FI76654C - Foerfarande och anordning foer kodning av signaltoppar. - Google Patents

Description

1 76654

Menetelmä ja laite signaalihuippujen koodaamiseksi Tämä keksintö liittyy signaalinkäsittelyn alueeseen ja erityisesti se liitty signaalin sisältämän informaation 5 tiivistämiseen merkitsevästi pienempiin kaistaleveyksiin mitä tavanomaiset järjestelmät tarvitsevat ilman subjektiivista laadun menetystä. Erityisemmin keksintö liittyy elektroniseen signaalinkäsittelyyn, jossa vain analogisen aaltomuodon maksimien ja minimien, so. ääriarvojen esiin-10 tymishetket koodataan ymmärrettävän ja korkealaatuisen tietoliikenteen siirtoa varten ilman, että itse ääriarvojen amplitudiarvoja koodataan. Keksintö esittelee uuden mallin ihmisen aistijärjestelmästä ja erityisesti kuulojärjestelmästä. Keksintöä voidaan erityisesti soveltaa ihmisen ais-15 tien apu- ja simulointijärjestelmissä, puheenkäsittelyssä, kaistaleveyden supistamisessa ja datan tiivistämisessä, kohinan pienentämisjärjestelmissä ja subjektiivisen kaista-leveyden laajentamisessa.

Nykyinen signaalin vahvistustekniikka tekee mahdolli-20 seksi nostaa erilaisista lähteistä, kuten muuntimista ja mo duloituja signaaleja ilmaisevilta piireiltä saatavien signaalien intensiteettitasoja. Amplitudin vahvistumisen myötä signaalit tulevat yhteensopiviksi muiden laitteiden, kuten nauhoitus-, siirto- ja toistojärjestelmien kanssa. Vahvis-25 timilla on lukuisia sovellutuskohteita, kuten ääni- ja vi deo järjestelmät , kuulolaitteet ja aistien simulointijärjestelmät. Jälkimmäisessä tapauksessa sisäänmenon dynamiikka-alueen puutteet tulevat huomattaviksi, koska ihmisen kuulojärjestelmä toimii signaaleilla, joiden dynamiikka-alue on 30 120 dB tai enemmän, kun elektronisten vahvistimien dynamiik ka-alue tuskin yltää 100 dB:iin. Tämä ilmiö aiheuttaa säröä ja/tai epäherkkyyttä. Yleisesti signaalinkäsittely-piirin dynaamista aluetta rajoittaa toisessa äärikohdassa signaali-kohinasuhde (S/N) ja toisessa äärikohdassa teho-35 lähteen jännite. Siten kaikkien järjestelmien, joilla on 2 76654 oleellisen ääretön dynamiikka-alue (>200 dB) täytyy pystyä käsittelemään signaaleja ilman, että kumpikaan näistä rajoituksista vaikuttaa siihen. Esimerkiksi järjestelmä, jossa informaatio muutetaan binaarimuotoon, täyttää tämän 5 ominaisuuden. Yleisesti on kuitenkin osoittautunut vaikeaksi säilyttää dynamiikka-alue sekä samaan aikaan pienentää tarkkaai signaalin taajuusalueen toistoon tarvittava kaistaleveys.

Informaation siirtoon tarvittavan kaistaleveyden 10 supistamiskeinoja tunnetaan. Esimerkiksi deltamodulaatio, jossa peräkkäisten näytteiden amplitudien erot koodataan, säästää kaistaleveyttä. Muita järjestelmiä ovat adaptiivinen deltamodulaatio, adaptiivinen muunnoskoodaus, puhetien mallintaminen ja lineaarinen ennustava koodaus. Vaikka nämä 15 järjestelmät pienentävät oleellisesti kaistaleveyksiä, ne kärsivät mutkikkuudesta ja kahden jälkimmäisen järjestelmän tapauksessa kyvyttömyydestä siirtää muita kuin puhesignaaleja .

Tunnetaan menetelmiä, joissa koodataan vain analo-20 gisen signaalin ääriarvoihin liittyviä piirteitä. Erityi sesti äskettäin on keksitty tekniikka, jolla määritetään ääriarvojen ajankohdat. Ääriarvojen ajankohtien ilmaisuja koodausprosessi toteutetaan tavallisesti signaalinkäsit-telypiirillä, joka sisältää osan, jolla sisäänmenosignaali 25 differentoidaan minimien ja maksimien siirtämiseksi nolla- ylityksiksi, ja ideaalisen leikkaimen, jolla on nopea vasteaika verrattuna sisäänmenosignaalin kaistaleveyteen, ja jolla differentioitu signaali leikataan näiden nollaylitysten ilmaisemiseksi.

30 Licklider'in ja Pollack'in vanhassa tutkimuksessa, "Effects of Differentiation, Integration, and Infinite Peak Clipping upon the Intelligibility of Speech", Journal of Acoustical Society of America 20, 42 - 51 (1947), on tutkittu säröytyneiden puheen aaltomuotojen ymmärrettävyyt-35 tä. Huomattiin, että voitaisiin saada aikaan ymmärrettävää,

II

3 76654 vaikkakin huonolaatuista puhetta ensin differentioimalla puheen aaltomuoto, mitä seuraa ideaalinen huippujen leikkaus. Vaikka tämä tekniikka ratkaisee sisäänmenon dynaamisen alueen ongelman, huomattiin, että taustakohina huonontaa voi-5 makkaasti suorituskykyä. Lisäksi, vaikka leikatut signaalit ovat ymmärrettäviä, on laatu huono prosessin leikkaus-osassa menetetyn informaation takia.

Toinen tutkimustyö, Thomas'n ja Sparks'n "Descrimina-tion of Filtered/Clipped Speech by Hearing Impaired Subjects", 10 Journal of the Acoustical Society of America 49, 1881 - 1887 (1971), tarkasteli huonokuuloisten henkilöiden puheen aaltomuotojen ymmärtämistä, jotka aaltomuodot oli ennen leikkaamista ensin ylipäästösuodatettu. Huomattiin, että joillakin huonokuuloisilla henkilöillä voitiin ymmärtämistä lisätä 15 käyttämällä tätä prosessia. Kuitenkin tämäkin menetelmä kärsii samoista ongelmista, jotka Licklider ja Pollack huomasivat.

GB-patenteissa 1501874 ja 843607 on esitetty tekniikka maksimien ja minimien ajankohtien mittaamiseksi. Näissä jär-20 jestelmissä kuitenkin otetaan myös aaltomuotojen maksimi- ja minimikohtien amplitudeista näytteet, joita käsitellään signaalin ääriarvojen esiintymisajankohtien määrittämisen lisäksi.

Tämä keksintö perustuu havaintoon, että ihmisen aisti-järjestelmä, ja erityisesti korva, on herkempi signaalin 25 maksimien ja minimien ajankohdille kuin näiden äärikohtien amplitudeille. Siten tämä keksintö esittelee uuden mallin ihmisen aistijärjestelmästä ja erityisesti kuulojärjestelmästä, jossa mallissa signaalin ääriarvokohtien välinen informaatio on pohjimmaltaan tarpeetonta ja sitä ei tarvita 30 siirrettävässä informaatiossa. Tämä voi sallia merkitsevien yksinkertaistusten teon eri tyyppisissä ihmisen aistijär-jestelmiin liittyvissä signaalinkäsittelyissä ja erityisesti se voi sallia ymmärrettävän informaation käsittelyn käyttäen pienempää kaistaleveyttä ja minimaalista informaa-35 tiosisältöä ilman merkitsevää häviötä ihmisen aistijärjes-telmien havaitsemassa subjektiivisessa laadussa.

4 76654 Tämän mukaisesti tämän keksinnön päämäärä on kehittää järjestelmä, joka käyttää hyväksi ihmisen korvan yllämainittuja ominaisuuksia informaation siirtämiseksi ymmärrettävänä ja tarkasti käyttämällä vain analogisen aalto-5 muodon ääriarvojen tapahtumahetkien välisiä aikaeroja.

Keksinnön päämäärä on lisäksi ratkaista tausta-kohinan ongelmat, jotka Licklider ja Pollack kohtasivat tutkiessaan differentioituja ja leikattuja signaaleja.

Vaikka Licklider ja Pollack tutkivat differentioituja ja 10 leikattuja signaaleja, heidän työnsä paino oli määrittää kuinka paljon säröä ihmiskorva voi sietää ymmärrettävyyden häviämättä. Tämä keksintö perustuu toisaalta siihen näkemykseen, että signaalien differentiointi ja leikkaaminen signaalien ääriarvojen koodausmenetelmänä voi johtaa 15 maksimaaliseen informaation siirtoon ilman subjektiivista laadun menetystä. Tämä keksintö eroaa merkitsevästi Licklider'in ja Pollack'in tekemistä ehdotuksista siinä, että se tiedostaa leikkaimen vasteajan tärkeyden, tekijän, jota Licklider ja Pollack eivät osanneet arvostaa.

20 Licklider ja Pollack huomasivat, että puhuttujen sano jen väleihin liittyi voimakkaita kohinasignaaleja. He ehdottivat, että näiden häiriösignaalien eliminoimiseksi järjestelmään sisällytettäisiin jaksollinen (20 KHz) ultra-äänisignaali. Tämän keksinnön mukaan tällaisen jaksollisen 25 signaalin sisällyttäminen vältetään käyttämällä sen sijasta luonnollista gaussinjakautunutta satunnaiskohinaa, joka on mukana analogisessa aaltomuodossa. Analogisissa aaltomuodoissa on luonnostaan poikkeuksetta mukana suurtaajuista kohinaa, joka liitty analogisen aaltomuodon spektriin.

30 Nämä vaihtelut syntyvät tavallisesti satunnaisena molekyy lien kohinana tai ovat heijastusilmiöistä syntyviä jäännöksiä aikaisemmista aaltomuodoista. Tällöin kohina sisältää informaatiota siitä nimenomaisesta ympäristöstä, josta signaalit saadaan. Kun signaalin ja kohinan yhdis-35 telmä differentioidaan ja sen jälkeen leikataan ideaalisesti

II

5 76654 riittävän suurella nousunopeudella, antaa leikkaimen ulostulo binaarisen aaltomuodon, jossa on merkitsevästi suurempi määrä siirtymiä kuin saataisiin jos signaalissa ei olisi mukana kohinaa. Kun leikkaimen ulostulo integroidaan, 5 saadaan esimerkiksi signaalin taso, joka on likimain nolla, niin kauan kuin aaltomuodon intensiteetti on myös likimain nolla, mikä sallii hiljaisten jaksojen toistamisen tai puhuttujen sanojen välisen kohinan minimoimisen. Tällöin, jos leikkainpiirin kaistaleveys on paljon suurempi kuin 10 analogisen aaltomuodon, esimerkiksi audiosignaalin tapauk sessa 50 KHz:n kaistaleveys leikkaimessa tai mielellään yli 100 KHz:n, voidaan Licklider'in ja Pollack'in havaitsema taustakohina eliminoida ja samalla saavuttaa korkealaatuinen särötön ulostulosignaali. Tällöin, sen sijaan, 15 että analogisesta signaalista poistettaisiin kohina suodattamalla tai muilla kohinanestotekniikoilla, käytetään kohinan läsnäoloa itsessään saamaan aikaan korkealaatuinen tiedonsiirto käyttäen minimimäärä dataa. Siten keksinnön toinen päämäärä on saada aikaan puheenkäsittelypiiri, joka 20 mahdollistaa datan siirron käyttäen paljon pienempiä nopeuksia kuin perinteisissä binaarisissa datasiirtojärjestelmissä kuten pulssikoodimodulaatiossa ja edellä mainituissa GB-patenteissa. Esimerkiksi noissa kahdessa GB-patentissa käsitellään sekä ääriarvojen ajankohtiin että 25 amplitudeihin liittyvä informaatio. Tässä keksinnössä ainoa käsiteltävä informaatio on ääriarvojen ajankohdat, mistä seuraa paljon matalampi datanopeus. Esimerkiksi verrattuna pulssikoodimodulaatioon, jossa analogisesta aaltomuodosta otetaan näytteitä, joiden amplitudit muute-30 taan useiksi biteiksi binaarista informaatiota, tämä järjestelmä käyttää vain siirtymistä yhdeltä binaaritasolta toiselle kuvaamaan ääriarvon kohtaa ja mahdollistaa siten merkitsevän pienentämisen datanopeuksissa.

Tämän keksinnön päämäärä on vielä tuottaa piiri, 35 joka voi toimia kuulolaitteena aistihermoperäisesti huono- 6 76654 kuuloisille sen periaatteen mukaisesti, että suurin osa pu-heaaltomuodon sisältämästä informaatiosta ei sisälly aaltomuodon amplitudeihin vaan ääriarvojen ajankohtiin.

Vielä yksi keksinnön päämäärä on mahdollistaa ymmär-5 rettävään tiedonsiirtoon vaadittavien kaistaleveyksien supistaminen verrattuna muihin perinteisiin tiedonsiirtojärjestelmiin. Tämä aiheutuu suoraan siitä havainnosta, että analoginen aaltomuoto voidaan supistaa binaariseksi signaaliksi, joka osoittaa vain ääriarvojen ajankohdat koodaamat-10 ta mitään muuta signaalissa läsnäolevaa informaatiota, mikä antaa ymmärrettävää ja korkealaatuista puhetta.

Lisäksi yllä olevasta seuraa, että keksintö saa aikaan subjektiivisen kaistaleveyden laajenemisen. Koska ääri-arvokoodattu signaali kuulostaa kuuntelijasta subjektiivi-15 sesti samalta kuin muokkaamaton puhe, vaikka informaation siirtoon käytetään pienempää kaistaleveyttä, on kaistaleveys tehollisesti suurentunut.

Nämä ja muut keksinnön päämäärät saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella laitteella ja patenttivaatiinuk-20 sen 9 mukaisella menetelmällä. Analoginen aaltomuoto diffe-rentioidaan laajakaistaisen kohinan läsnäollessa, jolloin aaltomuodon ja kohinan ääriarvokohdat muuttuvat nollaylityk-siksi. Jos analoginen signaali on esikäsitelty taustakohinan poistamiseksi tai sen kaistan rajoittamiseksi, on mukana osa, 25 jolla kohinasignaalit tuotetaan uudelleen. Kun signaali on differentioitu, se syötetään ideaaliselle leikkauspiirille, jolloin saadaan aikaan binaarisignaali, jossa on siirtymät niissä kohdissa, joissa alkuperäisen signaalin ja siihen liittyvän luonnostaan esiintyvän tai uudelleen tuotetun laajakais-30 täisen kohinan ääriarvot olivat. Leikkainpiirin epäsynkroni-nen binaariulostulo voidaan tämän jälkeen suodattaa, muokata ja vahvistaa tai moduloida ja lähettää tiedon siirtämiseksi. Leikkaimen ulostuloa voidaan käsitellä sopivalla kellotaajuuteen synkronoidulla piirillä, jolloin saadaan aikaan syn-35 roninen tiedonsiirto. Jos käytetään riittävän suurta

II

7 76654 kellotaajuutta, so. sellaista, jossa toistotaajuus on merkitsevästi suurempi kuin suurin ääriarvojen esiintymistaa-juus, on digitaalinen suuri tarkkuus (hi-fi) mahdollista.

Alkuperäisen analogisen signaalin uudelleen muodos-5 tamiseksi leikkaimen tai synkronointipiirin ulostulosta, tarvitaan integrointia, joko akustista tai elektronista. Tietyissä sovellutuksissa, joissa ymmärrettävyys pikemmin kuin signaalin laatu on tärkeämpää, esimerkiksi aistihermo-peräisesti huonokuuloisen kuulolaitteessa tai puheentunnis-10 tusjärjestelmissä, voidaan käyttää muita pulssimuokkain- piirejä.

Synkronointipiiriltä tulevaa binaarista synkronista signaalia voidaan käsitellä sopivalla digitaali-analogia (D/A)-muuntimella, joka tuottaa analogisen signaalin, joka 15 voidaan sen jälkeen siirtää. Koska ääriarvojen välinen tarpeeton informaatio on poistettu, on D/A-piirin ulostulon analogisen signaalin kaistaleveys merkitsevästi pienempi kuin alkuperäisen analogisen signaalin kaistaleveys. Siten päämäärä saada aikaan analogisen kaistaleveyden supistuminen 20 voidaan toteuttaa.

Signaali, joka sopivasti koodataan tämän keksinnön järjestelmällä, voidaan muuntaa, siirtää tai tallettaa laitteilla, jotka ovat rakenteeltaan nykytilanteeseen verrattuna merkitsevästi yksinkertaisempia. Esimerkiksi bi-25 naariulostulon omaavia laitteita, kuten binaarimuuntimia, voidaan käyttää tässä järjestelmässä. Lisäksi, koska tavanomaiset muunninlaitteet eivät ole välttämättömiä sisään-menosignaalin saamiseksi, voi sisäänmenomuuntimen rakenteessa olla mahdollista tehdä merkitseviä yksinkertaistuksia 30 ja parannuksia.

Keksinnön lisäpäämääriä ja -piirteitä käy ilmi seuraavasta kuvauksesta, jossa kuvataan edullisena pidettyjä toteutuksia yksityiskohtaisesti käyttäen hyväksi oheisia piirustuksia.

35 Kuva 1 on lohkokaavio ääriarvokoodauksen signaalin käsittelyn perusjärjestelmästä; 8 76654 kuva 2 kuvailee useita kuvassa 1 olevia signaaleja; kuva 2A kuvailee kuvan 1 synkronointipiirin kello-signaalia ja sen sisäänmenossa ja ulostulossa olevia signaaleja suuresti laajennetulla aika-akselilla; 5 kuva 3 on kaavakuva piiristä, joka käsittelee kek sinnön mukaisia signaaleja; kuva 3A kuvailee vaihtoehtoista kuvan 1 ärsykkeen-muodos tuslohkoa; kuva 3B on kuvan 3A aaltomuotojen ajoituskaavio; 10 kuva 4 kuvailee kuinka voidaan toteuttaa pienen data- nopeuden synkroninen tiedonsiirto; kuva 5 on lohkokaavio aistihermoperäisesti huonokuuloisen kuulolaitteesta, joka käyttää keksinnön perusjärjestelmää; 15 kuva 5A kuvailee kuinka järjestelmä saa aikaan sub jektiivisen kaistaleveyden laajenemisen; kuva 6 kuvailee kuinka järjestelmää voidaan käyttää analogisen kaistaleveyden supistamiseen; ja kuva 7 kuvailee kuinka voidaan toteuttaa pienikohi-20 nainen analoginen kanava.

Viitaten piirustuksiin, kuva 1 kuvailee ääriarvo-koodauksen ja -dekoodauksen laitteistoa ja menetelmää lohkokaavion muodossa. Signaali muuttajalta 8, joka voi olla mikrofoni tai muu sopiva sisäänmenosignaalin lähde, syöte-25 tään differentiointipiirille 10, joka voi olla yksinkertainen vastus-kondensaattori-piiri tai aktiivinen differentioiva piiri. Differentiointia voidaan approksimoida erilaisilla ylipäästösuodattimilla. Suodattimena on edullisesti lineaarinen 6 dB/oktaavi -ominaisuus, jolloin saavutetaan optimi-30 tulokset. Vaihtoehtoisesti differentioitu signaali voidaan saada akustisesti tai jollakin muulla alan tuntemalla menetelmällä erityisesti suunnitelluilta muuttajilta, joita on merkitty kuvassa 1 22:11a. Esimerkiksi voidaan käyttää muuttajia, joissa on sopivat mekaaniset suodattimet ja jotka 35 differentioivat sisäänmenosignaalin akustisesti. Kuva 2(a)

II

9 76654 kuvailee tyypillistä analogista signaalia f(t) differentioin-tipiirin sisäänmenossa, johon signaaliin on yhdistynyt laajakaistainen kohina, so. kohina, jonka kaistaleveys on oleellisesti suurempi kuin analogisen signaalin kaistale-5 veys. Kuva 2(b) kuvailee signaalia differentiointipiirin ulostulossa, f'(t). Differentiointitapahtuma on korostanut suurtaajuisia kohinakomponentteja ja kaikkia ääriarvoja edustaa nyt nollaylitykset, mukaan lukien kohinan ääriarvot kuten kuvassa 2(b) on esitetty. Siten kohinan mukana 10 olosta seuraa differentiointipiirin ulsotulosignaali, jossa on paljon enemmän nollaylityksiä kuin olisi, jos olisi vain vähän tai ei lainkaan kohinaa. Jos kohinaa ei olisi läsnä, ei olisi mahdollista muodostaa korkealaatuista särötöntä signaalia järjestelmän ulostulosta. Jos kohinaa ei 15 tule sisäänmenosta 8, jos esimerkiksi edeltävä piiri, esimerkiksi DOLBY-piiri on tukahduttanut kohinan, voidaan sopivasti gaussinkohinalähteestä 6 ottaa laajakaistaista kohinaa, joka on gaussinjakautunutta.

Differentiointipiirin ulostulo syötetään tämän jälkeen 20 ideaaliselle leikkaimelle 12, jonka kaistaleveys on paljon leveämpi kuin sisäänmenosignaalin. Esimerkiksi, jos halutaan suuren tarkkuuden ulostulosignaali, voidaan tarvita leikkaimen kaistaleveys, joka on yli 100 KHz. Leikkaimen ulostulo on esitetty kuvassa 2(c) m(t):llä. Leikkaimella 25 on hyvin nopea vasteaika ja se on herkkä muutaman mikro- voltin jännitevaihteluille. Kuten kuvassa 2(c) on esitetty, on leikkaimen ulostulo sarja vaihtuvaleveyksisiä binaari-pulsseja, joiden pulssien leveyden määrää sisäänmenosig-naaliin f(t) yhdistyneen kohinan ääriarvokohtien väliset 30 ajat. Kun differentiointipiirin ulostulon keskimääräinen arvo on suurempi kuin nolla, huomataan, että negatiivisilla pulsseilla on hyvin minimaaliset leveydet, kun taas positiiviset pulssit ovat leveämpiä. Kun differentioidun signaalin keskimääräinen arvo on nolla, kuten pisteissä x, y 35 tai z kuvassa 2(b), on positiivisilla ja negatiivisilla 10 76654 pulsseilla yhtäläiset leveydet. Kun differentiaattorin ulostulon keskimääräinen arvo on pienempi kuin nolla, on negatiivisilla pulsseilla suurempi leveys. Siten informaatio kohinan sisältävän alkuperäisen analogisen signaalin 5 ääriarvojen esiintymisistä on muutettu sarjaksi binaari- pulsseja. Kohinasignaalin merkitys tämän binaariaaltomuo-don luomisessa ja aaltomuodon oikeassa uudelleenmuodostami-sessa on kuvan 2 perusteella ilmeinen. Kuvasta 2 voidaan nähdä, että ääriarvojen ajankohtia kuvaavat kuvan 2(c) 10 binaarisignaalin siirtymät. Analogisen signaalin f(t) amplitudi-informaatiota edustaa signaaliin f(t) yhdistyneen kohinan ääriarvojen ajankohdat, so. pulssien leveydet.

Taajuusinformaatio sisältyy kuvan 2(c) signaalin jaksolliseen luonteeseen, esimerkiksi keskiarvon nollaylitysten ajan-15 kohdat vastaavat pisteitä x, y ja z kuvassa 2(b).

Tämä binaarisignaali syötetään sen jälkeen sopivalle suodattimelle tai muulle pulssimuokkaimelle 14 signaalin uudelleen muodostamiseksi. Jos pulssimuokkainpiiri on integraattori, voidaan alkuperäinen aaltomuoto lähes palaut-20 taa tavalla, joka liittyy satunnaiskohinan ominaisuuksiin, kuten signaali o(t) kuvassa 2(d) esittää. Mitä nopeampi on leikkaimen 12 vaste, sitä korkeampi on ulostulosignaalin laatu.

Uudelleen tuotetun aaltomuodon amplitudin huomataan 25 liittyvän sisäänmenosignaalissa f(t) olevan tai siihen lisätyn satunnaiskohinan ominaisuuksiin. Esimerkiksi, kun kohina on voimakasta, tapahtuu hieman amplitudin supistumista. Kun kohina on heikkoa, tapahtuu amplitudin laajenemista. Nämä erityisilmiöt johtuvat piirin epälineaarisista 30 ominaisuuksista, jotka ilmenevät korkeilla ja matalilla sisäänmenotasoilla.

Synkronisen ulostulon tuottamiseksi voidaan käyttää synkronointipiiriä 16 kuten kuvassa 1 on esitetty.

D“tyypin flip-flop voi suorittaa tämän toiminnon. Kuvassa 35 2A on esitetty synkronointipiirin sisäänmenossa oleva 11 11 7665 4 kuvan 2 signaali m(t) suuresti levitetyllä aika-akselilla. Kuten on kuvattu, se on epäsynkroninen binaarisignaali. Kelloa, jonka kanssa m(t) synkronoidaan, on esitetty c(t):llä. Jokaisella kellopulssin nousevalla reunalla 5 siirtyy sisäänmenosignaali ulostuloon pienen aikaviiveen jälkeen. Johdolla 20 oleva synkroninen binaarinen ulostulosignaali g(t) voidaan sen jälkeen syöttää tiedonsiirtokanavaan ja muihin tavanomaisiin digitaalisiin laitteisiin. Kahdentyyppisiä virheitä, synkronointivirheitä ja tulkinta-10 virheitä, voi tapahtua kuten kuvassa 2A on esitetty. Niin kauan kuin kellotaajuus on riittävän korkea, ei synkronointi kuitenkaan välttämättä huononna järjestelmän suorituskykyä. Jos kellotaajuus on pienempi kuin suurin ääriarvo-taajuus, voi aiheutua säröä, mitä esittää kuvan 2A tulkinta-15 virhe. Joissakin sovellutuksissa on pieni särö kuitenkin merkityksetöntä. Silloin, kun signaali on hyvin ymmärrettävää, esim. puheentunnistusjärjestelmissä ja kuulolaitteissa, voidaan säröä sallia.

Signaali g(t) voidaan syöttää muille pulssimuokkaus-20 piireille, joita kuvaa ärsykkeen muodostuslohko 18 kuvassa 1, joka voi olla suodatin, integraattori tai muu pulssimuok-kainpiiri. Johdon 24 ulostulosignaali syötetään tämän jälkeen sopivalle vahvistimelle ja/tai ulostulomuuntimelle, kuten esimerkiksi ulostulon kaiutin- tai kuulolaitemuunti-25 melle.

Kuvassa 3 on esitetty piiri, joka toteuttaa kuvissa 1, 2 ja 2A esitetyt toiminnot. Muuntimelta 8 tuleva sisäänmeno syötetään differentointipiirille, joka sisältää kondensaattorin 30 ja vastuksen 31, joka on sarjassa sen sisään-30 menoimpedanssin kanssa, joka näkyy piiriin päin kondensaat torin 30 jälkeen. Muuntimelta 8 tulevat sisäänmenojännitteet ovat tyypillisesti 10 mV:n luokkaa. Vastus 32 ja kondensaattori 33 muodostavat ylipäästösuodattimen, jolla suodatetaan pois signaalissa olevat hyvin suurtaajuiset 35 kohinakomponentit. Differentioitu signaali kytketään sen 12 76654 jälkeen kondensaattorin 36 ja vastuksen 37 kautta ideaaliselle leikkainpiirille 12. Diodit 34 ja 35 toimivat ali-ja ylijännitesuojina. Signaali, joka kytketään vastuksen 36 kuatta operaatiovahvistimen 41 invertoivaan päätteeseen, 5 on tässä invertoivassa sisäänmenossa suuruudeltaan noin 1 yuV. Operaatiovahvistin 41 ja siihen liittyvät piirit muodostavat esivahvistimen, jolla on suuri kaistaleveys. Takaisinkytkentäpiirissä olevat diodit 37 ja 38 nostavat esivahvistimen taajuusvastetta. Esivahvistimella on epä-10 lineaarinen vaste suuri- ja pienitasoisille signaaleille.

Pienitasoisilla signaaleilla esivahvistin saa aikaan suuren vahvistuksen. Suurilla tasoilla esivahvistin saa aikaan pienen vahvistuksen toimien siten rajoittimena vertai lijalle 50 kytketyille signaaleille auttaen leikkausta. Operaatio-15 vahvistimen 41 ulostulon jännitetasot vaihtelevat tyypillisesti -lmV:n välillä pienitasoisilla sisäänmenosignaaleilla ja -.7V:n välillä suuritasoisilla sisäänmenosignaaleilla.

Jos differentiaattorin sisäänmenossa ei ole mukana riittävästi satunnaiskohinaa, voidaan kohinaa kytkeä kohinaläh-20 teestä 6. Kohinalähde voi olla esimerkiksi kytkentäkonden- saattorin 55 kautta operaatiovahvistimen 41 ei-invertoivaan sisäänmenoon kytketty bipolaaritransistorin 7 avoimen kol-lektorin emitteri-kantaliitoksen kohinaa.

Kondensaattori 42 kytkee vain ulostulon AC-kompo-25 nentin operaatiovahvistimelta 41 vertailijan 50 negatiivi seen sisäänmenoon, joka vertailija on nopea vertailija, jonka sisäänmenon herkkyys on pienempi kuin lmV. Vastus 44 ja säädettävä vastus 45 muuttelevat vertailujännitteitä, jolla vertailu tapahtuu. Vertailijan 50 ulostulo on epäsynkro-30 ninen signaali vastaten m(t):tä kuvassa 2. Ulostulo nos tetaan +5 voltin maksimiarvoon vastuksella 51. Signaali m(t) voidaan syöttää sen jälkeen suodattimelle 14, joka voi olla alipäästösuodatin tai integraattori, kuten on esitetty. Integraattori sisältää vastuksen 56 ja kondensaat-35 torin 57 ja palauttaa olennaisesti alkuperäisen sisäänmeno-

II

13 76654 signaalin f(t) ääriarvokoodatusta signaalista. Suodatin 14 voi olla myös alipäästösuodatin, joka kaistarajoittaa ääriarvokoodatun binaarisen epäsynkronisen signaalin määrätyn taajuuden alapuolelle. On huomattu, että tällainen 5 kaistarajoitettu ääriarvokoodattu signaali tarjoaa paremman subjektiivisen äänilaadun kuin samalla tavoin kaistarajoi-tettu analoginen signaali. Tosiasiassa ääriarvokoodattu signaali voidaan kaistarajoittaa olennaisesti alempaa kuin vastaava analoginen signaali ja se tarjoaa silti tähän ver-10 rattavan subjektiivisen äänenlaadun. Monissa sovellutuk sissa voi täydellinen alkuperäisen signaalin uudelleen tuottaminen olla kuitenkin tarpeetonta, so. aistihermoperäi-sesti huonokuuloisen kuulolaitteessa voi ymmärrettävyys olla tärkeämpi kuin laatu. Koska ihmisen aistijärjestelmä on 15 herkempi ääriarvoille kuin ääriarvojen välien sisältämälle informaatiolle, ei tarvita täydellisen tarkkaa uudelleen-muodostamista. Tällä on se edullinen vaikutus, että järjestelmä pienentää tehokkaasti sisäänmenosignaalin informaatiosisältöä muuttamatta merkitsevästi tajuttavaa aisti-20 musta, kun ääriarvokoodattu signaali syötetään suoraan ih misen aistijärjestelmään, so. signaali kuulostaa subjektiivisesti samalta kuin alkuperäinen aaltomuoto, vaikka aika- ja taajuusalueen analyysissä se voi olla hyvin erilainen.

Leikkaimen ulostulo voidaan syöttää synkronointi-25 piirille, joka koostuu D-flip-flopista kuten aikaisemmin selitettiin kuvaan 2A viitaten. Jokaisella kellon c(t) nousevalla reunalla siirtyy flip-flopin sisäänmenodata ulostuloon. Kellolla c(t) synkronoimisen jälkeen signaali g(t) voidaan syöttää digitaaliseen muistiin, siirrettäväksi tai 30 johdolla 20 oleviin uudelleenmuodostusosiin. D-flip-flopin 16 ulostulo voidaan sen jälkeen syöttää ärsykkeenmuodostus-lohkoon 18 kuvassa 1. Kuvassa 3 käytetään aktiivista integraattoria alkuperäisen aaltomuodon f(t) uudelleenmuo-dostamiseen ääriarvokoodatusta signaalista, joka integraat-35 tori sisältää operaatiovahvistimen 66 ja siihen liittyvät 14 76654 komponentit. Vastus 70 ja kondensaattori 69 muodostavat integraattorin takaisinkytkentäpiirin. Säädettävä vastus 65 muuttaa operaatiovahvistimen 66 invertoivassa sisään-menossa olevan signaalin suuruutta, kun taas säädettävä 5 vastus 68 ja vastus 67 muodostavat jännitteenjakopiirin, joka toteuttaa ei-invertoivan sisäänmenon oikean esijännit-teen. Esijännitteen muodostava jännitteenjakopiiri on tarpeellinen, koska flip-flopin 64 Q-ulostulosignaali vaih-telee noin 0:n ja 5 voltin välillä. Vaihtoehtoisesti 10 flip-flopin 64 Q-ulostulo voisi olla kapasitiivisesti kyt ketty operaatiovahvistimeen 66 DC-komponentin estämiseksi. Integraattorin ulostulo johdolla 24 on analoginen signaali, joka vastaa alkuperäistä sisäänmenosignaalia f(t).

Synkronoitu ulostulo voidaan toteuttaa myös kahdella 15 monostahiHilla multivibraattorilla 66 ja 68 kuvassa 3A, joista toinen liipaisee pulssin positiivisella reunalla ja toinen negatiivisella reunalla. Tämä pari monostabiileja multivibraattoreja muodostaa kuvan 1 ärsykkeenmuodostuslohkon 18 toisen toteutuksen. Ajoituskaavio on esitetty ku-20 vassa 3B. Kummankin monostabiilin multivibraattorin täytyy antaa binaarisen aaltomuodon sekä positiivisiksi että negatiivisiksi muuttuvilla reunoilla lyhyitä pulsseja, joiden kestot ovat lyhyempiä kuin kellojaksot. Pulssien leveydet määrätään ajoituskomponenteilla, vastuksilla 69 ja konden-25 saattoreilla 67. Kuten kuvassa 3A on esitetty, on positii visen reunan Hipaiseman monostabiilin multivibraattorin 66 Q-ulostulo kytketty johtoon 80 vastuksen 70 kautta, ja negatiivisen reunan Hipaiseman monostabiilin multivibraattorin 68 Q-ulostulo on kytketty johtoon 80 vastuksen 72 30 kautta. Näiden kahden monostabiilin ulostuloja on kuvattu a(t):llä ja b(t):llä kuvassa 3B. Koska kaksi vastusta 70 ja 72 muodostavat jännitteenjakajän, on ulostuleva aaltomuoto keskittynyt 2,5 V:iin kuten z(t) kuvassa 3B esittää. Tällöin ulostulo johdolla 80 on sarja pulsseja, jotka vas-35 taavat alkuperäisen aaltomuodon ääriarvojen ajankohtia.

I! is 76654

Vastus-kondensaattoripiiri, joka koostuu kahdesta vastuksesta 70 ja 72 ja kondensaattorista 71, muodostaa suodattimen, joka varmistaa, että yhden kellojakson aikana on vain yksi vaikuttava ääriarvo.

5 Kuvassa 3A esitetty erityinen ulostulolohko, joka koostuu kahdesta monostabiilista multivibraattorista 66 ja 68 ja niihin liittyvistä piireistä, on erityisen edullinen aistihermoperäisesti huonokuuloisten kuulolaitepiireissä. Henkilöillä, jotka kärsivät aistihermoperäisestä huonokuu-10 loisuudesta, voidaan tarvita erittäin voimakkaita signaale ja kuulon mahdollistamiseksi. Tällaisten voimakkaiden signaalien syöttäminen on usein vahingollista tai kipua tuottavaa herkälle välikorvalle. Sisäkorvan simpukan aistihermo-solut ovat kuitenkin paljon herkempiä ääniaaltomuodon ääri-15 arvoille kuin näiden signaalien amplitudeille. Siten jono lyhyitä pulsseja, jotka vastaavat ajallisesti sisäänmenosig-naalin ääriarvoja, saa ymmärrettävän informaation aiheuttamaan herätteen aistihermosoluille ilman keskikorvan kohtuutonta rasitusta lyhytkestoisen pulssien rajoitetun 20 energian ansiosta. Kuten johdolla 25 kuvassa 1 on esitetty, on myös mahdollista syöttää epäsynkroninen leikattu signaali m(t) tähän ulostulolohkoon.

Tämän keksinnön laitteella on monia sovellutuksia.

Kuva 4 on lohkokaavio synkronista tiedonsiirtolaitetta var-25 ten. Laite koostuu differentiaattorista 101, laajakaistai sesta leikkaimesta 103 ja D-flip-flopia käyttävästä synkro-nointipiiristä 105. Tämän järjestelmän tärkeä etu on, että annetun ymmärrettävyyden saavuttamiseksi voidaan käyttää alempaa datanopeutta kuin tavanomaisissa digitaalisissa 30 tiedonsiirtojärjestelmissä. Tämä siksi, että analogisen signaalin amplitudia koskeva informaatio, muu kuin ääriarvojen ajankohtia koskeva, on hylätty. Tätä tiedonsiirtomenetelmää voidaan soveltaa yhtä hyvin kuva- kuin ääni-informaatioon .

35 Äänisignaalitapauksessa yksinkertaistaa ääni- tai 16 76654 puhesignaalin esittämiseen tarvittavan datamäärän pieneneminen huomattavasti puheen ja äänen tunnistustehtävää. Lisäksi voi baudinopeuden pieneneminen sellaisilla aloilla kuin videosiirto ja -nauhoitus tehdä mahdolliseksi yksinkertais-5 taa tarvittavia järjestelmiä merkitsevästi, mikä antaa mah dollisuuden pystyä toistamaan televisiokuva käyttäen vain sitä kaistaleveyttä, joka tavanomaisesti tarvitaan audiosignaalin käsittelyyn.

Kuvassa 5 on esitetty lohkokaavio kuulolaitetta var-10 ten. Lohkot 101 ja 103 suorittavat samat toiminnot kuin on kuvattu muihin kuviin viitaten. Lohko 107 on pulssin muokkaava piiri, joka voi olla esimerkiksi alipäästösuodatin, integraattori tai kaksinkertainen monostabiili multivibraat-toripiiri, joka on kuvattu kuvissa 3A ja 3B. On huomattu 15 esimerkiksi, että ääriarvokoodatun signaalin m(t) kaista- rajoittaminen 3KHz:iin johtaa AM-radion puheen laatuun normaaleille kuuntelijoille ja voi merkitsevästi parantaa ymmärrettävyyttä huonokuuloisille kuuntelijoille.

Kuva 5A kuvaa, miksi järjestelmä saa aikaan subjektii-20 visesti korkealaatuisempia signaaleja kuin olisi tavan omaisessa järjestelmässä, joka on samalla tavoin kaistarajoi-tettu, ja siten itse asiassa saa aikaan subjektiivisen kaistaleveyden kasvun. Sen seikan keksimisen mukaisesti, että ihmisen aistijärjestelmä on herkkä analogisen signaalin 25 sisältämille ääriarvoille ja, että ääriarvojen välinen aaltomuoto on merkityksetön, ilmenee kuvan 5A(a) mukainen aaltomuoto differentioimisen ja leikkaamisen jälkeen kuten (b) kuvassa 5A. Kaistaleveyteen B alipäästösuodattamisen jälkeen, mikä voidaan toteuttaa suodatinpiirillä tai akus-30 tisella suodatuksella korvassa itsessään, seuraa aaltomuoto, joka on kuva 5A(c) kaltainen. Ääriarvojen ajankohdat eivät ole havaittavasti muuttuneet huolimatta alipäästösuodatuk-sesta, kuten kuvassa 5A(c) on esitetty. Kuva 5A(d) esittää signaalia f(t)1, joka on signaali f(t) kaistaleveydeltään 35 rajoitettuna alipäästösuodattimella, jonka kaistaleveys on B.

Il 17 7 6 6 5 4

Alipäästösuodatin on siirtänyt havaittavasti ääriarvojen ajankohtia ja aaltomuodon havaitaan siksi olevan säröyty-neempi kuin ääriarvokoodattu signaali. Siten itse asiassa ääriarvokoodattu signaali on subjektiivisesti tuonut 5 kaistaleveydellä B taajuuksia, jotka olisivat kadonneet tavanomaista suodatustekniikkaa käyttäen.

Kuva 6 kuvaa, kuinka järjestelmää voidaan käyttää supistamaan analogisten signaalien siirtoon tarvittavia kaistaleveyksiä. Differentiaattori 101, leikkain 103 10 ja D-flip-flop 105 toimivat kuten aikaisemmin kuvailtiin.

D-flip-flopin ulostulo syötetään sen jälkeen n-bittiseen siirtorekisteriin 107. Kello ohjaa n:llä jakavaa laskuria 109 siten, että se tuottaa pulssin joka n:nnellä kello-jaksolla. Laskurin ulostulo asettaa n-bittisen salvan 111, 15 jonka n sisäänmenojohtoa on kytketty n-bittisen siirtore- kisterin 107 n:ään ulostulojohtoon. Kun laskurin 109 ulostuloon ilmestyy pulssi, siirtää salpa datan sen n:stä sisäänmenojohdosta sen n:ään ulostulojohtoon. n-bittinen D/A-muunnin 113, jonka n sisäänmenojohtoa on kytketty n-20 bittisen salvan ulostuloon, muuttaa binaarisen informaation analogiseen muotoon. D/A:n ulostulo syötetään sen jälkeen alipäästösuodattimelle 115, jonka kaistaleveys on B. Synkronointi-informaatio saadaan kytkemällä laskurin ulostulo yksittäisliipaisijalle 116, jolloin saadaan aikaan synkro-25 nointipulssi. Sakara-aalto-oskillaattori 117, jonka taajuus on useita Hertzejä B:n yläpuolella, so. 20Hz, ja yksittäis-liipaisijan ulostulo, jonka pulssinleveys on suurempi kuin yksi oskillaattorijakso, syötetään AND-portille 119, joka tuottaa pulssiryöpyn, joka on moduloitu synkronointipuls-30 silla. Moduloitu synkronointisignaali kaistanpäästösuodate- taan sen jälkeen kaistanpäästösuodattimella 121, jolloin taataan, että saadaan riittävä taajuuserotus. Alipäästö-suodattimen 115 ja kaistanpäästösuodattimen 121 ulostulot summataan tämän jälkeen summaimessa 123, jolloin saadaan 35 signaali h(t), joka sisältää sekä analogisen datan että 18 76654 synkronointi-informaation. Summaimen 123 ulostulo pannaan sen jälkeen kanavaan tavanomaisella tekniikalla.

Vastaanotin sisältää A/D-muuntimen 131, jossa on sarjaulostulo, ja integraattorin 133 alkuperäisen analogisen 5 signaalin f(t) uudelleenmuodostamiseksi, ja näitä edeltävät sopivat alipäästö-, kaistanpäästösuodattimet ja ilmaisin-piirit. Alipäästösuodatin 125 erottaa analogisen datan synkronointi-informaatiosta. Synkronointisignaali saadaan synkronoinnin erottajapiireillä, jotka sisältävät kaistan-10 päästösuodattimen 127 ja ilmaisimen 129. Koska signaalin g(t) ja siten h(t):n informaatiosisältö on paljon alempi kuin analogisen signaalin f(t), tarvitaan paljon vähemmän kanavan kaistaleveyttä kuin tavanomaisissa analogisissa siirtojärjestelmissä näihin verrattavan ymmärrettävyyden 15 saavuttamiseksi.

Kuva 7 on lohkokaavio pienikohinaista analogista kanavaa varten. Kun perinteistä analogista kanavaa käytetään äänen siirtoon, rajoittavat sekä kanavan että lähettimen sallima signaalin dynaaminen alue että kanavan S/N-suhde 20 suorituskykyä. Käytettäessä ääriarvokoodausta edustaa alku peräistä analogista signaalia f(t) sarja binaaritasoja, joiden siirtymät vastaavat ääriarvoja. Koska binaarisignaa-lilla on minimaalinen dynaaminen alue, ovat kanavan dyna-miikkaominaisuudet jokseenkin merkityksettömiä, ja kanava-25 rakennetta voidaan yksinkertaistaa. Lisäksi, koska binaa- risignaalit ovat suhteellisen immuuneja kohinaa vastaan, on kohinan pienentäminen mahdollista tavanomaisiin analogisiin järjestelmiin verrattuna. Kuten kuvassa 7 on esitetty, sisältää perusjärjestelmä differentiaattorin 101 ja laaja-30 kaistaisen leikkaimen 103. Signaali muodostetaan uudelleen vastaanottopäässä sopivalla pulssimuokkaimella kuten ali-päästösuodattimella tai integraattorilla.

Edellä olevassa kuvauksessa on keksintöä kuvailtu viitaten sen määrättyihin esimerkkitoteutuksiin. On kui-35 tenkin ilmeistä, että siihen voidaan tehdä erilaisia

II

19 76654 muunnoksia ja muutoksia poikkeamatta keksinnön laajemmasta hengestä ja alueesta, jotka kuvataan oheisissa patenttivaatimuksissa. Kuvausta ja piirustuksia on tämän mukaisesti pidettävä luonteeltaan pikemmin kuvailevina kuin 5 rajoittavina.

Claims (11)

20 7 6 6 5 4

1. Laite analogiasignaalin käsittelemiseksi, käsittäen 5 a) välineen (10) analogiasignaalin korostamiseksi, joka käsittää välineen (10) signaalin minimi- ja maksimiarvojen esiintymisajankohtien ilmaisemiseksi tuottaen siten ilmaistun signaalin ja b) koodausvälineen (12) kytkettynä ilmaisuvälinee-10 seen (10), jolloin koodausväline (12) koodaa analogiasignaalin minimi- ja maksimiarvojen esiintymisajankohdat koodattuna signaalina, tunnettu siitä, että analogiasignaali sisältää oleellisesti satunnaista kohinaa sekoittuneena analogiasignaaliin, 15 jolla kohinalla on laajakaistainen spektri, jossa on taajuuksia oleellisesti korkeammalla taajuusalueella kuin analogia-signaalin korkein taajuus, ja että koodausvälineellä (12) on kaistanleveys, joka on oleellisesti suurempi kuin analogiasignaalin kaistanleveys ja että koodattu signaali sisäl-20 tää informaatiota, joka on riittävä mahdollistamaan analogiasignaalin oleellisen reprodusoinnin siitä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että on aikaansaatu välineet (6) oleellisesti satunnaisen kohinan muodostamiseksi signaaliin tai ilmais- 25 tuun signaaliin, joka kohina summataan siihen ja jolla on laajakaistainen spektri, jossa on taajuuksia oleellisesti korkeammalla taajuusalueella kuin analogiasignaalin korkein taajuus, kohinan ollessa signaaliin tai ilmaistuun signaaliin lisättyä kohinaa tai siinä luonnollisesti läsnäolevaa 30 kohinaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, t u n-n e t t u siitä, että a) ilmaisuväline käsittää derivaattorin (10) minimi-ja maksimiarvojen esiintymisajankohtien muuttamiseksi aika-35 akselin ylityskohdiksi, ja että II 2i 76654 b) koodausväline käsittää leikkausvälineen (12) ai-ka-akselin ylityskohtien koodaamiseksi binäärisignaalin siirtymiksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnet-5 t u siitä, että leikkausväline reagoi taajuuksiin vähintään 50 kHz asti.

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää a) välineen kellopulssien (c(t)) tuottamiseksi ja 10 b) välineen (16) kytkettynä koodausvälineeseen (12) koodatun signaalin vastaanottamiseksi sisääntulona koodatun signaalin tahdistamiseksi kellopulssien kanssa tahdistetun binäärisignaalin tuottamiseksi.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen 15 laite, tunnettu siitä, että integraattori (18) on kytketty koodausvälineeseen (12) ja vastaanottaa koodatun signaalin sisääntulona signaalin reprodusoimiseksi, joka vaikuttaa ihmisen aistijärjestelmästä oleellisesti samanlaiselta kuin käsittelemätön analoginen signaali.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnet- t u siitä, että väline (16) tahdistusta varten käsittää D-kiikun.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että se edelleen käsittää reprodusointivälineen 25 (18), joka käsittää parin monostabiileja multivibraattorei- ta (66, 68), jotka tuottavat ulostulopulsseja, jotka ovat lyhyempiä kuin tahdistetun binäärisignaalin pulssit, joista multivibraattoreista (66, 68) toinen tuottaa pulsseja tahdistetun binäärisignaalin positiivisella siirtymällä ja toinen 30 multivibraattoreista (66, 68) tuottaa pulsseja tahdistetun binäärisignaalin negatiivisella siirtymällä signaalin tuottamiseksi, joka vaikuttaa ihmisen aistijärjestelmästä oleellisesti samanlaiselta kuin käsittelemätön analogiasignaali.

9. Menetelmä analogiasignaalin käsittelemiseksi, jo-35 ka menetelmä sisältää analogiasignaalin korostamisen, sig- 22 76654 naalin minimi- ja maksimiarvojen esiintymisajankohtien ilmaisemisen tuottaen siten ilmaistun signaalin ja analogia-signaalin minimi- ja maksimiarvojen esiintymisajankohtien koodaamisen koodattuna signaalina, tunnettu siitä, 5 että analogiasignaali sisältää oleellisesti satunnaista kohinaa sekoittuneena analogiasignaaliin, jolla kohinalla on laajakaistainen spektri, jossa on taajuuksia taajuusalueella, joka on oleellisesti korkeampi kuin analogiasignaalin korkein taajuus, ja koodausvälineillä (12) on kaistanleveys, 10 joka on oleellisesti suurempi kuin analogiasignaalin kaistanleveys, ja että koodattu signaali sisältää informaatiota, joka on riittävä sallimaan analogiasignaalin oleellisen rep-rodusoinnin siitä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että oleellisesti satunnaista kohinaa lisätään signaaliin tai ilmaistuun signaaliin, jolla kohinalla on laajakaistainen spektri, jossa on taajuuksia taajuusalueella, joka on oleellisesti korkeampi kuin analogiasignaalin korkein taajuus.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, t u n- n e t t u siitä, että se edelleen käsittää koodatun signaalin tahdistusvaiheen toistuvan signaalin kanssa tahdistetun binäärisignaalin tuottamiseksi. Il 23 7 6 6 5 4