut ist. Durch Verwendung dieses Ausgleichskreises wird einerseits der dynamische Bereich um etwa 10-15 dB vergrössert und wird andererseits eine Verbesserung der Wiedergabequalität für geringe Werte der Informationssignale, d.h. der Informationssignale, die von der Grössenordnung der genannten Driftspannungen sind, erhalten.

Zwar ist bei diesen bekannten Kodieranordnungen durch Verwendung des genannten Ausgleichkreises die Genauigkeit, mit der kleine Werte der Informationssignale kodiert werden, wesentlich verbessert, aber es lässt sich keine Verbesserung, sondern sogar eine Verschlechterung der Genauigkeit feststellen, mit der Informationssignale mit kleinen Amplituden kodiert werden, die auftreten, nachdem das Informationssignal von einem grossen Wert auf einen kleinen Wert schnell abgenommen hat, sogar wenn dieser kleine Wert noch wesentlich grosser ist als die genannten Driftspannungen.
(b) Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung bezweckt nun, eine Deltamodulationskodieranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, in der die Genauigkeit, mit der insbesondere die obenstehend genannten kleinen Xnformationssignale, die nach einer schnallen Abnahme des Informationssignals auftreten, kodiert werden., wesentlich verbessert ist.

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Nach der Erfindung sind dazu die Ausgleichsmittel mit einer Modulationsanordnung versehen, über die der Eingangskreis des integrierenden Netzwerkes mit dem Ausgangskreis der Quantisieranordnung gekoppelt ist. Dieser Modulationsanordnung wird zugleich ein Steuersignal zugeführt, das von einer Steueranordnung erzeugt wird, deren Eingangskreis mit dem Ausgangskreis der Quantisieranordnung gekoppelt ist.

Mit besonders grossem Vorteil können die erfindungsgemässen Massnahmen in der obenstehend bereits beschriebenen Deltamodulationskodieranordnung verwendet werden, wobei in den ersten Rückkopplungskreis zur Dynamikregelung ein SchrittgrL ssenregelkreis aufgenommen ist, über den die Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung dem Eingangskreis zugeführt werden. Dieser Schrittgrössenregelkreis ändert den Energieinhalt der über diesen Schrittgrössenregelkreis den ersten Eingangskreis zugeführten Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung zwischen einem vorbestimmten minimalen und einem vorbestimmten maximalen Wert. In dieser bekannten Kodieranordnung, in der Ausgangsimpulse der. Quantisieranordnung dem zweiten Rückkopplungskreis unmittelbar zugeführt werden, wird nun beispielsweise die Modulationsanordnung in den zweiten

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Rtickkopplungskreis zwischen, dem Ausgang der Quantisieranordnung und dem integrierenden Netzwerk aufgenommen, und diese Modulationsanordnung und die zugehörende Steueranordnung sind zum Aendern des Energieinhaltes der dem integrierenden Netzwerk im zweiten Rückkopplungskreis zuzuführenden Impulse eingerichtet, wobei dieses Aendern in einer Richtung erfolgt, die der Aenderungsrichtung des Energieinhaltes der dem ersten Eingangskreis zugeführten Impulse entgegengesetzt ist. Der Energieinhalt der dem integrierenden Netzwerk im zweiten Rückkopplungskreis zuzuführenden Impulse kann kontinuierlich oder schrittweise geändert werden. In dem Fall einer schrittweisen Aenderung werden beispielsweise diese Impulse mit einem vorbestimmten konstanten Energieinhalt dem integrierenden Netzwerk zugeführt, ausschliesslieh wenn der Energieinhalt der dem ersten Eingangskreis zugeführten Impulse den minimalen Wert hat« Wenn auf diese Weise der Energieinhalt der letztgenannten Impulse von diesem minimalen Wert abweicht, werden beispielsweise keine Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung dem integrierenden Netzwerk im zweiten Rückkopllungskreis zugeführt.

Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen wird erreicht, dass im Gegensatz zu der obenstehend beschriebenen bekannten Deltamodulationskodieranordnung im wesentlichen oder ausschliesslich beim Auftreten von

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Informationssignalen geringen Wertes eine Ausgleichsspannung vom zweiten RUcklcopplungskreis zum Ausgleichen der genannten Driftspannungen erzeugt wird.

In der beschriebenen bekannten Kodieranordnung, in der die Ausgangsimpulse der Quantisieranordnung ständig mit einem vorbestimmten und konstanten Energieinhalt dem integrierenden Netzwerk im zweiten Rückkopplungskreis zugeführt werden, liefert dieses integrierende Netzwerk eine Ausgangsspannung, die nicht nur durch die genannten Driftspannungen bestimmt wird, sondern auch durch die Gleichspannung^ die vom integrierenden Netzwerk im ersten Rückkopplungskreis infolge des Unterschiedes zwischen den Lade- und Entladeimpulsen für dieses Netzwerk aufgebaut wird« Bei einem geringen prozentualen Unterschied zwischen diesen Lade- und Entladeimpulsen kann die sich daraus ergebende Gleichspannung insbesondere bei Anwendung der Dynamikregelung einen sehr hohen Vert annehmen. Zwar nimmt diese Gleichspannung am Ausgang dieses integrierenden Netzwerkes beim Abnehmen des Wertes des Informationssignals'ab, aber durch den grossen Unterschied zwischen den Grenzfrequenzen der integrierenden Netzwerke im ersten und im zweiten Rückkopplungskreis sinkt die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes im zweiten Rückkopplungskreis wesentlich langsamer als die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes im ersten

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Rtickkopplungskreis. Dies hat zur Folge, dass nach einer schnellen Abnahme des Wertes des Informationssignals das Eingangssignal der Kodieranoiinung im wesentlichen durch das Ausgangssignal des zweiten Rückkopplungskreises bestimmt wird, so dass die Informationssignalwerte, die nach einer schnellen Abnahme des Informationssignals auftreten, nur noch mit grosser Verzerrung und mit einem wesentlich erhöhten Quantisierungsrauschgrad kodiert werden können«

Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen, wodurch der zweite Rückkopplungskreis hauptsächlich wirksam ist, wenn Informationssignale mit kleinen Werten der Kodieranordnung zugeführt werden, wird die Ausgangsspannung des zweiten Rückkopplungskreises ausschliesslich durch die genannten Driftspannungen bestimmt, so dass auch diejenigen Informationssignalwerte, die auftreten, nachdem das Informationssignal schnell von einem grossen auf einen kleinen Wert abgenommen hat, genau kodiert werden können.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Deltamodulationskodieranordnung mit den erfindungsgemässen Massnahmen,

Fig. 2 zeigt eine Verstärkerschaltung, die sich zur Verwendung in der Kodieranordnung nach Fig. 1 eignet, Fig. 3 zeigt einige Diagramme zur Erläuterung

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des Zusammenhangs zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen der in Fig. 2 dargestellten Verstärkerschaltung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Deltamodulationskodieranordnung dargestellt. Diese Kodieranordnung ist zum Umwandeln eines Informationssignals, in Form beispielsweise eines Sprachsignals, das im Band von 0,3-4,3 kHz liegt, in eine Deltamodulationsimpulsreihe eingerichtet. Das genannte Informationssignal wird über einen Eingang einem ersten Eingang eines Differenzverstärkers 2 zugeführt, dessen Ausgang über einen zweiten Differenzverstärker an den Eingang einer Quantisieranordnung 4 angeschlossen ist. Diese Quantisieranordnung 4, die dabei zugleich als Entscheidungsschalter wirksam ist, ist mit zwei Ausgängen 5 und 6 versehen, an denen zueinander komplementäre digitale Signale auftreten. Weiter wird diese Quantisieranordnung 4 von Abtastimpulsen gesteuert, die von einem Impulsgenerator 7 geliefert werden. Auf bekannte Weise liefert diese Quantisieranordnung 4 an ihrem Ausgang 5 einen Impuls mit einem Binärwert "1", wenn zum Abtastzeitpunkt, d.h. zu dem Auftrittszeitpunkt eines Abtastimpulses, das Ausgangssignal des Differenzverstärkers positiv ist. Wenn zu einem bestimmten AbtastZeitpunkt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers jedoch . .

negativ ist, tritt am Ausgang 6 der Quantisieranordnung ein Impuls mit dem Binärwert "1" auf.

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Die am Ausgang 5 der Quantisieranordnung 4 auftretenden Ausgangimpulse können zur U.ebertragung zu einem zusammenarbeitenden Empfänger benutzt werden. Dazu werden diese Ausgangsimpulse über einen Ausgangsverstärker 8 und eine in der Figur nicht näher dargestellte Modulationsstufe einer Uebertragungsstrecke zugeführt, die in der Figur auf symbolische Weise durch eine Ausgangsleitung dargestellt ist.

Ausser dem Ausgangsverstärker 8 werden die Ausgangsimpulse, die am Ausgang 5 auftreten, zusammen mit den Au s gang s impuls en, die am Ausgang 6 der Quant is ieranordnung auftreten, einem Schrittgrössenregelkreis 10 zugeführt. Dieser Kreis 10 wird durch zwei Modulatoren 11 und 12 gebildet, denen die an den Ausgängen 5 bzw. 6 der Quantisieranordnung 4 auftretenden Ausgangsimpulse zugeführt werden. Diese Modulatoren werden von einem Sehrittgr8ssengenerator 13 gesteuert, der den Energieinhalt der von den Modulatoren 11 und 12 abgegebenen Ausgangsimpulse proportional zur Schrittgrösse ändert. Dieses Aendern kann beispielsweise durch Amplituden- oder Dauermodulation dieser vom Modulator abgegebenen Impulse erfolgen. Die Ausgänge dieser Modulatoren 11 und 12 sind an je einen Eingangskreis eines als Dekodieranordnung wirksamen integrierenden Netzwerkes 14 angeschlossen, das an seinem Ausgang ein Signal liefert, das einem zweiten Eingang

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des Differenzverstärkers 2 zugeführt wird.

Tritt nun insbesondere ein Impuls mit dem Binärwert "1" am Ausgang 5 der Quantisieranordnung k auf, so wird die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes um einen Betrag, der der vom Schrittgrössengenerator 13 gelieferten Schrittgrösse proportional ist, erhöht. Tritt dagegen ein Impuls mit dem Binärwert "1" am Ausgang der Quantisieranordnung 4 auf, so wird die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes 14 um einen Betrag, der der vom SchrittgrSssengenerator 13 gelieferten Schrittgrösse proportional ist, herabgesetzt. Die Ausgangsimpulse der Modulatoren 11 und 12 werden nachstehend als Lade- und Entladeimpulse bezeichnet.

Die Erzeugung der genannten Schrittgrössen durch den Schrittgrössengenerator 13 lässt sich auf die Art und Weise, wie diese in der DAS 1 9II 431 und'DT-OS 21 19 beschrieben wurde, bewirken . Insbesondere enthält dazu der Schrittgrössengenerator 13 einen Impulsmusteranalysator 15» der auf eine Art und Weise, wie dies in der genannten DAS 1 911 431 beschrieben worden ist, aufgebaut ist. Dieser Impulsmusteranalysator 15 analysiert die am Ausgang 5 der Quantisieranordnung h auftretenden Impulse und liefert jeweils beim Auftreten vorbestimmter Impulsmuster einen Ausgangsimpuls. Die genannten Impulsmuster werden dabei durch Ausgangsimpulse gebildet, die am

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Ausgang 5 der Quantisieranordnung in einer Periode entsprechend mindestens drei Perioden des Impulsgenerators 7 auftreten. Die Ausgangsirapulse des Impulsgenerators sowie die am Ausgang 5 der Quantisieranordnung h auftretenden Impulse werden dazu im Ausführungsbeispiel dem Impulsmusteranalysator 15 zugeführt. Die Ausgangsimpulse des Impulsmusteranalysators werden einem integrierenden Netzwerk 16 zugeführt, dessen Ausgangssignal ein Mass für die genannte Schrittgrösse ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des integrierenden Netzwerkes 16 über einen Differenzverstärker 17» der noch näher beschrieben wird, den beiden Modulatoren 11 und 12 zugeführt.

Ausser mit einem ersten Rückkopplungskreis 18, der die beiden Modulatoren 11, 12 sowie das integrierende Netzwerk 14 enthält, ist die dargestellte Deltamodulationskodieranordnung ebenfalls mit einem zweiten Rückkopplungskreii 19 versehen. Ebenso wie der in der DT-OS 21 19 000 beschriebene zweite Rückkopplungskreis enthält der Rückkopplungskreis 19 ein. integrierendes Netziv'erk 20, dessen Ausgang an einen zweiten Eingang des Differenzverstärkers 3 angeschlossen ist.

Zur Vermeidung der eingangs bereits beschriebenen Probleme der bekannten Anordnung werden nun die Ausgangsimpulse, die an den Ausgängen 5 und 6 der Quantisier-

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anordnung 4 auftreten, einer Modulationsanordnung 21 zugeführt, die in diesem Ausführungsbeispiel zwei Modulatoren 22 und 23 enthält, denen die an den Ausgängen 5 bzw. 6 der Quantisieranordnung 4 auftretenden Ausgangsimpulse zugeführt werden. Diese Modulatoren werden weiter von einem Steuersignal gesteuert, das ebenfalls vom Differenzverstärker 17 geliefert wird. In diesen Modulatoren 22 und 23 wird der Energieinhalt der von ihnen erzeugten Impulsen proportional zu diesem Steuersignal geändert. Ebenso wie für die Modulatoren 11 und 12 gilt auch nun, dass dieses Aendern beispielsweise durch Amplituden- oder Dauermodulation dieser Impulse erfolgen kann. Die Ausgänge dieser Modulatoren 22 und 23 sind weiter an je einen Eingangskreis des integrierenden Netzwerkes angeschlossen.

Die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes 20 wird auf dieselbe Art und Weise von den Ausgangsimpulsen der Quantisieranordnung 4 beeinflusst wie die Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes 14 im Rückkopplungskreis 18, in dem Sinne jedoch, dass bei zunehmendem Wert des Signals, das am ,Ausgang 17 0) des Verstärkers 17 auftritt, das Ausgangssignal dieses Verstärkers 17» das an-seinem Ausgang 17 (2) auftritt, proportional zu dieser Zunahme abnimmt.

Durch diese zueinander in entgegengesetzter Richtung sich ändernden Ausgangsspannungen des Differenzver-

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stSrkers 17 werden beispielsweise auf diese Weise Impulse mit grossem Energieinhalt dem integrierenden Netzwerk 14 und gleichzeitig Impulse mit geringem Energieinhalt dem integrierenden Netzwerk 20 zugeführt oder umgekehrt.

Die Erfindung verwendet nun die an sich bereits bekannte Erkenntnis, dass der Einfluss der Driftspannungen, die in der Deltamodulationskodieranordnung auftreten, auf das Signalquantisierungsrauschverhältnis für Signale mit grossen Amplituden vernachlässigbar klein ist. Wie bei der Beschreibung des Standes der Technik bereits angegeben wurde, entsteht durch die Deltamodulationskodieranordnung am Ausgang des integrierenden Netzwerkes 14 eine zusätzliche Gleichspannung, wenn ein Ladeimpuls einen Energieinhalt hat, der dem Energieinhalt eines Entladeimpulses, der bei gleichem Wert der Ausgangsspannung am Ausgang 17 (i) des Verstärkers 17 auftritt, nicht entspricht. Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen wird diese Gleichspannung, die als zusätzliche Driftspannung betrachtet werden kann, von der Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes nur teilweise ausgeglichen, wenn das Informationssignal einen grossen Wert hat. Hat das Informationssignal jedoch einen geringen Wert, so wird diese Gleichspannung sowie die Driftspannung völlig ausgeglichen. Dadurch wird eine

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gute Kodierung kleiner Signale erhalten, die nach einer grossen negativen Neigung des Informationssignals auftreten. Nimmt nämlich das Informationssignal insbesondere von einem grossen nach einem kleinen Wert schnell ab, so folgt dieser Abnahme das Ausgangssignal des integrierenden Netzwerkes 14, und zugleich wird vom integrierenden Netzwerk 20 durch Vergrösserung des Energieinhaltes der Ausgangsimpulse der Modulatoren 22 und 23 schnell eine Gleichspannung aufgebaut, deren Grosse der Summe der Driftspannungen und der Gleichspannung, die nach der schnellen Abnahme des Informationssignals vom integrierenden Netzwerk 14 geliefert wird und die eine Folge der obengenannten Ungleichheit der Lade- und Entladeimpulse ist, genau entspricht. Dies hat zur Folge, dass nach einer grossen negativen Neigung des Informationssignals das zu kodierende Eingangssignal der Deltamodulationskodieranordnung noch ausschliesslich durch das Informationssignal selbst gebildet wird.
Ausbildung des Differenzverstärkers

Eine günstige Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Differenzverstärkers 17 ist in Fig. 2 dargestellt. Insbesondere ist dieser Verstärker zum Liefern amplitudenmodulierter Ströme eingerichtet. Dieser Verstärker 17 enthält dazu einen Differenzverstärker, der aus zwei npn-Transistoren 2h und 25 aufgebaut ist,

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deren Emitterelektroden über einen Widerstand 26 miteinander verbunden sind. An die Basis des Transistors wird eine Bezugsspannung V angelegt. Diese Bezugsspannung wird mittels eines Spannungsteilers erhalten, der durch zwei Widerstände 27 und 28 gebildet wird, die zwischen dem positiven und negativen Pol 29 bzw. 30 einer Gleichspannungsquelle in Reihe angeordnet sind. Die Spannung V_M, die von dem in Fig. 1 angegebenen integrierenden Netzwerk 16 geliefert wird, wird der Basis des Transistors zugeführt. Die Emitterelektroden der Transistoren 24 und sind über je einen Transistor 31 bzw. 32 an den Pol 30 der Gleichspannungsspeisequelle angeschlossen. Diese Transistoren 31 und 32 sind dabei als Stromquellen geschaltet, wozu die Basiselektroden der Transistoren 31 und 32 an den Spannungsteilerpunkt des Spannungsteilers angeschlossen sind, der durch eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 33 und einem als Diode geschalteten Transistor ?-& gebildet wird und der zwischen den beiden Polen 29 und 30 liegt. Die Ausgänge 17 (i) und 17 (2) dieser Verstärkerschaltung werden durch die Kollektorkreise der Transistoren 25 bzw. 24 gebildet.

In der in Fig. 1 dargestellten Kodieranordnung werden nun auf bekannte und beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 26 04 193.0 beschriebene Weise die an den Ausgängen 17 0) und 17 (2) auftretenden

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Ausgangsströme über die Modulatoren 11 und 12 bzw, 22 und jeweils während einer festen Zeit den Netzwerken 14 bzw, 20 zugeführt.

Wird nun insbesondere der Ausgangsstrom am Ausgang 17 (i) durch I₁ dargestellt und der am Ausgang 17 (2) durch Ig» so kann auf einfache Weise der Zusammenhang zwischen einem Ausgangsstrom, der Regelspannung V , und der Bezugsspannung V_R abgeleitet werden. Dieser Zusammenhang kann in erster Annäherung durch die nachfolgenden Ausdrücke dargestellt werden:

¹1 = ^A<^VM - V ^{+ 1}C ·

1₂ = - A(V_M - V_R) ₊ I₀

für |A(V_M - V_R)|£l₀

In diesen Ausdrücken stellt A die Steilheit des Differenzverstärkers dar, der durch die beiden Transistoren 24 und 25 und den Widerstand 26 gebildet wird, und I„ stellt den Ruhestrom durch die beiden Transistoren 24 und 25 dar.

In Fig. 3 ist als Funktion der Spannung V.. durch die Kurve a der Verlauf des Stromes I₁ und durch die Kurve b der Verlauf des Stromes I„ angegeben. Dabei ist vorausgesetzt, dass die Spannung V,, einen vorbestimmten minimalen Wert V_ hat, der einer vorbestimmten minimalen Schrittgrösse Iq entspricht. Aus dieser Fig. 3 geht hervor, dass der Energieinhalt, d.h. in dem beschriebenen Ausführungsboispiel die Amplitude der Stromimpulse, die

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dem integrierenden Netzx^erk 20 zugeführt werden, zunimmt, wenn der Energieinhalt der Stromimpulse, die dem integrierenden Netzwerk Ik zugeftart werden abnimmt, und umgekehrt,
Weitere Ausbildungen der Anordnung nach Fig. 1

Bei einer weiteren Ausbildung der Anordnung nach Fig. 1 ist an den Ausgang 17 (2) des Verstärkers 17 eine Schwellenschaltung 35 angeschlossen, wie in Fig. 1 auf schematische Weise dargestellt ist. Diese Schwellenschaltung wird beispielsweise durch eine Klipperschaltung gebildet, die den Ausgangsstrom I₂ des Verstärkers 17 nur den Modulatoren 22 und 23 zuführt, wenn I_g in seinem Absolutwert grosser ist als ein vorbestimmter Wert HL. In diesem Fall wird vom integrierenden Netzwerk 20 nur eine Ausgleichsspannung aufgebaut, wenn I„ grosser ist als der Schwellenwert I_n oder diesem Wert entspricht (siehe auch Fig. 3). Wird im Grenzfall I dem Maximalwert von Ι« entsprechend gewählt, d.h. in dem obenstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechend 2X_n-X_n so wird nur eine Ausgleichsspannung vom integrierenden Netzwerk 20 aufgebaut, wenn der Energieinhalt der Lade- und Entladeimpulse für das integrierende Netzwerk lh der minimalen Schrittgrösse (I₁ = I_Q) entspricht. Einige zusätzliche Bemerkungen

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel

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wird das Regelsignal für die Modulationsanordnung 21 im zweiten Rtlckkopplungskreir 19 von dem Ausgangssignal des integrierenden Netzwerkes 16 abgeleitet. Dieses Regelsignal kann jedoch auch unmittelbar von den Ausgangsimpulsen, die am Ausgang 6 der Quantisieranordnung h auftreten, abgeleitet werden. Aus der Häufigkeit der Impulswechsel, d.h. aus der Häufigkeit, mit der ein "1"-Impuls einem "O"-Impuls oder "O"-Impuls einem "1"-Impuls folgt kann nämlich ein Regelsignal für die Modulatoren 22 und 23 abgeleitet werden. Eine Schaltungsanordnung zum derartigen Erzeugen eines Regelsignals ist bereits in der deutschen Patentschrift 948 527 beschrieben worden. Dabei nimmt das Regelsignal zu, wenn die Anzahl Impulswechsel kleiner wird, und das Regelsignal nimmt ab, wenn diese Anzahl Wechsel grosser wird. Eine derartige Schaltungsanordnung eignet sich durchaus zur Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen in einer sogenannten uniformen Deltamodulationskodieranordnung.

Es sei bemerkt, dass die erfindungogemässen Massnahmen sich nicht auf eine Anwendung in einer uniformen Deltamodulationskodieranordnung oder in einer Deltamodulationskodieranordnung vom obenstehend beschriebenen adaptiven Typ beschränken, sondern auch in Deltamodulationskodieranordnungen anwendbar sind, in denen die Dynamikkompression auf eine andere Weise erfolgt als obenstehend beschrieben wurde.

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Claims

OCO/CQC 2^.5.76.

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PATENTANSPRÜCHE

-- ""ι
1 , Deltamodulationskodiereiordnung für Informationssignale mit einem ersten Eingangskreis, der eine Kaskadenschaltung aus einer Dekodieranordnung und einem Vergleichskreis enthält und dem die genannten Informationssignale zugeführt werden und dessen Ausgangssignal einer Quantisieranordnung zugeführt wird, die von einem Impulsgenerator gesteuert wird und an deren Ausgang die Deltairtodulationsausgangsimpulse auftreten, die in dieser Kodieranordnung weiter dem genannten ersten Eingangskreis über einen ersten Rückkopplungskreis zugeführt werden, der zur Dynamikkompression mit einem Sehrittgrössenregelkreis versehen ist, der den Energieinhalt der über diesen Regelkreis dem ersten Eingangskreis zugeführten Deltamodulationsaus gangsimpulse ändert, weiter mit einem Ausgleichskreis mit einem ersten integrierenden Netzwerk, dessen Eingang mit dem Ausgang der genannten Quantisierancrdnung und dessen Ausgang mit dem genannten ersten Eingangskreis gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Ausgleichskreises mit einer Modulationsanordnung versehen ist, über die die genannten Deltamodulationsausgangsimpulse dem ersten integrierenden Netzwerk zugeführt werden und der zugleich ein Steuersignal zugeführt wird, das von einer Steueranordnung erzeugt wird, deren Eingang mit dem Ausgang der Quantisieranordnung gekoppelt ist.

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2. Deltamodulatioiiskodieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Steueranordnung sowie die genannte Modulationsanordnung den Energieinhalt die dem ersten integrierenden Netzwerk zuzuführenden Impulse kontinuierlich und in einer Richtung ändert, die der Aenderungsrichtung des Energieinhaltes der dem Deltamodulationseingangskreis zugeführten Impulse entgegengesetzt ist.
3. Deltamodulationskodieranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Steueranordnung der Modulationsanordnung über eine Schwellenanordnung zugeführt wird, die auf einen Schwellenwert eingestellt ist, so dass der Modulationsanordnung das Ausgangssignal der Steueranordnung nur zugeführt wird, wenn dieses Ausgangssignal einen Wert hat, der grosser ist als der Schwellwert oder diesem Wert entspricht.

k, Deltamodulationskodieranordnung nach Anspruch 1 und 2, wobei die über den ersten Rückkopplungskreis dem ersten Eingangskreis zugeführten Impulse mindestens einen vorbestimmten minimalen Energieiriha.lt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Steueranordnung sowie die -genannte Modulationsanordnung dazu eingerichtet sind, ausschliesslich beim Auftritt von Impulsen im ersten

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Rückkopplungskreis, die mit dem genannten minimalen
Energieinhalt dem Deltamodulationseingangskreis zugeführt werden, dem genannten ersten integrierenden Netzwerke die der Modulationsanordnung zugeführten Deltamodulat ionsaus gangs impuls e zuzuführen.

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