NL8006260A - Versterkingsregelinrichting voor digitale telefoon- lijnschakelingen. - Google Patents

Description

* B.P.Agrawal et al 5-5

Versterkingsregelinrichting voor digitale telefoonlijnsehakelingen.

De uitvinding heeft in zijn algemeenheid "betrekking op digitale telefoonlijnschakelingen en meer in het bijzonder op een verster-kingsregelorgaan dat in samenwerking met een digitaal telefoonlijncircuit wordt gebruikt.

5 In transmissiestelsels voor communicatiedoeleinden, waarvan het telefoonschakelstelsel een voorbeeld is, bestaat behoefte aan ver-sterkingsregeling. Versterkingsregeling wordt uitgevoerd in het lijncircuit behorend bij een abonnee of in de verbindingslijn tussen lokale centrales (trunk) en maakt het voor de gebruiker 10 van het stelsel mogelijk om het lijncircuit in overeenstemming met de voorkeuren of vereisten van een abonnee te optimaliseren.

In principe hangt de mening van een abonnee omtrent de transmis-siekwaliteit in een communicatiestelsel af van velerlei factoren, zoals de ontvangen akoestische druk, die een functie is van de 15 werkingsgraad van de zender en de ontvanger en het elektrische verlies ertussen, de frequentie-responsie van het netwerk wat betreft de bandbreedte, en de amplitude en vertragingsvervorming, de ruis wat betreft de hoeveelheid ruis en het karakter van de ruis, de overspraak, de echo wat betreft grootte en vertraging. In zijn 20 algemeenheid moet het transmissiestelsel flexibel en aangepast zijnmaan de gebruiker de meest efficiënte en betrouwbare transmissie en ontvangst te verschaffen die binnen de door de technologie gestelde grenzen en in overeenstemming met z'n verwachtingen kan worden gerealiseerd.

25 In dit verband vormt versterkingsregeling een wenselijke, in een lijncircuit toe te passen eigenschap omdat het een grotere bedrijfsflexibiliteit mogelijk maakt zodat een abonnee kan worden bediend in overeenstemming met deze verwachtingen. Yersterkingsregeling kan worden gebruikt voor niveauregeling in een lijncircuit 30 alsook voor het verschaffen van een verbetering, door een juiste afregeling, in bepaalde typen interferenties. Ongewenste effecten afkomstig van echo's en "rondzingen" kunnen worden verminderd of gereduceerd door het gebruik van versterkingsregeling in het lijncircuit. Deze effecten worden over het algemeen veroorzaakt of 35 zijn gedeeltelijk afkomstig van impedantie-misaanpassing en versterkingsregeling biedt een effectieve verbetering.

Het is natuurlijk duidelijk dat het ontwerp en de implementatie van een lijncircuit een primaire overweging vormt bij het ontwerpen 8 0 0 6 26 0 2 van een telefoonschakelstelsel en een communicatie-transmissie-stelsel. Elke abonnee in een telefoonstelsel heeft een afzonderlijk lijncircuit en derhalve zal iedere extra schakeling in een lijncircuit de kosten van het gehele stelsel aanzienlijk verhogen. Zoals 5 men zich kan voorstellen kan een enkel schakelstelsel bijvoorbeeld 100.000 abonnees en derhalve 100.000 lijncircuits bezitten staande tegenover de gemeenschappelijke besturingscomponenten zoals de netwerkbesturing, de schakelmatrix enzovoorts.

Alhoewel implementatie van versterkingsregeling zeer gewenst 10 is in een lijncircuit moet dit zo goedkoop mogelijk worden gerealiseerd en moeten natuurlijk de bovengenoemde voordelen worden verkregen. Versterkingsregeling kan worden toegepast en geïmplementeerd zowel in de analoge als de digitale wegen van een schakel-stelsel en voor beiden zijn technieken bekend. In het te beschrijven 13 stelsel zendt en ontvangt de abonnee een analoog signaal maar het signaal dat door het lijncircuit voor transmissie en ontvangst via de schakelmatrix wordt verwerkt is een digitaal signaal. Als men versterkingsregeling zou toepassen op het analoge signaal dan zou men het aantal lijncircuitcomponenten aanzienlijk vergroten.

20 Verder vereist een analoge versterkingsregeling aangepaste kwalitatief hoogwaardige precisiecomponenten die duur zijn. Als de componenten niet aangepast zijn dan bereikt men geen fijne versterkings-resolutie (0,1 dB of beter) en derhalve worden veel van de voordelen van de versterkingsregeling niet verschaft.

25 Be uitvinding heeft dus ten doel een versterkingsregeling te verschaffen in een telefoonlijncircuit, welke regeling inwerkt op een digitaal signaal. Be te beschrijven versterkingsregelinrichting vergt goedkope componenten in vergelijking met analoge technieken, terwijl een hoge nauwkeurigheid en resolutie wordt bereikt over 30 een effectief regelgebied.

Be te beschrijven digitale implementatie maakt het mogelijk om de te gebruiken componenten te implementeren met geïnte greerde schakelingstechnologie en derhalve kunnen de versterkingsregeling en andere componenten worden opgebouwd op voor geïnt e greerde 35 schakelingen bestemde montageplaten waarop grote hoeveelheden digitale componenten aangebracht kunnen worden.

Be uitvinding verschaft nu een versterkingsregeling voor een digitaal signaal van het type dat voorzien is van een aantal digitale woorden elk met hetzelfde aantal bits, waarbij elk woord een 40 gewogen waarde van een analoog signaal representeert, voorzien van 8006260 r 4 3 vermenigvulmiddelen waarvan een ingang reageert op het genoemde digitale signaal en een tweede ingang bestemd is voor ontvangst, digitaal coëfficiënt-woord waarmee een gewenste versterkingsfactor die op elk van genoemde woorden moet inwerken, wordt geïndiceerd, 5 welk coëfficiënt-woord een vooraf bepaald aantal bits heeft, teneinde aan een uitgang van de genoemde vermenigvuldigmiddelen een digitaal produktsignaal te verschaffen met een aantal bits gelijk aan de som van de bits van het genoemde coëfficiënt-woord en de bits van het genoemde digitale woord, logische middelen reagerend 10 op het genoemde produktsignaal teneinde aan een uitgang een uitgangssignaal te verkrijgen met een aantal bits gelijk aan het aantal bits in het genoemde woord, welke middelen dienst doen voor het verwijderen van alle minst significante bits in het genoemde produktsignaal welke niet corresponderen' met de bits van het ge-15 noemde woord, waarbij het genoemde uitgangssignaal een zelfde aantal bits bevat als het genoemde woord en elk van de genoemde woorden vermenigvuldigd is met de genoemde versterkingsfactor, sommeermidde-len reagerend op het genoemde uitgangssignaal en de genoemde verwijderde minst significante bits en bestemd voor het verschaffen van 20 een foutsignaal waarmee de genoemde minst significante bits worden geïndiceerd, stuurmiddelen reagerend op het genoemde foutsignaal en het produktsignaal afkomstig van het volgende digitale woord teneinde het genoemde foutsignaal op te tellen bij het genoemde produktsignaal teneinde een gecompenseerd digitaal signaal te ver-25 schaffeijjmet hetzelfde aantal bits als elk van de genoemde produkt-signalen, welke stuurmiddelen voorzien zijn van middelen voor het toevoeren van het genoemde gecompenseerde signaal aan de genoemde logische middelen teneinde ervoor te zorgen dat deze middelen een uitgangssignaal verschaffen voor woorden in het genoemde digitale 50 signaal na compensatie door het genoemde foutsignaal.

Bovengenoemde kenmerken en andere kenmerken en doelstellingen van de uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand van de onderstaande beschrijving waarbij wordt verwezen naar de begeleidende figuren.

35 Fig. 1 toont een vereenvoudigd blokschema van een digitaal lijncircuit dat toegepast wordt in een digitaal telefoonschakel-stelsel.

Fig. 2 toont een vereenvoudigd blokschema van een digitale versterkingsregelinrichting volgens de stand der techniek.

40 Fig, 3 toont een vereenvoudigd blokschema van een digitale ηn 06 26 o 4 versterkingsregelinrichting volgens de uitvinding.

Fig. 4 toont een blokschema waarin de circuitcomponenten voor parallel bedrijf van een digitale versterkingsregeling zijn aangegeven.

5 Fig. 5 toont een eenvoudig blokschema dat gebruikt wordt voor verklaring van de werking en de positionering van een digitale verst erkingsregeling in een digitaal telefoonlijncircuit.

In fig. 1 is een vereenvoudigd blokschema van een telefoon-communicatiestelsel getoond waarin digitale en analoge signaal-10 wegen worden toegepast.

In principe is een afzonderlijke abonnee A via een digitale schakelmatrix 10 verbonden met een andere abonnee B. Elke abonnee, zoals A, heeft een afzonderlijk lijncircuit 20 behorend bij z'n telefoontoestel teneinde communicatie tussen de partijen mogelijk 15 te maken. Alhoewel de abonnees A en B met hun bijbehorende telefoontoestellen 21 en 22 zijn getoond zal het duidelijk zijn dat deze abonnees ook bedienplaatsen voor interlokaal verkeer kunnen zijn die aansluiting geven op andere telefooncentrales en dergelijke waarbij ook een lijncircuit zoals 20 nodig is. Ter vereenvoudiging 20 van de verklaring is een enkel lijncircuit 20 getoond voor abonnee A en het zal duidelijk zijn dat abonnee B voorzien is van identiek lijncircuit 20B evenals alle andere abonnees die in fig. 1 niet zijn getoond.

Als voorbeeld voor een digitaal lijncircuit toegepast in een 25 schakelstelsel wordt verwezen naar het Amerikaanse octrooischrift 4.161.653, getiteld "SUBSCRIBER LINE/tRUM CIRCUIT», uitgegeven op 17 juli 1979 aan Robert Treiber en toegewezen aan de "International Telephone and Telegraph Corp. Zoals nog zal worden verklaard kan de te beschrijven versterkingsregelschakeling worden toegepast in 30 dergelijke lijncircuits waarin digitale signalen worden gebruikt.

Het telefoontoestel 21, behorend bij abonnee A, is via een analoge tweedraadsleiding voorzien van de zogenaamde A- en B-draden gekoppeld met een twee-naar-vier draads differentiaal-transformator of omvormerschakeling 16. Be differentiaal-transformator 16 is 35 een bekende component en zorgt in principe voor de verbinding tussen een analoge tweedraads leiding en een vierdraads leiding. Be uitgang van de differentiaaltransformator 16 is dus gekoppeld met twee draden die als enkele lijn zijn getoond en die aangeduid zijn als het zenderpaar, en met twee draden (als een enkele lijn getoond) 40 aangeduid als ontvangstpaar. Een beschrijving van geschikte 8 0 06 26 0 Λ Λ 5 differentiaaltransformatoren alsmede de werking ervan kan worden gevonden in de publikatie "REFERENCE RATE FOR RADIO ENGINEERS", zesde uitgave (1975)> Howard W. Sams, blz. 35-16 t/m 35-20.

Een digitale vorkschakeling is beschreven in de op 8 mei 1978 5 ingediende samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage Serie No.

905,458» ten name van aanvraagster.

Het zendpaar is vanaf de vorkschakeling 16 gekoppeld met de ingang van een analoog filter 18, Zoals eenvoudig vastgesteld kan worden is het signaal dat vanaf de vorkschakeling 16 naar het 10 filter 18 wordt doorgegeven een analoog signaal. De uitgang van het filter 18 is gekoppeld met de ingang van een analoog/digitaal-omvormer 19 (A/D-omvormer). De A/D-omvormer 19 kan bestaan uit een pulseodemodulatorinriehting (PCM) en doet dienst voor het, bemonsteren en digitaliseren van de analoge uitgangssignalen van een 15 filter 18 teneinde aan zijn uitgangen digitaal signaal te verschaffen. Alhoewel een pulscode gemoduleerd signaal (PCM-signaal) kan worden gebruikt, kunnen ook andere technieken voor analoog/digitaal-omvorming worden toegepast. Het PCM-signaal of digitale signaal wordt geleverd aan de uitgang van de A/D-omvormer 19· Dit digitale 20 signaal wordt toegevoerd aan de ingang van een decimeermodule (DEC) 23. In wezen is de decimeermodule 23 een digitaal filter dat dienst doet voor het decimeren of reduceren van de uitgangswoordfrequentie van een aan zijn ingang toegevoerd digitaal signaal. In het bovenstaande werd aangegeven dat de A/D-omvormer 19 een PCM-inrichting 25 is, maar ook andere typen A/D-omvormers kunnen worden toegepast.

In elk geval kan afhankelijk van het signaal een decimeer- inrichting zoals 23 worden toegepast teneinde het digitale signaal te filteren of te verzwakken voor frequenties buiten de van belang zijnde band, in dit geval voor frequenties buiten de stemgeluid-30 band (0-4kHz). De decimeerinrichting 23 bestaat uit een tweede orde recursief filter met een laag doorlatende filterkarakteristiek.

De decimeerinrichting 23 verschaft een signaal aan zijn uitgang met een lagere woordfrequentie dan de woordfrequentie die beschikbaar komt uit de analoog/digitaal-omvormer 19. Het digitale uit-35 gangssignaal van de A/D-omvormer 19 kan bijvoorbeeld een aftast-frequentie (fs) of woordfrequentie hebben van 1,024 MHz met drie bits per woord. Het uitgangssignaal van de decimeerinrichting 23 zou een bemonsteringsfrequentie (fs) of woordfrequentie kunnen hebben van 32 kHz met een woordlengte van 13+ bits per woord.

40 Om de werking van de versterkingsstuurschakeling 25 te beechrij- 8006260 6 ven wil men de woordlengte en woordfrequentie kennen omdat de werking van een digitale versterkingsregelschakeling zoals 25 kan worden aangepast voor gebruik in andere toepassingen voor het besturen van de versterking van een digitaal signaal. Het zal 5 duidelijk zijn dat de overkoepelende ontwerpfylosofie van een lijncircuit gebaseerd is op de onderlinge relatie en de functies van de diverse toegepaste circuitcomponent, maar de versterkings-regeling volgens de uitvinding kan in bredere zin op het terrein van de digitale schakelingen worden toegepast.

10 Het uitgangssignaal van de versterkingsregelschakeling 25 wordt via een recursief audiofilter 26 toegevoerd aan een sommeernetwerk 30. Het filter 26 heeft een bandbreedte die bepaald wordt door het gebied van de audiosignalen die via de transmissiewegen van het schakelnetwerk 10 overgedragen moeten worden. Een ander ingangs- 15 signaal voor het sommeernetwerk 20 is afkomstig van een FIR-filter 31. Het filter 31 werkt samen met een correlator 32 voor het onderdrukken of elimineren van echo-effecten in het lijncircuit. De werking en een bespreking van de eoho-onderdrukkingsschakeling is in detail beschreven in een samenhangende op 14 maart 1979 ingediende 20 Amerikaanse octrooiaanvrage met de titel "ADAPTIVE DIGITAL ECHO CANCALLATION CIRCUIT", Serie no. 020,593» met als uitvinders B.P. Agrawal en anderen en ten name van aanvraagster. Het uitgangssignaal van de sommeertrap 30 wordt toegevoerd aan de schakelmatrix 10, waarin het signaal nadat door het schakelstelsel een verbinding 25 is opgebouwd, wordt toegevoerd aan de ontvangstingang van een opgeroepen abonnee, zoals B. Het lijncircuit 20B van de abonnee is identiek aan het lijncircuit 20 getoond voor abonnee A. Zoals kan worden vastgesteld wordt het digitale uitgangssignaal van de zenduitgang (o) van het lijncircuit 20 van abonnee A toegevoerd 30 via de digitale schakelmatrix 10 naar de ontvangstingang (i) van het lijncircuit 20B. Voorbeelden van digitale schakelmatrices zoals 10 kunnen worden ontleend aan de op 17 maart 1978 ingediende samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage getiteld "MULTIPORT DIGITAL SWITCHING ELEMENT", Serie no. 888,582, uitvinders A.J. Lawrence en 35 anderen, en gesteld ten name van aanvraagster.

De ontvangstingang (i) van de matrix 10 is gekoppeld met het ontvangstpaar van het digitale lijncircuit. Op deze wijze wordt het digitale signaal van de zenduitgang (o) van de afgelegen abonnee gericht op de ingang van een recursief audiofilter 50 met 40 dezelfde banddoorlatende eigenschappen als het filter 26. Het uit- 80 06 26 0 y * 7 gangssignaal van het filter 50 wordt toegevoerd aan de ingang van een versterkingsregelschakeling 51 die in hoofdzaak dezelfde configuratie heeft als de versterkingsregelschakeling 25. Het digitale signaal, waarvan de versterking is geregeld, wordt aan de uitgang 5 van de versterkingsregelschakeling 51 afgegeven aan een interpolatie-schakeling 52. In principe doet de interpolatieschakeling 52 dienst voor het verhogen van de woordfrequentie van het digitale signaali Zoals reeds werd aangegeven zal de decimeerschakeling 25 in de zendweg de woordfrequentie verlagen naar 52kHz met 15 hits of meer 10 per woord. De interpolatieschakeling 52 verhoogt de woordfrequentie naar 1,024MHz met drie hits of meer per woord of een andere frequentie afhankelijk van de toegepaste hemonsteringsfrequentie. Het uitgangssignaal van de interpolatieschakeling 52 wordt toegevoerd aan de ingang van een digitaal/anal’oog-omvormer (d/a)53 . He d/A-15 omvormer 53 doet dienst voor het selectief bemonsteren van het digitale signaal aan de uitgang van de interpolatieschakeling 52 teneinde aan zijn uitgang een analoog signaal te verschaffen dat via het analoge filter 54 wordt toegevoerd aan de vorkschakeling 16. Het gebruik van een interpolatieschakeling 52 in samenhang met een 20 toepasbaar type digitaal/analoog-omvormer 53 is in detail beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.109*110 getiteld "DIGITAL TO ANALOG CONVERTER" afgegeven op 22 augustus 1978 aan M.J. Gingell en toegewezen aan de "International Standard Electric Corporation".

Andere typen interpolatieschakelingen en digitaal/analoog-omvormers 25 kunnen eveneens worden toegepast. Het analoge uitgangssignaal wordt zoals aangegeven gefilterd en toegevoerd aan de ontvangstpoort van de vorkschakeling 16, vanwaar het wordt toegevoerd aan de twee-draadsabonneelijn en via deze lijn aan het toestel 21.

In het bovenstaande is een digitaal lijncircuit beschreven 30 bestemd voor het verwerken van een analoog signaal tot een digitaal signaal in de zendweg en voor het terugomvormen van het digitale signaal naar een analoog signaal in de ontvangstweg. Het lijncircuit maakt in principe gebruik van een versterkingsregelschakeling 25 in de zendweg en een versterkingsregelschakeling 51 in de ontvangst-35 weg. Beide versterkingsregelschakelingen werken op het digitale signaal met dezelfde woordfrequentie en dezelfde bitlengte. Zoals uit het bovenstaande beschrijving duidelijk zal zijn verschaft de versterkingsregeling unieke voordelen aan het lijncircuit zodat een efficiënte communicatie mogelijk wordt toegesneden op de behoeften 40 aan voorkeuren van de abonnee.

8006260 8

Zoals in de figuur is te zien is een balans schakeling 40 gekoppeld met de vorkschakeling 16. De functie van de balansschakeling is het aanpassen van de lijnimpedantie, waarvan 900 Ohm en 2 micro-farad-kenmerken de waarden zijn, en de balansschakeling 40 is ge-5 koppeld met de balanspoort van de vorkschakeling 16. Zoals in het bovenstaande is beschreven zijn bepaalde ongewenste verschijnselen zoals terugkerende echo's, "rondzingen" en genereerneigingen hoofdzakelijk het gevolg van impedantie-misaanpassing en derhalve kan de versterkingsregeling dienst doen voor het binnen grenzen regelen 10 van deze nadelige effecten, terwijl in hoofdzaak de mogelijkheid wordt verschaft om een niveauregeling of een niveau-aanpassing in het lijncircuit uit te voeren. Door de versterkingsregeling in de digitale weg te implementeren kan men een nauwkeurige resolutie en bereiksturing verkrijgen gebruikmakend van goedkope schakelingen 15 welke schakelingen geïntergreerd kunnen worden in de vorm van op grote schaal geïnt e*greerde modules (LSI-circuits) en dergelijke componenten kunnen op een geïntegreerde schakelingschip worden geïmplementeerd samen met de extra digitale schakelingen die worden toegepast in het lijncircuit zoals 20 of 20B.

20 De hoeveelheid "hardware" of schakelingen nodig voor digitale implementatie van de versterkingsregeling en de nauwkeurigheid die kan worden bereikt alsmede de fysische positionering van de versterkingsregeling in het lijncircuit wordt bepaald na beschouwing van de volgende verschillende factoren, welke zullen worden ver-25 klaard. Tot deze factoren behoren: 1 - bereik van de versterkingsregeling (in dB) 2 - versterkingsresolutie (in dB) 3 - versterkingsnauwkeurigheid 4 - woordlengte-versterkingscoëfficiënt (in bits) 30 5 - bemonsteringsfrequentie en bemonsteringswoordlengte 6 - signaalniveau (in cBmO) 7 - type signaal (lineair of gecompandeerd).

Een aantal van de bovenstaande factoren worden bepaald door de systeemeisen, zoals het bereik van de versterkingsregeling, 33 het signaalniveau en de uitgangswoordlengte. Voor een kenmerkend systeem zijn deze parameters als volgt gespecificeerd: gebied van de versterkingsregeling (0-6dB)

signaalniveau -50dBm0, 0 dBmO

woordlengte -13 bits (lineair).

40 Het transmissieniveau in ieder willekeurig punt in een transmis- 8 0 06 26 0 9 siestelsel is de verhouding (in dB) tussen het vermogen van een testsignaal op dat punt en het vermogen van een testsignaal op een referentiepunt. Het transmissieniveau specificeert niet het absolute vermogen in dbm (vermogen in db ten opzichte van 1 milliwatt) of 5 in enige andere vermogenseenheid. Ze is slechts relatief. Het transmissieniveau refereert dus aan een plaats in termen van afstand in db van een referentiepunt. De verschillende toegepaste afkortingen zoals dBmO moeten dus worden gewaardeerd als kortschrift voor het punt met Ο-dB transmissieniveau. Soms wordt dit aangegeven 10 als dBrnO, dBmaO, dBmO en zelfs vuO waarbij vu de aflezing is van een zogenaamde vu-meter genomen op een punt in het transmissie-stelsel.

In fig. 2 is een digitale versterkingsregeling van een type, bekend uit de stand der techniek, getoond. In fig. 2 is Xn een 15 N- bit ingangssignaal dat vermenigvuldigd wordt met een constante M bit, en een uitgangssignaal van de vermenigvuldiger wordt gekwan-tiseerd tot N bits via een register of woordlengte-reduktietrap 60.

In wezen wordt aan de uitgang het signaal Zn afgegeven met woorden met hetzelfde aantal bits N als de woorden uit het ingangssignaal Xn, 20 vermenigvuldigd met een versterkingsfactor of coëfficiënt a.

Alhoewel de in fig. 2 aangegeven configuratie adequaat is voor een versterkingsregeling met bepaalde waarden, verschaft ze geen * arbitraire waarden zoals vereist is in een digitaal lijncircuit, en ook is de configuratie niet geschikt om een fijne resolutie 25 ofwel een resolutie in de orde van 0,1 dB te bereiken. Ook kan de schakeling geen versterkingsnauwkeurigheid binnen 10^ of minder verschaffen. Deze factoren zijn zeer belangrijk in een transmissie-stelsel en in het bijzonder in een telefoontransmissiestelsel als gevolg van het feit dat, indien de versterkingsregeling niet binnen 50 dergelijke toleranties wordt gehandhaafd, men te maken kan krijgen met talloze problemen met betrekking tot versterkingsvervorming en daarom kan een versterkingsregeling in werkelijkheid de systeemge-dragingen verslechteren indien deze parameters niet accuraat worden gehandhaafd. Deze nadelige effecten worden soms aangeduid met de 55 term versterkingsverzwaring, hetgeen een ongewenste toestand is.

3?ig. 5 toont het blokschema van een digitale versterkingsregel-inrichting volgens de uitvinding. Zoals uit deze fig. 5 blijkt wordt hierin dezelfde terminologie gebruikt als in fig. 2 om de ingangs-en uitgangssignalen Xn en Zn aan te geven. Het signaal Xn maakt 40 deel uit van een digitaal signaal opgebouwd uit een aantal woorden, 8006260 10 waarbij elk woord hetzelfde aantal bits N heeft en ook een representatie vormt voor een gewogen waarde van een analoog signaal.

Het digitale woord Xn bestaande uit N bits wordt dus aangeboden aan één ingang van een digitale vermenigvuldiger 61. De andere in-5 gang van de vermenigvuldiger 61 ontvangt een coëfficiënt woord α bestaande uit M bits, waarbij α de versterkingsfactor is waaraan het woord Xn en alle woorden in het signaal onderworpen moeten worden. Vermenigvuldigers zoals 61 zijn uit de stand der techniek bekend en er zijn vele geschikte configuraties bekend waarmee digitale 10 woorden of signalen zoals Xn van N bits vermenigvuldigd kunnen worden met coëfficiënte woorden of signalen α van M bits. Voor voorbeelden van geschikte schakelingen en technieken wordt verwezen naar de publikatie "ARITHMETIC OPERATIONS IN DIGITAL COMPUTERS" door R.K. Richards, gepubliceerd bij D, van Nostrand Company, Ine, (1955)» 15 hoofdstuk 5 getiteld "BINARY MULTIPLICATION AND DIVISION”.

Een vermenigvuldiging van twee digitale getallen elk opgebouwd uit een vooraf bepaald aantal bits, kan worden uitgevoerd met behulp van een accumulator, een simultane vermenigvuldiger, schuifregisters en diverse andere technieken. Vermenigvuldigingen van binaire woorden 20 kunnen worden uitgevoerd met verschillende rekenkundige technieken, zoals het 2-complement, hetgeen allemaal in de bovengenoemde publikatie wordt verklaard.

In elk geval, wanneer men de vermenigvuldiging van Xn met α uitvoert dan verkrijgt men aan de uitgang van de vermenigvuldiger 61 25 het produkt (Xn.a) hetgeen een digitaal woord is bestaande uit N+M bits waarvan de grootte evenredig is met de factor α die geassocieerd is met het coëfficiënte ingangssignaal dat bepalend is voor de versterking.

Het produkt wordt toegevoerd aan een eerste ingang van een digi-30 tale opteller of sommeerschakeling 62. Digitale opteller zoals 62 zijn eveneens goed bekend en er bestaan diverse technieken om zo'n opteller te implementeren. In dit verband wordt verwezen naar de bovengenoemde publikatie, hoofdstuk 4 getiteld "BINARY ADDITIONAL AND SUBSTRACTION.

35 De opteller 62 maakt deel uit van een digitale terugkoppellus zoals nog zal worden verklaard. Het uitgangssignaal van de opteller 62 wordt toegevoerd aan een woordlengtereduktieschakeling 63.

In wezen bestaat de schakeling 63 uit een register die het M+N bit woord aan de uitgang van de opteller 62 ontvangt en een uitgangs-40 signaal Zn verschaft bestaande uit N bits of hetzelfde aantal bits 8 0 0 6 26 0 > « 11 als aanwezig in het ingangswoord, dat vermenigvuldigd is met de coëfficiëntfactor α.

In de uit de stand der techniek bekende schakeling geïllustreerd in fig. 2 functioneert de woordlengte-reduktieschakeling 60 voor 5 het verschaffen van een uitgangssignaal Zn door eenvoudig de M minst significante bits weg te laten. Er wordt bijvoorbeeld aangenomen dat het ingangswoord Zn bestaat uit vier binaire bits, zoals 1111.

Bit binaire getal vormt de representatie van het decimale getal 15· Verondersteld wordt verder het coëfficientwoord α drie binaire bits 10 bevat waarmee een positieve coëfficiënt α van bijvoorbeeld 101 wordt gedefinieerd (decimaal 5)· Het binaire produktgetal bestaat uit zeven bits achtereenvolgens 1001011 (decimaal 75)· Het uit-gangswoord Zn heeft altijd N bits (in dit geval voer bits) en derhalve verschijnt er 1001...(decimaal 72). Be minst significante 15 bits 011 (decimaal 3) worden door de schakeling uit fig. 2 buiten beschouwing gelaten.

Uitgaande van de eenvoudige bovenstaande verklaring wordt nu het ingangsgetal Xn beschouwd als een digitaal getal, waarbij de bits van elk woord Xn een indicatie vormen voor de gewogen waarde 20 van een omgevormd analoog signaal. Het oorspronkelijke getal Xn vertegenwoordigt bijvoorbeeld een bemonsterd gedeelte van een analoog audiosignaal welk gedeelte een gewogen waarde heeft van 15. Teneinde dit signaal te versterken met a (in dit geval 5) zal het uitgangssignaal gelijk moeten zijn aan 75. Ue schakeling uit 25 fig. 2 verschaft echter een uitgangssignaal 72. Bit is nog steeds een goede benadering maar komt in werkelijkheid overeen met een versterking van 4>8 en niet van 5· Als men echter in aanmerking neemt dat het volgende woord Xn+1 op dezelfde wijze zal worden behandeld dan werkt de schakeling volgens fig. 2 met een benaderde 30 versterkingsfactor voor elk woord in het boven beschreven proces. Verondersteld wordt dat het volgende door de versterkingsregeling uit fig, 2 te verwerken woord Xn+1 een indicatie vormt voor een analoog monster met een gewogen waarde van 14. Uit woord Xn+1 zou dus eenvoudig gelijk zijn aan 1110 (14). Als dit woord Xn+1 35 wordt vermenigvuldigd met een coëfficiënt woord α gelijk aan 101 dan wordt een digitaal uitgangssignaal van zeven bits verkregen welk signaal een indicatie vormt voor het decimale getal 70, ofwel binair 1000110; de laatste drie bits worden weer door de schakeling 60 buiten beschouwing gelaten en als gevolg daarvan wordt als uit-40 gangswoord Zn het woord 1000 afgegeven waarmee een gewogen waarde ft n o 6 2 fi o 12 van 64 wordt gespecificeerd hetgeen duidt op een werkelijke versterking van 4,26.

De bovenstaande eenvoudige verklaring berust op het gebruik van een recht toe recht aan binaire vermenigvuldiging. Men kan 5 in elk geval de 2-complementmethode gebruiken bij de implementatie van de schakeling uit fig. 2. Deze techniek is goed bekend en wordt in detail in de bovenstaande publikatie beschreven voor het optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen van binaire getallen. Toepassing van de 2-complementmethode geeft een grotere flexibili-10 teit en men kan derhalve een breed gebied voor de versterkings-regeling realiseren met inbegrip van verzwakking en versterking met cc, waarbij cc ook kan staan voor breuken.

In de schakeling uit fig. 3 worden de minst significante bits niet buiten beschouwing gelaten maar gebruikt. Het uitgangswoord 15 Zn van N bits wordt toegevoerd aan een ingangsaansluiting van een sommeernetwerk 64» waaruit wordt opgeteld het uitgangssignaal van de sommeereenheid 62. Dit uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de andere aansluiting van de sommeerschakeling 64. Het sommeernetwerk 64 levert het signaal e(n) hetgeen de momentane fout is die gein-20 troduceerd wordt door de schakeling 63 en een representatie vormt van de minst significante bits M. De configuratie uit fig. 3 neemt de M minst significante bits (Mlsb) van de bemonsterings-periode n en telt deze bits op bij het uit (N+M) bits bestaande pro-dukt van de bemonsteringsperiode (n+l). Mathematisch geformuleerd: 25 als en de momentane fout is geïntroduceerd door de schakeling 63, dan zal het totale gedrag van de terugkoppellus behorend bij de schakeling 63 resulteren in een uitgangssignaal Zn dat wordt beschreven door:

Zn = ocXn + (en-(en-l)) 30 waarin: en is het foutsignaal van de periode n en-1 is het foutsignaal van de periode n-1.

De schakeling uit fig. 3 maakt gebruik van een foutaanpassings-implementatie van de versterkingsregeling en levert zeer goede resul-35 taten wanneer de bemonsteringsfrequentie (de woordfrequentie) fs hoog is en het gedigitaliseerde signaal sterk gecorreleerd is of van een "laagdoorlatend" type is zoals een spraaksignaal, hetgeen geldt voor het analoge signaal in een lijncircuit. Kwalitatief wordt dit gedrag als volgt verklaard: 40 Als het ingangssignaal Xn de digitale equivalent is van een 8006260 13 analoog audiosignaal (een signaal van het laagdoorlatende type), dan zal "bemonstering met een hoge frequentie inhouden een grote correlatie tussen aangrenzende signaalmonsters. De door de schakeling 65 geïntroduceerde fout is dus van monster tot monster sterk 5 gecorreleerd. Terugkoppeling van deze fout reduceert dus de fout-energie aan de uitgang en vergroot derhalve het ingangssignaal-gebied waarover de versterking nauwkeurig kan worden gevolgd. Als echter het signaal niet gecorreleerd is dan zal een foutaanpassings-implementatie van de versterkingsregeling de eigenschappen van het 10 stelsel niet verbeteren.

Uitgaande van de bovengenoemde waarden die toegepast werden voor de eenvoudige verklaring van fig. 2 werkt de schakeling uit fig. 3 als volgt;

Aangenomen wordt dat in de periode n voor het woord Xn, een 15 nulsignaal wordt aangeboden aan de sommeereenheid 62 via de module 65. De module 65 is aangeduid met Z-1 en is een register voor het overdragen van de op te tellen bits naar de sommeereenheid 62 met het juiste niveau en op het juiste tijdstip. Een uitgangssignaal Wn van de sommeereenheid 62 is het produktsignaal 1001011 20 (decimaal 75) bestaande uit zeven bits. Ter wille van de eenvoud is dit signaal op het bemonsteringstijdstip n gelijk aan M+H.

De minst significante bits worden gespecificeerd door M» De opteller of aftrekker 64 doet dienst om het uitgangswoord Zn van ïï" bits af te trekken van Μ+ΪΓ zodat aan de uitgang van de opteller 64 een fout-25 signaal worden geleverd gelijk aan M+N-N=M. Deze bits worden dan voorzien van de juiste polariteit door de schakeling 65 en aan het volgende produkt toegevoerd op het tijdstip n+1. Het produkt wordt verkregen door het volgende woordXn+1 te vermenigvuldigen met het coëfficientwoord a. In het bovenstaande eenvoudige voorbeeld is 30 dit produkt 1000110 (decimaal 70). Hierbij wordt dus een signaal opgeteld dat een indicatie vormt van de M bits die representatief zijn voor het eerste foutsignaal bestaande uit de bits 011. Het uitgangssignaal van de sommeereenheid 62 is dus 1001001 (decimaal 73)· De reduktieschakeling 63 laat opnieuw de bits 001 buiten be-35 schouwing en levert het uitgangssignaal 1001... ofwel het binaire getal 72 hetgeen overeenstemt met een versterking van 4»δ.

Zoals verder nog zal worden verklaard verschaft de schakeling uit fig. 3 een zeer nauwkeurige versterkingsregeling in overeenstemming met het aantal bits in een woord en de bemonsteringsfre-40 quentie en voor een zeer efficiënt bedrijf ervan moet de schakeling 8 0 06 26 0 14 in een geschikte optimale positie in het lijncircuit worden geplaatst.

De implementatie van de schakeling uit fig. 3 is relatief eenvoudig en zal voor de deskundige duidelijk zijn. Het signaal Xn 5 dat beschikbaar is in het lijncircuit uit fig. 1 aan de uitgang van de decimeermodule 23 bestaat uit parallel aangeboden bits, alhoewel ook een seriële overdracht kan worden toegepast.

Fig. 4 toont het parallelschema en indiceert verder de eenvoud van de schakelingen en de componenten welke geschikt zijn voor 10 integratie door toepassing van op grote schaal geïntegreerde componenten (LSI—circuits).

De decimeereenheid 23 ontvangt parallel de ingangssignalen Xa1 t/m XAn van de analoog/digitaal-omvormer 19· Er kunnen drie of meer bits XA1 t/m XAn zijn en zoals nog zal worden verklaard zijn er 15 in een bijzonder geval 3 "bits. Er wordt opgemerkt dat de verster-kingsregelschakeling doelbewust gepositioneerd een aangebracht is achter de decimeereenheid 23 omdat dit de meest optimale plaats voor deze schakeling is. De decimeereenheid 23 verschaft aan de uitgang het woord Xn bestaande uit de bits X1 t/m Xnn. De functie 20 van de decimeereenheid 23 is het verminderen van de woordfrequentie van het uitgangssignaal van de A/D-omvormer 19. De bits X1 t/m Xnn die representatief zijn voor het woord Xn worden parallel aangeboden aan een ingang van de vermenigvuldiger 61 evenals de bits a1 t/m an die representatief zijn voor het versterkingscoëfficientwoord a. De 25 gewenste versterking wordt gekozen door middel van de woordgenera-tor 70. De generator 70 kan een meertrapsregister bevatten waarvan elke trap kan worden ingesteld op de versterkingscoëfficiënten of versterkingsbits a1 t/m an te bepalen. De woordgenerator 70 wordt gesynchroniseerd met de woordfrequentie van de decimeereenheid 30 23 zodat synchrone vermenigvuldiging kan worden bereikt. Het uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 61 bestaat uit de bits (N+M)1 t/m (N+M)n die representatief zijn voor het produkt M+H. De pro-duktbits worden toegevoerd aan een parallelle opteller 62A die equivalent is met de sommeereenheid 62 uit fig. 3* De opteller 62A 35 levert de uitgangsbits ¥1 t/m Wn die een indicatie vormen van het fout-gecorrigeerde produkt dat toegevoerd wordt aan de woordlengte-reduktieschakeling 63. Zoals ook blijkt uit fig. 3 bestaat deze module uit een register waarin de bits W1 t/m Wn van een getal met M+N bits worden ontvangen waarbij na weging op de uitgangslei-40 dingen ervan de N bits Zn1 t/m Znn worden verschaft. Deze bits treden 8006260 15 derhalve met de correcte gewogen waarden op en corresponderen direct met de gewogen waarden X1 t/m Xn aan de uitgang van de decimeer-eenheid 23 maar verschillen in waarde in overeenstemming met de vermenigvuldigfactor. De bits Zn t/m Znn worden aangeboden aan 5 de opteller 64 welke eveneens de bits ¥1 t/m ¥n ontvangt en aan zijn uitgang de foutbits en1 t/m enn afgeeft die een indicatie vormen van de minst significante bits (M). Deze bits of foutsignalen worden over één woordinterval gelijk aan de bemonsteringsperiode n vertraagd en opgeteld bij het volgende produkt via de opteller 62 10 met het juiste teken en de juiste grootte.

Het zal duidelijk zijn dat het aangegeven stelsel geschikt is voor alle typen digitale rekenkundige operaties zoals operaties in de normale binaire implementatie, in het 2-complement enzovoorts.

Het zal verder duidelijk zijn dat de minst significante bits 15 voor de versterkingsregeling bij positieve factoren groter dan één direct uit het register 63 kunnen worden gehaald door toegang te verschaffen tot die trappen waarin deze minst significante bits zijn opgeborgen. Deze bits kunnen dan direct worden opgeteld bij het volgende produktwoord via het register en de vertraging in 20 de schakeling 65. Het zal duidelijk zijn dat alle schakelingen eenvoudig kunnen worden bestuurd door een geschikte klokpulsgenerator zoals bekend is uit de digitale techniek teneinde een correcte informatie-overdracht en informatiebesturing te verzekeren.

De schakeling getoond in de fig. 3 en 4 kan binnen zeer 25 stringente toleranties werken in een digitaal lijncircuit.

De hoeveelheid materiaal (hardware) vereist voor het implementeren van de digitale versterkingsregeling hangt af van de coëffi-oiëntwoordlengte (a), de bemonsteringsfrequentie (de ingangswoord-frequentie) en de structuur van het model. De coëfficiëntwoordlengte 30 wordt bepaald door de gewenste resolutie of de kleinste versterkings-stap. De bemonsteringsfrequentie bepaalt de fysische plaats van de digitale versterkingsregeling. Zoals nog zal worden verklaard volgt de versterkingsregeling 25 op de decimeereenheid 23 (fig. 1) in de zendweg, terwijl de versterkingsregeling 51 voorafgaat aan de 35 interpolator 53 in de ontvangstweg.

In wezen is de versterkingsregelsehakeling zoals getoond in de fig. 3 en 4 bijzonder geschikt voor het realiseren van versterkingsregeling bij een 13 bit PCM-signaal. Het signaal kan bestaan uit een gecompandeerd signaal of een gecodeerd signaal, maar ver-40 sterkingsregeling met de aangegeven frequentie is wenselijk en het 8 0 0 6 26 0 16 signaal is compatibel met technieken die toegepast worden in geavanceerde digitale telefoonschakelstelsels zoals blijkt uit de in het bovenstaande als referentie aangehaalde octrooipublikaties.

In fig. 5 is een gedeelte getoond van het lijncircuit 20 uit 5 fig. 1, waarbij bepaalde waarden zijn gekozen om de woordfrequentie, de woordlengte enzovoorts te beschrijven.

Er zijn drie mogelijke posities voor het plaatsen van de digitale regelschakeling getoond in de fig. 3 en 4 in de weg die aangegeven is in fig. 5· Een mogelijke positie 80 bevindt zich aan de uitgang 10 van de A/D-omvormer 19. Een verdere mogelijke positie 81 bevindt zich aan de uitgang van de decimeereenheid 23 en een derde mogelijke positie bevindt zich aan de uitgang 82 van de audiofilterschakeling 26.

De posities 80, 81 en 82 voor het realiseren van een verster-15 kingsregeling bij een liniair PCM-signaal verschillen wat betreft de bemonsteringsfrequentie en de woordgrootte, toegepast voor het representeren van de ingangsmonsters. In positie 80 is de bemonsteringsfrequentie gekozen bij 1,024MHz met drie bits per woord.

In positie 81 bedraagt de bemonsteringsfrequentie 32kHz met 13+ bits 20 per woord. In positie 82, aan de uitgang van het audiofilter, bedraagt de frequentie 8KHz met 13+ bits per woord.

Met de bovenstaande frequenties bedraagt het aantal optellingen per seconde nodig voor de versterkingsregeling: positie 80 3»072 x 10^ optellingen/seconde 25 positie 81 0,416 x 10 optellingen/seconde 6 positie 82 0,104 x 10 optellingen/seconde.

In de positie 83 aan de uitgang van de decimeereenheid 81 bijvoorbeeld zal het aantal optellingen per seconde (equivalent met 32k monsters per seconde) gelijk zijn aan 32 x 13E ofwel 30 0,416 x 10°. De woordgrootte aan de uitgang 80 bedraagt slechts 3 of maximaal 4 bits per woord, dit in tegenstelling tot 13+ bits per woord bij een bemonsteringsfrequentie van 8kHz in positie 82.

ïïit fig. 5 blijkt duidelijk dat de versterkingsregeling gemakkelijker te implementeren zal zijn aan de uitgang 80 van de A/D om-35 vormer als gevolg van de kleine woordgrootte. De kleine woordgrootte wordt verkregen door gebruik te maken van een hoge bemonsteringsfrequentie (lMHz) en de kwantiseringsruis zodanig te vormen dat het ruisvermogen in de spraakband (0-4kHz) laag is.

Als gevolg van deze hoge bemonsteringsfrequentie echter moet 40 men rekening houden met het uitvoeren van 3>072 x 10 optellingen 8006260 17 per seconde. Alhoewel alle gebruikte schakelingen geïntegreerd kunnen worden vormt de complexiteit van de schakeling nog steeds een probleem, en men moet de plaats van de versterkingsregeling dus kiezen rekening houdend met het feit of er aan de vereisten van 5 het stelsel wat betreft de versterkingsvolgeigensehappen kan worden voldaan.

In de schakelingsconfiguratie die aangegeven is in fig. 2 blijkt duidelijk dat de versterking niet exact kan worden geïmplementeerd als gevolg van de eindige woordlengte. Het is dus noodza-10 kelijk om het uit M+N bits bestaande produkt van het ïï bit monster en de M bit coëfficiënt af te ronden, af te snijden of op andere wijze te reduceren tot de N bits aan de uitgang. Hit leidt tot discrepancies tussen de werkelijke en de gewenste versterkingsfactoren zoals in het bovenstaande werd beschreven. In fig. 2 wordt 15 de gerealiseerde of effectieve versterking in hoge mate beïnvloed door de woordlengtereduktieschakeling 60. Heze werkt heel eenvoudig met afsnijden. Als de signaalmonsters Xn en Yn worden afgebroken als gehele getallen en de coëfficiënt cc is een binaire breuk dan kan het uitgangssignaal Yn worden geschreven als: 20 Yn = aXn + en met |en| <1 en = momentane fout.

Als de 2-complementrekenwijze wordt gebruikt en de woordlengte 25 wordt gereduceerd door het eenvoudig weglaten van de M minst significante bits dan geldt: 0 < en < 1-1~M.

Opdat in fig. 2 het register 60 geen "geheugen" heeft is de gerealiseerde versterking onafhankelijk van de bemonsteringsfre-30 quentie. Hoor echter op de in het bovenstaande beschreven wijze gebruik te maken van de M minst significante bits die in fig. 2 worden weggelaten kan men een foutregeling realiseren afhankelijk van de bemonsteringsfrequentie.

Het uitvoeren van de versterkingsregeling en de uitgang van de 35Α/Π -omvormer is niet gerechtvaardigd als gevolg van.het, op de complexiteit van de schakeling gebaseerde aantal optellingen per seconde. Met de posities 81 en 82 in het achterhoofd moet men de volgende vereisten van het stelsel beschouwen:

(1) verzwakkingsgebied 0-6 dB 40 (2) stapgrootte 0,1dB

8006260 18

(3) nauwkeurigheid 0,01 dB

(4) ingangssignaalgebied 45 dBmO

Met deze gebieden in het achterhoofd werd de woordlengte cc 10 gekozen op 10 bits. Het is duidelijk dat ervan de 2 voor het 5 coëfficiëntwoord beschikbare bitpatronen slechts 60 (<2^) werkelijk worden gebruikt opdat: gebied/resolutie = 6/q ^ = 60.

Opdat het signaalgebied waarover de gerealiseerde versterking voldoet aan de nauwkeurigheidseisen toeneemt met de bemonsterings-10 frequentie bevindt de optimale plaats voor de versterkingsregeling zich achter de decimeereenheid 23 of op een plaats in het digitale lijncircuit met een bemonsteringsfrequentie tussen 15 en 50 kHz en een woordlengte van 13+ bits. Een bereikverbetering van 35 dB wordt verkregen door het plaatsen van de versterkingsregeling 25 15 na de decimeereenheid in vergelijking met de plaatsing van de regeling achter het filter 26. Met lineaire PCM-monsters van 13+ bits aan de ingang van de versterkingsregeling en een woordfrequentie van 32 kHz wordt dus aaan de in het bovenstaande opgesomde · vereisten van het stelsel voldaan.

20 Het zal voor de deskundige op dit gebied duidelijk zijn dat de aangegeven versterkingsregeling kan werken met het digitale signaal verkregen van een analoog/digitaal-omvormer zoals 19 (fig. 1). Be A/B -omvormer 19 zorgt voor het omvormen van een analoog ingangssignaal dat gecorreleerd is en relatief laagdoorla-25 tende karakteristiek bezit zoals een spraaksignaal. Be woordfrequentie van het ingangssignaal van de versterkingsregeling moet bij voorkeur hoog zijn, bijvoorbeeld boven de 20 kHz. Be versterkingsregeling zal natuurlijk ook functioneren met gecompandeerde signalen, zoals bijvoorbeeld gecompandeerd PCM-signalen. Be ver-30 sterkingsregeling moet geplaatst worden in het lijncircuit op een punt waar het digitale ingangssignaal bij voorkeur 13+ bits bezit met een monsteringsfrequentie van 32 kHz of ligt binnen de in het bovenstaande gespecificeerde gebieden.

Be versterking wordt over het algemeen gemeten en gespecificeerd 35 als de wortel uit de verhouding tussen het uitgangssignaalvermogen en het ingangssignaalvermogen en er kunnen velerlei mathematische relaties voor de theoretische versterking en de effectieve versterking worden toegepast teneinde op positieve wijze de superieure functie van de digitale versterkingsregeling geïllustreerd in fig. 3 40 en 4 en in het bovenstaande beschreven te bewijzen.

8 0 06 26 0 19

Het zal voor de deskundige op dit gebied duidelijk zijn nalezing van deze beschrijving dat verdere uitvoeringsvormen, modificaties en toepassingen mogelijk zijn en derhalve binnen het kader van de uitvinding liggen, welke uitvinding in het bijzonder wordt 5 bepaald door de hierna volgende conclusies.

8006260

Claims (23)

1. Yersterkingsregeling voor een digitaal signaal van het type, opgebouwd uit een aantal digitale woorden elk met eenzelfde aantal hits, waarbij elk woord een gewogen waarde van een analoog signaal 5 representeert, voorzien van vermenigvuldigmiddelen met een eerste ingang voor ontvangst van het genoemde digitale signaal en een tweede ingang bestemd voor ontvangst van een digitaal coëfficiënt-woord waarmee de gewenste op elk van de genoemde woorden uit te oefenen versterkingsfactor wordt geïndiceerd, welk coëfficiënt-1Ö woord een voorafbepaald aantal bits bezit teneinde aan een uitgang van de genoemde vermenigvuldigmiddelen een digitaal produktsignaal te verschaffen waarvan het aantal bits gelijk is aan de som van het aantal bits in het genoemde coëfficientwoord en het aantal bits in het digitale woord, logische middelen reagerend op het genoemde 15 produktsignaal voor het verkrijgen van een signaal met een aantal bits gelijk aan het aantal bits in het genoemde woord aan een uitgang, welke middelen functioneren voor het verwijderen van alle minst significante bits in het genoemde produktsignaal welke niet corresponderen met bits in het genoemde woord, zodat het genoemde 20 uitgangssignaal hetzelfde aantal bits bevat als het genoemde digitale woord nadat elk van de genoemde woorden vermenigvuldigd is met de genoemde versterkingsfactor, gekenmerkt door sommeermiddelen reagerend op het genoemde uitgangssignaal en de genoemde verwijderde minst significante bits en voor het verschaffen 25 van een foutsignaal dat een indicatie vormt voor de genoemde minst significante bits, stuurmiddelen reagerend op dit foutsignaal en het van het volgende digitale woord verkregen produktsignaal teneinde het genoemde foutsignaal bij dit genoemde produkt op te tellen en een gecompenseerd digitaal signaal te verschaffen met eenzelfde 50 aantal bits als elk van de andere produktsignalen, welke stuurmiddelen voorzien zijn van middelen voor het aanbieden van het gecompenseerde signaal aan de genoemde logische middelen teneinde ervoor te zorgen dat deze middelen een uitgangssignaal verschaffen voor woorden in het digitale signaal gecompenseerd door het genoemde 35 foutsignaal.

2. Yersterkingsregeling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het digitale signaal bestaat uit een PCM-signaal dat een representatie vormt van het genoemde analoge signaal.

3. Yersterkingsregeling volgens conclusie 1, m e t het 40. e n m e r k, dat het analoge signaal een representatie vormt van 8 0 06 26 0 een audiosignaal waarvan de bandbreedte is aangepast aan de spraak-frequenties zoals noodzakelijk is in een telefoonstelsel.

4. Versterkingsregeling volgens conclusie 1, verder gekenmerkt door een coëfficiënt-woordgenerator gekoppeld met 5 de genoemde tweede ingang van de vermenigvuldigmiddelen voor het genereren van een willekeurige uit een hoeveelheid te kiezen coëfficiëntwoorden, elk voorzien van een voorafbepaald aantal bits en met de genoemde gewenste versterkingsfactor verschillend van de andere woorden. 10

5· Versterkingsregeling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het analoge signaal een frequentiegebied heeft tussen 0 en 4 kHz, dat het genoemde digitale signaal een woordfrequentie heeft tussen 20 en 50 kHz waarbij het aantal bits in elk woord onderling gelijk is en ligt tussen 10 en 15 bits per 15 woord, en het coëfficiëntwoord altijd hetzelfde aantal bits heeft, welk aantal ligt tussen 4 en 10 bits.

6. Versterkingsregeling volgens mconclusie 1, m e t het kenmerk, dat het digitale signaal afkomstig is van de uitgang van een analoog/digitaal-omvormer die opgenomen is in het lijn- 20 circuit van een abonnee in een digitaal telefoonschakelstelsel.

7. Versterkingsregeling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de genoemde logische middelen die reageren op het genoemde produktsignaal voorzien zijn van een register bestemd voor het opbergen van dit signaal alsmede middelen gekoppeld 25 met dit register voor het afsnijden van de genoemde minst significante bits.

8. Versterkingsregeling volgens conclusie 1, m e t h e t kenmerk, dat het digitale signaal afkomstig is van de uitgang van een decimeereenheid aanwezig in de wendweg van een 50 digitaal lijncircuit behorend bij een abonnee van een telefoonschakelstelsel.

9. Versterkingsregeling volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de decimator het digitale signaal verschaft met een bemonsteringsfrequentie van ongeveer 50 kHz waarbij elk 55 woord hetzelfde aantal bits bezit welk aantal groter is dan 10.

10. Versterkingsregeling voor een digitaal signaal van het type, voorzien van een aantal digitale woorden, elk met hetzelfde aantal H bits, waarbij elk woord in het genoemde signaal een gewogen waarde van een analoog signaal representeert, gekenmerkt 40 door: factormiddelen voor het genereren van een coëfficiënt- 8006260 woordsignaal met een gegeven aantal M bits, als indicatie voor een gewenste versterkingsfactor waarmee elk van de genoemde digitale woorden moet worden beïnvloed, vermenigvuldigmiddelen reagerend op het genoemde digitale signaal en het genoemde coëfficiënt-5 woordsignaal voor het aan een uitgang verschaffen van een digitaal produktsignaal van het aantal bits gelijk is aan de som van M+N, sommeermiddelen waarvan één ingang reageert op het genoemde produktsignaal en een andere ingang bestemd is voor ontvangst van een compenserend foutsignaal teneinde aan een uitgang gecompenseerd 10 produktsignaal te verschaffen, logische middelen gekoppeld met de uitgang van de sommeermiddelen en bestemd voor ontvangst van het gecompenseerde produktsignaal teneinde aan zijn uitgang een versterkings-geregeld digitaal signaal te verschaffen voorzien van een aantal tot het digitale signaal behorende woorden elk met 15 hetzelfde aantal bits, welke logische middelen de minst significante bits uit de som (M+ïT) die niet corresponderen met de bits in de eerder genoemde digitale woorden buiten beschouwing laten, waarbij het genoemde uitgangssignaal eenzelfde aantal woorden bevat als het genoemde digitale signaal, waarbij elk woord vermenigvuldigd 20 is met de genoemde versterkingsfactor, terugkoppelstüurmiddelen verbonden met de logische middelen en reagerend op de genoemde buiten beschouwing gelaten bits teneinde aan een uitgang een compenserend foutsignaal te verschaffen, dat een indicatie vormt voor de waarde van de genoemde buiten beschouwing gelaten bits, middelen 25 gekoppeld met de andere ingang van de sommeermiddelen en reagerend op het genoemde compenserende foutsignaal teneinde ervoor te zorgen dat de sommeermiddelen dit foutsignaal optellen bij het volgende digitale woord in het digitale signaal, waarbij het versterkings-geregelde digitale signaal van de logische middelen een nauwkeurige 30 representatie vormt van het digitale signaal met de gewenste versterkingsfactor.

11. Versterkingsregeling volgens conclusie 10, m e t het kenmerk, dat het coëfficiënt-woordsignaal een aantal bits M bezit gelijk aan 10 bits en het digitale signaal een aantal bits N 35 bezit gelijk aan 13 -bits zodat het digitale produktsignaal een aantal bits bezit gelijk aan 23.

12. Versterkingsregeling volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de logische middelen voorzien zijn van een register voor het opbergen van het gecompenseerde produktsignaal 40 en middelen gekoppeld met dit register voor het afsnijden van de 8 0 06 26 0 25 genoemde minst significante bits.

13· Versterkingsregeling volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het genoemde digitale signaal een PCM-signaal is met een aantal woorden elk met N bits, waarbij elk woord een 5 gewogen waarde vertegenwoordigt afkomstig van een analoog audio-signaal dat in een telefoonstelsel wordt overgedragen.

14* Versterkingsregeling volgens conclusie 10,met het k e n m e r k, dat het genoemde digitale signaal wordt aangeboden op parallelle leidingen, één leiding voor elk bit, en de bits op 10 de leidingen op voorafbepaalde equidistante bemonsteringstijdstippen een woord van het genoemde signaal vertegenwoordigen.

15· Werkwijze voor het uitoefenen van versterkingsregeling bij een digitaal^signaal van het type, opgebouwd uit een aantal digitale woorden en elk met eenzelfde aantal N bits, waarbij elk 15 woord in het genoemde digitale signaal een gewogen waarde representeert van een analoogsignaal, gekenmerkt door de volgende stappen: het vermenigvuldigen van het genoemde digitale signaal met een coëfficiënt-woordsignaal waarmee een voorafbepaalde versterkings-20 factor wordt gespecificeerd en dat een aantal M bits heeft voor elk digitaal woordsignaal teneinde een produktsignaal voor elk woord te verschaffen waarbij elk woord in dit genoemde produktsignaal een aantal bits heeft gelijk aan Μ+ΪΓ, het verwijderen van de minst significante bits uit een eerste 25 produktsignaal dat een indicatie vormt van het eerste digitale woord, teneinde een uitgangssignaal te verschaffen dat een indicatie vormt voor het eerste woord vermenigvuldigd me^egenoemde coëfficiënte woord, het optellen van de genoemde verwijderde minst significante bits 50 bij een produktsignaal dat een indicatie vormt voor het volgende digitale woord teneinde een gecompenseerd produktsignaal te verschaffen gelijk aan het genoemde volgende produktsignaal waarbij de genoemde verwijderde bits zijn opgeteld, het herhalen van de stappen waarin de minst significante bits 55 worden verwijderd uit het genoemde gecompenseerde produktsignaal teneinde een volgend uitgangssignaal te verschaffen dat een indicatie vormt voor het volgende woord, waarbij elk opeenvolgend woord wordt gemodificeerd door een foutsignaal dat een indicatie vormt voor de uit elk voorgaand woord verwijderde bits teneinde een uit-40 gangssignaal te verschaffen als representatie van het ingangssignaal «(1 0 6 26 0 vermenigvuldigd met de genoemde voorafbepaalde versterkingsfactor.

16, Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat tot de stap waarin de genoemde minst significante bits worden verwijderd behoort het van het genoemde produktsignaal van M+N bits 5 aftrekken van het uitgangssignaal van N bits teneinde een signaal van M bits te verkrijgen, welke M bits een indicatie vormen voor de genoemde minst significante bits waarna het genoemde eerste signaal wordt opgeteld bij het volgende produktsignaal teneinde het genoemde gecompenseerde signaal af te geven. 10

17· Werkwijze volgens conclusie 15, m e t het kenmerk, dat het digitale signaal een PCM-signaal is waarbij het aantal bits N gelijk is aan 13, en de woordfrequentie gelijk is aan 32 kHz, te weten een signaal dat wordt opgewekt in een digitaal telefoonlijncircuit.

18. Telefoon-abonnee-lijncircuit voor het koppelen van een abonnee aan een digitale transmissieweg in een telefoonschakel-stelsel, gekenmerkt door de volgende combinatie; twee-naar vierdraads omvormende middelen gekoppeld met een abonneelijn teneinde een zendweg en een ontvangstweg voor de genoem-20 de lijn te verschaffen, analoog/digitaal omvormende middelen voor het omvormen van de door de tweedraads naar vierdraads omvormende middelen aangeboden analoge signalen in de genoemde zendweg, welke omvormermiddelen een digitaal signaal verschaffen voorzien van een aantal digitale 25 woorden elk met een gelijk aantal bits waarbij elk woord een gewogen waarde van het analoge signaal vertegenwoordigt, zendversterkingsregelmiddelen reagerend op het genoemde digitale signaal voor het aan een uitgang verschaffen van een gecompenseerd digitaal signaal, voorzien van middelen voor het vermenigvuldigen 30 van het genoemde digitale signaal met een coëfficiënt-woordsignaal waarvan het aantal bits verschilt van dat van een aantal bits in de genoemde woorden teneinde aan zijn uitgang een produktsignaal te verschaffen, middelen reagerend op het genoemde produktsignaal voor het verwijderen van alle minst significante bits teneinde een 35 gecompenseerd digitaal signaal te verschaffen met eenzelfde aantal bits per woord als in het oorspronkelijke signaal, en compenserende middelen voor het modificeren van elk woord van het oorspronkelijke digitale signaal met de genoemde minst significante bits teneinde te verzekeren dat het genoemde gecompenseerde digitale signaal het 40 oorspronkelijke digitale signaal gemodificeerd met het genoemde 8006260 coëfficiëntwoordsignaal vertegenwoordigt, middelen voor het aanbieden van het genoemde gecompenseerde digitale signaal aan de genoemde digitale transmissieweg, middelen gekoppeld met de digitale transmissieweg en bestemd 5 voor ontvangst van een digitaal signaal van hetzelfde formaat als het genoemde gecompenseerde digitale signaal, ontvangstversterkingsstuurmiddelen reagerend op het genoemde ontvangen digitale signaal en evenals de genoemde zendversterkings-stuurmiddelen bestemd voor het verschaffen van een gecompenseerd 10 digitaal signaal in de genoemde ontvangstweg van het lijncircuit, digitaal/analoog omvormende middelen in de genoemde ontvangstweg van het lijncircuit reagerend op het gecompenseerde signaal teneinde aan een uitgang een analoog signaal te verschaffen dat een indicatie vormt van het ontvangende digitale signaal, en 15 middelen voor het toevoeren van dit analoge signaal aan de tweedraads/vierdraads omvormer teneinde het voor de abonnee mogelijk te maken om via dit lijncircuit te zenden en te ontvangen waarbij de signalen in de respectievelijke zend- en ontvangstwegen in versterking kunnen worden geregeld.

19. Telefoonlijncircuit volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de genoemde versterkingsregelmiddelen in zowel de zend- als de ontvangstwegen werken over een gebied van 0-6dbY' met een nauwkeurigheid van ten minste 0,01db ‘en een ingangssignaal-bereik van uitgezonden en ontvangen signalen van ongeveer 45dBm0. 25

20, Telefoonlijncircuit volgens conclusie 18, verder geken merkt door een decimeereenheid gekoppeld met de uitgang van de analoog/digitaal-omvormer in de zendweg voor het reduceren van de woordfrequentie van het genoemde digitale signaal aan de uitgang ervan teneinde een gedecimeerd digitaal signaal te ver-50 schaffen dat toegevoerd wordt aan de versterkingsregelmiddelen.

21. Telefoonlijncircuit volgens conclusie 18, verder gekenmerkt door een interpolator gekoppeld met de uitgang van de genoemde ontvangstversterkingsregelmiddelen voor het verhogen van de woordfrequentie van het genoemde digitale signaal aan de 35 uitgang van de genoemde versterkingsregelmiddelen, waarbij het uitgangssignaal van de interpolator wordt toegevoerd aan de digitaal/analoog-omvormer.

22. Telefoonlijncircuit volgens conclusie 18,met het kenmerk, dat de middelen voor het aanbieden van het gecompen- 40 seerde digitale signaal aan de genoemde transmissieweg voorzien zijn 80 06 26 0 van een analoog filter.

23. Telefoonlijncircuit volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de middelen bestemd voor ontvangst van het ontvangen digitale signaal voorzien zijn van een analoog filter. .5 ------------ 8006260