DE3149955A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur ermittlung der spektralen leistung bandbegrenzter signale - Google Patents

Verfahren und schaltungsanordnung zur ermittlung der spektralen leistung bandbegrenzter signale

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DE3149955A1 DE19813149955 DE3149955A DE3149955A1 DE 3149955 A1 DE3149955 A1 DE 3149955A1 DE 19813149955 DE19813149955 DE 19813149955 DE 3149955 A DE3149955 A DE 3149955A DE 3149955 A1 DE3149955 A1 DE 3149955A1
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Rainer Dr.-Ing. Portscht
Joachim Prof. Dr. 7900 Ulm Swoboda
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    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis

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Description

  • Beschreibung
  • Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung der spektralen Leistung bandbegrenzter Signale Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der spektralen Leistung bandbegrenzter Signale, bei dem die Signale vor der Verarbeitung abgetastet, quantisiert und digitalisiert werden sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
  • In Nachrichtenübertragung- und -vermittlungsanlagen besteht häufig die Aufgabe, die Leistung von bestimmten Nutzsignalen im Sprachband zu ermitteln. Solche Aufgaben sind beispielsweise die Hörtonüberwachung, die Mehrfrequenzcode-Signalisierung oder die Bestimmung der spektralen Leistung gesprochener Worte.
  • Es sind bereits zahlreiche Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Ermittlung der spektralen Leistung bekannt (z.B. Y.W. Lee, Statistical Theory of Communication, J.
  • Wiley & Sons, New York, 1960; J.S. Bendat, A.G. Piersol, Measurement and Analysis of Random Data, J. Wiley & Sons, New York, 1966).
  • Doch führen diese in der Regel zu einem großen Schaltungsaufwand, weil die Leistungsberechnung meist auf der Multiplikation des Eingangssignals mit sinus- oder cosinusförmigen Referenzschwingungen besteht. Als Beispiel sei die kontinuierliche Fouriertransformation (z.B. L.R.
  • Rabiner, B. Gold, Theory and Application of Digital Signal Processing, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1975) oder das Verfahren des Quadraturempfängers (H,D.
  • Lüke, Signalübertragung, Springer-Verlag, Berlin, 1975) genannt.
  • Da die Nutzsignale bandbegrenzt sind, können sie ohne Informationsverlust abgetastet und quantisiert werden. Die anschließende Ermittlung der spektralen Leistung kann dann entsprechend nach einem digitalen Verfahren erfolgen. Aber auch hierbei treten in der Regel als Operationen schaltungs- oder zeitaufwendige Multiplikationen auf.
  • Aus der deutschen Patentschrift DE-PS 27 23 570 ist bekannt, diese zeitaufwendigen Multiplikationen dadurch zu vermeiden, daß die cosinus- und sinusförmigen Referenzschwingungen nach Art der Arbeitsweise eines Ringmodulators durch die phasengleichen Rechteckschwingungen ersetzt werden. In diesem Fall wird die spektrale Leistung durch eine phasenselektive Gleichrichtung ermittelt. Dieses als Polaritätskorrelation bekannte Verfahren hat jedoch die Nachteile, daß, falls im Sprachband Signalanteile bei. ungeradzahligen Oberschwingungen der zu prüfenden Frequenz vorhanden sind, diese einen unerwünschten Beitrag zur gesuchten spektralen Leistung liefern. Ist die Abtastfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der zu prüfenden Frequenz, so tritt eine Phasenabhängigkeit der spektralen Leistung von der Phase der Eingangsschwingung in Bezug auf die Referenzschwingung auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung angegeben werden, die es gestatten, möglichst ohne schaltungstechnisch oder zeitlich aufwendige Multiplikationen auszukommen, gleichzeitig aber die Nachteile infolge etwaiger Spiegelfrequenzen und Phasenabhängigkeiten auf die Leistungsmessung zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannte Erfindung gelöst. Es ist nunmehr möglich, die spektrale Leistung mit wenig Aufwand in sehr kurzer Zeit zu ermitteln so daß mit diesem Verfahren Hörtöne und Mehrfrequenzcode-Signale in der erforderlich kurzen Zeit sicher erkannt und ausgewertet werden können.
  • Bei Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 können keine Oberwellenanteile der zu prüfenden Signalfrequenzen das Ergebnis verfälschen. Das Verfahren der spektralen Leistungsermittlung soll insbesondere'unter Verwendung preisgünstiger 8-Bit-Mikrorechner durchführbar sein. Es basiert auf den durch Gleichung 1 gegebenen Zusammenhang zwischen der spektralen Leistung bei der interessierenden Frequenz f1 und den mit der Frequenz fA abgetasteten Abtastwerten ui, wobei während der Meßzeit T = N/fA insgesamt N Werte vom auszuwertenden Signal abgetastet werden.
  • Die Abtastfrequenz ist mindestens doppelt so hoch gewählt wie die zu untersuchende Frequenz f1. Im Ausführungsbeispiel liegen die interessierenden Frequenzen f1 im Bereich zwischen 300 Hz und 3,5 kHz. Als Abtastfrequenz wurde fA = 8 kHz gewählt.
  • Während der Meßzeit T = N/fA müssen gemäß Gleichung 1 N Abtastwerte mit dem jeweiligen cos-Wert und dem jeweiligen sin-Wert, der von der laufenden Nummer i des Abtastwertes ui abhängt, multipliziert und getrennt die sich ergebenden Werte für i = 0 bis i = N-1 addiert werden. Die anschließende- Multiplikation der Summen mit dem Faktor 1/N, die Quadrierung und anschließende Addition der Quadratwerte findet nur einmal am Ende der Meßzeit statt und ist daher, auch was die Auswertezeit anbelangt, problemlos.
  • Da die Anzahl der Abtastwerte für eine ausreichend genaue Leistungsmessung bei etwa 200 liegt, müssen außer der jeweiligen Berechnung des Arguments der Kreisfunktionen und der Ermittlung der diesen Argumenten zugeordneten cos-und sin-Werte noch 2-N Multiplikationen durchgeführt werden.
  • Um an Rechenaufwand zu s-paren, werden in vorteilhafter Weise die 2-N Werte von cos(2-"-1i/fA) und sin(2-"-1i/fA) vorher berechnet und in einem Speicher abgelegt. Der Rechner, insbesondere ist hier an die Verwendung eines Mikrorechners gedacht, muß dann aber u.a.
  • immer noch jeden Abtastwert ui mit dem zuge-hörigen abgespeicherten cos- bzw. sin-Wert multiplizieren. Auch hierzu sind immer noch mehr als 2-N Multiplikationen erforderlich, die insbesondere bei einem 8-Bit-Standard-Mikrorechner sehr zeitaufwendig sind.
  • Eine wesentliche Verringerung des Rechenaufwandes wird durch Ersatz der sin- und cos-Funktion durch je eine Rechteckschwingung, einer sogenannten Signum-Funktion, erzielt. Jedoch ergeben sich hiermit die eingangs genannten Nachteile.
  • Gemäß der Erfindung wird jedoch statt der Signúm-Funktion, die lediglich die Werte +1 und -1 annimmt, ein mehrstufiges, insbesondere ein siebenstufiges Rechtecksignal verwendet, das eine Nährung für das sinusförmige Signal darstellt.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und vier Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen: FIG. 1: Verlauf einer vorteilhaften siebenstufigen cos-und sin-Referenzschwingung; FIG. 2: Blockschaltbild einer Anordnung zur Auswertung linear codierter Abtastwerte; FIG. 3: Blockschaltbild einer Anordnung zur Auswertung kompandierter PCM-Signale; FIG. 4: Blockschaltbild nach FIG. 3, jedoch für Mikrorechner geringer Wortbreite.
  • In FIG. 1 ist das verwendete siebenstufige Rechtecksignal oben für die cos-Funktion und unten für die sin-Funktion dargestellt. Abszisse ist wt = 2-"-fl-t, so daß die Periodendauer tp = 11f1 ist.
  • In dem bevorzugten Beispiel ist die Periode in 12 gleich lange Abschnitte a1 bis aM mit M = 12 aufgeteilt. Die Amplitudenstufen in diesen Abschnitten sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
  • Tabelle 1 Abs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 cos 1 {X/2 1/2 0 -1/2 -#3/2 -1 -fT/2 -1/2 0 1/2 t3/2 sin 0 1/2 F3/2 1 E3/2 1/2 0 -1/2 -fX/2 -1 -t3/2 -1/2 Durch die günstige Wahl dieser Amplitudenwerte werden in den jeweiligen Abschnitten in vorteilhafter Weise keine Spektralanteile von Oberschwingungen der zu prüfenden Frequenz bei der Leistungsmessung mitgemessen. Auch phasenabhängige Meßfehler werden vermieden.
  • Entsprechend den 12 Abschnitten sind nun gemäß der Erfindung 12 Akkumulationsspeicher vorgesehen, in die jeweils diejenigen Abtastwerte addiert werden, die gemäß Tabelle 1 mit dem gleichen Wertepaar zu multiplizieren sind. So werden beispielsweise alle Abtastwerte, die mit dem cos-Wert off/2 und dem sin-Wert 1/2 multipliziert werden müssen, in einem Akkumulationsspeicher A2 summiert und solche, welche mit dem cos-Wert 1/2 und dem sin-Wert v/2 multipliziert werden müssen, in einem AkkumuIationsspeicher A3. Negative Abtastwerte, die mit positiven Kreisfunktionen multipliziert werden müssen, müssen dann z.B.
  • vom Akkumulationsspeicher A2 bzw. A3 subtrahiert werden.
  • Um jedoch die Schwierigkeiten der vorzeichenbehafteten Arithmetik zu vermeiden, werden in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung negative Abtastwerte als positive Abtastwerte in einem Akkumulationsspeicher abgelegt, der einem Kreisfunktionswertepaar mit entgegengesetzter Polarität zugeordnet ist. So wird z.B. ein negativer Abtastwert, der mit dem cos-Wert {!/2 und einem sin-Wert 1t2 multipliziert werden muß, als positiver Abtastwert in den Akkumulationsspeicher A8 abgelegt und dort summiert.
  • Die in den Akkumulationsspeichern Al bis A12 aufsummierten Abtastwerte werden erst nach Ablauf der Meßzeit T mit den ihnen zugeordneten sin- und cos-Werten multipliziert und anschließend die jeweiligen Summen (E) gemäß Gleichung 1 gebildet. Das hat den Vorteil, daß nur noch wenige Multiplikationen und Additionen erforderlich sind und dadurch die Meßzeit ganz erheblich reduziert wird.
  • In FIG. 2 ist eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • Die zu prüfenden Analogsignale gelangen über den Eingang E zu einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 1, der von einem Taktgenerator 7, der auch weitere Taktsignale zur Steuerung der gesamten Schaltungsanordnung liefert, mit der Taktfrequenz 8 kHz versorgt wird und dadurch die Eingangssignale mit einer Abtastfrequenz fA = 8 kHz abtastet und sie in digitale Abtastwerte ui codiert. Der von der Einheit 6 gebildete Betrag der Abtastwerte ui wird anschließend von einem Abtastwert-Verteiler AWV 9 auf die M Akkumulationsspeicher A1 bis AM (im Ausführungsbeispiel ist M = 12) verteilt und zwar entsprechend den cos- und s-in-Werten, mit denen ihre jeweilige Summe multipliziert werden muß.
  • Nach der Zeit T werden, gesteuert von dem Zähler 2 und dem Taktgenerator 7 die Ausgangssignale der Akkumulationsspeicher 10 mit den jeweiligen gewichteten Eingängen zweier Summenglieder 141 und 142 verbunden. Die Gewichtsfaktoren 131 bzw. 132 sind entsprechend den cos- und sin-Werten der Tabelle 1 gewählt. Beispielsweise ist dem Akkumulationsspeicher A1 der Gewichtsfaktor a11 = 1 des Summengliedes 131 und der Gewichtsfaktor a21 = 0 des Signalgenerators 132 zugeordnet. Entsprechend gelten für den Akkumulationsspeicher A2 die Gewichtsfaktoren a 12 = 3/2 und a22 = 1/2 und für den Akkumulationsspeicher A3 folglich a 13 = 1/2 und a23 = {y/2 usw., wie der Ta-belle 1 entnommen werden kann.
  • Die Summierung der vom Summierglied 141 verarbeiteten Abtastwerte entspricht in Gleichung 1 dem Wert der ersten Summe und die Summierung der vom Summierglied 142 verarbeiteten Abtastwerte der zweiten Summe. Diese Summen brauchen lediglich noch jeweils mit 1/N bewertet, quadriert und schließlich addiert zu werden, was in FIG. 2 durch die Bewertungsglieder 151 und 152 und die Einheit 16 symbolisiert ist, um am Ausgang A die gewü-nschte spektrale Leistung des Eingangssignals einer bestimmten Frequenz zur Verfügung zu haben.
  • Die Gewichtung der in den Akkumulationsspeichern 10 angesammelten Werte in den Gliedern 131 und 132 erfolgt im Ausführungsbeispiel von einem Mikrorechner digital im Zeitmultiplex, wobei der digitale Gewichtsfaktor E3/2 in vorteilhafter Weise durch die binäre Größe 0,111 realisiert wird, die dem analogen Wert 0,875 entspricht. Durch diese Annäherung ist eine schnelle Multiplikation bei nur geringem Meßfehler möglich.
  • Die Berechnung der ersten Summe E gemäß Gleichung 1 erfolgt, wie man aus Tabelle 1 entnehmen kann, nach der Gleichung: C = al-a7 + 0,875 (a2-a6-d8+a12) + 05 0,5(a3-a5-a9+a11).
  • Die zweite Summe E gemäß G-leichung 1 folgt entsprechend Tabelle 1 aus: S=a4-a + + 0,875-(a3+a5-a9-a11) + 0,5-(a2+a6-a8-a12) wobei mit am jeweils der Inhalt des Akkumulationsspeichers Am bezeichnet ist. Diese C- und S-Werte stehen jeweils am Ausgang der Summenglieder 141 und 142 (FIG. 2).
  • D-ie weitere Verarbeitung der Daten mit einem Mikrorechner zur Ermittlung der spektralen Leistung P(f1) erfolgt in an sich bekannter Weise.
  • Um den jeweiligen Betrag des Abtastwertes ui in möglichst kurzer Zeit dem jeweiligen Akkumulationsspeicher zuführen zu können, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dem Vorzeichen des Abtastwertes über die Vorzeichenabfrage 4 eine Basisadresse zugeordnet; und der Index des Abtastwertes wird als Teiladresse verwendet und im Addierer 5 zur Basisadresse addiert. Zu jeder so gebildeten Adresse liegt in einem Adressenspeicher 8 eine Adresse für einen dem Abtastwert zugeordneten Akkumulationsspeicher (Am), was in FIG. 2 durch den Abtastwertverteiler 9 dargestellt ist. Entsprechend den beiden möglichen Vorzeichen eines Abtastwertes wird die Basisadresse entweder direkt verwendet oder um 1 erhöht, so daß der Adressenspeicher aus zwei Teilspeichern BA1 und BA2 zu je N Speicherplätzen für die N.Adressen von N Abtastwerten besteht. In vorteilhafter Weise wird also von der sogenannten Seitenadressierung Gebrauch gemacht, so daß der Addierer 5 wegfallen kann.
  • Hat beispielsweise ein positiver Abtastwert die achtstellige Basisadresse 0000 1000, ein negativer die Basisadresse 0000 1001, so erhält z.B. der dritte positive Abtastwert u3 die Adresse 0000 1000 0000 0011, die ihn über einen ersten Teil des Adressenspeichers 8, beispielsweise dem Teil BA1 dem Akkumulationsspeicher A5 zuordnet. Für einen dritten negativen Abtastwert -u3 wäre entsprechend Tabelle 1 der Akkumulationsspeicher All als Adresse für den Betrag von -u3 zu finden, da der Akkumulationsspeicher 11 die gleichen cos- und sin-Merte wie der Akkumulationsspeicher 5 enthält, jedoch mit negativem Vorzeichen. Die Adresse All befindet sich dann im Teil BA2 des Adressenspeichers 8.
  • Durch dieses Zuordnungsverfahren der Abtastwerte zu den Akkumulationsspeichern über die vorteilhafte Adressierung wird das zeitaufwendige Multiplizieren der einzelnen Abtastwerte mit den jeweiligen sin- und cos-Werten und die vom Vorzeichen abhängige Behandlung der Abtastwerte in den Akkumulationsspeichern vermieden. Es ist dadurch möglich, mit 8-Bit-Standard-Mikrorechnern bis zu 10 Leistungen von 10 im Sprachband liegenden Frequenzen mit einer Abtastfrequenz von 8 kHz im Echtzeitbetrieb innerhalb von 40 ms zu ermitteln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden PCM-codierte Signale nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet. Hierbei wird angenommen, daß die sinusförmigen analogen Schwingungen in einem CODEC -einem Analog/Digital-Wandler mit A-Kennlinie - in 8 Bit breite kompandierte Abtastwerte umgewandelt wurden. Sie werden dann in der Regel über eine Übertragungsstrecke zur erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung übertragen. In diesem Fall enthält die Schaltungsanordnung gemäß FIG. 2 keinen A/D-Wandler mehr.
  • In FIG. 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die zeigt, wie die erfindungsgemäße Verarbeitung von PCM-codierten, im A-Code vorliegenden Abtastwerten durchgeführt wird.
  • Der A-Code erstreckt sich über 8 positive und 8 negative Bereiche, wobei die jeweiligen positiven 8-stelligen Binärwerte mit einer "1" beginnen und in Tabelle 2 wiedergegeben sind. Die negativen 8-stelligen Binärwerte sind mit Ausnahme der ersten Stelle die gleichen. Jeder Bereich ist in 16 in Tabelle 3 aufgelisteten Stufen unterteilt, deren 4-stellige, in Tabelle 3 angegebene Binärwerte BW jeweils an die Stelle der letzten vier Stellen der in Tabelle.2 wiedergegebenen Binärwerte treten.
  • Zunächst wird in der Steuereinheit 40 das Vorzeichen der eintreffenden PCM-Werte abgefragt und deren Bittakt ermittelt. Mit dem Vorzeichen wird die Basisadresse in der Einheit 3 gebildet und mit dem Bittakt der Zähler 2 getaktet. Nach der Vorzeichenabfrage wird aus dem Adressenspeicher 60 für den jeweiligen binären Wert im A-Code gemäß Tabelle 4 der jeweils zugehörige binäre Wert im linearen Code entnommen, der gleich dem Betrag des Abtastwertes ist. Allerdings müssen in FIG. 3 der Adressenspeicher 60 und die Akkumulationsspeicher 10 sowie alle nachfolgenden Stufen mindestens 11 Stellen des linearen Codes verarbeiten können.
  • Tabelle 4 enthält in der ersten und vierten Spalte die Bereichs-Nummer und in den zweiten und dritten Spalten die diesen zugeordneten 8-stelligen Binärwerte. Die dritten und sechsten Spalten enthalten die 12-stelligen Binärwerte des gewählten linearen Codes, die den um den Faktor 2 verstärkten Abtastwerten entsprechen. In der dritten Spalte sind von den 12-stelligen Werten des linearen Codes aus Platzgründen lediglich die letzten 8 Stellen wiederge- Tabelle 2 Tabelle 3 Bereich Binärwert Stufe BW Stufe BW 1 1101 0101 0 0101 8 1101 2 1100 0101 1 0100 9 1100 3 1111 0101 2 0111 10 -1111 4 1110 0101 3 0110 11 1110 5 1001 0101 4 0001 12 1001 6 1000 0101 5 0000 13 1000 7 1011 0101 6 0011 14 1011 8 1010 0101 7 0010 15 1010 Tabelle 4 Ber A-Code lin. Code Ber A-Code linearer Code 1 1101 0101 0000 0000 5 1001 0101 0001 0000 0000 " 0100 " 0010 " 0100 " 0001 " 0111 "- 0100 " -0111 " 0010 " 0110 " 0110 " 0110 " 0011 " " 0001 " 1000 " 0001 " 0100 " " 1101 0001 0000 " 1101 0001 1000 1010 0001 1110 " 1010 1010 0001 0000 2 1100 0101 0010 0000 6 1000 0101 0010 0000 0000 " 0100 " 0010 " 0100 " 0010 " " 0111 " 0100 " 0111 " 0100 " " 0110 " 0110 " 0 11 0 " 0110 " " 0001 " 1000 " 0001 " 1000 " 1101 0011 0000 " 1101 0011 0000 " 1010 1110 " 1010 " 1110 3 1111 0101 0100 0000 7 1011 0101 0100 0000 0000 " 0100 " 0100 " 0100 " 0100 " 0111 "1000 " 0111 " 1000 " 0110 " 1100 " 0110 " 1100 " " 0001 0101 0000 " 0001 0101 0000 " 1101 0110 0000 " 1101 0110 0000 " 1010 0111 1100 " 1010 0111 1100 4 1110 0101 1000 0000 8 1010 0101 1000 0000 0000 " 0100 1000 " 0100 " 1000 0111 0001 0000 " 0111 0001 0000 " 0110 0001 1000 " 0110 0001 1000 " 0001 0010 0000 " 0001 0010 0000 " 1101 1100 0000 " 1101 1100 0000 " 1010 1111 1000 " 1010 1111 1000 geben, zumal die ersten vier Stellen bis zum Bereich 4 binäre Nullen, sind. Außerdem enthält die Tabelle nur positive Werte, was an der binären "1" in der ersten Stelle des Bi.närwertes im A-Code erkennbar ist. Negative Werte sind an der in dieser Stelle dann stehenden "0" erkennbar. Um auch hier mit 8-Bit-Standard-Mikrorechner arbeiten zu können und zusätzlich die erforderliche kurze Rechenzeit z-u erzielen, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, das zweite Bit im A-Code zur Kennzeichnung der Stellenzahl des Binärwertes im linearen Code heranzuziehen. Ist nämlich das zweite Bit im A-Code eine "1", so können die Binärwerte des linearen Code gemäß Tabelle 4 als 8-Bit-Worte dargestellt werden. Ist dagegen das zweite Bit im A-Code eine "0" (Bereiche 5 bis 8 der Tabelle 4), so sind diesen Werten bei einer späteren Addition in 12-Bit-Darstellung vier Nullen anzuhängen.
  • In FIG. 4 ist ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung dieses Verfahrens dargestellt. Die Darstellung entspricht derjenigen der Figuren 2 und 3. Wie ersichtlich, sind jedoch nun weitere 12 Akkumulationsspeicher A11 bis AM12' zu den bereits vorliegenden Speichern Al bis A12 erfor-Bereich.
  • In der Einheit 41 wird neben dem Vorzeichen und der Taktgewinnung auch das zweite Bit der im A-Code vorliegenden PCM-Werte geprü-ft. In Abhängigkeit von diesem zweiten -Bit wird zwischen den jeweils beiden Akkumulationsspeichern Am und Am' (m=1 bis 12) umgeschaltet, die für Abtastwerte mit vier führenden bzw. vier nachfolgenden Nullen vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, daß im zeitkritischen Teil bei der Echtzeitverarbeitung nur mit einer Wortbreite von 8 Bit gearbeitet werden muß. Erst nach Beendigung der Messung nach N Abtastwerten (Meßdauer T) werden die Akkumulationsspeicher, beispielsweise A1 und Al', mit einer größeren Wortbreite, z.B. 16 oder 24 Bit) entsprechend dem richtigen Stellenwert zueinander addiert, wobei beispielsweise dem Inhalt des Akkumulationsspeichers 1 durch ein Multiplizierglied'M1 vier Nullen. angehängt werden.Im Addierglied S1 werden dann beide Werte richtig addiert und, wie zu den Schaltungsanordnungen nach FIG. 2 und 3 bereits beschrieben, weiterverarbeitet.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Patenta-nsprüche 9 Verfahren zur Ermittlung der spektralen Leistung bandbegrenzter Signale, bei dem die Signale abgetastet, quantisie-rt und digitalisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils N mit der Abtastfrequenz fA abgetastete Abtastwerte u. (i=1 bis N) während der Meßzei-t T = N/fA ausgewertet werden, daß jedem Abtastwert zunächst eine Kombinationsadresse zugeordnet wird, die aus einer vom Vorzeichen des Abtastwertes abhängigen Basisadresse besteht, zu der der Index (i) des jeweiligen Abtastwertes addiert wird, daß in einem einer zu prüfenden Frequenz zugeordneten Speicher jeder Kombinationsadresse eine Adresse eines von M Akkumulationsspeichern zugeordnet wird, in denen die Beträge der Abtastwerte nach Adressen geordnet unmittelbar nach ihrem Eintreffen addiert werden, daß die Ergebnisse der Additionen in den einzelnen Akkumulationsspeichern nach der Zeit T = N/fA zwei Addiergliedern mit jeweils M bewerteten Eingängen zugeführt werden und daß die gesuchte spektrale Leistung durch Quadrieren der Ausgangssignale der beiden Addierer und anschIießender Summierung erhalten werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Akkumulationsspeicher M der Anzahl der Abschnitte eines mehrstufigen sinusförmigen Rechtecksignals entspricht und daß die M Bewertungsfaktoren der beiden Addierglieder den Amplitudenstufen des mehrstufigen Rechtecksignals entsprechen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2 für den Fall, daß PCM-codierte kompandierte Abtastwerte auszuwerten sind, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Auswertung des Vorzeichens für die Basisadresse mittels eines Konstantenspeichers jedem Betrag eines codierten PCM-Wertes ein binärer Betrag eines zugehörigen linearen binären Wertes zugeordnet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe des zweiten Bit der codierten kompandierten Abtastwerte die zugehörigen linearen binären Werte jeweils in zwei binäre Werte unterschiedlicher Größenordnung aufgeteilt werden und erst nach der Meßzeit T die binären Werte unterschiedlicher Größenordnung zusammengefaßt und weiterverarbeitet werden. -
  5. 5. Schaltungsanordn-ung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rechenoperätionen ein Mikrorechner und für die Zuordnung der Abtastwe-rte ein Adressenspeicher (8) vorgesehen sind, daß der Eingang des Adressenspeichers (8) mit einem Aüsgäiig eines Zählers (2) und dem Ausgang einer Einheit (4) zür Abfrage des Vorzeichens eines Abtastwertes v-erbunden ist, daß für positive und negative Vorzeichen der Abtastwerte jeweils M Speicherzellen des Adressenspeichers (8) vorgesehen sind und daß den 2-M Speicherzellen M Akkumulationsspeicher (10) zugeordnet sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2575561A1 (fr) * 1984-12-21 1986-07-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Dispositif pour engendrer un signal de derive et/ou de presence pour un satellite destine a etre oriente sur la terre

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