FI92778C - Digitaalisignaalin amplitudinsäätöjärjestelmä digitaalisignaalien muuttamiseksi jokseenkin tasaisin dB-askelin - Google Patents

Description

92778

Digitaalisignaalin amplitudinsåatOjårjestelma digitaali-signaalin muuttamiseksi jokseenkin tasaisin dB-askelin TSma keksintd koskee voimakkuuden saatda digitaali-5 sessa aanisignaalintoistojarjestelmassa, jossa kaytetaan piiria sarjamuotoisten binSarisignaalien skaalaamiseen va-kioilla kertoimilla. Tarkemmin sanottuna keksinndn kohtee-na on digitaalisignaalin amplitudinsaatdjarjestelma digitaalisignaalin amplitudiarvon muuttamiseksi jokseenkin ta-10 saisin dB-askelin, jotka askeleet ovat pienempia kuin 6 dB, joka jarjestelma kasittaa: signaalin sisåånmenonavan mainitun digitaalisignaalin sydttamistå vårten; karkeasSå-tdlaitteen, jossa on signaalin sisåånmenonapa ja jossa ovat ohjaussignaalin sisåånmenonavat ja ulostulonapa, seka 15 laitteet digitaalisignaalien amplitudiarvon muuttamista vårten sen monikerraksi, mukaan lukien yksinkertainen arvo, 6 dB askelin vasteena ensimmåisille ohjaussignaaleil-le, jotka sydtetaan mainittuihin ohjaussignaalien sisåån-menonapoihin ja digitaalisignaalin amplitudinsååtdjarjes-20 telmå digitaalisignaalin amplitudiarvon muuttamiseksi jok seenkin tasaisin dB-askelin, jotka askeleet ovat vahemman kuin 6 dB.

Signaalien, jotka esitetaån binåarimuodossa, kerto-minen tai skaalaaminen voidaan suorittaa siirtamaiia bit-2& tejS sivusuunnassa ja lisaamaiia signaalin3yte itseensa.

Suoritettaessa kertominen talla tekniikalla binaariset naytteet johdetaan piirin, joka siirtaa naytteen bittien paikkoja suhteessa naytteen binaaripisteen paikkaan. Tama piiri tuottaa yhden tai useamman bitin verran siirretyn 30 version sisaantulonaytteesta, halutusta kertojavakiosta riippuen. Bittisiirtyman omaavat binaarinaytteet yhdiste-taan lisaten tai vahentaen sisaantulondytteeseen. Yhdis-tetty nayte vastaa sisaanmenonaytetta kerrottuna halutulla kertojavakiolla. Tarkastellaan binaarinaytetta, jossa ovat 35 perakkåiset bitit jarjestettyna vasemmalta oikealle, aa- 2 92778 rimmdisena vasemmalla olevan ollessa eniten merkitsevd bitti (MSB) ja ddrimmaisena oikealla olevan ollessa vdhi-ten merkitsevå bitti (LSB).

Oletetaan, etta ndytteessd on bindaripiste sijoi-5 tettuna vdlittomdsti vahiten merkitsevdn bitin oikealle puolelle. Ndytteen kaikkien bittien siirtdminen oikealle suhteessa binddripisteeseen itse asiassa jakaa ndytteen vakiolla kaksi jokaista siirrettyd ndytteen bittipaikkaa kohti. Vaihtoehtoisesti ndytteen kaikkien bittien siirtd-10 minen vasemmalle itse asiassa kertoo ndytteen vakiolla kaksi jokaista siirrettyå ndytteen bittipaikkaa kohti. Esimerkiksi desimaaliarvo 14 esitetåån binddrisena 1110. Nåytteen kaikkien bittien siirtdminen yhden tai kaksi bit-tid oikealle, suhteessa binddripisteeseen, tuottaa 0111,0 15 ja 0011,1, kumpaakin vastaavasti. Nåiden ndytteiden, joi-den bittejå on siirretty, desimaaliarvot ovat 7 ja 3,5, kumpaakin vastaavasti, vastaten alkuperåistd ndytetta kah-della tai neljalld jaettuna. Yleisesti ottaen binddrisen ndytteen bittien siirtdminen n:lla bittipaikalla, suhtees-20 sa binadripisteeseen, oikealle tai vasemmalle vaikuttaa ndytteen jakamisena tai kertomisena vakiolla 2n, kumpaakin vastaavasti. Jos nyt kaksi bittisiirtymdn omaavaa binddri-ndytettd ja edellisestd esimerkissd oleva alkuperdinen ndyte yhdistetdan summaten, saadaan tulokseksi binddrindy-25 te, joka on 11000,1 eli 24,5 desimaalisena. Tdmd edustaa alkuperdisen ndytteen skaalaamista kertoimella 1+1/2+1/4 eli 7/4. Jos bittisiirtymdn omaavat binaarindytteet 0111,0 ja 0011,1 vaihtoehtoisesti yhdistetdan summaavasti alkuperdisen ndytteen kanssa positiivisilla ja negatiivisilla 30 polariteeteilla, kumpaakin vastaavasti, tuloksena oleva bindarinayte on 10001,1 eli 17,5. Tama arvo edustaa alkuperdisen ndytteen skaalaamista vakiolla 1+1/2-1/4 eli 5/4. Riippuen alkuperaisen ndytteen bittisiirtymdn omaavien versioiden, jotka yhdistetddn, lukumadrdstd, bittipaikko-35 jen, joista jokaista on siirretty suhteessa alkuperdiseen li 92778 3 nSytteeseen, lukumaarasta ja polariteetista, jolla signaa-lit yhdistetaan, skaalauskertoimien laaja arvoalue voidaan toteuttaa talla siirto- ja summaustekniikalla.

Siirto- ja summaustekniikka on erityisen sopiva 5 rinnakkaismuotoisten binaarinaytteiden skaalaamiseen va- kioilla kertoimilla. Rinnakkaisbittijarjestelmissa kaikki naytteen bitit esiintyvat samanaikaisesti rinnakkaisvayia-rakenteen vastaavissa rinnakkaisulostuloissa. Kukin ulos-tuloliitantanapa on liitetty bittipaikkaan eli merkitse- 10 vyyteen. Bittisiirto suoritetaan yksinkertaisesti yhdista- maiia asianmukaisesti piirielimien sisaantulovayiat rin-nakkaisiin ulostulonapoihin. Oletetaan, etté ulostulona-poihin viitataan merkitsevyysj arjestyksesså 2n, 2n_1, - 21, 2° ja etta piirielimen sisaantulonapoihin, joihin bitti-15 siirtyman omaava nayte sybtetaan, viitataan merkitsevyys-jarjestyksessa 2W, 2W_1, - 21, 2°, joissa n ja w ovat koko-naislukuja ja n on yhta suuri kuin w. Yhdiståmailå sisaan-tulokytkennat 2W, 2"'1, - 21, 2° ulostulokytkentbihin 2n, 2"'1, - 21, 2°, kutakin vastaavasti, saadaan 0 bitin 20 siirto, ts. nayte, joka sybtetaan sisaantuloliitantaan, ei muutu. Sisaantuloliitantanapojen 2W, 2”'1, - 23, 22 yhdista-minen ulostuloliitantånapoihin 2n*2, 2n~3, - 2°, 21 tuottaa kahden bittipaikan bittisiirtyman vasemmalle. Tassa esi-merkisså kaksi vahiten merkitsevåa sisaantulonapaa 21, 2° 2^· yhdistetaån loogiseen O-potentiaaliin. Sisaantulonapojen 2W'2, 2"*1, yhdistaminen O-potentiaaliin ja sisaantulonapojen 2W'2, 2W_1, - 23, 22 yhdistaminen ulostulonapoihin 2n, 2n_1, - 23, 22, kutakin vastaavasti, vaikuttaa kahden bittipaikan siirtymana oikealle.

30 Edelia olevaa bittien sivuittaissiirtomenetelmaa kayttaen voidaan toteuttaa binaarinaytteiden vakiolla skaalauskertoimella kertomista vårten oleva rinnakkais-bittijarjestelma yhdistamaiia yhdistavat elimet (yhteen-laskupiirit = summaimet tai vahennyslaskupiirit = vahen-35 timet, niiden sisaantulobitit asianmukaisesti sivuittais- 4 92778 siirrettyinå suhteessa ulostulobitteihin låhteestå, joka tuottaa skaalattavan nåytteen.

Tåhån mennessS siirto- ja summaustekniikalla on ollut våhån kåyttOå binåårinåytteiden skaalauksessa sar-5 jamuotoisessa bittisignaalien kåsittelysså. Sarjamuotois-ten bittinåytteiden nåytebitit esiintyvåt peråkkåin ajan suhteen. Normaalisti vahiten merkitsevå bitti esiintyy en-simmåisenå sekvenssisså, jotta helpotettaisiin nåytteen kasittelya. Sarjamuotoisen binaarinaytteen bittisiirtyman 10 omaava versio kehitetaan viivåståmålia sarjamuotoista bi-naarisignaalinaytetta kokonaisilla bittijaksoilla.

Jokaisen bittijakson, jonka verran nåytetta viivås-tetåan, vuoksi nåytetta itse asiassa siirretåan vasemmalle yhden merkitsevån bittipaikan verran suhteessa alkuperåi-15 seen naytteeseen. Kuten edellå esitettiin, nåytteen bit-tien siirtaminen vasemmalle tuottaa nåytteen kertomisen kahden potenssilla. Sarjamuotoisten binaarinåytteiden siirtaminen oikealle sisaitaa sellaisten versioiden tuot-tamisen naytteestå etuajassa, ts. nåytteen tuottamisen en-20 nenkuin se esiintyy. Yleenså tåmå ei ole mahdollista, mut-ta samanlainen tulos voidaan saavuttaa uudelleen jårjestå-mållå sarjamuotoiset binåårinåytteet siten, ettå eniten merkitsevå bitti esiintyy ensimmåisenå ajan suhteen ja våhiten merkitsevå bitti viimeisenå. Uudelleen jårjestet-25 tyjen nåytteiden viivåståminen kokonaisilla bittijaksoilla itse asiassa tuottaa nåytteen bittien siirtymisen oikealle. Jokaista viivåstettyå bittijaksoa kohti nåyte jaetaan kahdella verrattuna viivåståmattdmåån nåytteeseen.

Sarjamuotoisten binåårisignaalien vakiokertoimella 30 skaalaamiseen kåytettåvåt sarjamuotoiset bittijårjestel-måt, toisin kuin yksinkertaiset kahden potenssit tai yk-sinkertaiset kahden kåånteisarvopotenssit, voidaan toteut-taa sovittamalla jårjestelmå rinnan kytkettyjå sarjamuo-toisten binåårisignaalien viive-elimiå viivåstamåån sarja-35 muotoisia binåårinåytteitå erilaisilla bittijaksonaikojen 11 , 92778 b kokonaislukumaarilia ja yhdiståmalia viivSstetyt nSytteet. Sellainen jarjestelma vaatii tarpeettoman paljon laitteis-toa erityisesti silloin, jos mukaan otetaan piiri jarjes-tamaan uudelleen nåytesekvenssin naytteen jakamisen suo-5 rittamiseksi.

Kehitys digitaalisissa signaalinkåsittelypiireissa on saanut aikaan kaytannOllisia kuluttajan digitaalisia aanijarjestelmia. Digitaaliset aanijarjestelmat ovat ha-luttuja niiden sisaisten parametrien stabiilisuudesta, 10 korkeasta signaali-kohinasuhteesta ja alennetusta osien lukumaarasta johtuen.

Digitaalisten aanijarjestelmien sisaånmeno ja ulos-tulo ovat analogisia. Digitaalisen jarjestelman sisaantu-lopuolella analoginen aanisignaali muunnetaan analogisen 15 signaalin digitaaliesitykseksi ja ulostulopuolella kasi- tellyt digitaaliesitykset muunnetaan uudelleen analogiseen muotoon kaiuttimille syOttamista vårten. On toivottavaa, etta aanisignaalin voimakkuudensåatG suoritetaan digitaa-lipiirissa, jotta eliminoitaisiin kohina, joka liittyy 20 analogisiin saatdpotentiometreihin ja analogisesti kytket- tyihin vahvistuselimiin. Lisaksi kayttamaiia suurtiheysin-tegroituja (LSI) piireja koko digitaalinen aanenkasittely-jarjestelma, joka sisaitaa voimakkuudensaadOn, voidaan valmistaa yhdelle mikropiirille ja kaikkiin saatdtoimin-25 toihin voidaan helposti vaikuttaa esimerkiksi etaisiahet- timella.

Ihmiskorvalla on jokseenkin logaritminen herkkyys aanen vaihteluille. Taten keksinnOn yhtena nakGkohtana on tuottaa digitaalinen voimakkuudensååtG jokseenkin logarit-30 misin askelin.

Esilia olevan keksinnOn eras suoritusmuoto on tar-koitettu monipuoliseen, osia tehokkaasti hyGdyntavaan sar-jamuotoisen binaårisignaalin skaalausjarjestelmaan, jota kaytetaan syOtetyn sarjamuotoisen binaarisignaalin skaala-35 tun arvon tuottamiseen. Ensimmainen ryhma signaalien yh- 6 92778 distamispiireja, joissa ovat vastaavat ensimmaiset ja toi-set sisaanmenonavat sekå vastaavat ulostulonavat, ja ryhma viivepiireja, jotka ovat sarjamuotoisten binaarisignaalien viivastamiseksi signaalien bittijakson aikojen verran, on 5 kaskadikytketty siten, etta yhdet viivepiireista on sovi-tettu yhdistamispiirien yhteyteen. Yhdistamispiirien en-simmaiset navat on kytketty joko edeltavån viivepiirin tai edeltavan yhdistamispiirin, joka on kaskadikytkennassa, vastaaviin ulostulonapoihin ja yhdistamispiirin vastaavat 10 toiset sisaanmenonavat on kytketty vastaanottamaan skaa- lattavan signaalin. Viive- ja signaalien yhdistamispiirien kaskadikytkennan ulostulo on syotetyn signaalin skaa-lattu versio.

Esillå olevan keksinnbn toinen suoritusmuoto on lo-15 garitmiseen digitaaliåånisignaalien vahvistukseen/vaimen- nukseen kaytettava voimakkuudensaatOpiiri. Voimakkuuden-saatbpiiri sisåltåa karkeavahvistus/vaimennus-piirin digi-taalisten åanisignaalien arvojen muuttamista vårten kahden potensseilla. Sarjaan kytkettyna karkeavahvistus/vaimen-20 nuspiirin kanssa on lisaksi piiri, joka on kasiteltavien aånisignaalien selektiivista kertomista vårten ennalta maaratyilia arvoilla. Ennalta maaratyt arvot on valittu siten, etta sellaisten arvojen nouseva/laskeva sekvenssi on varsin logaritminen.

25 Keksinnon mukaiselle digitaalisignaalin saåtdjår- jestelmalle on tunnusomaista, etta kaskadikytkentå, jossa ovat signaalien yhdistamispiirit, jotka ovat hienosaatiJ-laitteessa, jossa ovat signaalin sisaanmenonapa, ulostu-lonapa ja ohjaussignaalin sisaanmenonavat, mukaan lukien 30 laitteet digitaalisignaalien kertomista vårten joukolla ennalta maarattyja arvoja vasteena toisille ohjaussignaa-leille, jotka sydtetaan ohjaussignaalin sisaanmenonapoi-hin, jossa jarjestelmassa maaratty mainittujen ennalta maarattyjen arvojen nouseva/laskeva sekvenssi on jokseen-35 kin logaritminen; laite mainitun karkeasaatOlaitteen ja

It 92778 7 mainitun hienosaatOlaitteen kytkemista vårten sarjayhdis-telmaan mainitun signaalin sisaanmenonapojen kanssa; ja ohjaussignaalin generointilaite mainittujen ensimmaisen ja toisen ohjaussignaalin generoimista vårten, jossa lait-5 teessa mainittujen ensimmaisen ja toisen ohjaussignaalin perakkaiset muutokset vaikuttavat amplitudimuutoksiin sig-naalissa, jota kasittelee mainittu karkea- ja hienosåatO-laitteen sarjayhdistelma, jokseenkin tasaisin dB-inkremen-tein, jotka inkrementit ovat våhemman kuin 6 dB.

10 Eraaile keksinnOn mukaisen digitaalisignaalin saa- tOjarjestelman toiselle suoritusmuodolle on tunnusomaista, etta jarjestelma sisaitåå signaalin sisaanmenonavan mainitun signaalin syOttamista vårten; karkeasaatOlaitteen, jossa ovat signaalin sisåånmenonapa ja ohjaussignaalin 15 sisaanmenonavat ja ulostulonapa, joka saåtOlaite sisåltaa laitteet digitaalisignaalien amplitudiarvojen muuttamisek-si 6 dB monikertoina, mukaan lukien yhden, vasteena ensim-måisille ohjaussignaaleille, jotka syOtetaan mainittuihin ohjaussignaalin sisaanmenonapoihin; hienosaatOlaitteen, 20 jossa ovat signaalin sisaanmenonapa, ulostulonapa ja ohjaussignaalin sisaanmenonavat, joka saatOlaite sisaitaa laitteet digitaalisignaalien kertomiseen ennalta maara-tyilia arvoilla, vasteena toisille ohjaussignaaleille, jotka syotetaan sen ohjaussisaånmenonapoihin, jossa mai-25 nittujen ennalta maårattyjen arvojen jarjestetty nouse-va/laskeva sekvenssi on jokseenkin logaritminen; laitteet mainittujen karkeasååtGlaitteen ja hienosaatOlaitteen kyt-kemiseksi sarjayhdistelmaan, jossa on mainittu signaalin sisaanmenonapa; ja ohjaussignaalin generointilaitteen mai-30 nittujen ensimmaisten ja toisten ohjaussignaalien gene-rointia vårten, jossa laitteessa mainittujen ensimmaisten ja toisten ohjaussignaalien perakkaiset muutokset aikaan-saavat amplitudimuutoksia signaalissa, jota kasiteliaan mainitulla karkea- ja hienosaatOlaitteen yhdistelmaiia, 33 jokseenkin tasaisin dB-inkrementein, jotka inkrementit ovat vahemmån kuin 6 dB.

92778 8

Keksintba selostetaan seuraavassa esimerkinomaises-ti viitaten oheisiin kuvioihin, joista

Kuviot 1, 3 ja 4 ovat lohkokaavioita sarjamuotois-ten binåårisignaalien digitaalisesta kasittelypiirista, 5 joka on hybdyllinen sarjamuotoisen binaårijarjestelman, jossa esilia olevaa keksintba voidaan kayttaa, kuvaamises-sa.

Kuvio 2 on kellon ajoitusaaltomuotokaavio, joka ku-vaa sen tyyppisen jarjestelmån ajoitusta, joka on sarja-10 muotoisten binaarisignaalien kasittely-yksikbita vårten, ja jota voidaan kayttaa esilia olevan keksinnbn ajoituk-sessa.

Kuvio 5 on digitaalisen aanijarjestelman lohkokaa-vio, joka sisaitaa digitaalisen voimakkuudensaatbjarjes-15 telman, joka on keksinnbn mukainen.

Kuviot 6, 8 ja 9 ovat osittaisia lohkokaavioita -osittaisia logiikkapiirikaavioita sarjamuotoisten digitaa-lisignaalien voimakkuudensaatbjarjestelmista, jotka ovat keksinnbn mukaisia.

20 Kuvio 7 on ajoituskaavio, joka on hybdyllinen ku- vioiden 6, 8 ja 9 mukaisten sarjamuotoisten binaarisignaalien kasittelyjarjestelmien kuvaamisessa.

Kuvio 10 on lohkokaavio rinnakkaismuotoisten digi-taalisignaalien voimakkuudensaatbjarjestelmasta, joka on 25 keksinnbn mukainen.

Sarjamuotoisten digitaalisignaalien kåsittelyjår-jestelma, jossa keksintba voidaan soveltaa, kasiteliaan ensin, jotta annettaisiin perustiedot keksinnbn ymmartåmi-selle. jarjestelmå kayttåå avainnettua kellotuloa sarja-30 muotoisen digitaalisignaalin kasittelemiseen. Avainnettu kellotulo kuvataan viitaten kuvioon 2. Aaltomuoto ST maa-raa naytteen kasittelyjakson. Perakkaiset naytteet, jotka on kasiteltava, esiintyvat aaltomuodon ST perakkaisten jaksojen aikana. Kunkin sarjamuotoisen digitaalinaytteen 35 vastaavat bitit esiintyvat synkronisesti jarjestelmakellon pulssien kanssa, minkå maaråå aaltomuoto, joka osoitetaan

II

92778 9 sanalla KELLO. Yleenså bittien lukumåårå, joka sisåltyy nåytteeseen, on pienempi kuin jårjestelmåkellon jaksojen lukumåårå kussakin nåytejaksossa.

Kunkin nåytejakson alussa vastaavat nåytteet kello-5 tetaan jårjestelmåsså samanaikaisesti kåsittelyelimiin avainnetun kellon, johon viitataan kuviossa 2 KELLO N:llå, ohjauksen alaisena. Pulssien lukumåårå, joka sisåltyy jo-kaiseen pulssiryOppyyn, jonka tuottaa KELLO N, on ainakin yhtå suuri kuin suurimman kåsiteltåvån nåytteen bittien 10 lukumåårå. Tåten KELLO N mååråå jårjestelmån dynaamisen arvoalueen. Jårjestelmån sisållå olevat yksittåiset kåsit-telypiirit toimivat tahdistetusti jårjestelmåkellon KELLO kanssa, mutta ne voidaan aktivoida joko kellolla KELLO N, KELLO P tai KELLO, riippuen ajoitusvaatimuksista piirin 15 toiminnon suorittamisessa. Kunkin nåytejakson lopussa ku-kin kåsittelypiiri on suorittanut loppuun siihen tuotetun nåytteen kåsittelyn ja on jårjestånyt nåytteen siirron seuraavaan kåsittelypiiriin seuraavan nåytejakson alussa.

Nåytteiden oletetaan olevan kahden komplementtimuo-20 dossa. Lisåksi nåytteen bitit on jårjestelty siten, ettå våhiten merkitsevåt bitit esiintyvåt ensin ajan suhteen ja muut bitit esiintyvåt nousevassa merkitsevyysjårjestykses-så.

Jårjestelmå kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten 25 piireihin, jotka esitetåån kuvioissa 1, 3 ja 4, yhdesså aaltomuotojen, jotka esitetåån kuviossa 2, kanssa. Kuvioi-den 3 ja 4 piirielementit on valittu sen ymmårtåmisen mah-dollistamiseksi, kuinka kahden potenssilla kertominen ja jakaminen suoritetaan avainnetussa kellojårjestelmåsså. 30 Tåmå antaa perustiedot sellaisen sarjamuotoisen digitaa-lisignaalin skaalauspiirin toiminnan ymmårtåmiseksi, joka on keksinnOn mukainen.

Kuviossa 1 kåsiteltåvåt sarjamuotoiset digitaali-signaalinåytteet sydtetåån napaan 610. Nåyte kellotetaan 35 synkronisesti sarjamuodossa N-asteiseen siirtorekisteriin 614 kellosignaalin KELLO N ohjauksen alaisena N:llå kello- »· · 92778 10 π pulssilla. Ensimm&inen kellopulssi on tahdistettu esiinty-mSSn samanaikaisesti ensimmåisen eli vahiten merkitsevån naytteen bitin kanssa. Naytteen bitit kellotetaan rekiste-rin 614 N-V:hen vahiten merkitsevaan bittipaikkaan, ts.

5 rekisterin asteisiin, jotka ovat lahimpana rekisterin ulostuloliitSntaa. KELLO N:n N:nnen kellopulssin lopussa pysSytetaan KELLO N ja nayte tallennetaan rekisteriin seu-raavaan naytejaksoon saakka.

N-bittisten jaksojen naytetila on toteutettu, mutta 10 yleensa vastaavat naytteet jårjestelman sisalla voivat si-saitaa våhemman kuin N bittia. Tasså esimerkissa nayte esitetaan (N-V) bitilia, missa N ja V ovat molemmat koko-naislukuja.

V:n arvo voi olla erilainen tietyn jarjestelman eri 15 osissa, kunnes naytteiden maksimien mahdolliset arvot voivat muuttua kun niita kasiteliaan, ja sen vuoksi vaaditta-vien bittien lukumaarå naytteen arvon maarittelemiseksi voi vaihdella. Oletetaan esimerkiksi, etta N on 20 ja naytteet, joilla on maksimi arvo 16384, sydtetaan kaksin-20 kertaistavaan piiriin. Kaksinkertaistavan piirin sisaan-menossa (N-V) on 14, mutta piirin ulostulossa (N-V) taytyy lisata 15:een ja sen seurauksena V muuttuu 6:sta 5:een.

Kunkin sarjamuotoisen digitaalisignaalin N-V tieto-bittia esiintyvat perakkain vahiten merkitsevasta bitista 25 (LSB) eniten merkitsevaan bittiin (MSB). Ylimaaraiset V

bittipaikkaa on lisatty jokaisen naytteen MSB:n paahan, jotta hallittaisiin kasiteltavien naytteiden bittileveyk-sien muuttuminen. Naytteiden odotetaan olevan kahden komp-lementtimuodossa (N-V):nnen bitin edustaessa merkkibittia. 30 Jotta kasiteltaisiin tehokkaasti kahden komplementtimuo-dossa olevia naytteita, merkkibitti on perinteisesti va-rannut MSB-paikan kustakin naytteesta, ts. N:nnen bitti-jakson. Tåma ehto saavutetaan esilia olevassa keksinndssa toistamalla (N-V):s merkkibitti jokaisessa V:ssa bittipai-35 kassa. N:n bitin naytteelia, jossa on V kappaletta ylimaa-råisia eniten merkitseviå bitteja (MSB), jotka toistavat 92778 11 (N-V):nnen naytteen, jossa on (N V) bitin resoluutio, on sama numeerinen arvo kuin (N-V) bitin naytteelia.

Merkkibitin toisto suoritetaan kytkemålia merkin laajennusta vårten salpapiiri 616 sarjaan rekisterin 614 5 ulostulonavan kanssa. Salpapiirilia 616 on ehtosignaali XND ensimmaisten N-V-l naytebitin ulostulon paåstamiseksi rekisterin 614 kautta ja lukitsemaan ja pitamaan (N-V):s naytteen bitti (merkkibitti) naytejakson loppuosaa vårten. Salpapiiri voi olla tyyppia SN74LS75 "Kaksiasentoiset sal-10 papiirit", joita on saatavissa Texas Instruments Inc:lta, Dallasista, Texasista. Ohjaussignaalin XND, joka sybtetaan salpapiiriin 616, ajoitus suhteessa kellopulsseihin, jotka saadaan KELLO N:sta, esitetaan kuviossa 2.

Koska salpapiiri 616 pitåå (N-V):nnen naytebitin 15 naytejakson loppuajan, rekisterin 612 V:hen kappaleeseen eniten merkitsevia bittipaikkoja tallennetut arvot ovat epaolennaisia, koska ne on suljettu pois lahtOrekisteris- ta 614. Huomattakoon kuitenkin, etta jos (N-V):n bitin naytteen merkkibitti olisi rekisterissa 614 aluksi tois- 20 tettu V:ssa kappaleessa eniten merkitsevia bittipaikkoja naytteen bittitilassa, silloin ohjaussignaalin paaile tu- loa voidaan viistaa KELLO N:n (N-l):nteen kellopulssiin saakka. Tassa esimerkisså bittimaara, joka maaråa naytteen erottelukyvyn, voi muuttua suuremmaksi tai pienemmaksi 25 lukumaaraksi, mutta ohjauspulssin XND etureuna voidaan • · pitåa vakiona kellopulssin (N-l) kohdalla.

Normaalisti signaalin XND positiiviseksi tapahtuva muutos generoidaan ilmestymåån vaiittbmasti sen kellopulssin jaikeen, joka vastaa eniten merkitsevaa bittipaikkaa 30 naytteessa, jossa on pienin lukumaara merkitsevia bitteja tietysså jarjestelmassa. Naytteiden, joille on maaritelty suurempi bittimaara, jonka kasittelevat samanlaiset piirit jarjestelmassa, sijoittamiseksi signaalin XND positiiviseksi tapahtuvaa muutosta viivåstetaan asianmukaisella 35 maarana kellojaksoja, esimerkiksi kiikkuasteiden avulla. Kasittelyn jåljelia olevaa osaa vårten oletetaan, etta • ·« 92778 12 suurimmat nåytearvot esitetåån N:lla bitilla, N:nnen bitin ollessa merkkibitti. Signaali XND generoidaan ohjausyksi-kttsså ilmestymaan (N-l):nnen kellopulssin jaikeen.

Rekisterin 614 ja salpapiirin 616 yhdistelmaan vii-5 tataan tSman jaikeen etumerkin-laajennus-siirtorekisterina SXSR.

SAPU 618:n ulostulo on kytketty lisSrekisteriin 620. SAPU 618 ei yleensa sisSlia naytemuistia, joten SXSR 620 on tuotettu hyvaksynråSn naytebitit, kun niita késitel-10 laan ja tallentamaan kSsitellyt bitit seuraavaan naytejak-soon saakka. Jos SAPU 618 kSsittelee nåytteet ilman vii-vetta, ts. vastaavan bitin kasittely on suoritettu loppuun sita vastaavan kellojakson sisallå, SXSR 620 saa kello-pulssinsa KELLO N:stå. Vaihtoehtoisesti, jos kasitellyt 15 bitit saavat osakseen bittijakson viiveita ollessaan kasi-teltavana SAPU 618:ssa, SXSR 620:n on saatava enemman kuin N kellopulssia, jotta naytebitit rekisterisså tasattaisiin oikealle tai saataisiin ajoitus oikein seuraavaa naytejaksoa vårten.

20 Oletetaan, etta naytebitit kokevat M:n kellopulssi- jakson viiveen ollessaan kasiteltavana SAPU 618:ssa. Jotta tallennettaisiin kasiteltavan naytteen vahiten merkitseva bitti N-asteisen SXSR 620:n vahiten merkitsevaan bitti-paikkaan vastaavan naytteen kasittelyn valmistuessa, SXSR 25 620:n on saatava N+M kellopulssia ollakseen oikein tasat- tu seuraavan naytejakson alussa. Kuvioissa 1 ja 2 KELLO P tuottaa asianmukaisen maaran pulsseja.

Yleensa KELLO P tuottaa pulssijoukon naytejaksoa kohti, jotta sovitettaisiin erityinen SAPU, jossa on suu-30 rin kasittelyviive, jarjestelmåån. Lisérekisteriasteet on kytketty muiden SAPU:jen (joilla on vahemmån kasittely-viiveita) ja niita vastaavien SXSRtien vålille siten, etta yhteista kellosignaalia KELLO P voidaan kayttaa ainakin paaosalle kasittelypiireista, joissa on kasittelyviiveita. 35 Lisårekisteriasteiden lukumaara on valittu siten, etta I! 92778 13 kasittelyviive (kellopulssijaksoina) plus lisaasteet plus N on yhta suuri kuin lukumaara P.

Kuvioissa 1 oleva laite sisåltaa SXSR:n kSsittely-piirin 618 sisaanmenossa ja ulostulossa. YleensS SXSR 612 5 liittyy edeltavåån kasittelyasteeseen ja ei ole tarkoi-tettu, etta aritmeettinen kåsittely-yksikkd vaatii seka ulostulo-SXSR:n etta sisaanmeno-SXSR:n. Toslasiassa tie-tyt kasittelytoiminnot voidaan suorittaa perakkain ilman SXSR:ien mukanaoloa.

10 jarjestelman kellopulssit ja/tai ohjaussignaalit generoidaan ohjausyksikdssa 622. OhjausyksikkO 622 voi si-såltaa oskillaattorin, josta paakello KELLO on låhtOisin. KELLO N, KELLO P, naytesignaali ST ja etumerkin laajennuk-sen ohjaussignaali XND voivat kaikki olla peraisin paakel-15 losignaalista konventionaalisten laskenta- ja avainnuspii-rien kautta. Sellaiset signaalit voidaan generoida konven-tionaalisella tekniikalla tunnettaessa suhteet, jotka esi-tetaan kuviossa 2.

Kuvio 3 esittaa piirin, joka kertoo sarjamuotoisen 20 naytteen vakioarvolla, joka on 2‘(P'N). Siirtamaiia kaikkia binaarinaytteen bitteja yhta bittipaikan verran vahemman merkitsemaan asemaan vaikutetaan naytteeseen kuten ker-tomalla vakiolla 1/2. Siirtamaiia naytteen kaikkia bitte-ja N bittipaikan verran vahemman merkitsemaan asemaan vai-26 kutetaan kuten skaalaamalla eli kertomalla luvulla 2'" ja siirtamaiia bitteja (P-N) bittipaikan verran vahemman mer-kitsevaan asemaan, vaikutetaan naytteeseen kuten kertomalla luvulla 2‘<P'N). Oletetaan, etta naytejakson alussa re-kisteri 612 sisåltaa N bittia sisaitavan naytteen. Olete-30 taan myOs, etta SXSR-rekisterit 612 ja 625 sisaitavat N astetta. SXSR 612 saa kellopulssinsa KELLO N:sta ja SXSR 625 saa kellopulssinsa KELLO P:sta kun P > N. N:n kello-pulssin jaikeen N bittia sisaitava nayte SXSR 612:ssa on siirretty SXSR 625:n N:aan asteeseen. Kuitenkin KELLO P 35 jatkaa toimintaansa antaen kellopulsseja naytteen saami-seksi lisaksi SXSR 625:n lapi. P-N kappaletta naytteen . Λ · · 92778 14 våhiten merkitseviå bitteja menetetåan SXSR 625:n oikean-puoleisesta påasta. Kello P:n pulssirydpyn lopussa alkupe-raisen N-bittisen naytteen 2N-P eniten merkitsevaa bittia varaavat rekisterin 625 vahiten merkitsevaa bittipaikkaa.

5 P-N eniten merkitsevaa rekisterin 625 paikkaa ladataan naytteen toistetulla merkkibitillå rekisterista 612. Re-kisterissa 625 oleva naytteen arvo on 2'(P'N) kertaa alku-perainen N-bittinen nåytteen arvo johtuen muutoksesta bit-tien merkitsevyydessa. Rekisterin 625 etumerkin laajennus-10 ta vårten oleva salpapiiri aktivoidaan (N-l):n kellopuls-sin jålkeen, jotta toistettaisiin rekisteriin 625 edelli-sen naytejakson aikana tallennetun naytteen merkkibitti, ja jotta poistettaisiin vuorossa olevan nåytteen P-N våhiten merkitsevaa bittiå rekisterista 612. Tåmån piirin kåy-15 tånnOllisten toteutusten vuoksi KELLO P:n kellopulssien lukumaårå miinus KELLO N:n kellopulssien lukumåaråstå tåy-tyy olla pienempi kuin niiden bittien lukumaårå, jotka maaraåvåt alkuperåisten nåytteiden resoluution, tax muu-toin bittisiirtymån kokeneet nåytteet muutetaan arvoksi 20 nolla tai pienimmåksi negatiiviseksi luvuksi, joka voidaan todeta.

Kuvio 4 kuvaa laitetta, joka viivåståå nåytettå yh-dellå nåytejaksolla. Piiri sisaltåå SXSR 712:n, (P-N)-as-teisen siirtorekisterin 726 ja SXSR 727:n sarjakytkennån. 25 Asteiden (P-N) lukumåårå on yhtå suuri kuin ero pulssien lukumåårisså KELLO P:n ja KELLO N:n vålilla. Asteiden lu-kumååra kummassakin rekisterisså 712 ja 727 oletetaan olevan N. Asteiden lukumaårå yhdistetyisså rekistereisså 726 ja 727 on (P-N)+N eli P astetta. Sen seurauksena P kappa-30 letta kellopulsseja vaaditaan kellottamaan våhiten merkit-sevå bitti SXSR 712:sta SXSR 727:n vahiten merkitsevåån bittipaikkaan. Tåmå on tarkalleen se maårå pulsseja, joka esiintyy KELLO P:n pulssiryopysså kullakin nåytejaksolla. Tåten rekisterit 726 ja 727 tuottavat yhden nåytejakson 3b viiveen, jos rekisteri 727 saa kellopulssinsa KELLO P:stå. Rekisteri 726 voi saada kellopulssinsa jatkuvasti pååkel-

II

92778 15 losta KELLO. N-asteinen SXSR, joka on sijoitettu, rekiste-reiden 726 ja 727 vuoksi ja joka saa kellopulssinsa KELLO N:sta, vaikuttaa my6s yhden nSytejakson viiveena sarjamuo-toiselle digitaalinåytteelle.

5 Seuraavaksi oletetaan, ettå rekisterit 726 ja 727 saavat kellopulssinsa KELLO N:sta. TSssS esimerkissa N pulssin rydpyn, jonka tuottaa KELLO N, lopussa naytteen vShiten merkitseva bitti SXSR 712:sta tulee olemaan rekis-terin 727 (P-N)inneksi våhiten merkitsevåsså paikassa. 10 Naytteen jokseenkin kaikki bitit on siirretty (P-N):San enemman merkitsevaan bittipaikkaan. T3ma siirto bittiase-man merkitsevyydesså on sama kuin naytteen kertominen lu-vulla 2(P‘N). Toisin sanoen suhteessa naytteen sisaanmenoon viiverekisteriin 726, viiverekisterin 726 ulostulo on 15 2(f'n> kertaa sen sisaanmeno. Taten kertominen kahden ker- rannaisilla voidaan suorittaa asettamalla våliin rekiste-riasteita signaalin kåsittelyreitissa, ja jakaminen kahden kerrannaisilla voidaan suorittaa lisaamaiia kellopulsseja esimerkiksi rekisterin kellosignaaliin.

20 EdellS olevan jarjestelmainformaation ollessa taus- tatietona kuvataan keksintoa valaisevat suoritusmuodot.

Kuvio 6 esittaå katkoviivalla olevassa laatikossa keksinndn suoritusmuotoa, joka sisåltaa sarjamuotoisen digitaalisignaalin skaalauspiirin, joka kertoo sarjamuo-2p toisen digitaalisignaalin skaalauskertoimella, kuten ylia kuvattiin. KeksinnOn mukaiset skaalauspiirit sisaitavat kaskadikytketyt viiveasteet 58, 62 ja sarjamuotoisten di-gitaalisignaalien yhdistamispiirit 60, 62, 66, jossa sar-jamuotoiset digitaalisignaalit, jotka on skaalattava, syd-30 tetaan sarjamuotoisten digitaalisignaalien yhdiståmispii- reihin navan 56 kautta. Tåmån piirin toiminta kuvataan tarkeimmilta yksityiskohdiltaan alla viitaten kuvioon 6.

Digitaalisten aanisignaalien voimakkuudensaatO voidaan suorittaa vahvistamalla tai vaimentamalla digitaali-35 sia aaninaytteita. On kuitenkin suotavaa vaimentaa nayt-teitå seuraavista syistå. Tyypilliset digitaaliset aani- >»· 92778 16 jårjestelmåt aloittavat neljållåtoista tai kuudellatoista bittinåytteellå todetakseen halutun dynaamisen arvoalueen ja signaalikohinasuhteen. Koska digitaaliset ååninåytteet kasitellåån digitaalisessa jårjestelmåsså nåytteen bitti-5 måårå pyrkii laajenemaan esimerkiksi 20:een bittiin. Ole-tetaan, ettå 20 bitin digitaaliset ååninåytteet on sijoi-tettava 60 desibelin voimakkuudensååt00n vahvistuksen avulla. Tåmå merkitsee nåytteiden kertomista arvoilla 0 -1000, ja sen vuoksi 20 bittisten ååninåytteiden maksimipi-10 tuuden lisååmistå kolmeenkymmeneen bittiin. Jos konventio-naalista vastustikapuu- tai virransummaukseen perustuvaa digitaali-analogiamuunninta kåytetåån muuntamaan digitaaliset aaninåytteet analogiamuotoon, ylimååråiset kymmenen bittiå, jotka voimakkuudensSåto lisåå, tekevSt muuntimen 15 merkittSvåsti monimutkaisemmaksi.

KSanteisesså tapauksessa, jos voimakkuudensåStO suoritetaan vaimennuksella kåsiteltåvien nåytteiden maksi-mibittimåara pysyy vakiona, esimerkiksi 20 bittinS, mikå vaatii merkittSvåsti våhemmån monimutkaisen digitaali-ana-20 logiamuuntimen.

Kuitenkin olisi arvostettava sitå, ettå ei-konven-tionaaliset digitaali-analogiamuunnintekniikat, kuten esimerkiksi pulssinleveysmoduloidut muuntimet, eivåt monimut-kaistu suurentuneista bittimååristå, joten sekå vahvistuk-25 seen ettå vaimennukseen perustuvat voimakkuuden sååtdjår- jestelmåt kuvataan.

Viitaten kuvioon 5, jossa esitetåån edustava digi-taalinen åånenkåsittelyjårjestelmå, joka sisåltåå digitaa-lisen voimakkuudensååtopiirin. Kuviossa 5 analoginen åå-30 nisignaali on liitånnåsså 10, esimerkiksi antennista pe- råisin, ja viritin on sovitettu analogia-digitaalimuunti-men (ADC) 12 analogiseen sisåånmenonapaan. ADC 12 kehit-tåå pulssikoodimoduloidun (PCM) esityksen analogisesta signaalista tasavålisin aikajaksoin ja nopeudella, joka 35 tyydyttåå Nyquistin nåytteenottokriteerion. PCM-ååninåyt- teet sydtetåån analogia-digitaalimuuntimesta 12 digitaa- 92778 17 liseen kasittely-yksikkOOn 14, jossa PCM-åånisignaali voi-daan suodattaa, laajentaa (dynamiikaltaan) ja kohinasuo-dattaa tai muutoin kåsitellå esimerkiksi kaiutinjårjes-telm&sså tapahtuvaa toistoa vårten.

5 Kåsitelty PCM-aånisignaali syotetaan kattely-yksi- k6stå 14 voimakkuudensååtdpiiriin 16, joka muuttaa loga-rltmisesti PCM-nåytteiden arvoja vaikuttaakseen signaalin vahvistukseen tai vaimennukseen. VoimakkuuudensaatOpiiris-ta 16 tuleva signaali on kytketty digitaali-analogiamuun-10 timeen (DAC) 22, joka muuntaa PCM-åSnisignaalin analogia-muotoon. Digitaali-analogiamuuntimesta 22 tuleva analogi-nen signaali on kytketty kaiuttimeen 26 tehovahvistimen 24 kautta.

VoimakkuudensSåtdpiiri 16 sisaltSS karkeakertojan/ 15 jakajan 18 ja hienokertojan/jakaj an 20. Karkeakertoja/ja kaj a 18 kertoo syOtetyt nåytteet kertoimilla 2N, jossa N edustaa kokonaislukuarvoja, jotka voivat olla positiivisia tai negatiivisia. N:n positiivisilla arvoilla PCM-signaa-li kerrotaan kahden potensseilla ja negatiivisilla arvoil-20 la PCM-signaali jaetaan kahden potenteissa. Jos N:n arvoa lisåtaan askelyksikdin, PCM-signaali kerrotaan/jaetaan siten, etta vaikutetaan 6 desibelin muutoksella askelta koh-ti.

Hienokertoja/jakaja 20 kertoo karkeakertojan/jaka-25 jan ulostulon esimerkiksi 3 tai 4 numeron, jotka nouse- 9 vat/laskevat jokseenkin logaritmisesti, sekvenssilia. Jos haluttu voimakkuuden muutos askelta kohti on likimain 1,5 desibelia, numeroiden sekvenssi voi olla 16, 19, 23 ja 27.

Jos signaalin arvo, joka sydtetaan voimakkuudensaa-30 tOpiiriin 16, on S on ulostulo Og, jonka piiri 16 tuottaa desibeleina

Og = 20 log1Q (S x 2N x B±) (1) = 20 log10 (S) + 20 log10 (2N x Bi) (2)

Erityiselia signaalilla, jonka amplitudi on S, amp-

N

35 litudimuutoksia hallitsee termi 20 log^Q (2 x B^).

92778 18

Amplitudimuutokset N:n arvoilla -1, 0, +1 ja 2 sekå B^n arvoilla 16, 19, 23 ja 27 ovat taulukossa I.

Taulukko 1 N B. 20 loa,2N x B.) Askel dB — —i -^10 --x - 5 -1 16 18,062 -1 19 19,554 1,49 -1 23 21,214 1,66 -1 27 22,607 1,39 O 16 24,082 1,48 10 O 19 25,575 1,49 0 23 27,235 1,66 0 27 28,627 1,39 1 16 30,103 1,48 1 19 31,569 1,49 15 1 23 33,255 1,66 1 27 34,648 1,39 2 16 36,124 1,48 2 19 37,616 1,49 2 23 39,276 1,66 20 2 27 40,668 1,39

Taulukosta I nåhdåån, ettå vahvistuksen lisåys Bi:n toistuvien arvojen vålillå eli B^n arvovalikoimalle on likimain 6 desibeliå. Lisåys eli askel peråkkåisten BA:n 25 arvojen vålillå on likimain 1,5 desibeliå ja tåmå arvo vastaa 6 desibeliå per B. :n arvovalikoima jaettuna neljållå, joka on B^n arvojen lukumåårå valikoimassa. Vahvistuksen lisåys askelta kohti vastaa eroa Bi arvojen vålillå eli desibeleinå se vastaa log10 (Βΐ4ΐ-20 log10(Bi), mikå 30 voidaan yksinkertaistaa muotoon 20 log10( Bi4l/Bi). Tåten

Bjin neljån arvon valikoimilla, jotka esitetåån taulukossa I, laskelmat tulevat osoittamaan 6dB/4 on likimain 20 log10(Bl4l/Bi) dB eli yleisemmin millå tahansa BA:n arvojen valikoimalla, joka sisåltåå P arvoa per valikoima (P 35 on kokonaisluku), on 20 log10 (Bi+1/Bi) oltava likimain 6dB/P, jos vahvistusaskelen suuruuden on oltava jokseenkin

II

92778 19 tasaisin dB-inkrementein. Ottamalla vastalogaritmin peråk-kåisistå B^n arvoista suhteen Bi+1/Bi on oltava jokseenkin yhtå suuri kuin 10(6/20p). Voimakkuuden sååtiijar jestelmå, jossa ovat likimain 2 dB askeleet, voidaan toteuttaa hie-5 nokertojalla/jakajalla, joka iteroi kolmen Bj-kertojan va-likoiman, joka sisåltåå 16, 20 ja 25.

Kuvio 6 esittaa erityisen sarjamuotoisen digitaali-sen signaalin voimakkuudensååtbpiirin. Tamå piiri kuvataan viitaten aaltomuotoihin kuviossa 7. Oletetaan, etta sarja-10 muotoiset digitaalinaytteet ovat R bitin suuruisia binåå-rinaytteita, våhiten merkitsevån bitin (LSB) esiintyessa ensimmåisena ajan suhteen. Naytteet ilmestyvat nopeudella, jonka maaraa aaltorauoto, johon viitataan NÅYTE KELLO:11a kuviossa 7, jonka nopeuden pitaisi HIFI-åanisignaaleilla 15 olla våhintaan 44 kiloherzia. Naytteen bittitaajuuden maaraa aaltomuoto, johon viittaa JÅRJESTELMÅKELLO.

Kuviossa 6 naytteet, jotka ovat peråisin digitaali-sesta kasittely-yksikosta sybtetåån kytkennan 40 kautta R bitin sarjasiirtorekisteriin 42. Nåytteet on kellotettu 20 rekisteriin 42 KELLO R:n, jossa on R pulssia per nåytejak-so (esitetaan aaltomuotona KELLO R kuviossa 3), ohjauksen alaisena. Jokaisen naytejakson alussa rekisterissa 42 ole-va nayte kellotetaan sarjamuodossa ulos liitantåån 43, va-hiten merkitseva bitti ensin ja sita seuraava nayte lada-25. taan rekisteriin. Rekisterista 42 naytteet johdetaan kar-keakertojaan/jakajaan 18'.

Kertojan/jakajan 18’ sisaanmeno on kytketty suoraan multiplekserin 46 yhteen sisåanmenonapaan ja multiplekse-rin toiseen napaan (viitataan B:lia) viive-elimen 44 kaut-30 ta. Viive-elin 44 viivåstaa naytteita neljaiia naytteen bittitaajuuden jaksolla ja multiplekseria 46 ohjataan oh-jaussignaalilla C4.

Multiplekserin 46 ulostulo on kytketty suoraan multiplekserin 50 sisåanmenonapaan B viive-elimen 48 kautta.

35 Viive-elin 48 viivåstaa nåytteitå kahdella nåytteen bitti- 92778 20 taajuuden jaksolla ja multiplekseriå 50 ohjataan ohjaus-signaalilla C3.

Multiplekserin 50 ulostulo on kytketty suoraan mul-tiplekserin 54 sisåånmenonapaan A ja kytketty multiplekse-5 rin 54 sisåånmenonapaan B viive-elimen 52 kautta. Viive-elin 52 viivåståå nåytteitå yhdellå nåytteen bittitaajuu-den jaksolla ja multiplekseriå 54 ohjataan ohjaussignaa-lilla C2.

Kuvaamistarkoituksia vårten oletetaan, ettå ohjaus-10 signaalit C2, C3 ja C4 ovat kukin kaksitasoisia signaale-ja, jotka edustavat loogisia ylempiå ja loogisia alempia tiloja. Ohjaussignaalin ollessa loogisesti alhaalla, vas-taava multiplekseri kytkee ulostulonapansa sisåånmenona-paansa A, ja loogisella ylemmållå tilalla vastaava multi-15 plekseri kytkee ulostulonapansa sisåånmenonapaansa B. Jos ohjaussignaalit C2, C3 ja C4 on liitetty yhteen peråkkåin muodostamaan ohjaussignaalin C2C3C4, tåmå signaali vox esittåå kahdeksan binååristfi tilaa, jotka edustavat desi-maalinumeroita 0-7. Yhteen ketjutetun ohjaussignaalin bi-20 nåSritiloilla, joita edustavat numerot 0-7, kertoja/jaka-ja 18' tuottaa 0-7 nåytteen bittitaajuuden jaksonajan vii-veet nåytteelle.

Sarjamuotoisen digitaalisignaalin viivåståminen N:llå nåytteen bittitaajuuden jaksonajalla siirtåå kaikkia 25 nåytteen bittejå N paikkaa enemmån merkitsevåån suuntaan. Sarjamuotoisen digitaalisignaalin siirtåminen N bittipaik-kaa enemmån merkitsevåån suuntaan merkitsee nåytteen ker-tomista 2N:llå.

Tåten ohjaussignaalien sekvensointi tilojen, jotka 30 edustavat numeroita 0-7, kautta kertoo sydtetyt nåytteet kertoimilla 1, 2, 4, 8, 1-6, 32, 64 ja 128. Kertojaan/ja-kajaan 18' voidaan lisåtå lisåasteita, jotta saataisiin aikaan suurempia binåårisiå vahvistuskertoimia. Kertojan/-jakajan 18' vahvistus G on desibeleinå: 35 G = 20 log10(2N) = N20 log10(2) (3) 11 92778 21

Jos N:åå suurennetaan yhdellå yksikdllå, vahvistus on: G = (N+l)20 log10(2) (4)

Vahvistuksen lisåys eli askel on tåten 20 log1Q(2) = 6dB.

5 Multiplekserin 54 ulostulo on kytketty hienokerto- jan/jakajan 20' sisåånmenonapaan 56. Kertoja/jakaja 20' sisåltåå viive-elimen 58, kokosummaiinen 60, kokosummalmen 62, viive-elimen 64 ja våhentimen 66 kaskadikytkennån. Kukin elimistå 58-66 pakottavat yhden nåytteen bittitaa-10 juuden jakson suuruisen viiveen kohdistettavaksi nåyttei-siin. Summaimilla ja våhentimellå oletetaan olevan luon-tainen kåsittelyviivejakso, joka on yhden nåytteen bitti-taajuuden jakson suuruinen. Toinen sisåånmeno summaimeen 60 on kytketty sisåånmenonapaan 56 JA-veråjån, jota ohjaa 15 ohjaussignaali Cl, kautta. Toinen sisåånmeno summaimeen 62 on kytketty sisåånmenonapaan 56 JA-veråjån 70, jota ohjaa ohjaussignaali C0, kautta. Våhentimen 66 våhentåjån sisåån-menonapa on kytketty sisåånmenonapaan 56 JA-veråjån 72 kautta. JA-veråjåå 72 ohjataan loogisesti TAI-kytketyillå 20 signaaleilla C0 ja C2, jotka tuottaa TAI-veråjå 74.

Våhennyslaskupiirin 66 ulostulo on kytketty (R+B) bitin siirtorekisteriin 78, joka saa kellopulssinsa kel-losta, jossa on (R+13) bittitaajuuspulssia (aaltomuoto KELLO (R+13) kuviossa 7). Rekisterisså 78 on R+8 bittiå 25. eli astetta sijoittaa nåytteen ja kertojan tulo.

Karkeakertoja/jakaja 18' vaikuttaa seitsemåån bit-tiin R-bittisesså nåytteesså, ts. R-bittisen nåytteen ja 7-bittisen kertojan tulo on (R+7) bitin nåyte. Hienokerto-ja/jakaja 20' aiheuttaa viiden nåytteen bittijakson vii-30 veen karkeatuloon, joka aiheuttaa voimakkuudensååtbjårjes-telmåån minimi vahvistuskertoimen 32, jollei sitå kompen-soida. Jotta normeerattaisiin minimi vahvistuskerroin ar-voon 1, nåytteet kellotetaan rekisteriin 78 viidellå yli-mååråisellå kellopulssilla 32:11a tapahtuvan jaon aikaan-35 saamiseksi. Maksimin vahvistuskertoimen, joka on saatavis-sa kertojasta/jakajasta 20', esitetåån olevan (2 x 27) eli • · 92778 22 54, joka jaettuna 32:11a antaa tulokseksi 27/16. Tåmå ker-roin li såa yhden bitin tuloon, tuottaen bittien kokonais-maaraksi tulossa (R+8). Taten rekisteri 78 sisaitaa (R+8) bittipaikkaa ja se kellotetaan R+13 pulssin kellolla.

5 JA-verajat 68, 70 ja 72 ovat estettyina kun C0 ja Ct edustavat loogista alempaa tasoa. JA-verajat 72 ja 70 kyt-kevat karkeatulon sisaanmenonapaan 56 våhennyslaskupiiris-sa 66 ja summaimessa 62, kumpaankin vastaavasti, kun oh-jaussignaali CO on ylemmaiia loogisella tasolla. JA-verå-10 jat 72 ja 68 kytkevat karkean tulon sisåanmenonapaan 56 vahentimessa 66 ja summaimessa 60, kumpaakin vastaavasti, niin usein kun Cx on ylemmåsså loogisessa tilassa.

Oletetaan, etta C0 ja Cx ovat molemmat alemmassa loogisessa tilassa. Tåsså tilanteessa karkea tulo navasta 15 56 paasee elimien 58-66 kaskadikytkennan kautta viivåstet- tyna viidelia bittijaksolla mutta muuten muuttumattomana, jolloin karkeatulo kerrotaan 32:11a (ja jaetaan 32:11a mydhemmin kun kellotetaan rekisteriin 78).

Seuraavaksi oletetaan C0 olevan ylemmassa ja C1 20 alemmassa loogisessa tilassa. Karkea tulo kytketåån sum- maimen 62 yhteen sisåånmenoon ja karkeatulo viivåstetåån kahdella bittijaksolla (kerrotaan neljSUS) ja kytketåån summaimen 62 toiseen sisåånmenoon summaimen 60 ja viive- elimen 58 kautta. Summaimen 62 sisainen tulo on (4+1) ker- 25 taa karkeatulo. Osatuloa viivåstetåån kahdella bittijak-• · solla (kerrotaan neljållå) summaimen 62 ja viive-elimen 64 luontaisen viiveen vuoksi ja se kytketåån våhennyslasku-piiriin 66 våhentåvåån sisåånmenoon. Karkeatulo kytketåån vfihentåen sisåånmenoon våhennyslaskupiirisså 66, joka ge-30 neroi erotuksen (4(4+1)-1) kertaa karkeatulosta eli 19 kertaa karkeatulon. Tåmå nåyte kokee yhden bitin viivejakson våhennyslaskupiirisså 66, joka itse asiassa kaksinker-taistaa tulon 38 kertaa karkeatuloon.

Oletetaan nyt, ettå signaali CO on alhaalla ja Cl 35 ylhåållå. Tåsså tilassa karkeatulo kytketåån summaimen 60 yhteen sisåånmenoon JA-veråjån 68 kautta, ja karkeatulo, t li 92778 23 joka viivåstetåån yhdellå bittijaksolla (kerrotaan kah-della), kytketaan viive-elimen 58 kautta toiseen sisåån-menoon summaimessa 60, joka generoi summa (2+1) kertaa karkeatulon. Tåhån nåytteeseen kohdistuu kolmen nåytteen 5 bittijakson viive (kerrotaan kahdeksalla) elimissa 60-64 ja kytketaan våhennettavaksi våhennyslaskupiiriin 66. Kar-kea tulo kytketaan vahentajaksi våhennyslaskupiiriin 66 JA-verajån 72 kautta. Våhennyslaskupiiri 66 kehittaa ero-tus (8(2+1)-1) kertaa karkeatulon eli 23 kertaa karkeatu-10 Ion. vahennyslaskupiirin 66 luontainen viive kaksinker-taistaa taman tulon 46 kertaa karkeatuloon.

Lopuksi, molempien C0:n ja C^n ollessa ylemmålia tasolla karkeatulo kytketaan våhentavaan sisaanmenoon vå-hennyslaskupiirissa 66 ja summaimien 62 ja 60 sisåanme-15 noihin. Ulostulo (2+1) kertaa karkeatulo summaimesta 60 viivastetaan yhdelia bittijaksolla (kerrotaan kahdella) ja kytketaan toiseen sisaanmenoon summaimessa 62, joka tuot-taa nayte (2(2+1)+1) kertaa karkeatulon eli 7 kertaa karkeatulon. Tata naytetta viivastetaan kahden nåytteen bit-20 tijakson verran (kerrotaan neljållå) ja kytketaan våhen- nettavåån sisaanmenoon våhennyslaskupiirisså 66, joka kehittaa erotus (28-1) eli 27 kertaa karkeatulon. Tåmå arvo kaksinkertaistetaan våhennyslaskupiirin 66 luonnollisella viiveellå arvoon, joka on 54 kertaa karkeatulo.

2ύ· Kåsitellåån ohjaussignaalia C4C3C2C1CO, joka on muodostettu yhteen liitetyistå signaaleista C4, C3, C2,

Cl ja CO. Tåmå yhdistelmå voi edustaa 25 eli 32 tilaa 0-31. Ohjaussignaalin C4C4C2C1CO ollessa binååritilassa 00000, jarjestelmåssa on 0 dB vahvistus. Tåmån ohjaussig-30 naalin edustaessa binååritilaa 11111, jarjestelmåssa on 20 log10( 54/32) + 20 log10(128) = 46,69 dB vahvistus. Nåi-den ååriarvojen vålillå lisåttåesså binååriarvoa, jota edustaa ohjaussignaali C4C3C2C1CO, yksikkdaskelin, muuttuu vahvistuskerroin likimain 1,5 dB askelin.

35 Kuviossa 6 piiri, joka voidaan saada generoimaan sellaisia binåårisiå edustavia ohjaussignaaleja C0-C4, si- 92778 24 såltaa binaarisen kaksisuuntaisen laskurin, jossa ovat rinnakkaiset binaariset ulostulonavat 2°-24. Nama ulostu-lonavat on kytketty ohjaussignaalinapoihin C0-C4, kutakin vastaavasti. Voimakkuudensaaddn muutosnopeus pitaisi mie-5 luummin olla 3 askelen paikkeilla sekunnissa. Nåytekello jaetaan jakajassa 80, jotta saataisiin aikaan likimain 3 Hz kellosignaali, joka kytketaan vastaaviin ensimmaisiin sisaanmenonapoihin JA-verajissa 82 ja 84. JA-verajat 82 ja 84 saatetaan lapaiseviksi selektiivisesti ja toisen pois-10 sulkevasti kytkimillå 87 ja 88, kumpaakin vastaavasti, jotta kytkettaisiin 3 Hz kellosignaali jakajasta 80 joko yldslaskevaan kellosisaanmenoon kaksisuuntaisessa lasku-rissa 86, jotta lisåttaisiin jarjestelman vahvistusta, tai alaslaskevaan sisaanmenoon kaksisuuntaisessa laskurissa, 15 jotta vahennettåisiin jarjestelman vahvistusta. Voi olla my6s haluttua saada jakaja 80 ohjelmoitavaksi siten, etta voimakkuudensaaddn muutosnopeutta voidaan saataa. Yksi esimerkki, missa suhteellisen suurta askelmuutosten no-peutta voidaan kayttaa, on aanijarjestelmån kytkeminen 20 pois paaltå. Tåsså tapauksessa vahvistusta alennetaan no-peasti minimiin ennen jarjestelman pois kytkemistå, jotta estettaisiin aanekas kilahdus tai pamahdus.

Kuvion 6 jårjestelma voidaan helposti konfiguroida uudelleen aikaansaamaan signaalin vaimennusta. Tassa uu-25 delleen konfiguroinnissa rekisteri 78 on varustettu R:lia bittipaikalla eli asteella ja se saa kellosignaalin, jossa on (R+12) pulssia naytejaksoa kohti. Tuloksena oleva tulo, joka on rekisterissa 78 naytejakson lopussa, on yhta kuin tulo, jossa nayte kerrotaan karkea- ja hienokertomavakiol-30 la ja joka jaetaan 212:lla. Taten ketjutetulla ohjaussig-naalilla C4C3C2C1C0, jotka edustaa binaåriarvoa 00000, vahvistuskerroin on 2 (hienokertojan/jakajan 20' minimi vahvistus) kertaa 2‘12, mika on yhta kuin 2'7 eli -42,14 dB. Maksimi vahvistus, jonka jarjestelma saa aikaan ohjaussig-35 naalilla C4C3C2C1C0, jota edustaa binaariarvo 11111, on 27

II

92778 25 (maksimi karkeavahvistus) kertaa 2(27) (maksimi hienovah-vistus) kertaa 2'12 eli +4,54 dB.

Digitaalisignaalin kåsittelyn asiantuntijat tulevat antamaan arvoa sille, etta siirtorekisterit 42 ja 78 ku-5 vion 6 suoritusmuodoissa voidaan sisållyttåå esimerkiksi digitaaliseen kSsittely-yksikkOdn 14 ja digitaali-analo-giamuuntimeen 22. Itse asiassa rekisteri 42 voidaan ko-konaan eliminoida riippuen nSytteiden, jotka tuotetaan voimakkuudensaatOpiiriin, lahteestå. Jos ei ole tårke&å 10 normeerata vahvistuskerrointa ensimmåisesså suoritusmuo-dossa, joka kuvattiin viitaten kuvioon 6, jolloin jårjes-telmSn maksimivahvistus on 2 x 27 x 128 eli 6912. Binåari-bittien måårå, joka vaaditaan esittåmåån t&tS kerrointa, on 13. TSten rekisteri konfiguroidaan (R+13) bittipaikalla 15 ja se saa kellopulssinsa (R+13) kellopulssin ryOppyinå naytetta kohti.

Kuvio 8 on sarjamuotoinen digitaalinen voimakkuu- densaatdjarjestelmå, joka saa aikaan vaimennusta likimain 2 dB askelin. Elimet, joihin viitataan samoilla viitenume- 20 roilla kuviossa 2, ovat samanlaisia elimia. Hienokertoja/ jakaj a 20" on sovitettu kertomaan karkeakertojasta/jaka- jasta saatavan karkeatulokertoimilla 2(16), 2(20) ja 2(25). Kerroin 2 jokaisessa vahvistuskertoimessa on tulok- sena luontaisesta viiveesta, jonka tuottaa summain 108.

2£ Hienokertojan/jakajan 20" ulostulo on kytketty R-bittiseen » siirtorekisteriin, joka saa kellopulssinsa (R+12) kellopulssin rydpyista, joten kuvion 8 jårjestelma on konfigu-roitu jakamaan tulot, jotka saadaan elimista 18', 20', luvulla 2~12.

30 Kertoja/jakaj a 20" sisaltåå viive-elimen 100, sum- maimen 102, summaimen 104, viive-elimen 106 ja summaimen 108 kaskadikytkennfln, jossa kukin osa tuottaa yhden nSyt-teen bittijakson suuruisen viiveen. JA-verSjS 110, jota ohjaa ohjaussignaali Cl, kytkee karkeatulon summaimen 102 35 toiseen sisaånmenoon kun ohjaussignaali on ylenunåssa loo-gisessa tilassa. JA-verSjå 112, jota ohjaavat ohjaussig- „ 92778

ZD

naalit Cl ja CO, kytkee karkeatulon toiseen sisåånmenoon summaimessa 104 vain siinå tilanteessa, ettfi Cl on loogi-sessa alemmassa tilassa ja CO loogisessa ylemmåsså tilas-sa. JA-veråjå 114, jota ohjaa ohjaussignaali Cl, kytkee 5 karkeatulon toiseen sisåånmenoon summaimessa 108, kun Cl on loogisessa ylemmåsså tilassa.

Ohjaussignaalien CO ja Cl molempien ollessa alemmassa tilassa karkeatulo pååsee elimien 100-108 kautta viivåstettynå viidellå bittijaksonajalla (kerrotaan 10 25:lia), mutta on muutoin muuttumaton. Hienokertojan/jak- ajan 20" vahvistuskerroin ohjaussignaalilla C1C0 (ohjaus-signaalit Cl ja CO ketjutettuina), jota edustaa binååriar-vo 00, on 2(16) eli 30.10 dB. Jos CO on ylemmåsså tilassa ja Cl alemmassa tilassa, ts. C1C0 = 01, summain on saatet-15 tu summaamaan karkeatulon, joka syotetåån JA-veråjån 112 kautta, 4 kertaa karkeatuloon, joka sytttetåån summaimen 102 ja viive-elimen 100 kautta, ja aikaansaamaan summan, joka on 5 kertaa karkeatulo. Tåmå summa viivåstetåån 3:11a bittijakson ajalia (kerrotaan B:lla) summaimessa 104, vii-20 ve-elimesså 106 ja summaimessa 108.

Arvo, jonka summain 108 tuottaa, on (8+5) kertaa karkeatulo. Siksi hienovahvistus on ohjaussignaalilla C1C0, jota edustaa binååriarvo 01, on 32.04 dB, joka on 1,94 dB suurempi kuin ohjaussignaalilla C1C0, jota edustaa 25 binååriarvo 00.

Jos CO on alemmassa tasossa ja Cl on ylemmåsså ta-sossa, summain 102 on asetettu summaamaan karkeatulo, joka on kytketty JA-veråjån 110 kautta kaksinkertaisen karkeatulon kanssa, joka on kytketty viive-elimen 100 kautta, 30 jotta tuotettaisiin summa, joka on 3 kertaa karkea tulo.

Tåtå summaa viivåstetåån summaimessa 102, summaimessa 104, viive-elimesså 106 (kerrotaan 8:11a) ja summa-taan karkeatulon kanssa summaimessa 108, jotta tuotettaisiin summa, joka on (24+1) kertaa karkeatulo. Tåmå nåyte 35 kaksinkertaistetaan viiveen nojalla summaimessa 108, jotta tuotettaisiin tulo 2(25) kertaa karkeatulo. Sen vuoksi

II

27 92778 ohjaussignaalilla C1C0, jota edustaa binååriarvo 10, hie-novahvistuskerroin on 50 eli 33,99 dB, joka on 1,94 dB suurempi kuin ohjaussignaalilla CICO, jota edustaa binåå-riarvo 01.

5 Kun ohjaussignaalit Cl ja CO ovat molemniat ylemmål- lå tasolla, vahvistuskerroin pysyy samana kuin Cl:n olles-sa ylemmailå ja C0:n ollessa alemmalla tasolla. Tåten ohjaussignaalilla C4C3C2, jota edustaa binåariarvo 000, ja ohjaussignaalilla C1C0, jota edustavat binaåriarvot 00, 10 01, 10 ja 11, jårjestelman kokonaisvahvistus on -42,15 dB, -40,21 dB, -38,26 dB ja -38,26 dB, kutakin vastaavasti, johtuen jakamisesta luvulla 212, joka saadaan aikaan yli-mååråisillå 12 kellopulssilla, jotka syotetåån rekisteriin 116. Maksimi jårjestelmån vahvistus esiintyy ohjaussignaa-15 lilla C4C3C2C1C0, jota edustaa binåariarvo 11111 ja se on -38,26 dB + 20 log 27 = 3,88 dB, ja 0 dB vahvistus esiintyy ohjaussignaalilla, jota edustaa binååriarvo 11100.

Ohjaussignaalit voidaan generoida laitteella, joka on samanlainen kuin laite, joka esitetåån kuviossa 6.

20 Vaihtoehtoisesti ohjaussignaalit voidaan tuottaa esimer-kiksi mikroprosessorilla, jota kåytetåån ohjaamaan åånen-toistoj årj estelmåå.

Kertojan/jakajan 20' nåhdåån muuttavan vahvistus-ta/vaimennusta likimain 2 dB askelin ohjaussignaalin C1C0 25- binååri-inkrementeillå. Samoin kokonaisvahvistuksen muu-tokset 2 dB askelin ohjaussignaalin C4C3C2C1C0 binååri-inkrementeillå, jotka ovat binååriformaatissa jos ohjaus-signaali C1C0 on yhtå kuin 11, on poissuljettu.

Kuvio 9 on amplitudinsååtojårjestelmå, joka tuot-30 taa vaimennuksen likimåårin 1,5 dB askelin, jossa jårjes-telmåsså vahvistuskerroin ohjaussignaalilla C4C3C2C1C0, jota edustaa binååriarvo 00000 on 0 dB ja vahvistuskerroin ohjaussignaalilla C4C3C2C1C0, jota edustaa binååriarvo 11111, on -42,14 dB. Kuviossa 9 oleva karkeakertoja/jaka-35 ja 18', joka esitetåån kuviossa 6, sillå poikkeuksella, ettå ohjaussignaalin C4, C3 ja C2 arvoilla, jotka ovat yh- 92778 28 ta kuin nolla, multiplekserit 46', 50' ja 54' kytkevat vastaavat ulostulonapansa vastaaviin B-sisaanmenonapoihin. Tålldin ohjaussignaalilla C4C3C2 (muodostettu yhteen kyt-ketyista ohjaussignaaleista C4, C3 ja C2), joita edustavat 5 binMåriarvot 000, 001, 010-111, karkeakertojan/jakajan vahvistuskertoimet ovat a7, 26, 25 - 2°, kutakin vastaavas-ti.

Hienokertoja/jakaja 20"' on sovitettu kertomaan nåytteet, jotka syotetåån siihen, kertoimilla 64, 54, 46 10 ja 38 ohjaussignaalilla C1C0 (muodostettu yhteen kytke-tyistå ohjaussignaaleista Cl ja CO), jota edustavat binåå-riarvot 00, 01, 10 ja 11, kutakin vastaavasti. Tåmå sovi-telma sisaltåa 2 nåytteen bittijakson viive-elimen 200, våhennyslaskupiirin 202, våhennyslaskupiirin 204, 1 nåyt-15 teen bittijakson viive-elimen 206 ja kolmannen våhennys-laskupiirin 208. Våhennyslaskupiirien våhennettåvien si-såånmenonavat on kytketty kaskadikytkentåån. Våhennyslas-kupiirin 208 våhentåjån sisåånmenonapa on kytketty hieno-kertojan/jakajan sisåånmenonapaan 199 JA-veråjån 214 kaut-20 ta kun joko ohjaussignaali CO tai Cl on ylemmåsså tilassa. Våhennyslaskupiirin 202 vahentajån sisåånmenonapa on kytketty sisSånmenonapaan 199 JA-veråjån 210 kautta vain kun ohjaussignaali Cl on ylemmåsså tilassa ja vShennyslasku-piirin 204 vahentajån sisåånmenonapa on yhdistetty sisåån-25 ^ menonapaan 199 JA-verajån 211 kautta vain kun ohjaussig naali CO on ylemmåsså tilassa.

Kun molemmat ohjaussignaalit Cl ja CO ovat aleiranas-sa tilassa, nåytteet, jotka syotetåån hienokertojaan/jaka-jaan 20"', viivåstetåån 6:11a nåytteen bittijaksonajalla, 30 mutta ne ovat muutoin muuttumattomia. Tållbin ohjaussignaalilla C1C0=00 hienokertojan/jakajan vahvistuskerroin on 64 eli 26 ja yhteen kytketyllå ohjaussignaalilla C4C3C2C1C0, jota edustaa binååriarvo 00000, karkeakerto-ja/jakajayhdistelmån kokonaisvahvistus on 27 x 64 eli 213. 35 Tåmån vahvistuskertoimen normeeraamiseksi arvoon 1, joka on 0 dB, hienokertojan/jakajan 216 ulostulo kellotetaan 92778 29 R-bittisesså siirtorekisterissS 216 kellolla, jossa on (R+13) pulssia nSytejaksoa kohti. TSmå vaikuttaa jakamise-na 213:lla. Maksimi vaimennus esiintyy, kun ohjaussignaa-lia C4C3C2C1C0 edustaa binååriarvo 11111, joka tuottaa 5 karkeavahvistuksen 2 kertaa hienovahvistus 38 jaettuna 213:lla, mika on 38 x 2"13 eli -46,67 dB. Yhteen liitetty-jen ohjaussignaalien muuttaminen inkrementein 00000:sta 11111:een tuottaa 46,67 dB vaimennuksen likimaarin 1,5 dB askelin.

10 Kuvio 10 on rinnakkaismuotoinen digitaalinen voi- makkuudensSatOjarjestelraan suoritusmuoto vahvistuksen/vai-mennuksen muuttamista vårten likimaarin 2 dB askelin. Rin-nakkaismuotoiset digitaalinaytteet on kytketty vayian 500 kautta rinnakkaismuotoisia digitaalisignaaleja kasittele-15 vaån karkeavahvistuksen/vaimennuksen lohkoon 501. Lohko 501 voi olla konventionaalinen ryhmasiirrin, joka siirtaa naytteen bittien merkitsevyyttå vaikuttaakseen kertomi-sena/jakamisena 2:n potensseilla. Ryhmåsiirrinta 501 ohja-taan 3-bittiselia ohjaussignaalilla C4C3C2 ja se voi tuot-20 taa vahvistuksen/vaimennuksen, joka on 2N, jossa N on ko-konaisluku, jonka arvoalue on 0-7 (desira.). Lohko 501 tuottaa sen vuoksi vahvistuksen/vaimennuksen 6 dB askelin.

Karkeavahvistuslohkon 501 ulostulo on kytketty hie-novahvistuslohkoon 502. Hienovahvistuslohko 502 sisaitaa 25 painotuspiirit 508, 504 ja 506, jotka skaalaavat signaa-lin, joka tuotetaan karkeavahvistuslohkosta, kertoimilla 1/2, 1/4 ja 1/6, kutakin vastaavasti. Koska skaalausker-toimet ovat 2:n kSSnteisarvopotensseja, painotuspiirit voivat olla yksinkertaisia kiinteåsti johdotettuja bitin-30 siirtosovitelmia. Ulostulonåytteet painotuspiireista 508, 504 ja 506 on kytketty kutakin vastaavasti rinnakkaismuo-toisen digitaalisen summainpiirin 516 vastaaviin sis&Sn-menoihin veråjåpiireilia 514, 510 ja 512. Karkeavahvistuslohkon ulostulo on my6s kytketty summainpiirin 516 vastaa-35 vaan sisåånmenoon vSylån 503 kautta.

------- - l— 92778 30

Avainnuselimia 512 ja 514 ohjataan ohjaussignaalil-la Cl ja ne kytkevat vastaavat painotetut naytteet sum-mainpiiriin 516, kun ohjaussignaali Cl on looglsessa ylem-masså tilassa. Avainnuspiiria 510 ohjataan JA-verajalia 5 518 ja se kytkee painotetut naytteet painotuspiirista 504 sununainpiiriin 516 vain sillå ehdolla, etta ohjaussignaali CO on ylemmSssS loogisessa tilassa ja Cl alemmassa loogi-sessa tilassa.

Kun ohjaussignaalia C1C0, joka on muodostettu yh-10 teen kytketyista ohjaussignaaleista, edustaa binaåriarvo 00, ainoa sisaanmenonayte, joka kytketaan summainpiiriin 516, on nayte, joka kytketaan suoraan karkeavahvistusloh-kosta. Sen tåhden ulostulonayte summainpiiristå on sama kuin sisaanmenonayte, joka sydtetaån hienovahvistusloh- 15 koon, ja hienovahvistus on 0 dB.

Ohjaussignaalilla C1C0, jota edustaa binSSriarvo 01, sisåånmenon&yte, joka syOtetSSn hienovahvistuslohkoon, ja sisåånmenonSyte, joka on skaalattu l/4:llå, painotus-piiristå 504 kytketåån summainpiiriin 516. Ulostulonayte 20 summainpiiristå on yhta kuin 5/4 kertaa sisaanmenonayte, joka edustaa 1,94 dB vahvistusta.

Lopuksi ohjaussignaalilla C1C0, jota edustaa binaa-riarvo 10 ja/tai 11, sisaanmenonaytteet, jotka sydtetaan hienovahvistuslohkoon, ja sisaanmenonaytteet, jotka on 25 .. skaalattu l/16:lla ja l/2:lla, painotuspiireista 506 ja 508 kytketaan summainpiiriin 516. Ulostulo, jonka summain-piiri tuottaa, on 25/16 kertaa sisaanmenonayte, tuottaen hienovahvistuslohkosta vahvistuksen, joka on 3,88 dB, joka edustaa 1,94 dB vahvistusaskelta yli koko vahvistuksen, 30 joka kehitetaan binaariarvolla 01. Hienovahvistuslohko 502 tuottaa taten kaksi vahvistusarvoa likimaarain 2 dB ink-rementein.

Ohjaussignaalit C4, C4, C2, Cl, CO kuvion 10 rin-nakkaismuotoiselle digitaaliselle suoritusmuodolle voidaan 35 kehittaa samalla tavalla kuin ohjaussignaalit sarjamuotoi- 92778 31 selle digitaaliselle suoritusmuodolle, joka kuvataan ku-viossa 6.

Patenttivaatimuksissa, jotka seuraavat ja jotka koskevat sarjamuotoisen digitaalisignaalin kasittelyeli-5 mia, termit summain/viive ja vahennin/viive maaritelty elimina, jotka yhdiståvat signaaleja tai nåytteita ja tuottavat naytteen bittijaksonajan suuruisen viiveen yh-distettyyn signaaliin tai naytteeseen.

Claims (11)

92778 32

1. Digitaalisignaalin amplitudinsååtOjårjestelmå digitaalisignaalin amplitudiarvon muuttamiseksi jokseen-5 kin tasaisin dB-askelin, jotka askeleet ovat pienempiå kuin 6 dB, joka jårjestelmå kåsittåå: signaalin sisåånmenonavan (10) mainitun digitaalisignaalin syOttåmistå vårten; karkeasååtOlaitteen (18; 18'; 18"), jossa on sig-10 naalin sisåånmenonapa ja jossa ovat ohjaussignaalin si-såånmenonavat ja ulostulonapa, sekå laitteet digitaalisig-naalien amplitudiarvon muuttamista vårten sen monikerrak-si, mukaan lukien yksinkertainen arvo, 6 dB askelin vas-teena ensimmåisille ohjaussignaaleille, jotka syOtetfiån 15 mainittuihin ohjaussignaalien sisåånmenonapoihin; tun- n e t t u kaskadikytkennåstå, jossa ovat signaalien yh-distamispiirit, jotka ovat hienosåatdlaitteessa (20; 20’; 20"; 20"'), jossa ovat signaalin sisåanmenonapa, ulostulonapa ja ohjaussignaalin sisaanmenonavat, mukaan lukien 20 laitteet (58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74) digitaali-signaalien kertomista vårten joukolla ennalta maarattyja arvoja vasteena toisille ohjaussignaaleille, jotka sydte-taan ohjaussignaalin sisaanmenonapoihin, jossa jårjestel-massa maaratty mainittujen ennalta maarattyjen arvojen 25 nouseva/laskeva sekvenssi on jokseenkin logaritminen; laitteesta (56; 199) mainitun karkeasaatdlaitteen ja mainitun hienosååtolaitteen kytkemistå vårten sarjayh-distelmaån mainitun signaalin sisaånmenonapojen kanssa; ja 30 ohjaussignaalin generointilaitteesta (80, 82, 84, 86, 87, 88) mainittujen ensimmåisen ja toisen ohjaussignaalin generoimista vårten, jossa laitteessa mainittujen ensimmåisen ja toisen ohjaussignaalin peråkkåiset muutok-set vaikuttavat amplitudimuutoksiin signaalissa, jota kå-35 sittelee mainittu karkea- ja hienosååtolaitteen sarjayh- l! 92778 33 distelmå, jokseenkin tasaisin dB-inkrementein, jotka in-krementit ovat våhemmån kuin 6 dB.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jårjestelmå, jossa mainittu laite, joka on digitaalisignaalien kertomista 5 vårten, kertoo digitaalisignaalit ennalta mååråtyllå lu-kumåårållå P ennalta mååråttyjå arvoja vasteena toisille ohjaussignaaleille, jotka syOtetåån ohjaussignaalin si-såånmenonapoihin, tunnettu siitå, ettå P on koko-naisluku ja 20 kertaa logaritmi (kanta 10) mainittujen 10 ennalta mååråttyjen peråkkaisten arvojen suhteesta, måå-råtysså nousevassa sekvenssisså, on jokseenkin yhtå suuri kuin kuusi jaettuna P:llå.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jårjestelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu digitaalisignaalien 15 kertomista vårten oleva laite kertoo signaalit neljållå ennalta mååråtyllå arvolla ja ettå mainitut ennalta måårå-tyt arvot sisåltåvåt toisen sekvensseistå 16, 19, 23, 27 ja kl6, kl9, k23, k27, jossa k on skaalausvakio.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jårjestelmå, 20 tunnettu siitå, ettå mainittu ohjaussignaalin ge-nerointilaite generoi monibittisiå binååriarvoja, joiden våhemmån merkitsevåt bitit kytketåån mainittuun hienosåå-tblaitteeseen kuten mainitut toiset ohjaussignaalit ja joiden enemmån merkitsevåt bitit kytketåån mainittuun kar- 25. keasååtolaitteeseen kuten mainitut ensimmåiset ohjaussignaalit, ja sisåltåå laitteen mainittujen binååriarvojen inkremetoimiseksi yksikkOaskelin.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jårjestelmå, tunnettu siitå, ettå mainittu digitaalisignaalien 30 kertomiseen kåytettåvå laite kertoo mainitut signaalit kolmella ennalta mååråtyllå arvolla ja mainitut ennalta mååråtyt arvot sisåltåvåt toisen sekvensseistå 16, 20, 25 ja kl6, k20, k25, misså k on skaalausvakio.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jårjestelmå, 35 tunnettu siitå, ettå mainittu digitaalisignaali on 34 92778 sarjamuotoinen digitaalisignaali, joka esiintyy PCM-nSyt-teinå, LSB:n ollessa ensimmåisenå ajan suhteen; mainitun karkeasSStdlaitteen sisåltSesså karkeaker-tojan/jakajan, jossa ovat (44, 46, 48, 50, 52, 54) signaa-5 lin sisåånmenonavat ja ulostulonavat ja jossa ovat ohjaus-signaalin sisaanmenonavat N-tilaisen ohjaussignaalin sy6t-tåmistS vårten (N:n ollessa kokonaisluku), mainitun kar-keakertojan/jakajan viivåstSessa selektiivisesti, vasteena mainitulle ohjaussignaalille, sarjamuotoista digitaalista 10 PCM-signaalia K:lla nSytteen bittijaksonajalla, K:n ollessa kokonaisluku 0:sta (N-l):een, raja-arvot mukaan lukien; mainitun hienosååtolaitteen sisaitåesså hienokerto-jan/jakajan (58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74), jossa ovat signaalin sisaanmenonavat ja ulostulonavat ja jossa 15 ovat ohjaussisåånmenonavat M-tilaisen ohjaussignaalin sybttåmistS vårten (M:n ollessa kokonaisluku), saåtdlait-teen sisSltåesså laitteet, jotka vasteena mainitulle ohjaussignaalille yhdistSvSt selektiivisesti signaalit, jotka syOtetaan mainitun hienokertojan/jakajan signaalin si-20 såånmenonapaan ja jotka viivåstetåån suhteellisesti koko-naisilla nfiytteen bittijaksonajoilla, jotta aikaansaatai-siin sarjamuotoisten digitaalisignaalien kertominen ennal-ta mådråtyillå arvoilla; mainitut ensimmSinen ja toinen ohjaussignaali, jot-25 ka generoidaan mainitulla ohjaussignaalin generointilait- teella, ovat mainitut M-tilainen ja N-tilainen ohjaussignaali, kumpaakin vastaavasti.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jarjestelmå, tunnettu siitS, ettå mainittu hienokertoja/jakaja 30 sisåltåå: summaimen/viiveen (60, 62) ja viive-elimien (58, 64. kaskadikytkennån, jossa ovat ulostulonapa ja sisåån-menonapa, joka vastaa mainitun hienokertojan/jakajan signaalin sisaSnmenonapaa, ja jossa mainituilla summaimen/ 35 viiveen piireillå ovat vastaavat ensimmåiset sisåånmeno- It 92778 35 navat, jotka on kytketty mainittuun kaskadikytkentaan, ja vastaavat toiset sisaanmenonavat; veråjaiaitteet (68, 70, 72, 74), joissa ovat oh- jaussisSånmenonavat, jotka vastaavat mainittuja M-tilaisen 5 ohjaussignaalin syOttSmiseen kSytettSviS ohjaussisSSnmeno-napoja, mainittujen veråjSlaitteiden sisaitaessa laitteet mainitun kaskadikytkennan sisaanmenonavan selektiivista kytkemista vårten vastaaviin toisiin mainittuihin sisaan-menonapoihin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta mainittu kaskadikytkenta si- saitaa jarjestyksessa sisaanmenonavasta ulostulonpaan, viive-elimen, (58) summain/viive-elimen (60) 15 lisa-summain/viive-elimen (62) lisa-viive-elimen (64) vahennin/viive-elimen (66), mainitun vahennin/viive-elimen sisaitaessa vahennettavan sisåanmenonavan, joka on yhdistetty kaskadiin, ja vahenta-20 jan sisaanmenonavan; ja jossa mainittu hienokertoja/jakaja sisaitaa li-saksi verajaiaitteen, joka vasteena M-tilaiselle ohjaus-signaalille selektiivisesti kytkee mainitun vahentajan sisaanmenonavan mainitun kaskadikytkennan sisaanmenona-25 paan.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jarjestelma, tunnettu siita, etta mainittu hienokertoja/jakaja sisaitaa: kaskadikytkennan, joka sisaitaa vahennin/viive-eli-30 met (202, 204, 208) ja viive-elimet (200, 206) ja jossa ovat ulostulonapa ja sisaanmenonapa, joka vastaa signaalin sisaånmenonapaa mainitussa hienokertojassa/jakajassa, mainittujen vahennin/viive-elimien omatessa vastaavat ensim-maiset sisaanmenonavat, jotka on kytketty mainittuun kas-35 kadikytkentaan, ja vastaavat toiset sisaanmenonavat; ja 92778 36 veråjålaitteet (210, 211, 214), jotka sisåltavat ohjaussisåSnmenonavat, jotka vastaavat mainittuja M-tilai-sen ohjaussignaalin sydttåmiseen kSytettSvlå ohjaussisåan-menonapoja, ja jotka sisaitåvat laitteet mainitun kaskadi-5 kytkennan sisaanmenonapojen selektiivista kytkemista vårten malnittuihin toisiin sisaanmenonapoihin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen jarjestelma, tunnettu siitå, etta mainittu kaskadikytkenta sisal taå jarjestyksessa sisaånmenonavasta ulostulonapaan: 10 viive-elimen (200); ensimmaisen våhennin/viive -elimen (202); toisen våhennin/viive -elimen (204); liså-viive-elimen (206) ; ja kolmannen våhennin/viive -elimen (208).

11. Digitaalisignaalin amplitudinsaatOjarjestelma digitaalisignaalin ampiitudiarvon muuttamiseksi jokseen-kin tasaisin dB-askelin, jotka askeleet ovat våhemman kuin 6 dB, tunnettu siita, etta jarjestelma sisaitaa: signaalin sisaånmenonavan (500) mainitun signaalin 20 syOttamistå vårten; karkeasåatOlaitteen (501), jossa ovat signaalin sisaanmenonapa ja ohjaussignaalin sisåanmenonavat (C2, C3, C4) ja ulostulonapa (503), joka sååtGlaite sisaitaa laitteet digitaalisignaalien amplitudiarvojen muuttamiseksi 6 25 dB monikertoina, mukaan lukien yhden, vasteena ensimmai- sille ohjaussignaaleille, jotka syfitetaan mainittuihin ohjaussignaalin sisaanmenonapoihin; hienosåatOlaitteen (502), jossa ovat signaalin sisaanmenonapa, ulostulonapa ja ohjaussignaalin sisaanmeno-30 navat (CO, Cl), joka såatolaite sisåltaa laitteet (504, 506, 508) digitaalisignaalien kertomiseen ennalta maara-tyilia arvoilla, vasteena toisille ohjaussignaaleille, jotka sydtetåan sen ohjaussisaanmenonapoihin, jossa mai-nittujen ennalta maarattyjen arvojen jårjestetty nouse-35 va/laskeva sekvenssi on jokseenkin logaritminen; (1 • · 92778 37 laitteet (503) mainittujen karkeasååtdlaitteen ja hienosåStOlaitteen kytkemiseksi sarjayhdistelmSSn, jossa on mainittu signaalin sisåånmenonapa; ja ohjaussignaalin generointilaitteen mainittujen en-5 simmåisten ja toisten ohjaussignaalien generointia vårten, jossa laitteessa mainittujen ensimmåisten ja toisten ohjaussignaalien peråkkSiset muutokset aikaansaavat ampli-tudimuutoksia signaalissa, jota kåsitellSSn mainitulla karkea- ja hienosååtolaitteen yhdistelmallå, jokseenkin 10 tasaisin dB-inkrementein, jotka inkrementit ovat vShemmån kuin 6 dB. 92778 38