FI105621B - Menetelmä ja laite analogiasignaalin käsittelemiseksi - Google Patents

Description

1 .Λ 105621

Menetelmä ja laite analogiasignaalin käsittelemiseksi

Esillä oleva keksintö liittyy ensimmäisen näkökohdan mukaan laitteeseen, joka käsittelee analogisen tulo-5 signaalin, kuten puheen, jonka amplitudi vaihtelee suuresti ja jolla on maksimi- ja minimiamplitudin ensimmäinen suhde, joka laite käsittää ensimmäisen suhteen toiseksi suhteeksi, joka on ensimmäisen suhteen neliöjuuri, pienentävän elimen, ja joka antaa toisen suhteen omaavan analo-10 gisen lähtösignaalin.

Myös ensimmäisen näkökohdan mukaan keksintö liittyy lisäksi menetelmään analogisen tulosignaalin, kuten puheen, jonka amplitudi vaihtelee suuresti ja jolla on maksimi- ja minimiamplitudin ensimmäinen suhde, käsittele-15 miseksi, joka menetelmä käsittää vaiheet ensimmäisen suhteen pienentämiseksi toiseksi suhteeksi, joka on ensimmäisen suhteen neliöjuuri, ja toisen suhteen omaavan analogisen lähtösignaalin antamiseksi.

Erityisesti mainitun käsittelyn tavoitteena on pie-20 nentää maksimi- ja minimiamplitudin suhde käsittelyn ulos tulossa käsittelyä edeltäneen suhteen neliöjuureksi, jotta mainittu signaali saadaan paremmin siirretyksi rajoitetun dynaamisen alueen omaavan kanavan kautta summautuvan kohinan vaikuttaessa.

25 Keksinnön toisen näkökohdan mukaan keksintö liittyy myös laitteeseen ja menetelmään kavennetun amplitudialueen omaavan tulosignaalin käsittelemiseksi sellaisen lähtösignaalin tuottamiseksi, jonka amplitudialue on kavennetun alueen neliö. Erityisesti mainittu tulosignaali voi olla 30 sellainen signaali, joka tuotetaan lähtösignaalina ensimmäisen näkökohdan mukaan.

Puheensiirron laatua sellaisessa viestiliikennever-•kossa, joka kärsii siirtokohinasta, esimerkkinä vaikkapa radiolinkki, voidaan kuvata ja mitata signaali-kohinasuh-35 teen (SNR, signal-to-noise ratio) avulla. Koska todellisen 2 105621 puhesignaalin amplitudi ei ole vakio, vaan vaihtelee enemmän tai vähemmän satunnaisesti laajalla dynaamisella alueella, se ei ole SNR-mittausten suorittamiseen sopiva testisignaali. Sen sijaan tähän tarkoitukseen käytetään 5 tavallisesti vakiotasoisia, eri taajuuden omaavia ääniä äänitaajuuskaistalla, ja saatua mittaustulosta kutsutaan TTNR:ksi (Test Tone to Noise Ratio; testiääni-kohina-suhde ).

Subjektiivisesti havaittua puheen laatua kuvataan 10 kuitenkin paremmin puheen huippuvoimakkuuden ja hiljaisten jaksojen aikaisen kohinan suhteella, jota mittausarvoa TTNR ei kuvaa. Parempi mitta subjektiiviselle laadulle olisi päällekytketyn testiäänen tason suhde jäännöskohi-naan testiäänen ollessa poiskytkettynä. Tämän subjektiivi-15 semmin tärkeän laatuominaisuuden optimoimiseksi käytetään usein dynamiikan kaventamisena tunnettua tekniikkaa.

Kaventaminen käsittää muuttuvan vahvistuksen säädön lähetyspäässä sovitettuna joko suurentamaan lähetystasoa hiljaisten jaksojen aikana ja/tai pienentämään tasoa 20 äänekkäiden jaksojen aikana siten, että signaalin koko • dynaamista aluetta kavennetaan (kompressoidaan, kompan-doidaan) kohti keskiarvoa. Vastaanottopäässä laajennin . (ekspanderi, dekompanderi) suorittaa käänteisen skaalauksen suurentaen tasoa äänekkäiden jaksojen aikana signaalin 25 alkuperäisen poikkeaman palauttamiseksi ja vastaavasti pienentäen tasoa hiljaisten jaksojen aikana. Viimeksi mainitussa tapauksessa lähetyksessä summautunut kohina myös pienenee hiljaisten jaksojen aikana juuri niin kuin havaitun laadun maksimoimiseksi vaaditaankin.

30 Yleisesti käytetty kavennuslaki on niin sanottu neliöjuurilaki, jossa todellisuudessa lähetetyn signaalin i amplitudi on verrannollinen lähteen amplitudin neliöjuureen. Esimerkiksi sellaisen jakson aikana, jolloin puheen lähteen signaalin amplitudi hetkellisesti olisi 1/1 000 35 yksikköä, kavennin nostaisi lähetetyn amplitudin l/10:een.

3 105621

Vastaavasti sellaisen jakson aikana, jolloin lähteen amplitudi olisi 9 yksikköä, lähetetty amplitudi pienennettäisiin 3 yksiköksi, kun taas yksikön suuruinen amplitudi määritelmän mukaan on kaventimessa muuttumattomana pysyvä 5 taso. Oletettakoon nyt, että lähetyksessä summautunut kohina vastaa 1/100 amplitudiyksikköä. Hiljaisena jaksona, jolloin 1/10 lähetettiin, vastaanotettu signaali käsittäisi 1/10 yksikköä haluttua signaalia plus 1/100 yksikköä kohinaa. Laajentimen pienentäessä 1/10 yksikön signaalin 10 sen alkuperäiseen 1/100 yksikköön kohina pienenisi saman lain mukaan 1/100:stä 1/10 000reen. Sellaisessa tapauksessa, jossa haluttu signaali on nollatasolla, kavennin tulkitsisi vastaanotetun 1/100 yksikön kohinan kavennetuksi signaalitasoksi ja palauttaisi sen sille tasolle, jolla 15 se uskoisi alkuperäisen signaalitason olleen, nimittäin 1/10 000:n tasolle.

Voidaan siis nähdä, että hiljaisten jaksojen aikana kohinataso laajentimen ulostulossa on sen arvon neliö, joka se muutoin olisi ollut ilman kavennuksen ja laajen-20 nuksen käyttämistä. .

S NR mitataan usein logaritmisella desibeliasteikol-la ja määritellään seuraavasti dBs = 20LOG (signaalin amplitudi/kohinan amplitudi) 25 «

Jos signaalin keskimääräiseksi amplitudiksi aktiivisen puheen aikana otetaan 1 ja jos kohinan amplitudi hiljaisten jaksojen aikana on yhtäsuuri kuin 1/100 ilman kavennusta, niin ylläolevalla kaavalla laskettu SNR on 30 40 dB.

: Kaventamista/laajentämistä käytettäessä hiljaisten jaksojen kohina pienennetään 1/10 000:een, mikä antaa SNRiksi 80 dB, joka edustaa subjektiivisen laadun huomattava parannusta.

4 105621

Kahdessa tunnetun tekniikan mukaisessa menetelmässä neliöjuurikavennuksen suorittamiseksi, jotka tunnetaan myötäkytkentä- ja takaisinkytkentämenetelminä, kavennettu lähtösignaali saadaan vastaavasti jakamalla tulosignaali 5 arvolla, joka myötäkytkennän tapauksessa saadaan tulosig-naalin amplitudin mittauksen, tasoituksen ja neliöjuurikä-sittelyn avulla ja takaisinkytkennän tapauksessa vastaavasti kavennetun lähtösignaalin amplitudin mittauksen ja tasoituksen avulla.

10 Takaisinkytkentämenetelmässä on se hyvä puoli, että neliöjuurifunktiota ei eksplisiittisesti tarvita ja myös että amplitudin mittaus tapahtuu kavennetulla ulostulolla, mikä puolittaa sen dB:inä ilmaistun signaalialueen, joka mittauslaitteen on käsiteltävä. Neliöjuurikavennuslaki 15 seuraa siitä, että lähtöamplitudi on tuloamplitudi jaettuna lähtöamplitudilla.

On olemassa kaksi viimeksi mainittua tyyppiä olevan kaventimen tunnettua toteutusmuotoa. Ensimmäinen' on piirin täysin analoginen toteutusmuoto, jossa jakava piiri toden-20 näköisesti toteutettaisiin käyttämällä analogiakertojaa takaisinkytkentäsilmukassa. Toinen on täysin digitaalinen toteutusmuoto, jossa tulosignaali ensin digitalisoidaan käyttäen analogia-digitaalimuunninta, sitten se syötetään digitaaliseen signaalinkäsittelypiiriin, joka toteuttaisi 25 numeerisesti joko takaisinkytketyn tai myötäkytketyn tyypin mukaisen kavennusalgoritmin. Tulos täytyy sitten muuntaa jälleen takaisin analogiasignaaliksi digitaali-analo-giamuunninta käyttäen.

Näillä kummallakin tunnetulla totetutusmuodolla on 30 omat huonot puolensa. Täysin analogisen järjestelmän huono :* puoli on, että tarvitaan eräitä tiukat toleranssit omaavia komponentteja, joita vaikea valmistaa integroituihin puo-•lijohdepiireihin. Täysin digitaalisen toteutusmuodon huono puoli on varsin mutkikkaiden AD- ja DA-muuntimien tarve 105621

D

sekä kallis ja tehoa kuluttava digitaalinen signaalipro-sessoripiiri.

Esillä olevan keksinnön tavoite on aikaansaada uusi tapa toteuttaa neliöjuurilakia noudattava kavennin, jonka 5 etuna on, että se on helpommin integroitavissa halpoihin piipohjaisiin integroituihin piireihin käyttäen pienet kustannukset aiheuttavia puolijohdeprosesseja. Tämä tavoite on saavutettu tämän keksinnön ensimmäisen ja toisen näkökohdan mukaisten laitteiden ja menetelmien avulla seulo raavalla tavalla:

Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukainen laite käsittää analogia-digitaalimuuntimen, joka muuttaa mainitun tulosignaalin kokonaislukuvirraksi,. joka edustaa verran-15 nollisella tavalla tulosignaalin hetkellisarvoa jaettuna ensimmäisellä vertailujännitteellä, elimen, joka kehittää ensimmäisen vertailujännitteen verrannollisena mainitun lähtösignaalin amplitudiin; digitaali-analogiamuuntimen, joka muuntaa mainitun 20. lukuvirran takaisin analogiseksi signaalin aaltomuodoksi suhteessa vakioon vertailujännitteeseen, joka analoginen aaltomuoto muodostaa mainitun lähtösignaalin.

Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukainen menetelmä käsittää vaiheet, joissa 25 mainittu tulosignaali muutetaan kokonaislukuvirrak si, joka edustaa verrannollisella tavalla tulosignaalin hetkellisarvoa jaettuna ensimmäisellä vertailujännitteellä, joka on kehitetty verrannollisena mainitun lähtösignaalin amplitudiin, 30 mainittu lukuvirta muunnetaan takaisin analogiseksi signaalin aaltomuodoksi·suhteessa vakioon vertailusignaa- * liin, joka analoginen aaltomuoto muodostaa mainitun läh-* tösignaalin.

6 105621

Keksinnön toisen näkökohdan mukainen laite käsittää analogia-digitaalimuuntimen, jossa on elin, joka muuttaa mainitun tulosignaalin kokonaislukujonoksi, joka verrannollisella tavalla edustaa mainittua tulosignaalia, 5 digitaali-analogiamuuntimen, joka muuntaa mainitun lukujonon takaisin mainitun lähtösignaalin muodostavaksi analogiasignaaliksi, jossa muuntimessa on elin, joka skaalaa mainitun lähtösignaalin suhteessa vertailujännitteeseen, 10 elimen, joka johtaa mainitun vertailujännitteen mainitun tulosignaalin amplitudin perusteella.

Keksinnön toisen näkökohdan mukainen menetelmä kä-. sittää vaiheet, joissa mainittu tulosignaali muunnetaan kokonaislukujonok-15 si, joka lukujono verrannollisella tavalla edustaa mainittua tulosignaalia, mainittu lukujono muunnetaan takaisin mainitun lähtösignaalin muodostavaksi analogiasignaaliksi skaalaamalla mainittu lähtösignaali suhteessa vertailujännitteeseen, 20. joka on johdettu mainitun tulosignaalin amplitudin perusteella.

Tämän keksinnön suoritusmuodot selitetään jäljempänä lähemmin viitaten oheisiin kaaviollisiin piirustuksiin, joissa 25 kuviot 1 ja 2 ovat esillä olevan keksinnön kahden näkökohdan yleislohkokaaviot, kuviot 3—8 esittävät kaaviollisesti kuvioihin 1 ja 2 sisältyvien lohkojen eri piiriratkaisuja ja erityisesti 30 kuviot 3 ja 4 esittävät deltamodulaatiokooderin ja -dekooderin vastaavasti, kuvio 5 ja 6 esittävät delta-sigma- tai sigma-del-takooderin ja -dekooderin vastaavasti, kuvio 7 esittää kaventamista käytettäessä eri aske-35 leen omaavia delta- tai delta-sigmamodulaatiota, ja i 9 105621 kuvio 8 esittää laajentamista, kun käytetään vakion askeleen omaavaa koodausta sekä muuttuvan askeleen omaavaa dekoodausta.

Kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa laitteen, joka 5 käsittelee sellaisen analogisen tulosignaalin S, kuten puheen, jonka amplitudi vaihtelee suuresti. Tämä laitteen tarkoitus on pienentää lähtösignaalin P maksimi- ja mini-miamplitudin suhde, käsittelyn jälkeen, ennen käsittelyä vallinneen suhteen neliöjuureksi, jotta mainittu signaali 10 saadaan paremmin siirretyksi rajoitetun dynaamisen alueen omaavan kanavan kautta summautuvan kohinan vaikuttaessa.

Laite käsittää analogia-digitaalimuuntimen 2, joka on sovitettu muuttamaan, kuten jäljempänä on lähemmin selitetty, signaali S kokonaislukuvirraksi. Nl,N2,N3,... 15 Näillä luvuilla voi rajatapauksessa olla vain kaksi mahdollista arvoa, kuten plus yksi ja miinus yksi. Luvut tässä virrassa edustavat tietyllä verrannollisella tavalla tulosignaalin S hetkellisarvoa jaettuna vertailujännitteellä R. Tasoitetun amplitudin mittauslaite 4 kehittää 20 tämän vertailujännitteen R verrannollisena tuotettavan lähtösignaalin P amplitudiin jäljempänä lähemmin selitetyllä tavalla, kun lukuvirta muunnetaan takaisin analogiseksi signaalin aaltomuodoksi digitaali-analogiamuuntimen 6 avulla, joka toimii vakiolla vertailujännitteellä.

25 Kuvio 2 esittää kaaviollisesti laitteen, joka on kuviossa 1 esitetyn laitteen suhteen komplementaarinen ja joka käsittelee kavennetun amplitudinvaihtelun omaavan signaalin U, jollaisen kuvion 1 laite voi tuottaa. Kuvion 2 laitteen tarkoitus on tuottaa signaali V, jonka amplitu-30 dinvaihtelu on palautettu normaalille alueelle, joka on kavennetun alueen neliö.

Laite käsittää analogia-digitaalimuuntimen 8, joka • muuntaa mainitun kavennetun tulosignaalin U kokonaisluku- jonoksi Ml,M2,M3,... Nämä luvut voivat rajatapauksessa 35 saada vain kaksi mahdollista arvoa, kuten plus yksi ja 8 105621 miinus yksi. Tämä lukujono edustaa verrannollisella tavalla signaalia U, ja se muunnetaan takaisin analogiasignaa-liksi V digitaali-analogiamuuntimen 10 avulla. Muunnin 10 skaalaa lähtösignaalin V suhteessa vertailujännitteeseen 5 Q, joka on johdettu määrittämällä tulosignaalin U amplitudi mittauslaitteella 12, joka voi sisältää mittausarvon tasoittamisen alipäästösuotimen avulla.

Esillä olevan keksinnön erään tärkeän suoritusmuodon mukaan muuntimissa 2, 6, 8 ja 10 käytettävä tekniikka 10 voi olla deltamodulaation, delta-sigmamodulaation tai näiden jonkin muunnelman mukaista tyyppiä.

Deltamodulaatiokooderi digitalisoi analogiasignaa-lin arvoja +1 tai -1 edustavien 1-bittisten binäärilukujen jonoksi. Näitä arvoja käytetään muuttamaan pengerfunktio-15 generaattorin eli integraattorin suuntaa siten, että se ’ nousee, jos aikaisempi arvo oli pienempi kuin lähtösignaa-li, tai laskee, jos aikaisempi arvo oli liian suuri. Sitä määrää, jolla integraattori nousee tai laskee näytteiden välillä, kutsutaan askeleeksi. Jos 1-bittisiä näytteitä 20 kehitetään liian suurella taajuudella, signaalin muuttumisen seuraamiseen tarvittavien askeleiden täytyy tietyllä taajuudella olla pienempiä, ja signaalin aaltomuodon as-kelapproksimaatio on siten tarkempi. Tämän 1-bittisen kvantisoinnin karkeus voidaan siten kompensoida suurenta-" 25 maila näytteen bittitaajuutta riittävästi halutun tarkkuu- ♦ den saavuttamiseksi.

Kuvio 3 esittää integraattorin 14, jonka lähtösig-naalia verrataan tulosignaaliin S vertailuelimessä 16. Päätös D suoritetaan tietyllä bittitaajuudella Fb kellot-30 tamalla lukkopiiriä tai kiikkua 18 taajuuden Fb omaavan kellosignaalin nousevilla reunoilla. Kellotettu päätös •' syötetään sitten kytkimeen 20 sen suunnan valinnan suorittamiseksi, johon integraattori 14 ohjautuu seuraavan näyte jakson aikana. Muutoksen suuruuden määrää arvo ASKEL.

' t. J k- . J

9 105621

Eräässä toisessa tunnetussa järjestelmässä ASKELeen arvoa suurennetaan joka kerta, kun integraattori ohjautuu samaan suuntaan kolme kertaa peräkkäin, joka tapaus viittaa siihen, että signaalin muuttumisnopeus on suurempi 5 kuin mitä integraattori pystyy seuraamaan kulloisellakin ASKELeella. Tätä tunnettua järjestelmää kutsutaan "kavennetuksi deltamodulaatioksi" ja myös CVSD:ksi (Continuously Variable Slope Delta).

Kuvion 4 mukaisesti deltamodulaatio muodostetaan 10 uudelleen analogiasignaaliksi syöttämällä se integraatto-riin 22, joka on samanlainen kuin kooderissa käytettävä.

Kooderin integraattorin 14 ja uudelleenmuodostuksessa käytettävän integraattorin 22 erona on se, että viimeksi mainitun täytyy sisältää jossakin muodossa oleva vuotokompo-15 nentti, esimerkiksi vuotovastus 24, joka on kytketty in-tegrointikondensaattorin 26 rinnalle, mielivaltaisen in-tegrointiaikavakion määrittelemiseksi olemaan nolla (ts. jotta saadaan käynnistyksen mielivaltainen varaustila ajan mittaan häviämään).

20 Vuotointegraattorin suorittaman uudelleenmuodostuk sen jälkeen suurtaajuista kvantisointikohinaa voidaan.vielä pienentää alipäästösuotimella, joka päästää suurimmat todennäköiset signaalitaajuudet, mutta joka vaimentaa ko-hinataajuuksia näytteiden bittitaajuuden ja sitä suurem-25 pien taajuuksien alueella.

m Tähän liittyvän, sigma-delta- tai clelta-sigmamodu-laationa tunnetun algoritmin käyttö on esitetty kuvioissa 5 ja 6. Erona on, että tulosignaali S syötetään ennen in-tegraattoria, joka tässä on merkitty 22', sen sijaan että 30 se syötettäisiin jälkeenpäin. Deltamodulaatioon verrattuna ;* signaalille suoritetaan kooderissa ylimääräinen integroin- ».

ti, joka sitten kuviossa 6 esitetyssä dekooderissa poiste-• taan jättämällä uudelleenmuodostuksen suorittava integ raattori 22 pois ja käyttämällä vain alipäästösuodatusta 35 28':ssa. Delta-sigmamodulaatio edustaa välillä +ASKEL ja L J U Λ 105621 -ASKEL olevia arvoja vuorottelemalla näiden välillä oikeassa keskiarvosuhteessa ja on tässä suhteessa samanlainen kuin pulssinleveysmodulaatio.

Delta- tai delta-sigmamodulaatiotavat voivat sisäl-5 tää myös enemmän kuin yhden integraattorin tai muun taajuusvasteen muokkauksen takaisinkytkentäsilmukassa, ja signaali voi kulkea· tai se ei kulje yhden tai useamman tällaisen komponentin kautta. On myös mahdollista konstruoida sellaisia deltamodulaatiokoodereita ja -dekoodereita, 10 joissa integraattorin antaman arvon ja tulosignaalin arvon välinen virhe kvantisoidaan useammalla kuin yhdellä bitillä, ja silloin modulaatiotapa tunnetaan delta-PCM:nä.

Kaikkien tällaisten muunnelmien rakenteen yksityiskohtia ei tarvitse tässä selittää, koska ne löytyvät tek-15 nillisestä kirjallisuudesta. Mikä tahansa rakenne, jolle' on tunnusomaista kooderi, joka digitalisoi tulosignaalin käyttäen skaalausta, jonka määrää ASKELeen arvo tai samanlainen vertailujännite, jonka voidaan antaa vaihdella signaalin mukaan, ja joka digitalisoitu signaali voidaan hel-20 posti muuntaa takaisin analogiasignaaliksi käyttäen joko samaa tai erisuurta, vakiota askelta tai muuttuvaa askelta tai vertailujännitettä, voi olla sopiva tämän keksinnön toteuttamiseksi.

Sekä muuttuvaa että vakiota askelta voidaan käyttää : 25 tämän keksinnön yhteydessä. Jos signaali dekoodataan käyt täen pientä askelta ja dekoodataan käyttäen suurta askelta, sen amplitudi tulee suurennetuksi. Jos koodauksen askel on suurempi kuin dekoodauksen askel, amplitudi pienenee. Jos siis koodauksen askel muuttuu samalla kun dekoo-30 dauksen askel pidetään vakiona, signaalin lähtötaso on kääteisessä suhteessa askeleeseen, jolloin siis toteutuu neliöjuurikaventimen tarvitsema jakotoiminto.

Siksi on vain tarpeen tehdä askel verrannolliseksi kavennettuun lähtösignaalin amplitudiin johtamalla se ku-35 viossa 7 esitetystä amplitudinmittauksesta.

U 105621

Kuvio 7 esittää esimerkinomaisesti delta- tai del-ta-sigmatyyppiä olevan ja 1-bittistä kvantisointia käyttävän kooderin 30. Vakiota askelta käyttävä dekooderi on silloin yksinkertaisesti alipäästösuodin 32. Muuttuva as-5 kel kooderille johdetaan mittaamalla 34:ssä alipäästösuo-timen analogiamuotoon uudelleen muodostaman kavennetun signaalin amplitudi. Amplitudin mittausarvoon vaikuttaa lisäksi alipäästösuodatustoiminto eli tasoitusaikavakio 36, jota kutsutaan kavennusaikavakioksi. Tämä on määritel-10 ty eri kansainvälisissä standardeissa, jotka käyttävät kavennusta puheen·siirrossa.

Vastaava laajenninpiiri on esitetty kuviossa 8. Tässä tapauksessa kavennettu tulosignaali koodataan 38:ssa vakiota askelta käyttäen sen palauttamiseksi digitaaliseen 15 muotoon, sitten se koodataan 40:ssä takaisin analogiamuotoon käyttäen tasoitettuun tuloamplitudiin verrannollista muuttuvaa askelta. Järjestelmän suorituskyvyn saamiseksi oikeaksi alipäästösuotimen eli aikavakion, jota käytetään 42:ssa amplitudin mittausarvon tasoittamiseksi laajenti-20 messa 44:ssä, tulisi olla sama kuin kaventimessa käytetyn.

t

Claims (12)

12 105621

1. Laite, joka käsittelee amplitudiltaan suuresti vaihtelevan analogisen tulosignaalin (S) , kuten puheen, 5 jolla on maksimi- ja minimiamplitudivaihtelun ensimmäinen suhde, joka laite käsittää mainitun suhteen toiseksi suhteeksi, joka on ensimmäisen suhteen neliöjuuri, pienentävän elimen, ja joka antaa toisen suhteen omaavan analogisen lähtösi.gnaalin (P), tunnettu 10 analogia-digitaalimuuntimesta (2), joka muuttaa mainitun tulosignaalin kokonaislukuvirraksi (N1,N2,...), joka edustaa verrannollisella tavalla tulosignaalin (S) hetkellisarvoa jaettuna ensimmäisellä vertäilujännitteel-' lä (R), 15 elimestä (4), joka kehittää ensimmäisen vertailu- jännitteen verrannollisena mainitun lähtösignaalin (P) amplitudiin; digitaali-analogiamuuntimesta (6), joka muodostaa mainitun lukuvirran uudelleen analogiseksi signaaliaalto-20 muodoksi suhteessa vakioon vertailujännitteeseen, joka analoginen aaltomuoto muodostaa mainitun lähtösignaalin (P) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n - ; n e t t u siitä, että mainitulla kokonaisluvulla on vain 25 kaksi mahdollista arvoa, kuten plus yksi ja miinus yksi. 3. .Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että tasoitetun amplitudin mittauslaite (4) kehittää ensimmäisen vertailujännitteen (R).

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1—3 ’· 30 mukainen laite, tunnettu siitä, että analogia- digitaalimuunnin (2) käsittää kooderin (14 - 20; 30), joka toimii deltamodulaationa, delta-sigmamodulaationa tai näiden muunnelmina tunnetun tekniikan mukaan ja jossa on elin, joka kvahtisoi tulosignaalin (S) vain yhden 13 105621 binaarisen bitin erotustarkkuudella, elin, joka aikaansaa halutun tarkkuuden suurentamalla näytetaajuutta eli bittitaajuutta, elin (20), joka määrää kooderin askeleen suuruuden 5 vasteena ensimmäiselle vertailujännitteelle, jossa laitteessa digitaali-analogiamuuntimessa (6) on kvantisoitua signaalia varten dekooderi, jota käytetään vakiolla askeleella.

5. Laite kavennetun amplitudialueen omaavan tulo-10 signaalin (U)' käsittelemiseksi sellaisen lähtösignaalin (V) tuottamiseksi, jonka amplitudialue on kavennetun alueen neliö, tunnettu analogia-digitaalimuuntimesta (8), jossa on elin, joka muuttaa mainitun tulosignaalin kokonaislukujonoksi 15 (Ml,M2,...), joka verrannollisella tavalla edustaa mainittua tulosignaaliä, digitaali-analogiamuuntimesta (10), joka muuntaa mainitun lukujonon takaisin mainitun lähtösignaalin (V) muodostavaksi analogiasignaaliksi, jossa muuntimessa on 20 elin, joka skaalaa mainitun lähtösignaalin suhteessa ver-tailujännitteeseen (Q), elimestä, joka johtaa mainitun vertailujännitteen' vasteena mainitun tulosignaalin amplitudille.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun-25 n e t t u siitä, että mainittu kokonaislukujono on rajoitettu vain- kahteen mahdolliseen arvoon, kuten plus yksi ja miinus yksi.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun tulosignaalin ' '. 30 amplitudi määritetään ' mittauslaitteella (12), joka sisältää alipäästösuotimen mittausarvon tasoittamista varten.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 5-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että analogia- 105621 digitaalimuunnin (8) ja digitaali-analogiamuunnin (10) käsittävät vastaavasti kooderin ja dekooderin, jotka toimivat deltamodulaationa, delta-sigmamodulaationa tai näiden muunnelmina tunnetun menetelmän mukaan, jossa 5 kooderissa on elin, joka tuottaa mainitun lähtevän lukujonon, joka sisältää yksibittisiä binäärilukuja, jotka edustavat vain kahta mahdollista arvoa ja jotka verrannollisella tavalla edustavat mainitun tulosignaalin (U) hetkellisar-10 voa, elin, joka kompensoi tällä tavoin aikaansaadun karkean kaksitasoisen kvantisoinnin suurentamalla näytteiden muunnostaajuutta eli bittitaajuutta halutun tarkkuuden saamiseksi, ja joka dekooderi on konstruoitu ottamaan 15 vastaan sama kooderin tuottama ulostulevä bittivirta ja muuntamaan se takaisin analogiseksi signaalin aaltomuodoksi ja jossa on elin, joka tuottaa mainitun lähtösignaalin skaalaamalla mainitun analogisen aaltomuodon suhteessa mainittuun vertailujännitteeseen 20 käyttämällä _ viimeksimainittua dekooderin askeleen suuruuden määrittämiseksi.

9. Menetelmä amplitudiltaan suuresti vaihtelevan analogisen tulosignaalin, kuten puheen käsittelemiseksi, : jolla tulosignaalilla on maksimi- ja minimiamplitudi- * 25 vaihtelun ensimmäinen suhde, joka menetelmä käsittää mainitun ensimmäisen suhteen pienentämisen toiseksi suhteeksi, joka on ensimmäisen suhteen neliöjuuri, ja sellaisen analogisen lähtösignaalin antamisen, jolla on mainittu toinen suhde, tunnettu siitä, että ·; 30 mainittu tulosignaali muutetaan kokonaisulukuvir- raksi, joka edustaa verrannollisella tavalla tulosignaalin hetkellisarvöa jaettuna ensimmäisellä vertailujännitteel-lä, joka on kehitetty verrannollisena mainitun lähtösignaalin amplitudiin, 15 105621 mainittu lukuvirta muunnetaan takaisin analogiseksi signaalin aaltomuodoksi suhteessa vakioon vertai-lujännitteeseen, joka analoginen aaltomuoto muodostaa mainitun lähtösignaalin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitulla kokonaisluvulla on vain kaksi mahdollista arvoa, kuten plus yksi ja miinus .yksi.

11. Menetelmä kavennetun amplitudialueen omaavan 10 signaalin käsittelemiseksi sellaisen lähtösignaalin tuottamiseksi, jonka amplitudialue on kavennetun alueen neliö, tunnettu siitä, että mainittu tulosignaali muunnetaan kokonaisluku-jonoksi, joka lukujono verrannollisella tavalla edustaa 15 mainittua tulosignaalia, mainittu lukujono muunnetaan takaisin mainitun lähtösignaalin muodostavaksi analogiasignaaliksi skaalaa-malla mainittu lähtösignaali suhteessa vertailujännittee-seen, joka on johdettu vasteena mainitun tulosignaalin 20 amplitudille.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kokonaislukujono on rajoitettu vain kahteen mahdolliseen arvoon, kuten plus . yksi ja miinus yksi. 16 105621