FI90166C - Cmos-kompander - Google Patents

Description

1 90166 CMOS-kompanderi - CMOS-kompander

Keksinnön kohteena on kompanderi, jota käytetään puheen laa-5 dun parantamiseen matkapuhelinjärjestelmissä. Kompanderi käsittää kompressorilohkon ja ekspanderilohkon, joista kumpikin sisältää: ensimmäisen ohjattavan vahvistimen, joka ensimmäisessä lohkossa saa tulonaan kompanderin tulosignaa-lin ja toisessa lohkossa ensimmäisen lohkon lähtösignaalin, 10 joka saadaan ohjattavan vahvistimen lähdöstä, ja jonka lähdöstä saadaan toisessa lohkossa kompanderin lähtösignaali, toisen ohjattavan vahvistimen, jonka tulo on kompressorissa kytketty ensimmäisen vahvistimen lähtöön ja ekspanderissa ensimmäisen vahvistimen tuloon, tason ilmaisupiirin, joka 15 ilmaisee toisen vahvistimen lähtösignaalin tason, ohjauspiirin, joka tason ilmaisupiirin antaman tiedon perusteella ohjaa ensimmäistä ja toista vahvistinta.

Matkapuhelinspesifikaatiot, paitsi Pohjoismaiden NMT450-20 verkko, edellyttävät kompanderin käyttöä. Kompanderia käytetään puheen laadun parantamiseksi. Kohina ja erilaiset radiotiellä syntyvät häiriöt pienenevät kompandoinnin ansiosta .

25 Kompanderia käytetään matkapuhelimen audio-osassa. Nykyisissä ratkaisuissa käytetään tunnetun tekniikan mukaista bipo-laaritekniikalla toteutettua kompanderia. Tunnetun tekniikan mukainen kompanderi koostuu kahdesta osasta, kompressorista ja ekspanderista. Kompressori pienentää sen läpi kulkevan 30 signaalin dynamiikkaa suhteessa 1:2 ja ekspanderi laajentaa sen läpi kulkevan signaalin dynamiikkaa vastaavasti suhtees-sa 2:1.

Kuvassa 1 on esitetty eräs tunnetun tekniikan mukainen bipo-35 laarikompanderin toimintaperiaate. Sen IC-toteutuksessa kompressori 1 ja ekspanderi 2 ovat kaksi identtistä lohkoa saman IC-piirin sisällä. Perusrakennelohkoina ovat kokoaalto-tasasuuntaaja 3 ja 4, säädettävä vahvistinsolu 5 ja 6, ope- 2 90166 raatiovahvistin 7 ja 8 sekä piirin sisäinen biasointi. Ulkopuolisilla komponenteilla saadaan muodostetuksi joko kompressio- tai ekspansiotoiminta. Tämä tapahtuu kytkemällä kuvassa 1 esitetyllä tavalla säädettävä vahvistinsolu 5, 6 ja 5 kokoaaltotasasuuntaaja 3, 4 joko vahvistimen 7, 8 takaisin-kytkentäketjuun (kompressori) tai vahvistimen tuloon (eks-panderi).

Kuvassa 2 on esitetty yleisesti tunnetusta kompanderitoteu-10 tuksesta poikkeava kompanderin toimintaperiaate, joka on ollut perustana toteutettaessa keksinnön mukaista kompande- ria.

Kompressoriosa 9 koostuu identtisistä vahvistinasteista 11 15 ja 12, joiden vahvistus on G. Tulosignaali Uin viedään molempien vahvistinasteiden 11, 12 läpi kokoaaltotasasuuntaus-lohkolle 13, jonka tulosignaalitaso on Uref = G*G*Uin. Vahvistimia ohjataan tämän tiedon perusteella siten, että haluttu kompressio saavutetaan. Lähtösignaali Uout = G*Uin 20 saadaan ensimmäisen vahvistimen 11 lähdöstä.

Ekspanderiosan 10 ensimmäinen vahvistin 14 on kyseisen G-vahvistimen käänteisvahvistin ja sen vahvistus on 1/G. Tulosignaali Uin viedään myös suoraan G-vahvistuksella toimi-25 vaan lohkoon 15. Tästä lohkosta 15 signaali tuodaan kokoaal-totasasuuntauslohkoon 16, jolloin tasasuuntaajan 16 tulosignaalitaso on Uref = G*Uin. Vahvistimia 14, 15 ohjataan tämän tiedon perusteella siten, että haluttu ekspansio saavutetaan. Lähtösignaali Uout = 1/G * Uin saadaan ensimmäisen 30 1/G-vahvistimen 14 lähdöstä.

Vahvistimet muuttavat vahvistustaan, kunnes kokoaaltotasa-suuntauslohkolle 13, 16 menevä signaali Uref on tietyn vasteajan jälkeen saavuttanut vakiodynamiikkatason. Tätä tasoa 35 kutsutaan vaikutuksettomaksi tasoksi, vertailutasoksi, jonka tasoinen signaali etenee kompressorin 9 ja ekspanderin 10 läpi siten, että sen dynamiikka ei muutu. Tähän vaikutukset- 3 9 Π1 6 6 tomaan tasoon nähden muodostetaan kompressorin ja ekspande-rin toiminta-alueet.

Kuvassa 2 esitetty yleisesti tunnettu toimintaperiaate ei 5 ota kantaa, miten vahvistimien ohjaus toteutetaan. Huomion arvoista ratkaisussa on kokoaaltotasasuuntauksen käyttö kom-pandoitavan signaalin tason ilmaisussa. Tämän tasotiedon perusteella vahvistimien vahvistusta muutetaan siten, että haluttu kompressio tai ekspansio saavutetaan. Bipolaaritek-10 niikalla toteutetussa tunnetun tekniikan mukaisessa kompan-derissa käytetään myös kokoaaltotasasuuntausta vahvistuksen säädössä.

Perusongelma on tunnetun tekniikan mukaisen kompanderitoteu-15 tuksen huono soveltuvuus tämän päivän matkapuhelinsovelluk-siin. Se vaatii suuren piirilevypinta-alan kotelointinsa vuoksi. Lisäksi se vaatii useita ulkopuolisia komponentteja. Kuvassa 2 kuvatun kompanderin periaateratkaisun pääongelmana puolestaan on sen käytännön toteutus.

20

Mikäli kompanderi toteutetaan CMOS-tekniikalla ja käytetään signaalin kokoaaltotasasuuntausta, vaihtoehtona on käyttää A/D-muuntimia, jotta voidaan ohjata ohjelmoitavia vahvistimia, joilla hyötysignaalin kompandointi on tarkasti to- 25 teutettavissa. Kytkennät olisivat A/D-muunnoksen osalta mo nimutkaisia. Jos puolestaan käytetään kokoaaltotasasuunnat-tua analogista signaalia vahvistimien ohjaukseen, tulee vahvistimien toteutus hankalaksi, jotta saavutetaan vaaditut lineaarisuus- ja dynamiikkavaatimukset.

: 30

Kompressorille ja ekspanderille määritellään matkapuhelin-spesifikaatioissa nk. transienttivasteajat, iskuvasteaika tA, joka määritetään signaalin äkillisestä noususta ja palautumisaika tR, joka aiheutuu signaalin äkillisestä las-35 kusta. Nämä ajat määräävät, miten nopeasti kompressorin tai ekspanderin lähtö seuraa tulotason muutoksia. Kompressorin tA on noin 3,5 ms ja tR noin 13,5 ms. Ekspanderin tA ja tR

4 90166 ovat noin 13,5 ms. Näiden erimittaisten transienttivasteai-kojen toteutus on ongelmallista.

CMOS-tekniikkaa käytettäessä, haluttaessa päästä mahdolli-5 simman pienellä pii-pinta-alalla, vahvistimet on toteutettava nk. kytkentäkapasitanssi- eli SC-vahvistimina (Switched Capacitor), jotka perustuvat kello-ohjattujen kondensaatto-reiden käyttöön. Tällöin ongelmallista on käsiteltävän hyö-tysignaalin näytteenoton oikea ajoitus. Offset-jännitteiden 10 ja erilaisten häiriöiden kytkeytyminen hyötysignaaliin tulisi minimoida.

Matkapuhelinspesifikaatiot asettavat vaatimuksen, että kompressio- ja ekspansiotoiminto on voitava poistaa käytöstä 15 tietyissä tilanteissa, esimerkiksi matkapuhelinten tyyppi-hyväksyntämittauksissa. Haluttaessa käyttää samaa kompande-ria eri matkapuhelinjärjestelmissä, AMPS:ssa, NMT:ssä ja TACS:ssa, ongelmaksi tulevat kuitenkin erilaiset audiolinja-tasot matkapuhelimen lähetys- ja vastaanottoteillä. Tällöin 20 kompandoinnin poiskytkentä eli ohitusmuodon toteuttaminen kaikkiin järjestelmiin sopivaksi on hankalaa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen kompanderi, jonka avulla edellä esitetyt ongelmat voi-25 daan ratkaista. Tämän saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että kompanderissa käytettävät vahvistimet ovat kytkentäkapasitanssi (SC) -vahvistimia, kompanderin tason ilmaisupiirissä tulosignaalia verrataan ylempään ja alempaan referenssijännitteeseen ja tulosignaalin ollessa '30 referenssijännitteiden välissä ilmaisupiirin lähtö saa ensimmäisen arvon ja tulosignaalin ollessa tämän välin ulkopuolella ilmaisupiirin lähtö saa toisen arvon, ja kompanderin ohjauspiiriin kuuluu laskentalohko, jonka laskentasuun-nan määrää ilmaisupiirin lähdön arvo ja jonka laskentatulok-35 sen perusteella muodostetaan vahvistinten ohjaussana.

Keksinnön mukaisella kompanderilla korvataan tähän asti käytössä ollut erillinen tunnetun tekniikan mukainen bipolaari- 5 90166 kompanderi. Keksinnön mukainen CMOS-tekniikalla toteutettu kompanderi on integroitu yhteen matkapuhelimen muiden audio-toimintojen kanssa. Keksintö sopii käytettäväksi AMPS-(NAMPS-), NMT- ja TACS(JTACS, ETACS, NTACS)-matkapuhelinjär-5 jestelmissä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viitaten oheisiin kuviin, joista: kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaisen bipolaarikom-10 panderin toimintaperiaatetta, kuva 2 esittää toisen yleisesti tunnetun kompanderin toimintaperiaatetta , kuva 3 esittää keksinnön mukaisen CMOS-kompanderin lohko-kaaviota, 15 kuva 4 esittää keksinnön mukaisen ohjauslohkon komparaat- toriosan toimintaa, kuva 5 esittää keksinnön mukaisten vahvistimien ohjausosan lohkokaaviota, kuva 6 esittää signaalien näytteenotossa käytettävän nk.

20 non overlapping -kellosignaalin periaatetta, kuva 7 esittää keksinnön mukaisen ohjelmoitavan SC-vahvis-timen periaatetta.

Kuvat 1 ja 2 on selostettu edellä. Keksinnön mukaista rat-- 25 kaisua kuvataan seuraavassa viitaten kuviin 3-7, jotka esittävät keksinnön mukaisen ratkaisun toteutusta.

Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukaisen CMOS-kompanderin lohkokaavio. Kompanderi koostuu kompressoriyksiköstä 17 ja 30 ekspanderiyksiköstä 18. Keksinnön mukaisen kompanderin vahvistimet ovat ohjelmoitavia kello-ohjattavia Switched Capacitor eli SC-vahvistimia 19, 20, 21, 22. Olennainen muutos tunnettuun ratkaisuun nähden on kokoaaltotasasuuntauslohko-jen ja vahvistimien ohjauslohkojen korvaaminen ja toteutta-35 minen käyttäen yksinkertaista signaalin positiivista ja negatiivista huippuarvoa ilmaisevaa kaksoiskomparaattori-XOR-lohkoa 23, 24. XOR-piirin lähdöstä saadaan tasotieto ohjaus-logiikalle 25, 26. Looginen 1-taso ilmoittaa, että vahvis- 6 90166 tusta pitää nostaa, ja looginen O-taso ilmoittaa, että vahvistusta pitää laskea. Kompressorin 17 ja ekspanderin 18 vahvistimien ohjausosat ovat identtiset. Kompanderi voidaan toteuttaa CMOS-tekniikalla ja integroida yhteen matkapuheli-5 men muiden audiotoimintojen kanssa.

Kuvassa 3 näkyvä ohjauslogiikka 25, 26 koostuu vahvistimien ohjausosasta sekä laskentaosasta. Ohjausosa koostuu edelleen hieno- ja karkeasäätöosuudesta. Laskentaosa huolehtii vah-10 vistuksen pienentämisestä tai suurentamisesta sekä laskennan pysähtymisestä, kun on saavutettu minimi- tai maksimivahvis-tus. Lisäksi laskentaosa huolehtii siitä, että saavutetaan oikeanmittaiset transienttivasteajat.

15 Kuvassa 4 on esitetty keksinnön mukaisen ohjauslohkon 23, 24 komparaattoriosan toiminta. Vertailujännitteet +Uref ja -Uref on valittava hieman halutun vertailutason signaalin huippuarvoa pienemmäksi. Tällöin stabiilissa laskentatilan-teessa saadaan vakiosarja loogista 0-tasoa ja 1-tasoa kompa-20 raattorin lähtöön.

Kuvassa 4 esitetään kaksi sinisignaalin jaksoa 27, 28 komparaattorin sisäänmenossa ja logiikkatasojen käyttäytyminen 29 komparaattorin eri pisteissä. Kun pienempi sinisignaali 27 25 tulee komparaattorin sisään, ylemmän komparaattorin lähtö on looginen 0, alemman komparaattorin lähtö on looginen 1 ja XOR-lähtö 29 on looginen 1. Tällöin vahvistimien ohjauslo-giikka 25, 26 alkaa ohjata vahvistusta suuremmaksi.

'30 Jos komparaattorin sisään tulevan suuremman sinisignaalin 28 positiivisen puolijakson huippu on yli positiivisen vertailutason Uref, ylemmän komparaattorin lähtö on looginen 1, alemman komparaattorin lähtö on looginen 1 ja XOR-lähtö 29 on looginen 0. Saman signaalin negatiivisella huipulla mo-35 lemmat komparaattorin lähdöt ovat loogisessa tilassa 0 ja XOR-lähtö 29 on looginen 0. Tällöin vahvistimien ohjauslogiikka 25, 26 alkaa pienentää vahvistusta.

7 90166

Kuvassa 5 on esitetty keksinnön mukaisten vahvistimien ohjausosan 25, 26 lohkokaavio- Ohjauslogiikan 25, 26 tulona on looginen XOR-tasotieto 1 tai 0, vahvistuksen muutossuunnan mukaan. Ohjauslogiikan 25, 26 lähtötietona on ohjaussana 5 vahvistimille 19, 20, 21, 22.

Ohjauslogiikka 25, 26 sisältää molempiin suuntiin laskevan U/D-laskentalohkon 30 ja pelkästään ylöspäin laskevan U-loh-kon 31. Nämä laskentalohkot 30, 31 laskevat koko ajan kiin-10 teän kellotaajuuden ohjaamina. Vahvistusta nostettaessa kaikki laskenta-asteet 30, 31 ovat peräkkäin eli m+n bittiä. Vahvistusta laskettaessa on pelkästään U/D-lohko 30 käytössä eli n bittiä. Alempi laskentalohko 31 ohitetaan kokonaan. Tällä menetelmällä on saavutettu erimittaiset transientti-15 vasteajat, iskuvasteaika tA ja palautumisaika tR.

U/D-lohkon 30 n-y ylintä bittiä menevät vahvistimien ohjaus-sanan muodostuslohkoon 32. Biteistä y alinta ovat nk. integ-rointibittejä, kuten U-lohkon m bittiäkin. Ne eivät ohjaa 20 vahvistimia 19, 20, 21, 22. Komparaattorien tulosignaalin ollessa vakiotasoista XOR-lähdön vaihtelu 1-tilan ja 0-tilan välillä aiheuttaa y:n alimman bitin vastaavan vaihtelun, mutta n-y ylintä bittiä eivät vaihtele. Näin alimpien asteiden muutokset eivät vaikuta vahvistimien ohjaussanaan. Yli-25 määräisten y-bittien käytöllä saadaan vahvistimien ohjaussana pysymään stabiilina. Ilman tätä toteutusta eivät vahvistimien 19, 20, 21, 22 lähtösignaalit olisi milloinkaan täysin stabiileja vakiotasoisella tulosignaalilla.

'30 Ohjauslogiikka sisältää myös pysäytyslogiikan 33, joka estää laskenta-asteiden pyörähtämisen ympäri vahvistuksen ohjaus-sanan mennessä jompaan kumpaan laitaan. Laskenta-asteiden määrä riippuu niiden kellotaajuudesta. Toteutuksessa on käytetty 25 kHz:n kellotaajuutta, jolla U/D-lohkoon tuli 10 35 astetta, joista kaksi alinta olivat nk. ylimääräisiä y-as-teita. U-lohkoon tuli kaksi astetta, joten vahvistusta nostettaessa vasteajat ovat neljä kertaa pidemmät kuin vahvistusta laskettaessa. Näin vaaditut transienttivasteajat tA, 8 90166 tR saavutettiin. Vahvistimien ohjaussanan muodostuslohko 32 koostuu edelleen hieno- ja karkeasäätöosuudesta. Näitä on kuvassa 5 merkitty HS- ja KS-väylillä. Kompanderin ohjelmoitavat vahvistimet 19, 20, 21, 22 voivat sisältää halutun 5 määrän hienosäätö- ja karkeasäätöohjauksia.

Kuvassa 6 on esitetty signaalien näytteenotossa käytettävän nk. non overlapping -kellosignaalin periaate. Kellosignaalin A johtaessa kellosignaali B on alhaalla ja kello-ohjauksen 10 vaihtuessa kellosignaalien välissä on lyhyt noin 40 ns:n mittainen nk. non overlapping -aika tl, t2.

Kuvassa 7 on esitetty keksinnön mukaisen ohjelmoitavan SC-vahvistimen 19, 20, 21, 22 piirikaavion 34 periaate. Kiin-15 teiden kondensaattoreiden Cinl ja Cfbl rinnalle voidaan tarvittaessa kytkeä bittiohjauksilla Dl...Dn haluttu määrä kondensaattoreita. Kokonaisvahvistus Av = -(Cin/Cfb) eli si-sääntulokondensaattoreiden summa jaettuna takaisinkytkentä-kondensaattoreiden summalla.

20 Käytännön toteutuksessa menetellään siten, että vahvistimen tuloon tuodaan näyte hyötysignaalista kellovaiheella A, mikä on kompressorin 17 ja ekspanderin 18 kummankin vahvistimen 19, 20, 21, 22 näytteistysvaihe. Samalla kellovaiheella A 25 hyötysignaalista viedään myös näyte eteenpäin kompressorista 17 tai ekspanderista 18 seuraavana olevaan asteeseen. Ohjausosan laskenta suoritetaan kellovaiheen B aikana. Myös ohjelmoitavien vahvistimien vahvistusten muutokset tapahtuvat kellovaiheen B aikana. Ainoa tapahtuma ohjausosassa kel-30 lovaiheella A on komparaattorin vertailutuloksen luku. Tällä ratkaisulla minimoidaan hyötysignaaliin ohjausosasta kytkeytyvät häiriöt ja offset-jännite.

;·. Kompanderin ohitusmuodon toteutus eri matkapuhelinjärjestel- -35 miin, joissa on erilaiset linjatasot, voidaan toteuttaa yksinkertaisesti käyttämällä hyväksi ohjausosan vahvistimien ohjaussanan muodostusta. AMPS:ssa ja TACS:ssa on samat lin-. .·. jatasot lähetys- ja vastaanottotiellä ja NMTtssä erilaiset.

9 90166

Kun kuvan 5 laskentalogiikka pysäytetään, ohjelmoitavan vahvistimen säätöohjaukset eivät enää muutu, koska ohjaussana ei enää muutu. Tällöin päästään tilanteeseen, jossa vahvistus sinänsä on vakio, mutta se ei ole haluttu.

5

Tuomalla vahvistimien ohitussanan muodostusosaan tieto kom-panderin ohitusmuodosta kuvan 5 mukaisesti sekä järjestelmä-tietovalinta N=NMT ja AT=AMPS&TACS, voidaan ohjaussanan muodostuksen hajalogiikan avulla valita kiinteät ohjauslinjat 10 ohjaussanan hieno- ja karkeasäädön muodostuksesta.

Näillä linjoilla valitaan edelleen ohjelmoitavasta SC-vah-vistimesta sellaiset kondensaattorit rinnan kiinteiden kon-densaattoreiden Cinl, Cfbl kanssa, joiden avulla päästään 15 käytännössä riittävän lähelle haluttua vakiovahvistusta.

Matkapuhelinspesifikaatiot asettavat minimivaatimuksen tulo-signaalin toiminta-alueelle, jolla kompanderin on riittävällä tarkkuudella pystyttävä säilyttämään kompandointisuhde 20 1:2. Keksinnön mukaisessa kompanderissa kompressorissa tämä alue on spesifioitu +20...-44 dB:iin vaikutuksettomaan tasoon nähden. Kompressorin lähdön dynamiikka on tällöin +10-...-22 dB. Ekspanderin toiminta- eli dynamiikka-alue on spesifioitu päinvastaiseksi.

.25

Kompanderisovelluksissa jatkuva-aikaisten vahvistimien on-gelmana on se, että niiden dynamiikkaa ei voida saada tarkalleen halutuksi, vaan kompandoituva dynamiikka-alue on käytännössä suurempi, kuin mitä spesifikaatiot edellyttävät. ‘30 Tunnetun tekniikan mukaisen bipolaarikompanderin kohdalla tapahtuu näin. Ekspanderin kohdalla tämä ilmenee käytännössä sellaisena haittana, että matkapuhelinyhteyden aikana vastapuolen lopettaessa puheensa linjalla on pelkästään linjan peruskohina. Tämä peruskohinataso putoaa edelleen ekspande--35 rin ansiosta. Tällöin henkilö saattaa kokea kiusallisena lähes äänettömän linjan. Syntyy vaikutelma, että puhelu on katkennut.

10 90 1 66

Toinen ongelma on se, että kompressori nostaa lähetystiellä ulostulotasoaan aina signaalin ollessa vaikutuksetonta tasoa pienempi. Myös peruskohinataso nousee ja täten syntyy ei-toivottua jäännösmodulaatiota. Tunnetun tekniikan mukainen 5 bipolaarikompanderi kompressoi ulostulotasoa myös alle spesifikaatioiden vaatiman minimitason alapuolella olevien signaalien kohdalla. Tämä lisää jäännösmodulaatiota tarpeettomasti .

10 Käyttämällä keksinnön mukaisesti ohjelmoitavaa SC-vahvistinta ekspanderille voidaan määrätä vakio minimidynamiikka, joka on tarkalleen matkapuhelinspesifikaatioiden mukainen. Tällöin linjataso voi hiljaisinakin puheen hetkinä laskea ainoastaan ohjelmoitavan vahvistimen sallimaan minimitasoon.

15 Vaikutelmaa puheyhteyden kiusallisesta hiljaisuudesta ei synny. Lisäksi keksinnön mukaisessa ohjelmoitavilla vahvistimilla tehdyssä toteutuksessa alle vaaditun minimidynamii-kan olevat signaalitasot eivät enää kompressoidu. Näin jään-nösmodulaatio jää pienemmäksi kuin tunnetun tekniikan mukai- 20 sella bipolaarisella kompanderitoteutuksella.

Claims (14)

1. Kompressori (9, 17), joka sisältää: - ensimmäisen ohjattavan vahvistimen (11), joka saa tulonaan tulosignaalin (Uin) ja jonka lähdöstä saadaan lähtösignaali 5 (Uout), - toisen ohjattavan vahvistimen (12), jonka tulo on kytketty ensimmäisen vahvistimen (11) lähtöön, jotka vahvistimet (11, 12) ovat kytkentäkapasitanssi (SC) -vahvistimia (19, 20), - tason ilmaisupiirin (13), joka ilmaisee toisen vahvistimen 10 (12) lähtösignaalin tason, ja - ohjauspiirin, joka tason ilmaisupiirin (13) antaman tiedon perusteella ohjaa ensimmäistä (11) ja toista (12) vahvistinta, tunnettu siitä, että - tason ilmaisupiirissä (23) sen tulosignaalia verrataan 15 ylempään (+Uref) ja alempaan (-Uref) referenssi]ännitteeseen ja tulosignaalin ollessa referenssijännitteiden välissä ilmaisupiirin (23) lähtö saa ensimmäisen arvon ja tulosignaalin ollessa tämän välin ulkopuolella ilmaisupiirin (23) lähtö saa toisen arvon, ja 20. ohjauspiiriin (25) kuuluu laskentalohko, jonka laskenta- suunnan määrää ilmaisupiirin (23) lähdön arvo ja jonka laskentatuloksen perusteella muodostetaan vahvistinten (19, 20) ohjaussana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kompressori (17), tunnettu siitä, että tason ilmaisupiiri (23) sisältää ensimmäisen ja toisen komparaattorin, joiden toiseen tuloon tuodaan toisen vahvistimen (20) lähtösignaali ja toiseen tuloon referenssijännite (+Uref, vast. -Uref), ja XOR-30 piirin, jonka tuloina ovat komparaattorien lähdöt ja lähtö on ilmaisupiirin (23) lähtöarvo.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kompressori (17), tunnettu siitä, että ohjauspiiri (25) sisältää mo-- 35 lempiin suuntiin laskevan U/D-laskentalohkon (30) ja pelkästään ylöspäin laskevan U-lohkon (31) siten kytkettyinä, että laskettaessa ylöspäin molemmat lohkot (30, 31) ovat käytössä ja laskettaessa alaspäin vain U/D-laskentalohko (30) on käy- 12 on 1 56 tössä, pysäytyslogiikan (33) sekä vahvistimien ohjaussanan muodostuslohkon (32), jonka tuloon U/D-laskentalohkon (30) lähtö on kytketty.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kompressori (17), tunnettu siitä, että laskentalohkon (30) lähtösig-naalista poistetaan vähiten merkitseviä bittejä ennen sen viemistä vahvistinten ohjaussanan muodostuslohkoon (32).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kompressori (17), tunnettu siitä, että vahvistimien ohjaussanan muo-dostuslohko (32) muodostuu hieno- ja karkeasäätöohjauksesta.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kompressori (17), 15 tunnettu siitä, että ensimmäisen (19) ja toisen (20) vahvistimen kytkentä ja kellotus on toteutettu siten, että samalla kellovaiheella A, jolla signaali tuodaan vahvistimien (19, 20) tuloon, siitä viedään myös näyte lähtöön, ja vastakkaisella kellovaiheella B muutetaan signaalin vahvis-20 tusta.

7. Ekspanderi (10, 18), joka sisältää: - ensimmäisen ohjattavan vahvistimen (14), joka saa tulonaan tulosignaalin (Uin) ja jonka lähdöstä saadaan lähtösignaali 25 (Uout), - toisen ohjattavan vahvistimen (15) , jonka tulo on kytketty ensimmäisen vahvistimen (14) tuloon, jotka vahvistimet (14, 15. ovat kytkentäkapasitanssi (SC) -vahvistimia (21, 22), - tason ilmaisupiirin (16) , joka ilmaisee toisen vahvistimen 30 (15) lähtösignaalin tason, ja - ohjauspiirin, joka tason ilmaisupiirin (16) antaman tiedon perusteella ohjaa ensimmäistä (14) ja toista (15) vahvistinta, tunnettu siitä, että - tason ilmaisupiirissä (24) sen tulosignaalia verrataan 35 ylempään (+Uref) ja alempaan (-Uref) referenssijännitteeseen ja tulosignaalin ollessa referenssijännitteiden välissä il- 13 901 66 maisupiirin (24) lähtö saa ensimmäisen arvon ja tulosignaa-lin ollessa tämän välin ulkopuolella ilmaisupiirin (24) lähtö saa toisen arvon, ja - ohjauspiiriin (26) kuuluu laskentalohko, jonka laskenta-5 suunnan määrää ilmaisupiirin (24) lähdön arvo ja jonka laskentatuloksen perusteella muodostetaan vahvistinten (21, 22) ohjaussana.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ekspanderi (18), 10 tunnettu siitä, että tason ilmaisupiiri (24) sisältää ensimmäisen ja toisen komparaattorin, joiden toiseen tuloon tuodaan toisen vahvistimen (22) lähtösignaali ja toiseen tuloon referenssijännite (+Uref, vast. -Uref), ja XOR-piirin, jonka tuloina ovat komparaattorien lähdöt ja lähtö 15 on ilmaisupiirin (24) lähtöarvo.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ekspanderi (18), tunnettu siitä, että ohjauspiiri (26) sisältää molempiin suuntiin laskevan U/D-laskentalohkon (30), ja pel- 20 kästään ylöspäin laskevan U-lohkon (31) siten kytkettyinä, että laskettaessa ylöspäin molemmat lohkot (30, 31) ovat käytössä ja laskettaessa alaspäin vain U/D-laskentalohko (30) on käytössä, pysäytyslogiikan (33) sekä vahvistimien ohjaussanan muodostuslohkon (32) , jonka tuloon U/D-laskenta-25 lohkon (30) lähtö on kytketty.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ekspanderi (18), tunnettu siitä, että laskentalohkon (30) lähtösig-naalista poistetaan vähiten merkitseviä bittejä ennen sen 30 viemistä vahvistinten ohjaussanan muodostuslohkoon (32).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ekspanderi (18), tunnettu siitä, että vahvistimien ohjaussanan muo-dostuslohko (32) muodostuu hieno- ja karkeasäätöohjauksesta. 35

11 90166

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ekspanderi (18), tunnettu siitä, että ensimmäisen (21) ja toisen (22) vahvistimen kytkentä ja kellotus on toteutettu siten, että 14 00 166 samalla kellovaiheella A, jolla signaali tuodaan vahvistimien (21, 22) tuloon, siitä viedään myös näyte lähtöön, ja vastakkaisella kellovaiheella B muutetaan signaalin vahvis-5 tusta.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen kompressorin (17) käyttö kompanderissa.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 7-12 mukaisen ekspanderin (18) käyttö kompanderissa.