DE2849858C2

DE2849858C2 - Deltamodulationsdekodierer

Info

Publication number: DE2849858C2
Application number: DE2849858A
Authority: DE
Inventors: Eise Carel Eindhoven Dijkmans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1978-11-17
Publication date: 1982-10-07
Also published as: FR2409639B1; JPS5478962A; CA1130460A; SE7811797L; US4224571A; NL7712706A; JPS6038057B2; AU4169878A; GB2008353A; FR2409639A1; AU519185B2; DE2849858A1; BE872066A; GB2008353B

Description

einer völlig neuen Konzeption eines Deltamodulationsdekoders führt, ist in dem Bezugsmaterial 3 beschrieben 35 worden. Die Wirkungsweise dieses bekannten Deko-

A) Gebiet der Eri dung ders beruht auf dem Transport von Ladung von einem

ersten Kondensator zu dem Integrationskondensator in

Die Erfindung bezieht sich auf einen Deltamodula- dem integrierenden Netzwerk. In dieser bekannten tionsdekodierer zum Umwandeln eines digitalen Signals Anordnung wird jeweils die Größe des positiven aus einer Folge von binären Impulsen in ein analoges 40 Ladungsquantums durch die Ausgangsspannung des Signal mit: integrierenden Netzwerkes bestimmt Dazu wird diese

Ausgangsspannung einer Ausgleichsschaltung zuge-

- einem integrierenden Netzwerk, das mit einem führt, die dafür sorgt, daß die Größe der Spannung am ersten Integrationskondensator sowie einem ersten ersten Kondensator der Größe der Ausgangsspannung Eingangs- und Ausgangsanschluß und einem 45 des integrierenden Netzwerkes nahezu gleich gemacht gemeinsamen zweiten Eingangs- und Ausgangsan- wird. Im Gegensatz zu den Anordnungen, die in dem Schluß versehen ist, der über einen zweiten Bezugsmaterial 1 und 2 beschrieben worden sind, wird Integrationskondensator an eine Quelle festen bei diesem bekannten Deltamodulationsdekodierer Bezugspotentials angeschlossen ist, dafür gesorgt, daß das Verhältnis der Größe der

- eine Stromquellenschaltung, der das digitale Signal 50 positiven und negativen Ladungsquanten dem Verhältzugeführt wird und die abhängig vom Wert der nis der Größen der positiven und negativen Ladungsbinären Impulse dem ersten Integrationskonden a- quanten, die im Sender (Deltamodulationskodierer) tor ein positives Ladungsquantum bzw. ein angewandt werden, entspricht.

negatives Ladungsquantum zuführt. q Beschreibung der Erfindung

B) Stand der Technik Aufgabe der Erfindung ist es, den eingangs genannten Sin Deltamodulationsdekodierer der vorstehend Deltamodulationsdekodierer derart zu verbessern, daß genannten Art ist aus der DE-OS 26 24 637 bekannt und auch in einem derartigen als Empfänger in einem ist dort nur auf der Sendeseite angeordnet, während im Fernmeldesystem verwendeten Deltamodulationsdeko-Empfänger lediglich ein Doppelintegrationsnetzwerk 60 dierer das Verhältnis der Größen der positiven und der verwendet wird, bei dem der gemeinsame zweite negativen Ladungsquanten dem Verhältnis der Größen Eingangs- und Ausgangsanschluß direkt mit Bezugspö- der positiven und negativen Ladungsquanten, die im tential verbunden ist. Der zweite Integrationskondensa- Sender verwendet werden, entspricht tor im sendeseitigen Dekodierer dieses mit Kompres- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, sionsregelung arbeitenden Deltamodulationssystems 65 daß der Dekodierer dient dazu, die insbesondere bei niedrigen Eingangspegeln (ab 3OdB unter Nennpegel) hervortretende - im Empfänger vorgesehen ist und Beeinflussung der Dynamikregelspannung durch die - mit einem Korrekturnetzwerk versehen ist, dem die

Spannung am zweiten Integrationskondensalor zur Regelung der Größe der Ladungsquanten mindestens einer der beiden Polariäten, die dem ersten Integrationskondensator zugeführt werden, zugeführt wird.

In dem im Bezugsmaterial 3 beschriebenen Dekodierer wird jeweils, wenn eine Abweichung von dem gewünschten Verhältnis zwischen positiven und negativen Ladungsqu^iten auftritt, die Größe des nächsten positiven Ladungsquantums unmittelbar nachgeregelt, und zwar derart, daß diese Abweichung ausgeglichen wird/foi Gegensatz dazu findet in der erfindungsgemäßen Anordnung eine Mittelung statt, wodurch die Größe der Ladungsquanten abhängig von den mittleren positiven und negativen Ladungsquanten geregelt wird Dies hat zur Folge, daß in der erfindungsgemäßen Anordnung größere Abweichungen zwischen positiven und negativen Ladungsquanten korrigiert werden können als in der im Bezugsmaterial 3 beschriebenen Anordnung, was das Signal-Rauschverhältnis günstig beeinflußt

D) Bezugsmaterial

1. DE-OS 26 04 193.

2. Deltamodulation; H. R. Schindler; IEEE Spectrum, Heft 7, Oktober 1970, Seiten 69 bis 78.

3. U-S.-Patentschrift Nr. 37 54 234.

4. Deltamodulation systems; R. Steele; Pentech Press, London.

5. DE-AS 19 11 431.

E) Beschreibung der Ausführungsbeispiele

F i g. 1 zeigt einen blockschematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Deltamodulationsdekodierers,

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Korrekturnetzwerkes zur Verwendung in dem ih F i g. 1 dargestellten Dekodierer,

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Korrekturnetzwerkes zur Verwendung in einem nicht-linearen Deltamodula-lonsdekodierer.

E(I) Der allgemeine Aufbau des Dekodierers

In F i g. 1 ist teilweise blockschematisch der allgemeinen Aufbau des Deltamodulationsdekodierers nach der Erfindung dargestellt In diesem allgemeinen Ausführungsbeispit! werden die von einer Übertragungsleitung I herrührenden Impulse einem Impulsregenerator 2 zugeführt, der durch Taktimpulse eines Taktimpulsgenerators 3 gesteuert wird. Das digitale Ausgangssignal dieses Impulsregene.ators wird ebenso wie sein digitales Eingangssignal durch eine Folge von binären Impulsen gebildet Diese Impulse werden einer Stromquellenschaltung 4 zugeführt Diese Stromquellenschaltung liefert jeweils ein positives Ladungsquantum Qa_n, wenn am Eingang ein 1-Impuls auftritt, und ein negatives Ladungsquantum Qdea wenn am Eingang ein 0-Impuls auftritt Die Größe jedes dieser Ladungsquanten entspricht dem Produkt des von der Stromquellenschaltung 4 gelieferten Stromes und der Zeit, während der ein 1-Impuls oder ein 0-lmpuls am Eingang vorhanden ist. Diese Ladungsquanten werden über ein Korrekturnetzwerk 5 einem integrierenden Netzwerk 6 zugeführt, das hier auf bekannte Weise als sogenanntes doppelintegrierendes Netzwerk (siehe Bezugsmaterial 4) ausgebildet ist Dieses integrierende Netzwerk ist mit einem ersten Eingangsanschluß 7 und einem ersten Ausgangsanschluß 8 sowif einem gemeinsamen zweiten Eingangs- und Ausgangsanschluß T und 8^r versehen. Zwischen diesen Anschlüssen liegen auf die angegebene Weise ein erster Integrationskondensator C\ sowie ein Kondensator Ciund Widerstände R\, R₂ und R3. Der gemeinsame zweite Eingangs- und Ausgangsanschluß T und 8' des integrierenden Netzwerkes 6 ist über einen zweiten IntegrationskoncJensator G an Erdpotential gelegt Die Kapazität dieses Kondensators Ci wird um viele Male größer gewählt als die Kapazität von C), beispielsweise um einen Faktor 100 größer. Die Spannung an diesem Kondensator C3 wird dem Korrekturnetzwerk 5 zugeführt, das jeweils bei Änderung der Spannung an Cl in positiver Richtung die positiven Ladungsquanten verringert und/oder die

negativen Ladungsquanten vergrößert und bei Änderung der Spannung C3 in negativer Richtung die positiven Ladungsquanten vergrößert und/oder die negativen Ladungsquanten verringert. Der Aufbau des Ausgieichsnetzwerkes sowie seine Wirkungsweise wird nachstehend noch näher erläutert

Zum Erhalten des gewünschten ar'.'ogen Ausgangssignals wird die Spannung zwischen ä-in> Ausgangsanschluß des integrierenden Netzwerkes 6 und Erde auf bekannte Weise einem Tiefpaßfilter 9 zugeführt

Um die Wirkungsweise des in F i g. 1 dargestellten Dekodierers näher zu erläutern, wird vorausgesetzt daß er einen Empfänger bildet der mit einem Sender zusammenarbeitet in dem ein Informationssignal durch Deltamodulation in eine binäre Impulsreihe umgewan delt wird. Bekanntlich wird in einem derartigen Sender ein Prädiktionssignal erzeugt, das zu festen Zeitpunkten mit dem Informationssignal verglichen wird. Jeweils wenn das Prädiktionssignal kleiner ist als das Informationssignal, wird beispielsweise ein 1-Impuls erzeugt und wenn das Prädiktionssignal größer ist als das Informationssignal, wird ein O-Impuls erzeugt Diese 1-Impulse und 0-lmpulse werden nun zu dem in Fig. I dargestellten und als Empfänger wirksamen Dekodierer übertragen. Im Sender selbst werden diese Impuls? zum Erzeugen des Prädiktionssignals benutzt. Dieser Sender enthält dazu ebenfalls ein integrierendes Netzwerk, das denselben Aufbau hat wie das integrierende Netzwerk 6, das in Fig. 1 dargestellt und ebenfalls mit einem Integrationskondensator versehen ist, der dem Konden sator Ci in Fi g. 1 entspricht In diesem Sender wird zum Erzeugen des Prädiktionssignals jewei'i infolge eines !-Impulses dem Integrationskondensator ein positives Ladungsquantum Qcodund jeweils infolge eines 0-Impulses ein negatives Ladungsquantum Qcod zugeführt Wird diesem Sender ein bestimmtes Informationssignal zugeführt (untenstehend als Bezugsinformationssignal bezeichnet), so wird in dem Fall, wo Q₀₀J dem Wert Qcod genau entspricht, eine bestimmte Impulsreihe erhalten; diese Ifnpulsreihe wird jUs Bezugsreihe bezeichnet. Ist jedoch Qcod größer als Qcod. so entsteht bei Kodierung des Bezugsinformationssignals eine Impulsreihe (untenstehend als erste Impulsreihe bezeichnet), die gegenüber der Bezugsreihe mehr 0-Impulse enthalten wird. Ist dagegen CW kleiner als Qcod, so entsteht bei Kodierung des Bezugsinforma ionssignals eine Impulsreihe (untenstehend als -weite Impulsreihe bezeichnet) die gegenüber der Bezugsreihe mehr I-Impulse enthalten wird.

Wird nun dem in F i g. 1 dargestellten Dekodierer die genannte Bezugsimpulsreihe zugeführt und entspricht Qdcc genau dem Wert QW, so wird am Ausgang des Filters 9 ein Signal verhalten, dessen Form der des Bezugsinformationssignals genau entspricht. Am Kondensator C3 tritt nun eine Spannung auf, die durch-

schnittlich den Wert O hat.

Wird diesem Dekodierer die obengenannte Impulsreihe zugeführt und entspricht CW wieder dem Wert Qa_n-, so wird sich am Kondensator G eine mittlere negative und in der Größe zunehmende Spannung V_cJ aufbauen. Infolge dieser Spannung Vcj werden beispielsweise die positiven Ladungsquotienten CW derart vergrößert, daß diese Spannung V_cs auf einen Wert VriR zurückgebracht wird, wobei diese positiven Ladungsquanten CW eine derartige Größe annehmen, daß die mittlere Spannung am Kondensator G nicht mehr ändert. Dies bedeutet dann, daß

CW= (?</«· und C><w= CW
ist, oder im allgemeinen, daß

ist, und dies hat zur Folge, daß das am Ausgang des Filters 9 auftretende Signal in der Form der Form des Bezugssignals genau entspricht.

Wenn dem Dekodierer die obengenannte zweite Impulsreihe zugeführt wird und CW dem Wert CW entspricht, so wird sich am Kondensator G eine mittlere positive und in der Größe zunehmende Spannung K-j aufbauen. Infolge dieser positiven Spannung V_Cj werden beispielsweise wieder die positiven Ladungsquanten derart verringert, daß diese Spannung V_Cj auf einen Wert V_Cjr zurückgebracht wird, wobei diese positiven Ladungsquanten CW eine derartige Größe annehmen, daß die mittlere Spannung am Kondensator G nicht mehr ändert. Dies bedeutet dann wieder in der Allgemeinheit, daß

CWiQjcc=Qco<>'CW

ist und daß das Ausgangssignal des Filters 9 bezüglich der Form dem Bezugssignal genau entspricht.

Es sei bemerkt, daß die Spannung V_Cjr sehr klein sind, wenn die Eingangsempfindlichkeit des Korrekturnetzwerkes 5 groß ist.

E(2) Das Korrekturnetzwerk 5

40

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Korrekturnetzwerkes zum Ändern des von der Stromquellenschaltung 4 gelieferten Stromes infolge der Spannung V_cj am Kondensator G dargestellt. Dieses Korrekturnetzwerk ist mit einer positiven Speisespannungsleitung 10 und einer negativen Speisespannungsleitung 11 versehen. Weiter enthält dieses Korrekturnetzwerk einen Schalter, der durch einen npn-Transistor 12 gebildet wird, dessen Emitter an die Leitung 11 angeschlossen ist Die Basis dieses Transistors 12 ist an den Ausgang eines Wandlers 13 angeschlossen, dessen Eingang an den Ausgang des in Fig. 1 dargestellten Taktimpulsgenerators 3 angeschlossen ist

Dieses Korrektumetzwerk ist weiter mit einer ersten und einer zweiten stromgesteuerten Stromquellenschaltung versehen, die je als sogenannte Stromspiegelschaltung ausgebildet sind. Insbesondere wird die erste Stromspiegelschaltung auf bekannte und in der Figur angegebene Weise durch zwei npn-Transistoren 14 und 15 gebildet, wobei die Basis des Transistors 14 mit seinem Kollektor verbunden ist und wobei der Transistor 15 mit zwei Emitterelektroden verseben ist Die zweite Stromspiegelschaltung wird durch die in der Figur angegebene gegenseitige Kopplung des Transistors 14 mit einem npn-Transistor iö gebildet Die Emitterelektroden der Transistoren 14,15 und 16 sind an die negative Speisespannungsleitung 11 gelegt und die Basis jedes der Transistoren 15 und 16 ist mit dem Kollektor des Transistors 14 verbunden.

Vom Transistor 14 ist der Kollektor weiter über einen Widerstand 17 an l>dpotential angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 15 ist an einen Differenzverstärker angeschlossen, der durch die zwei npn-Transistoren 18 und 19 gebildet wird, deren Emitterelektroden miteinander und mit dem Kollektor des Transistors 15 verbunden sind. Die Basis des Transistors 18 ist weiter an Erdpotential angeschlossen, und die Basis des Transistors 19 ist mit dem gemeinsamen Eingangs- und Ausgangsanschluß T und 8' des integrierenden Netzwerkes 6 verbunden, so daß dieser Basis die Spannung Vc-jzugeführt wird.

Der Kollektor des Transistors 19 ist an die positive Speisespannungsleitung 10 angeschlossen. In den Kollektorkreis des Transistors 18 ist eine Stromspiegelschaltung aufgenommen, die durch den als Diode geschalteten pnp-Transistor 20 und den Transistor 21 gebildet wird. Die Basis ücs Transistors 20 jst c;ncrsc;;s mit seinem Kollektor und andererseits mit der Basis des Transistors 21 verbunden. Die Emitterelektroden dieser Transistoren 20 und 21 sind weiter mit der positiven Speisespannungsleitung 10 verbunden. Der Ausgang dieser Stromspiegelschaltung wird durch den Kollektor des Transistors 21 gebildet und ist an den Ausgang der Stromquellenschaltung 4 sowie an den Kollektor des Transistors 16 angeschlossen. Der Verbindungspunkt A des Kollektors des Transistors 21 und der Ausgang der Stromquellenschaltung 4 ist weiter an den Eingangsanschluß 7 des integrierenden Netzwerkes 6 angeschlossen.

Damit ein gutes Bild der Wirkungsweise des in F i g. 2 dargestellten Korrekturnetzwerkes erhalten wird, wird vorausgesetzt, daß die Stromquellenschaltung 4 jeweils beim Auftreten eines 1-Impulses am Eingang einen Strom /0 liefert, der zu dem integrierenden Netzwerk 6 fließt. Dieser Strom wird vom Korrekturnetzwerk in einen Strom Is umgewandelt, der ebenfalls zu dem integrierenden Netzwerk 6 fließt. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß die Stromquellenschaltung 4 jeweils, wenn an ihrem Eingang ein 0-Impu!s auftritt, einen Strom /0 liefert dessen Größe der Größe des Stromes /₀ entspricht, aber der zu der Stromquellenschaltung 4 fließt. Dieser Strom wird vom Korrekturnetzwerk 5 in einen Strom U umgewandelt, der dem integrierenden Netzwerk 6 entnommen wird.

Wenn nun vom Taktimpulsgenerator 3 kein Taktimpuls geliefert wird, ist der Transistor 12 leitend, und durch diesen Transistor 12 fließt ein derartiger Strom, daß durch den Transistor 14 kein Strom fließt Weil die Stromquellenschaltung meistens derart eingerichtet ist daß sie keinen Strom liefert, wenn vom Taktimpulsgenerator 3 kein Taktimpuls geliefert wird, wird beim Fehlen eines Taktimpulses dem integrierenden Netzwerk 6 kein Strom zugeführt, wird demselben jedoch auch kein Strom entnommen.

Wenn jedoch vom Taktimpulsgenerator 3 ein Taktimpuls geliefert wird, ist der Transistor 12 nicht länger leitend, und durch den Transistor 14 wird ein Strom /fließen, und zwar in der angegebenen Richtung, infoige dieses Stromes fließt im Koüektorkreis des Transistors 15 ein Strom 2/ und im Kollektorkreis des Transistors 16 ein Strom Z In den Kollektorkreisen der Transistoren 1β und 19 fließen nun in der angegebenen Rkhfüüg Ströme, deren Größen durch /; bzw. k bezeichnet sind. Für diese Ströme gilt, daß /1 + fe=2/ist Infolge dieses Stromes /1 im Kollektorkreis des

Transistors 18 fließt im Kollektorkreis des Transistors 21 ebenfalls der Strom Λ, und zwar in der angegebenen Richtung.

Wird nun vorausgesetzt, daß die Spannung V_r, am Kondensator Cj dem Wert Null entspricht, so ist /, = /₂= /. so daß /,= /ο= A = T₀.

Wenn die Spannung Kj jedoch positiv wird, wird /ι = Ι-ΔΙ und wird /₂= Ι+ΔΙ, wobei zl/dem Wert V_Cs propotional isL Weil im Kollektorkreis des Transistors 16 ausschließlich der konstante und unveränderliche η Strom / fließen kann und auch die Ströme k und k unveränderlich sind durch das Korrekturndlzwerk 5, hat die Änderung der Ströme Λ und /2 zur Folge, daß U dem Wert In-Al gleich wird und daß T₁ dem Wert Ίο+ΔΙ gleich wird. ;

Wird die Spannung Vo negativ, so wird Λ^ Ι+ΔΙ und /? = Ι—ΔΙ. Analog dem Obenstehenden hat dies zur Folge,daß /,gleich Ιο + ΔΙυηά /,gleich A>-zl/wird

E(3)Adaptiv-Deltamodubtionsdekodierer

Obenstehend wurde stillschweigend vorausgesetzt. daß die positiven Ladungsquanten untereinander alle in ihrer Größe gleich sind und daß dies auch für alle negativen Ladungsquanten gilt. Ein derartiger Deltamodulationsdekodierer ist als linearer Deltamodulation- _>, dekodierer bekannt Obschon die Verwendung des Korrekturnetzwerkes in einem linearen Deltamodulationsdekodierer zur Verringerung der Signalverzerrung, die ohne Verwendung des Korrekturnetzwerkes entsteht, äußerst sinnvoll ist, spielt die Verwendung eines », derartigen Korrekturnetzwerkes in einem Adaptiv-Deltarrvidulationsdekodierer eme besonders wichtige Rolle. Bekanntlich sind bei einem Adaptiv-Deltamodulationsdekodierer die positiven Ladungsquanten und auch die negativen Ladungsquanten untereinander nicht alle von <-, derselben Größe, sondern wird die Größe dieser Ladungsquanten nach irgendeiner Methode geändert. Es dürfte einleuchten, daß, wenn in einem Adaptiv-Deltamortnlalionsdekodierer das Verhältnis Qfc</CW um einen_bestimmten Prozentsatz von dem Verhältnis Qcoa'Qcod abweicht, die absoluten Abweichungen derart sein können, daß das analoge Ausgangssignal des Filters 9 (siehe F i g. 1) gegenüber dem ursprünglichen analogen Informationssignal wesentlich verzerrt ist

In Fig.3 ist ein Adaptiv-Deliamodulationsdekodierer dargestellt, in dem zum Ändern der Größe der Ladungsquanten eine Methode angewandt wird, die im Bezugsmateriai 2. 4, 5 und an vielen anderen Literaturstellen eingehend beschrieben worden ist In F i g. 3 sind diejenigen Elemente, die zum Ändern der κ Größe der Ladungsquanten entsprechend der bekannten Methode benutzt werden, nur schematisch dargestellt Weiter sind in Fig.3 diejenigen Elemente, die auch, in den Anordnungen vorhanden sind, die in den Figuren t und 2 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen wie in den F ig. 1 und2 bezeichnet

Der AdapüV-DeltanKxiuiationsdekodierer aus F i g. 3 enthält wieder den Impulsregenerator 2, der durch den Taktimpulsgenerator 3 gesteuert wird and dem die an der Obertragungsiertnng t auftretenden Deltamodulationsönpaise zugeführt werden, die von einem Adaptiv-DeltamoduJatioBskodierer erzeugt sind Üblicherweise wird hier vorausgesetzt; daß in dem Kodierer dieselbe Methode zum Ändern der Größe der Ladungsquanten angewandt wird wie m dem in Fig.3 dargestellten es DekcsSerer. Die am A-Kgyg des finpabgenerators 2 auftretenden Q-hnpulse und 1-Impulse steuern eine nur auf symbolische Weise dargestellte Schaltungsanordnung 26. der zugleich el ic Taktimpulse des Taktimpulsgenerators 3 zugcfüh^rt werden und die mit zwei Ausgängen 27 und 28 versehen ist. Jeweils wenn ein 0-lmpuls in dem Ausgangssignal des Impulsgenciators 2 auftritt, wird dem Ausgang 27 der Schaltungsanordnung 26 der Taktimpuls zugeführt, während jeweils, wenn in dem Ausgangssignal des Impulsregencrators ein 1-Impuls auftritt, der Taktimpuls dem Ausgang 28 dieser Schaltungsanordnung 26 zugeführt wird.

An den Ausgang 28 der Schaltungsanordnung 26 ist ein Impulsreihendetektor 29 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang einer steuerbaren Stromquellenschaltung 30 verbunden ist, die zugleich vom Taktimpulsgenerator 3 gesteuert wird und die jeweils beim Auftritt eines Taktimpulses einen Strom /von nur einer Polarität und mit einem vorbestimmten Minimalwert /0 liefert. Diese Stromquellenschaltung kann beispielsweise auf die Weise aufgebaut sein, wie diese eingehend im Bezugsmaterial 1 beschrieben worden ist. Jeweils beim Auftritt verherbestirnnv^r *ⁱr^c**³r ^rpⁿⁱⁱ!smuster in dem Deltamodulationssignal wird der Strom /, der von der Schaltungsanordnung 30 geliefert wird, um einen bestimmten Betrag vergrößert. Treten diese ersten Impulsmuster nicht auf oder treten bestimmte zweite Impulsmuster auf, so wird dieser Strom /jeweils um einen bestimmten Betrag verkleinert.

Weil dem integrierenden Netzwerk 6 positive sowie negative Ladungsquanten zugeführt werden müssen, muß der von der Stromquellenschaltung 30 gelieferte unipolare Strom in einen bipolaren Strom umgewandelt werden. Dazu wird dieser Strom / einer Modulationsschaltung 31 zugeführt, die mit einem Ausgangsanschluß

32 versehen ist, der an die Eingangsquelle 7 des integrierenden Netzwerkes 6 angeschlossen ist. Diese Modulatorschaltung 31 ist weitgehend auf dieselbe Weise aufgebaut wie die in dem Kodierer und Dekodierer aus dem Bezugsmaterial 1 beschriebene Modulationsschaltung und wird vollständigkeitshalber noch näher beschrieben.

Die dargestellte Modulationsschaltung 3t enthält eine Stromquelle in Form des Transistors 33, dessen Basis an den Ausgang der steuerbaren Stromquellenschaltung 30 angeschlossen ist und dessen Emitter an einer negativen Speisespannung liegt. Dieser Transistor 33 bildet zusammen mit einem npn-Transistor 22, dessen Emitter an die negative Speisespannung gelegt und dessen Kollektor mit seiner Basis verbunden ist. die ihrerseits mit der Basis des Transistors 33 und dem Ausgang der steuerbaren Stromquellenschaltung 30 verbunden ist, eine Stromspiegelschaltung, so daß, wenn von der Stromquellenschaltung 30 ein Strom /geliefert wird, im Koliektorkreis des Transistors 22 sowie des Transistors

33 ein Strom / fließt, und zwar in der in der Figur angegebenen Richtung. Dieser im Kollektorkreis des Transistors 33 auftretende Strom /wird als Speisestrom für einen Differenzverstärker benutzt, der durch die zwei Transistoren 34 und 35 gebildet wird, deren Emitterelektroden miteinander und mit dem Kollektor des Transistors 33- verbunden sind. Die Basis des Transistors 34 ist mit dem Ausgang 28 der Schaltungsanordnung 26 und die Basis des Transistors 35 ist mit dem Ausgang 27 der Schaltungsanordnung 2fr verbunden.

In den Kollektorkreis des Transistors 34 ist eine stromgesteuerte Stromquellenschaltung 38 aufgenommen und in den Kollektorkreis des Transistors 35 eine stromgesteuerte Stromquellenschaltung 39. Diese Stromquellenschaltungen 38 und 39 sind wieder als

Stromspiegelschaltung ausgebildet. Insbesondere wird die Stromspiegelschaltung 38 auf bekannte und in der Figur angegebene Weise durch zwei pnp-Transistoren 40 und 41 und einen als Diode geschalteten Transistor

42 gebildet. Der Kollektor des Transistors 41 und die Basis des Transistors 40 sind dabei miteinander und mit dem Kollektor des Transistors 34 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren 41 und 42 liegen an einer positiven Speisespannung. Der Ausgang dieser Stromspiegelschaltung 38 wird durch den Kollektor des Transistors 40 gebildet. Die Stromspiegelschaltung 39 ist auf dieselbe Weise aufgebaut wie die Stromspiegelschaltung 38 und enthält ebenfalls zwei pnp-Transistoren 43 und 44 und einen als Diode geschalteten pnp-Transistor 45. Auch bei dieser Schaltungsanordnung 39 ist die Basis des Transistors 43 mit dem Kollektor des Transistors 44 und mit dem Kollektor des Transistors 35 verbunden. Auch hier sind die Emitterelektroden der Transistoren 44 und 45 an die positive Speisespannung geiegt. Der Ausgang der Siiomspiege!- schaltung 39 wird durch den Kollektor des Transistors

43 gebildet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ausgang der Stromspiegelschaltung 38 unmittelbar mit der Ausgangsklemme 32 der Modulationsschaltung 31 und der Ausgang der Stromspiegelschaltung 39 mit diesem Ausgangsanschluß 32 über eine Polaritätsumkehrschaltung 46 verbunden. Diese Schaltungsanordnung 46 ist ebenfalls als Stromspiegelschaltung ausgebildet, nun aber mit npn-Transistoren. Insbesondere wird diese Stromspiegelschaltung 46 auf bekannte und in der Figur angegebene Weise durch die zwei Transistoren 47 und 48 und den als Diode geschalteten Transistor 49 gebildet. Die Basis des Transistors 47 ist nun mit dem Kollektor des Transistors 48 und mit dem Ausgang der Stromspiegelschaltung 39 verbunden. Die Emitterelektroden der Transistoren 48 und 49 liegen an der negativen Speisespannung. Der Ausgang dieser Stromspiegelschaltung 46 wird durch den Kollektor des Transistors 47 gebildet und ist unmittelbar mit der Ausgangsklemme 32 der Modulationsschaltung 31 verbunden.

Die Wirkungsweise der obenstehend beschriebenen und bekannten Modulationsanordnung 31 ist nun wie folgt:

Wird von der steuerbaren Stromquellenschaltung 30 ein Strom / geliefert, so fließt, wie bereits erwähnt, in dem Kollektorkreis des Transistors 33 ein Strom /in der Richtung, die in der Figur angegeben ist. Wenn nun der Transistor 34 leitend und folglich der Transistor 35 nichtleitend ist, wird bei einem gegebenen Wert ρ des Stromverstärkungsfaktors der Stromspiegelschaltung 38 im Kollektorkreis des Transistors 40 ein Strom pl fließen, und zwar in der angegebenen Richtung. Ein positives Ladungsquantum entspricht nun dem Produkt dieses Stromes pl und der Zeit, während der der Transistor 34 im leitenden Zustand ist Wenn der Transistor 34 sich im nichtleitenden Zustand befindet und der Transistor 35 im leitenden Zustand, so wird der Strom pl im Kollektorkreis des Transistors 43 fließen, und zwar in einer Richtung, die in der Figur gestrichelt angegeben ist. Dieser Strom wird von der Stromspiegelschaltung 46 in einen Strom umgewandelt, dessen Größe dem Wert pl entspncht und dessen Richtung in der Figur gestrichelt angegeben ist Ein negatives Ladungsquantum entspricht nun dem Produkt aus dem letztgenannten Strom pl und der Zeit während der der Transistor 35 im leitenden Zustand ist.

Obenstehend wurde stillschweigend davon ausgegangen, daß die Stromverstärkungsfaktoren der Stromspiegel 38 und 39 einander genau entsprechen und daß der Stromverstärkungsfaktor des Stromspiegels 46 genau Ί dem Wert 1 entspricht. In der Praxis hat es sich jedoch als unmöglich ergeben, Stromspiegel zu verwirklichen, die alle denselben Siromverstärkungsfaktor aufweisen oder die einen Stromverstärkungsfaktor aufweisen, der dem Wert 1 genau entspricht. Dies ist einer der Gründe,

in weshalb in praktischen Deltamodulationsübertragungssystemendas Verhältnis QcodlQcod niemals dem Verhältnis QdcJQdec genau entspricht.

Um in dem in Fig.3 dargestellten Dekodierer die obengenannten Verhältnisse einander entsprechen zu lassen, ist auch dieser Dekoder mit einem Korrekturnetzwerk 5 versehen. Dieses Korrekturnetzwerk wird nun durch zwei Transistoren 50 und 51 gebildet, dernn Emitterelektroden miteinander verbunden sind und die zusammen wieder einen Differenzverstärker bilden.

.mi Dieses Kcrrckt'jrrislz'.verk 5 enthält weiter ?in?r> »l« Stromquelle wirksamen Transistor 52, dessen Basis an den Ausgang der steuerbaren Stromquellenschaltung 30 angeschlossen ist und dessen Kollektor an die Emitterelektrode der Transistoren 50 und 51 angeschlossen ist. Der Emitter dieses Transistors 52 liegt an der negativen Speisespannung. Von dem Transistor 50 ist der Kollektor mit dem Kollektor des Transistors 34 verbunden, und die Basis liegt an Erdpotential. Von dem Transistor 51 ist der Kollektor mit dem Kollektor des

«ι Transistors 35 verbunden, und der Basis wird die Spannung Vci über den Kondensator Cj zugeführt.

Die Wirkungsweise des Differenzverstärkers, der durch die Transistoren 50, 51 und 52 gebildet wird, entspricht der des Differenzverstärkers, der durch die Transistoren 34, 35 und 33 gebildet wird. Wird insbesondere von der steuerbaren Stromquellenschaltung 30 ein Strom mit der Größe /geliefert, so fließt im Kollektorkreis des Transistors 33 sowie im Kollektorkreis des Transistors 52 ein Strom, dessen Größe dem Wert / entspricht und dessen Richtung in F i g. 3 angegeben ist Infolge des Stromes / im Kollektorkreis des Transistors 52 fließen in den Kollektcrkreisen der Transistoren 50 und 51 die Ströme Λ und h, und zwar derart dafl' /i + /₂ = 2/ ist. Wenn V_c3 gleich 0 ist, ist /, = /₂ = l/₂/.

Wenn nun der Transistor 34 leitend ist fließt im Kollektorkreis des Transistors 41 ein Strom /+ /ι, und die Stromspiegelschaltung 38. liefert einen Strom p(l+1\\ Im Kollektorkreis des Transistors 44 fließt nun

so ein Strom h. so daß die Stromspiegelschaltung 39 den Strom ph liefert Am Ausgang 32 der Modulationsschaltung 31 tritt nun ein Strom I, auf, der dem Wert p(l+ Λ — ht) entspricht
Wenn der Transistor 35 leitend ist, fließt im Kollektorkreis des Transistors 41 ein Strom Z₁, und die Stromspiegelschaltung 38 liefert einen Strom pl\. Im Kollektorkreis des Transistors 44 fließt nun ein Strom /+ h, so daß die Stromspiegelschaltung 39 den Strom p(l+l-z) liefert. _Der in diesem Fall auftretende Ausgangsstrom U der Modulationsschaltung 31 entspricht nun dem Wert: p(I—1\ + /2).

Falls Vc3=0 ist gilt Λ = 6= V₂/, so daß dann I₁=pl und Is=pl ist. Wenn Vci positiv wird, gilt h—*lzl+Al und l\ = ^xhl—al, wobei ΔΙdem Wert Va proportional ist Dadurch wird 1₅=ρ(1-2ΔΙ) und wird T_s=p(l+2Al). Wird jedoch Vci negativ, so güt_lt = ⁱ/2l+AI und =/*/+ 2ai)unai_s=p(i-2Ai)\si.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

infolge von unvermeidlichen Leckströmen, Toleranzen

Patentanspruch: und !//"-Geräusch in dem Vergleichskreis erzeugte,

langsam variierende Störspannung stark herabzusetzen,

Deltamodulationsdekodierer zum Umwandeln Weitere Ausführungsformen von Deltamodulations-

eines digitalen Signals aus einer Folge von binären 5 dekodierern sind in dem Bezugsmaterial 1 und 2 Impulsen in ein analoges Signal mit: (Abschnitt D) beschrieben.

Durch Zuführung eines positiven Ladungsquantums

— einem integrierenden Netzwerk, das mit einem wird die Ausgangsspannung des integrierenden Netzersten Integrationskondensator sowie einem Werkes um einen bestimmten Wert erhöht Durch ersten Eingangs- und Ausgangsanschluß und ,₀ Zuführung eines negativen Ladungsquantums wird die einem gemeinsamen zweiten Eingangs- und Ausgangsspannung des integrierenden Netzwerkes um Ausgangsanschluß versehen ist, der über einen denselben Wert verringert Eines der Probleme, die im zweiten Integrationskondensator an eine Quel- allgemeinen in einem Sender und in einem Empfänger Ie festen Bezugspotentials angeschlossen ist, eines Deltamodulationsübertragungssystems auftreten,

— eine Stromquellenschaltung, der das digitale 15 ist, daß im Sender sowie im Empfänger die positiven Signal zugeführt wird und die abhängig vom Ladungsquanten in der Größe den negativen Ladungs-Wert der binären Impulse dem ersten Integra- quanten niemals genau entsprechen. Wenn außerdem tionskondensator ein positives Ladungsquan- der Unterschied in der Größe zwischen positiven und turn bzw. ein negatives Ladungsquantum negativen Ladungsquanten im Sender dem Unterschied zuführt, 20 in der Größe zwischen positiven und negativen

Ladungsquanten im Empfänger nicht entspricht, entste-

dadurch gekennzeichnet, daß der Deko- hen starke Abweichungen der gewünschten Linearität dierer der Signalübertragung.

Damit diese Abweichungen der Linearität der

— im Empfänger vorgesehen ist und 25 Signalübertragung eine zulässige Grenze nicht über-

— mit einem Korrekturnetzwerk (5) versehen ist, schreiten, wird bei den Sendern sowie bei den dem die Spannung am zweiten Integrationskon- Empfängern, die in dem Bezugsmaterial 1 und 2 densator (Cj) zur Regelung der Größe der beschrieben worden sind, dafür gasorgt, daß die Ladungsquanten mindestens einer der beiden positiven und negativen Ladungsquanten einander Polaritäten, die dem ersten Integrationskonden- 30 genau entsprechen. Eine völlig andere Lösung, die sator(Ci) zugeführt werden, zugeführt wird. Abweichungen der Linearität der Signalübertragung

unterhalb einer zulässigen Grenze zu halten und die zu