DE2906139A1

DE2906139A1 - Anordnung zum dekodieren eines mit adaptiver deltamodulation kodierten signals

Info

Publication number: DE2906139A1
Application number: DE19792906139
Authority: DE
Inventors: Ludwig Desire Johan Eggermont
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-17
Publication date: 1979-08-23
Also published as: US4233684A; AU4433379A; GB2014811B; FR2417894A1; NL7801909A; GB2014811A; JPS54122965A

Description

N.V. Philips' 6loeilampenfabr;-:kön, Eindhoven

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"Anordnung zum Dekodieren eines mit adaptiver Deltamodulation kodierten Signals"

1. Bereich der Erfindung.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung" zum Dekodieren eines digitalen Signals, das durch ein mit Hilfe adaptiver Deltamodulation kodiertes analogen Datensignal gebildet wird, welche Anordnung mit einem Dynamikexpan— sionskreis mit einem Dynamikregelsignalgenerator und mit einem Impulsmodulator zum Modulieren des zu dekodiex'enden digitalen Signals mit dem Dynamikregelsignal versehen ist, wobei das modulierte Signal einem Umsetzer zur Rekonstruktion des analogen Datensignals zugeführt wird.

Unter adaptiver Deltamodulation sei ebenfalls adaptive Delta-Sigmamodulation verstanden.

2. Stand der Technik.

Eine Anordnung vorbeschriebener Art ist aus der US-PS 3 703 688 bekannt (siehe insbesondere Fig. 3). In dieser bekannten Anordnung enthält der Umsetzer die Reihenschaltung eines Integrators und eines Tiefpassfilters.

Wenn das analoge Datensignal mittels adaptiver Delta-Sigmamodulation kodiert ist, wird der Umsetzer keinen Integrator, sondern ausschliesslich ein Tiefpassfilter enthalten.

Bei der Verwendung des bekannten Systems enthält das modulierte digitale Signal Komponenten mit einer

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Frequenz gleich der Impulswiederholungsfrequenz des zu dekodierenden digitalen Signals. Diese Komponenten können eine ziemlich grosse Amplitude besitzen, und das Tiefpassfilter weist eine ziemlich komplexe Struktur auf, wenn die erwähnten Komponenten ausreichend unterdrückt werden sollen, ohne dabei das Frequenzspektrum des analogen Daten-

* signals zu beeinträchtigen.

3« Darstellung der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine genaue Rekonstruktion des analogen Datensignals verwirklicht wird und bei der ein in bezug auf den bekannten Stand der Technik einfacheres Tiefpassfilter verwendet werden kann.

Die Anordnung nach der Erfindung ist dazu mit einem interpolierenden Digitalfilter mit einer signalunabhängigen Impulswiedergabe zum Interpolieren des zu dekodierenden digitalen Signals vor der Modulation mit dem Dynaniikregelsignal versehen.

Es sei bemerkt, dass es allgemein bekannt ist, dass ein Filter zum Filtern digitaler Signale vereinfacht werden kann^ indem die Wiederholungsfrequenz der dem Filter zuzuführenden Signale erhöht wird.

Das Vereinfachen des Tiefpassfilters ist wesentlich wichtig, um bei dem Integrieren von Anordnungen der eingangs erwähnten Art in einem Halbleiter die Anzahl ausserhalb der integrierten Schaltung gesondert anzuordnenden Komponenten zu reduzieren.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Erhöhung der Wiederholungsfrequenz des Digitalsignals vor der Modulation mit dem Dynamikregelsignal erfolgen kann, wenn die Bedingung erfüllt ist, dass das Dynamikregel signal über ein der Länge der Impulswiedergabe des

^S anzuwendenden interpolierenden Filters entsprechendes Intervall nur langsam variiert. Bei der Verwendung adaptiver Deltamodulation mit syllabischer Kompression zum Kodieren von Datensignalen mit dem Charakter von Sprachsignalen

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zeigt es sich in der Praxis bei einer Impulswiedergäbe, die sich über nur wenige, beispielsweise höchstens 5> Perioden des Digitalsignals erstreckt, dass die erwähnte Bedingung nahezu immer erfüllt wird.

Durch die Verwendung der Massnahme nach der Erfindung wird unter Beibehaltung des Vorteils einer Ver- * wirklichung nur mit einer geringen Anzahl von einer integrierten Schaltung der Anordnung getrennt anzuordnender Komponenten, beispielsweise einer oder zwei RC-Einheiten aus Widerständen und Kondensatoren mit grossen Werten, erreicht, dass die integrierte Schaltung selbst möglichst einfach sein kann, weil das interpolierende Filter nur zur Verarbeitung von Einbit-Deltamodulationswörtern eingerichtet zu sein braucht.
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k. Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Anordnung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild ein interpolierendes Digitalfilter für Verwendung in der Anordnung nach Fig. 1,

Fig·. 3 eine vorteilhafte Ausführungsform eines interpolierenden Digitalfilters für Verwendung in der An-Ordnung nach Fig. 1 , .

Fig. h einige Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkung des interpolierenden Digitalfilters nach Fig. 3· Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung nach der Erfindung ist mit einem Eingangsanschluss 1 zum Zuführen eines Digitalsignals versehen, das durch ein mit Hilfe adaptiver Deltamodulation kodiertes analoges Datensignal gebildet wird. Die Impulse mit einer Wiederholungsfrequenz f , aus denen das Digitalsignal aufgebaut ist, bilden Einbit-Kodewörter, die über einen von einer Impulsgebereinheit 2 gesteuerten Impulsregenerator 3 einem Dynamikregelsignalgenerator k und einem digitalen Impulsmodulator 5 zugeführt werden. Im digitalen Impulsmodulator 5 wird der Wert der zugeführten Kodewörter proportional dem Dynamik-

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regelsignal variiert. Die Ausgangskodewörter des digitalen Impulsmodulators 5 gelangen über einen Digital-Analogwand— ler' 6 an einen Umsetzer, der aus einem Integrator 7 ^und einem Tiefpassfilter 8 besteht, zur Rekonstruktion des analogen Datensignals, das an einem Ausgangsanschluss 9 für Weiterverarbeitung abgegriffen werden kann.

« Der Dynamikregelsignalgenerator 4 ist auf bekannte Weise, beispielsweise gemäss der Beschreibung in der DE-AS 19 11 431 aus einem Impulsfolgenanalysator 10 und einem integrierenden Netzwerk 11 aufgebaut.

Zur Vereinfachung des Tiefpassfilters 8 ist die Anordnung nach Fig. 1 entsprechend der Erfindung mit einem interpolierenden Digitalfilter 12 mit einer signalunabhängigen Impulswiedergabe zum Interpolieren des zu dekodierenden digitalen Signals vor der Modulation mit dem Dynamik— regelsignal ausgerüstet- Das interpolierende Digitalfilter 12 erhöht die Abtastfrequenz der zugeführten Impulse um einen Faktor q auf q.f .

Die Impulsgeneratoreinheit 2 enthält einen Impulsgenerator 13> der Impuls mit einer Frequenz q.f für die Steuerung des interpolierenden Digitalfilters 12 und des Impulsmodulators 5 erzeugt, und einen an den Impulsgenerator 13 angeschlossenen Frequenzteiler lh, der zur Steuerung des Impulsgenerators 3» des Impulsfοlgenanalysators 10 und des Integrators 11 Impuls mit einer Frequenz f erzeugt.

Es sei bemerkt, dass der Digital-Analogwandler 6 auch zwischen dem interpolierenden Digitalfilter 12 und dem Impulsmodulator 5 aufgenommen sein kann. In diesem Fall ist der Integrator 11 derart ausgeführt, dass ein analoges Dynamikregelsignal erhalten wird, und der Inipulsmodulator kann als analoger Impulsamplitudenmodulator ausgeführt sein.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines interpolierenden Digitalfilters für Verwendung in der Anordnung

nach Fig. 1 dargestellt. Ein derartiges Digitalfilter ist mit weiteren Einzelheiten in der DE-PS 25 ^O I76 beschrieben. In dem liier dargestellten Ausführungsbeispiel enthält es ein ringgekoppeltes Schieberegister 15, das aus N Ver-

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zögerungsabschnitten 15-1 > 15-2, ···» 15~Ν besteht, denen über einen Eingang 16 die Deltamodulationsbits X zugeführt werden. Unter der Steuerung vom Impulsgenerator 13 zu erzeugender Weiterschiebeimpulse werden die Deltamodulationsbits nacheinander einem Vervielfacher 17 zugeführt, der Ausgangsimpulse erzeugt, die eine mit in einem Festwert—

, speicher 18 gespeicherten Filterkoeffizienten gewogene Ausführung der zugeführten Deltainodulationsbits bilden. Die Ausgangsinipulse des Vervielfachers 17 erreichen anschliessend einen Addierer 19 für die Erzeugung des interpolierten Deltamodulationssignals an einem Ausgangsanschluss 20.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des interpolierenden Digitalfilters ist in Fig. 3 dargestellt. Die zu filternden Deltamodulationsbits X und X _Λ erreichen dabei

η η-1 ein aus zwei Verzögerungsabschnitten 21-1 und 21-2 aufgebautes Schieberegister 21 und anschliessexid zusammen mit vom Impulsgenerator 13 erzeugten Taktimpulsen C₁, c„, c„ und c. eine aus logischen NICHT-UND-Gattern 22-1 bis 22-11 und Umkehrstufen 22-12 und 22-13 aufgebautes logisches Netzwerk 22. An den Ausgängen der NICHT-UND-Gatter 22-9, 22-10 und 22-11 treten Ausgangsbits P₁, ρ bzw. p„ auf, die in einem Binärkode den interpolierten Wert der DeltamodulEvtionsbits kennzeichnen. Zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten interpolierenden Filters ist in der Tabelle 1 die Wahrheitstabelle des logischen Netzwerkes 22 eingetragen.

TABELLE 1

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TABELLE

290S13S

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X η	X _Λ η- 1	^C1	^C2	^C3	^C4	^P1	^P2	^P3
O	O	O	O	O	I	O	O	O
O	O	O	O	1	O	O	O	O
O	O	O	1	O	O	O	O	O
O	O	1	O	O	O	O	O	O
O	1	O	O	O	1	1	O	O
O	1	O	O	1	O	O	1	1
O	1	O	1	O	O	O	1	O
O	1	1	O	O	O	O	O	1
1	O	O	O	O	1	O	O	O
1	ρ	O	O	1	O	O	O	1
1	O	O	1	O	b	O	1	O
1	O	1	O	O	O	O	1	1
1	1	O	O-	O	1	1	O	O
1	1	O	O	1	O	1	. O	O
1	1	O	1	O	O	1	O	O
1	1	1	O	O	O	1	O	O

Fig. 4 zeigt einige Zeitdiagranime zur Erläuterung der Wirkung des Filters nach Fig. 3· In Fig. 4a ist das zu dekodierende Deltamodulationssignal X und in Fig. 4b das um eine Periode verzögerte Signal X ₁ dargestellt. Fig. 4c ... f stellt die Taktinipulse c - - Cr und Fig. 4g ... i die Ausgangsbits P₁ - p„ dar. In Fig. 4j ist das interpolierte Deltainodulationssignal nach der Digital-Anal ogwandlung dargestellt, wobei der Einfachheit halber angenommen worden ist, dass das Dynamikregelsignal konstant ist. Schliesslich ist in Fig. 4k mit S das integrierte ursprüngliche Deltainodulationssignal und mit S. das integrierte interpolierte Deltamodulationssignal angegeben.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE:

N Γ) Anordnung zum Dekodieren eines digitalen Signals, das durch ein mit Hilfe adaptiver Deltamodulation kodiertes analoges Datensignal gebildet wird, welche Anordnung mit einem Dynamikexpansionskreis mit einem Dynamikregelsignalgenerator und mit einem Impulsmodulator zum Modulieren des zu dekodierenden digitalen Signals mit dem Dynamikregelsignal versehen ist, wobei das modulierte Signal einem Umsetzer zur Rekonstruktion des analogen Datensignals zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mit einem interpolierenden Digitalfilter mit einer signalunabhängigen Iinpulswiedergabe zum Interpolieren des zu dekodierenden digitalen Signals vor der Modulation mit dem Dynamikregelsignal versehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

1G net, dass das intex'polierende Digitalfilter ein aus zwei Verzögerungselementen aufgebautes ringgekoppeltes Schieberegister sowie ein daran angeschlossenes, aus logischen Schaltelementen aufgebautes kombinatorischen Netzwerk enthält.

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