NL8104433A - Vermindering van ruis en overspreken in analoog-digitaal-codeerorganen. - Google Patents

Description

* ^ VO 2111

Vermindering van ruis en overspreken in analoog-digitaal-codeerorganen.

De uitvinding heeft betrekking op analoog-digitaal-codeer- organen.

Codeerorganen met impulscodemodulatie (PCM) vertalen een analoog signaal in een veel-bits jCM-woord. Het coderen omvat het kwan-5 ticeren of overdragen van een monster vanr het analoge signaal aan het dichtst bij liggende signaalniveau of -trap van een aantal afzonderlijke signaalniveaurs of -trappen. Deze door stijgingen verbonden trappen strekken zich uit vanaf eenoorsprong over een vooaf bepaald bereik van het analoge signaal. De oorsprong bevindt zich op een trap of een stij-10 ging in afhankelijkheid van de soort codering. Bij het in het midden van een trap voorgedrukt coderen» zoals bet^u-wetcoderen, bevindt de oorsprong zich in het midden van een trap. Bij het. in het midden van een stijging voorgedrukt coderen, zoals het A-wet coderen, dat in Europese overdracht stelsels vordt gebruikt, bevindt de oorsprong zich op een stijging.

15 Dit onderscheid is van belang voor het vraagstuk van ruis en overspreken van een vrij kanaal, zoals hierna wordt besproken.

Codeerorganen met opeenvolgende benadering of terugkoppeling worden gewoonlijk gebruikt voor zowel het in het midden van een trap of in het midden van een stijging voorgedrukt coderen. In dergelijke co-20 deerorganen wordt elk binair cijfert eken van het PCM-woord opeenvolgend bepaald uit een vergelijking van het bemonsterde analoge signaal ten opzichte van een vergelijkingssignaal. Gewoonlijk bepaalt de eerste vergelijking de polariteit van het bemonsterde analoge signaal, en wordt deze uitgevoerd met het vergelijkingssignaal op nul. Door een reeks opeenvol-25 gende vergelijkingen wordt een volledig PCM-woord opgewekt, dat overeenkomt met een bepaalde codeertrap. Voor een verdere bespreking van codeerorganen met opeenvolgende benadering wordt verwezen naar "Transmission Systems for Communications" uitgegeven door WECo Ine., herziene vierde uitgave, 19Π, blz.583-585.

30 Ruis en overspreken van een vrij kanaal zijn een moeilijkheid in stelsels, waarin een analoog signaal wordt gekwanticeerd. Het vraagstuk is het ernstigst wanneer het codeerorgaan door een accumulatie van gelijkspanning onder voorspanning. wordt geplaatst op of nabij een codeer-trapgrens. Onder deze omstandigheid wordt een kleine signaalverstoring, 35 zoals ruis en overspreken van een vrij kanaal, gecodeerd als twee codewoorden. Dit heeft bij het decoderen een versterking tot gevolg van de 8104433 . ï -2- - " · oorspronkelijke signaalverstoring. In stelsels, die spraaksignaal over- dragen, geeft deze versterking een ongewenst hoorbaar geluid. Bij codeer-organen met voorspanning op het midden van een trap, wordt een vereffening voor de gelijkspanning ingevoerd voor het op de oorsprong onder 5 voorspanning plaatsen van het codeerorgaan. Aangezien deze positie zich halverwege tussen codetrapgrenzen bevindt, wordt de waarschijnlijkheid . van versterking van ruis en overspreken van een vrij kanaal tot een minimum beperkt. Toepassing van deze techniek voor codeerorganen met voorspanning in het midden van een stijging plaatst echter het codeerorgaan · 10 onder voorspanning bij een codetrapgrens en brengt de waarschijnlijkheid van versterking van ruis en overspreken van een vrij kanaal op een maximum.. Dientengevolge is het vraagstuk van ruis en overspreken van een - vrij kanaal in codeerorganen met voorspanning in het midden van een stijging, een voortdurende moeilijkheid.

15 In beginsel verschaft de uitvinding een analoog-digitaal- codeerorgaan, waarbij de codeerkarakteristiek zowel de oorsprong als de X-as snijdt bij waarden, die niet gelijk zijn aan nul.

In een voorkeursuitvoering wordt een codeerorgaan met voorspanning halverwege een stijging en opeenvolgende benadering halverwege 20 tussen de codetrapgrenzen onder voorspanning geplaatst. Dit onder voorspanning plaatsen wordt verkregen door het gebruik van twee polariteits-beslissingen, waarvan er slechts een wordt overgedragen.

Zoals in alle codeerorganen met opeenvolgende benadering, wordt een analoog signaal omgezet in een veel bits digitaal woord.

25 Deze omzetting wordt uitgevoerd door opeenvolgende vergelijkingen van een monster van het analoge signaal met een reeks vergelijkingssignalen. Elke vergelijking heeft een binair cijfert eken, dat verschijnt aan de uitgang van het codeerorgaan. Evenals in bekende PCM-codeerorganen met voorspanning halverwege een stijging, is de eerste vergelijking de pola-30 riteitsbeslissing. In het onderhavige, de voorkeur- verdienende codeerorgaan echter, wordt het resultaat van de eerste vergelijking niet overgedragen, maar gekoppeld aan een terugkoppelschakeling. De terugkoppelschakeling wekt een vereffenende verschuiving op voor het verminderen van de gemiddelde gelijkspanning in het analoge signaal, tot in hoofdzaak nul, 35 waardoor het codeerorgaan de oorsprong onder voorspanning wordt geplaatst . Direkt volgende op de eerste polariteitsbeslissing, wordt een tweede polariteitsbeslissing genomen met gebruikmaking van een tweede vergelij- 81 04 433 ....................: * « -3- kingssignaal, overeenkomende met een voorafbepaalde tussenpositie op een codeerfcrap. De tussenpositie wordt op grond van de ruis- en overspreek-eigenschappen gekozen voor het tot een minimum "beperken van de waarschijnlijkheid, dat ruis- en overspreekverstoringen een codetrap of 5 kwanticeergrens kruisen. Deze tweede polariteitsbeslissing, genomen met de voorspanning verschoven naar een tussenpositie, wordt overgedragen. Gewoonlijk is de tussenpositie een punt in het midden op een codeerfcrap.

In een dergelijk geval verdient het de voorkeur, dat het tweede verge-lijkingssignaal overeenkomt met het punt in het midden van de eerste 10 codetrap, d.w.z. elke trap, die direkt grenst aan de oorsprong. Een reeks vergelijkingen na de tweede polariteitsbeslissing wekt een reeks binaire cijfert ekens op, welke reeks de dichtst bij het bemonsterde analoge signaal liggende codeerfcrap vertegenwoordigt. Deze reeks wordt eveneens overgedragen volgende op de tweede polariteitsbeslissing.

15 Een codeerorgaan met opeenvolgende benadering omvat een vergelijker, een generator voor vergelijkingssignalen en een logische inrichting. De logische inrichting regelt de reeksen vergelijkingssig-nalen, die worden opgewekt en gelegd aan de vergelijker, en programmeert de uitgangen van de vergelijker op het ritme van de klok naar een andere 20 schakeling. Volgens de uitvinding is een terugkoppelschakeling toegevoegd voor het opwekken van een vereffenende verschuiving in de ingangs-baan van het analoge signaal vanaf de eerste polariteitsbeslissing.

Een inrichting voor het opwekken van een verschuivingvergelijkingssignaal dat niet gelijk is aan nul en overeenkomt met de tussenpositie op een 25 codetrap, wordt toegevoegd aan de generator voor vergelijkingssignalen.

Dit vers chuivings vergelijkings signaal wordt gelegd aan de vergelijker na de eerste polariteitsbeslissing totdat een monster volledig is gecodeerd. De logische inrichting wordt gemodificeerd voor het koppelen van het binaire cijferteken, opgewekt door de eerste polariteitsbeslissing, 30 aan de terugkoppelschakeling, en het in plaats daarvan op de uitgang van het codeerorgaan in de plaats stellen van de tweede polariteitsbeslissing.

Gangbare codeerorganen met voorspanning halverwege een stijging en een opeenvolgende benadering per kanaal of een aantal kanalen, kunnen worden aangepast aan de uitvinding.

35 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de teke ning, waarin: - ~ figuur 1 een blokschema is van een bekend codeerorgaan met 8104433 ------------------------------------ A & i ' . t -k~ .. voorspanning halverwege een stijging en opeenvolgende benadering, -figuur 2 een verduidelijkende veergeving is van een PCM-eodeerkarakteristiek met voorspanning halverwege een trap rond de oorsprong, 5- - figuur 3 een verduidelijkende weergeving is van een PCM- : codeerkarakteristiek met voorspanning halverwege een stijging rond de oorsprong, figuur ^ een hlokschema is van het codeerorgaan, figuur 5 een schema is van het in figuur b afgeheelde net-10 werk'met twee ladders , figuur 6 het schakeltoestandschema is, dat de werking van het netwerk, van figuur 5 regelt, en figuur 7 een hlokschema is van het in figuur ¾ weergegeven logische, orgaan..

15 Het codeerorgaan 101 van figuur 1, ontvangt een analoog sig naal op een ingangsleiding 102 vanaf een of meer ingangskanalen (niet weergegeven). Wanneer slechts een kanaal is. verbonden met de ingangsleiding 102, wordt het codeerorgaan 101 aangeduid als een codeerorgaan per kanaal. In het andere geval kan het codeerorgaan 101 worden gedeeld 20 door meer dan een kanaal, en ontvangt het een gemuitipleveer de stroom in. impuls amplitude gemoduleerde (PM), analoge signalen op de leiding 102. Ter verduidelijking wordt aangenomen, dat het codeerorgaan 1 een codeerorgaan per kanaal is. Het analoge signaal op de leiding 102 wordt met een voorafbepaalde frequentie bemonsterd en gecodeerd in een veel-bits 25 PCM-woord, dat verschijnt op de uitgangsleiding 103. Het coderen omvat het overdragen van elk analoog monster naar het dichtstbij liggende signaalniveau of -trap van een aantal afzonderlijke, signaalniveau*s of -trappen. Dit overdragen wordt verkregen door het vergelijken van elk analoog monster met een reeks vergelijkingssignalen.

30 In eerste instantie wordt het analoge signaal op de leiding 102 bemonsterd door een bemonsterings- en houdketen 105, en wordt een spanning, die het monster vertegenwoordigt, tijdens het coderen gehandhaafd op de uitgang 10¾. Indien de codeersnelheid hoog ligt ten opzichte van de analoge ingangsfrequentie, behoeft de bemonsterings- en houdketen 35 ' 105 natuurlijk niet nodig te zijn. De uitgang 10¾ wordt door de buffer- versterker 106 tijdelijk opgeslagen. De bufferversterker 106 zet tevens de enkeldraadsspanning op 10¾ om in een. dubbeldraads- of balanssignaal 8 1 0 4 433 .............. · —............

-5- 4 . t op de leiding 107 en 108, dié ingangen zijn naar de vergelijker 109 -Ook het gebruik van de bufferversterker 106 kan worden geschrapt indien het gebruik van eèn balanssignaal naar de vergelijker 109 niet nodig is.

De. balsnweergeving van het analoge monster wordt door de vergelijker 109 5 opeenvolgend vergeleken met een reeks verschillende vergelijkingsspan-ningen, opgewekt door het netwerk 110 met twee ladders. Deze vergelij." kings spanningen worden gekoppeld aan de leidingen 107 en 108 via resp. de leidingen 113 en 11¼.

De vergelijker 109 produceert een binaire uitgang uit elke 10 vergelijking, welke uitgang door de leiding 111 wordt verbonden met het logische orgaan 112. Omdat de aanspreektijd van de vergeiijker 109 verandert met het verschil tussen de ingangs- en vergeli j kings signalen slaat het logische orgaan 112 de binaire uitgangen van de vergelijker 109 op en programmeert deze op het ritme van de klok op de uitgangs-15 leiding 103. Het logische orgaan 112 regelt via de regelkahel 115 en de polariteitskabel 116 tevens de opgewekte en aan de leidingen 107 en 108 gekoppelde vergelijkingsspanningsverschillen. De eerste vergelijkings-spanning, gelegd aan de vergelijker 109 is 0 V en de uitgevoerde vergelijking wordt aangeduid als de polariteitsbeslissing. Daaropvolgende ver-20 gelij kings spanningen zijn in het algemeen afhankelijk van de voorgaande binaire uitgang van de vergelijker 109. Indien bijv. de spanning van het bemonsterde analoge signaal hoger is dan de vergeli j kings spanning, produceert de vergelijker 109 een logische 1, die het logische orgaan 112 het netwerk 110 met twee ladders doet sturen voor het produceren van een 25 hogere vergeli jkings spanning voor de volgende vergelijking. Indien de spanning van het bemonsterde analoge signaal lager is can de vergelijkings-spanning, wordt omgekeerd een logisch signaal 0 geproduceerd door de vergelijker 109 voor het door het logische orgaan 312 doen sturen van het netwerk 110 met twee ladders voor het produceren van een lageas verge-30 lijkingsspanning voor de volgende vergelijking. Gewoonlijk wordt een totaal van acht vergelijkingen uitgevoerd, hetgeen een acht bits PCM-woord geeft op de uitgang 103.

Thans wordt verwezen naar de figuren 2 en 3, die resp. gebruikelijke codeerkarakteristieken tonen voor voorspanning in het midden 35 van een trap en in het midden van een stijging. Een hoofdverschil tussen deze karakteristieken ligt in de behandeling van signalen met een laag niveau rond de oorsprong. Bij het in het midden van een trap coderen, 8104433 ..........

<· y -6- t : zoals · het algemeen in de Verenigde Staten van Amerika gebruikte,^- · wet coderen., is de oorsprong gecentreerd tussen twee trappen.. D.w.z.,. dat de karakteristiek de I-as (PAM uitgang) bij nul en de X-as. (PAM ingang) snijdt bij + 1/2. Deze trappen, aangeduid als. 201 en 202, worden verte-5 genwoordigd door PMC-woorden, die geleid zijn met uitzondering van bet ; eerste; of polariteitsbit. In tegenstelling hiermee bevindfcbij het met voorspanning in het midden van een stijging coderen, zoals het op grote schaal in Europese lauden gebruikte A-wet coderen, de oorsprong zich qp een stijging tussen twee afzonderlijke trappen. D.w.z., dat de karakteris-10 tieke X-as (PAM-ingang) bij .nul en de ï-as (PAM-uitgang) snijdt bij hk 1/2. Zoals weergegeven in figuur 3, gaat de oorsprong door de stijging op de trapgrens 103, gecentreerd tussen de trappen 301 en 302. Dit onderscheid. is van bijzonder belang bij de behandeling van ruis en overspreken van een vrij kanaal.

15 * Wanneer een codeerorgaaa met voorspanning halverwege een trap wordt voorgespannen door een accumulatie van gelijkspanning op een codetrapgrens, bijw plus 1/2 mV in figuur 2, wordt de kleinste ruisof overspreekverstoring gecodeerd als twee afzonderlijke PCM-woorden.

Deze woorden komen overeen met de trappen 203 en 202. Bij het decoderen 20 worden twee PAM-uit gangs signalen geproduceerd voor het zodoende versterken van de kleine verstoringen. De waarschijnlijkheid van deze versterking wordt tot een minimum beperkt door het halverwege een codetrap onder voorspanning plaatsen van het codeerorgaan. In het algemeen is het gekozen punt in het midden de oorsprong zelf, die is gecentreerd tussen 25 de trappen 201 en 202. Deze voorspanningstechniek wordt veelal aangeduid als "nulinstelling". Bij "nulinstelling" is er geen ruis- of overspreek-versterking ten zij de amplitude van de verstoring plus of min een codetrap overschrijdt. Hoewel deze techniek bevredigend werkt voor codeer-organen met voorspanning in het midden van een trap of^u-wet codeerorga-30 nen, is deze niet toepasbaar bij codeerorganen met voorspanning in het midden van een. stijging of A-wet co deer organen. In dit verband wordt verwezen naar· figuur 3. Op te merken is:, dat "nulinstelling" een A-wet codeerorgaan onder voorspanning plaatst op de oorsprong, die zich op de codetrapgrens 303 bevindt. Dientengevolge brengt een nulinstelling de 35 versterking van ruis of overspreken op een maximum. Verder is een derge-lijke versterking in A-wetcodeerorganen groter omdat, de trapafmetingen 301 en 302 tweemaal zo groot zijn als hun^u-wettrappen 202 en 203.

8104433 ” ........

'i r -7-

Voor het opheffen van het bekende vraagstuk van de versterking van ruis en overspreken van een vrij kanaal, wordt het codeerorgaan 101 zodanig gemodificeerd, dat de codeerkarakteristiek zowel de X-as als de Y-as op niet aan nul gelijk zijnde waarden snijdt. In de veor-5 keursuitvoeringsvorm wordt dit bereikt door het ^bruik van twee polari-teitsbeslissingen. De eerste polariteitsbeslissing, d.w.z. de eerste vergelijkerbeslissing, wordt genomen met een nulvergelijkingssignaal.

In tegenstelling tot gangbare codeerorganen echter, wordt deze beslissing niet overgedragen op de uitgang 103. Ia plaats daarvan wordt hij ge-10 bruikt voor het op een stijging onder voorspanning plaatsen van het co-deerorgaan 101. Bij voorkeur wordt de stijging 303 gebruikt. Volgende op de eerste polariteitsbeslissing, wordt een tweede polariteitsbeslissing genomen onder gebruikmaking van een vergelijkingssignaal, dat overeenkomt met een voorafbepaalde tussenpositie op een codeertrap. De tussen-15 positie wordt gekozen voor het tot een minimum beperken van de waarschijnlijkheid, dat ruis- en overspreekverstoringen op grond van hun statistische aard een codetrap of kwanticéergrens kruisen. Gewoonlijk komt de tussenpositie overeen met het punt halverwege een codetrap, bijv. 30*1-, 305, 306 of 307· Deze tweede polariteitsbeslissing wordt overge-20 * dragen op de uitgang 103. Het verdient tevens de vorkeur, dat in het gebruikelijke geval het vergelijkingssignaal voor de tweede polariteitsbeslissing overeenkomt met het punt halverwege de eerste positieve of eerste negatieve codetrap grenzende aan de .-oorsprong (d.w.z. resp.

301 of 302). Het vergelijkingssignaal voor de tweede polariteitsbeslis-25 sing wordt samen met daaropvolgende vergelij kings signalen aangelegd totdat het analoge monster volledig is gecodeerd. Dit gebruik van twee polariteit sbeslissingen plaatst het codeerorgaan 101 onder voorspanning op de voor afbepaalde tussenpositie voor het in belangrijke mate verminderen van de versterking van ruis- en overspreken van een vrij kanaal. Ha het 30 tweede vergelijkingssignaal, wekt de rest van het coderen, evenals volgens de stand van de techniek, een reeks binaire cijfertekens op, welke reeks de het dichtst bij het analoge monster liggende codetrap vertegenwoordigt i

Thans wordt verwezen naar figuur 4, die een codeerorgaan 400 35 toont. Het codeerorgaan 400 is soortgelijk aan het codeerorgaan 101 van figuur 1 met uitzondering van een aantal wijzigingen, nodig voor het opnemen van de hiervoor beschreven eerste en tweede polariteitsbeslissing.

8104433 * -8- - Deze wijzigingen, omvatten de toevoeging van een nulinstelketen 1+01, een keten-^02 voor het met een halve trapsverschuiving onder voorspan-ning plaatsen samen met een gemodificeerd logisch orgaan 1+03. Met uitzondering van een aantal wijzigingen» die tussendoor worden beschreven» 5 is het logische orgaan 1+Ó3 gelijk, aan het logische orgaan 112 van figuur 1.

Voor het in eerste instantie op de oorsprong onder voor-spanning plaatsen van het codeerorgaan 1+00, wordt een negatieve terug-* koppeling toegepast. De eerste polariteitsbeslissing van elk analoog monster wordt door het logische orgaan U-03 gekoppeld aan de leiding 1+01+.

10 De leiding 1+OU verbindt het logische nul- of 1-cijferteken aan de nulinstelketen 1+01. De keten 1+01 omvat een grendelorgaan 1+05, een stroom-schakelorgaan 1+06, een. condensor h-OT en een weerstand 1+08. De condensator 1+07 en de weerstand 1+08 vormen een RC-keten. De condensator 1+07 is aangebracht in de baan van het analoge signaal tussen de hemonsterings-15 en houdketen 105 en de bufferversterker 106. De weerstand h-08 vormt een shunt tussen een zijde van de condensator 1+07 en aarde. Het grendelorgaan 1)-05 slaat elke eerste polariteitsheslissing op totdat het coderen van het analoge monster is voltooid,. Deze beslissing wordt eenmaal tijdens het coderen van elk analoog monster genomen. Het binaire cijferte-20 ken, opgeslagen in het grendelorgaan 1+05 wordt verbonden met het stroom-schakelorgaan 1+06. Het strooms chakelorgaan 1+06 doet een voorafbepaalde hoeveelheid stroom gedurende de tijdsduur· van elk binair cijfert eken lopen. Indien het binaire cijfert eken in het grendelorgaan 1+05 een 0 is, leidt het st rooms chakelorgaan 1+06 de stroom in de condensator 1+07 25 voor het vergroten van de lading daarin. Indien omgekeerd een 1 is opgeslagen in het grendelorgaan 1+05, doet het st rooms chakelorgaan 1+06 de stroom vanuit de. condensator 1+07 stromen voor het verkleinen van de lading daarin. De weerstand 1+08 en de condensator 1+07 zijn gekozen met een lange tijdconstante, zodat de nulinstelketen 1+01 niet wordt beïnvloed door 30 plotselinge ingangssignaalveranderingen. De nulinstelketen 1+01 integreert echter de signalen op de leiding 1+0U en produceert een vereffenende verschuiving, die het codeerorgaan 1+00 onder voorspanning plaatst op de stijging 303. Het moefcnatuurlijk duidelijk zijn, dat de vereffenende verspringing op andere punten in het codeerorgaan 1+00 kan worden inge-35 voerd. De nulinstelketen 1+01 bijv. kan zijn verbonden met de ingangslei— ding 102. Verder kan dit nulinstelschema ook worden aangepast aan codeer-— organen met een aantal kanalen, welke organen signalen ontvangen op de 8 1 0 4 4 J3 " ........... .....................- ----------- -9- ingaagsleiding 102 vanaf een aantal ingangskanalen. Aanpassing van het : weergegeven nulinstelschema vereist slechts het leveren van <è signalen op de leiding ^04 aan elk ingangskanaal. Onder gebruikmaking van een ge-bruikelijfe tijdinstelschakeling kunnen dan de signalen op de leiding _ _ 5 vorden gedemultiplexeerd en verbonden met de nulinstelschakeling ^01 in elk ingangskaaaal voor het opwekken van een vereffenende verschuiving· Nadat de eerste polariteitsbeslissing is genomen, brengt het logische orgaan h03 via de leiding U09 het orgaan U02 voor het met een middentrap-verschuiving onder voorspanning plaatsen in werking. Het 10 orgaan U02 voor het met een middentrapverschuiving onder voorspanning plaatsen omvat een transistor hlO en een weerstand 411. Bij het inwerking brengen leidt de transistor h-10 een vooraf gekozen hoeveelheid stroom vanaf het netwerk 110 met twee ladders door de weerstand 411 naar aarde.

De weerstand Ui 1 regelt de hoeveelheid stroom, afgenomen van het netwerk 15 110 met twee ladders voor het produceren van een spanning over de lei dingen 113 en llh, overeenkomende met het punt in het midden .van een codetrap. Hoewel andere punten in het midden van de codetrap kunnen worden gekozen, wordt bij voorkeur het punt 30U of 306 gebruikt. De spanning voor het punt in het midden, opgewekt over de leidingen 113 en 11 k, 20 wordt geleverd aan de vergelijker 109, die deze spanning vergelijkt met het analoge monster. De vergelijker 109 wekt een logische 1..of 0 op in afhankelijkheid van het resp. groter of kleiner zijn van het analoge monster dan de spanning van hefcpunt in het midden. Deze vergelijkeruit-gaag wordt aangeduid als een tweede polariteitsbeslissing en verschijnt 25 als het eerste binaire cijferteken van het PGM-woord op de uitgangsleiding 103. De rest van het PCM-woord op de uitgangsleiding 103 wordt opgewekt door een reeks vergelijkingen met gebruikmaking van vergelijkings signalen, opgewekt door het netwerk 110 met twee ladders. Elk dezer vergelijkingen produceert na de polariteitsbeslissing binaire cijfertekens, die opeen-30 volgend verschijnen op de leiding 103· Het orgaan b02 voor het verschuiven over een halve trap blijft in werkzame toestand na de eerste polariteitsbeslissing totdat het analoge monster volledig is gecodeerd.

De voorgaande beschrijving van het orgaan b02 voor het met een halve trap verschuiven onder voorspanning plaatsen geldt voor het 35 gebruikelijkste geval, waarbij ruis- en overspreekverstoringen· gelijke positieve en negatieve amplituden hebben. Dientengevolge is het wenselijk — het codeerorgaan U00 op het punt in het midden van een codetrap onder voor- 8104433 * - ' -10,- .! spanning te plaatsen. Op te merken is echter, dat het voorspanningspunt naar een willekeurige tussenpositie op een codetrap kan worden -verschoven door het eenvoudig aanpassen van de waarde van de weerstand Ml totdat de-stroom, geleid vanaf het netwerk 110 met twee ladders de ge-5 wenste verschuivingsspanning over de leidingen 113 en 1lh opwekt.

- Een verduidelijkend voorbeeld van een netwerk met twee ladders, welk netwerk vergelijkingsspanningen opwekt voor het A-wet coderen van een analoog monster, is weergegeven in figuur 5· Het netwerk 110 omvat twee R-2H ladders, aangeduid als de negatieve ladder 501 en de positieve 10 ladder 502, samen met vijf te schakelen stroombronnen C1-C16. Elke stroombron wordt voorzien van dezelfde grondlijnvergelijkingsspanning Het spanningsverschil dat verschijnt over de leidingen 113 en 1lh, wordt . opgewekt, door de werking van de ladderschakelaars S1-S7» de polariteits-schakelaars S+ of S- en de te schakelen iraombronnen C1-C16. De werking 15 van deze schakelaar:;staat onder de regeling van het logische orgaan U03 via. de regel- 115 en polariteits- 116-kabels. In dit verband moet het duidelijk zijn, dat alle schakelaars in werkelijkheid elektrische organen zijn,, hoewel zij in figuur 5 zijn 'weergegeven als mechanische schakelaars.· 20 Bij het A-wet coderen is' er een totaal van 13. segmenten of 1 h- koorden, omdat; het segment bij de oorsprong twee op een lijn liggende koorden bevat. Het eerste segment heeft 32 gelijke trappen boven en onder de oorsprong. Elk opeenvolgend segment heeft 16 gelijke trappen i die tweemaal het niveau hebben van de trappen in het voorgaande segment .

25 Teneinde de vereiste codeerkarakteristiek te verkrijgen, wordt het coderen opgebroken in twee volgorden. Ten eerste wordt’' de koorde, waarin het niveau van het analoge monster valt, bepaald. Ten tweede wordt de trap in de koorde bepaald.

Thans wordt de stroombaan beschouwd door het netwerk 710 met 30 twee ladders. Stroom, gaande door de ladder, wekt een spanningsverschil VQ op, tussen de uitgangsleidingen 113 en 11M De stroom gaat eerst door de ladder via de S+ of S-polariteitsschakelaar en vandaar door een samenstel van de weergegeven stroombronnen. Een stroom "I" gaande door een schakelaar S1 produceert een uigangsspanningsverschil V aan de uit-35 gang van de ladder. Dezelfde stroom I gaande door een schakelaar S2 produceert een uitgangsspanning van 2V. Dezelfde stroom I gaande door een' ------- schakelaar S3 produceert een. uitgangsspanning van hV, enz. Derhalve ver- 8 1 0 4 433 .

V

-11- dubbelt elke ladders chakelaar de uitgangs spanning, geproduceerd door dezelfde stroom, die door de voorgaande schakelaar gaat. Per keer kan slechts een ladderschakelaar worden gekozen.

Vijf te schakelen stroombronnen C1-C16 zijn binair gewogen, 5 waarbij per keer een willekeurig samenstel van stroombronnen kan zijn ingeschakeld. De stroombron C16 echter is pas uitgeschakeld vaaneer de codeerorgaanuitgang zich in de onderste helft van het eerste segment moet bevinden. Eet alleen schakelen van C16 tijdens het eerste segment voorziet het codeerorgaan van de mogelijkheid 32 gelijke trappen in het 10 eerste segment te produceren. Het codeerorgaan produceert 16 gelijke trappen voor elk der overige zes segmenten. Derhalve Mn een totaal van 128 precisiespanningen worden geproduceerd over de leiding 113 en 11U door de werking van elke R-2R-ladder in het netwerk 110 met twee ladders.

Figuur 6 toont het schakeltoestandsschema, gebruikt voor het 15 opeenvolgend opwekken -van de vergeli jkingsspanningen. De beslissingen 2-5 bepalen de koorde, waarbij de beslissingen 6-9 de trap in de gekozen koorde bepalen. De codeervolgorde voor het bepalen van de eerste drie binaire cijfertekens is altijd dezelfde. De volgorde begint door het sluiten van de schakelaar S1 voor het opwekken van 07 over de leidingen 20 113 en 11h-. Voor gelijkheid wordt deze schakelaar in de "positieve” ladder 502 in werking gebracht samen met de S+ polariteitsschakelaar.

De vergelijkeruitgang van deze eerste polariteitsbeslissing is een 0 of een 1 en wordt door het logische orgaan ^03 geleverd aan de nul-instelketen k01. Vervolgens wordt een tweede vergelijkerbeslissing ge-25 nomen door het in werking brengen van het orgaan h02 voor het in het midden van een trap verschoven onder voorspanning plaatsen samen met de schakelaar S1. De tweede vergelijkeruitgang is het polariteitsbit, dat wordt overgedragen op de uiiguig 103 en wordt aangeduid als P. Indien de polariteit gelijk is aan 1, gaan opeenvolgende schakelwerkingen door op 30 de "positieve" ladder 502. Indien echter het polariteitsbit gelijk is aan 0, worden de opeenvolgende schakelaars bediend aan de negatieve ladder 501. Voor de derde beslissing, wordt de schakelaar Sl· gesloten en wordt de te schakelen stroombron C16 ingeschakeld. De ladderschakelaarwerkingen, die dan volgen, zijn afhankelijk van de vergelijkeruitgang. Indien de 35 derde vergelijkeruitgang bijv. een 1 is, wordt de schakelaar geopend en de schakelaar S6 gesloten. Indien daarentegen de derde uii^ng gelijk — is aan 0, wordt de schakelaar Sk geopend en de schakelaar S2 gesloten.

----------------8 1 0 4 4 33 I-,- " " ---- ‘ ‘ “ . .

i · · * }. ; _ -12- & « .· I . .

‘ | ; De juiste, schakelvolgorde kan aan de hand Tan figuur 6 worden bepaald . door het volgen van de bijpassende 1- of 0-vector, komende van de . ; omcirkelde schakelaaraanduiding. De schakelaaraanduidingen in elke cir- l : kei tonen de schakelaars, die zijn gesloten. Wanneer de vijfde beslissing 1 ; 5 is genomen, worden de als- laatste ingestelde schakelaars aangehouden ί . zonder verandering voor de rest van het coderen. Acht mogelijke combina-r ties van. vier binaire cijferfcekens zijn dan bepaald. Deze combinaties ; : zijn in figuur 6 volgende op de vijfde beslissing aangeduid. De koorde-. stap, die het dichtst bij het analoge signaal is, moet thans worden be-10 paald.

I De dichtstbij liggende koordetrap wordt bepaald door de be- | slissingen 6-9. Voor de beslissingen 6-9 worden de vereiste vergelijkings- spanningen geproduceerd door het in werking brengen van de te schakelen ' stroombronnen C1-C8 door het sluiten van een betreffende schakelaar.

15 De stroombron C8 wordt altijd als het beginpunt gekozen. De daaropvolgend gekozen stroombronnen, worden bepaald door de direkt voorafgaande, vergelijkeruitgang. Volgende op de -negende beslissing, is de het dichtst bij het analoge signaal liggende koordetrap bepaald. Deze trap wordt „ weergegeven door een reeks van vier binaire cijferfcekens, en overgedragen 20 op de uitgang 103 volgende op de cijferfcekens van de beslissingen 2-5.

Figuur· T toont een blokschema van het logische orgaan ^03.

Het logische orgaan ^-03 is gelijk aan het logische orgaan 112 met uitzondering van de toevoeging van een flip-flop F1, een instel-terugstel-flip 711 en een poort aan een demultiplexeerorgaan 702, De binaire cijfer-25 tekens, opgewekt door de vergelijker 109 worden op de leiding 111 geleverd aan het logische orgaan 1+03. De leiding 111 is verbonden met de D-ingangen van door de negatieve rand gestuurde flip-flops F1-F8, en. met een ingang naar een EN-poorb -710. Het dimultiplexeerorgaan 702, dat is verbonden met een schrijfblok 701, verdeelt opeenvolgende schrijf-30 klokimpulsen over de poorten 1-9. De kiokingang CLK van de flip-flops F1-F& is resp. verbonden met de poorten 1-8. De poort 9 is direkt verbonden met de terugstelleiding R van de instel-, terugstel-flip-flop 711 en een schakelaarregelargaan 715. Bij de negatieve overgang van de klokimpulsen van de poorten 1-8, worden de binaire cijferfcekens,. opge-35 wekt door de eerste acht vergelijkerbeslissingen, resp. in de flip-flops F1-F8 geschreven, waarbij zij verschijnen, op. de- Q-uitgangen. De negende — vergelijkerbeslissing wordt niet opgeslagen in een flip-flop, maar direkt — 8 1 0 4 4 33----------------------------------------------------- j -13- - gekogeld aan een eerste ingang van een EN-poort 710.

De Q-uitgangen van de flip-flops F2-F8 zijn resp. verbonden met een eerste ingang van de EN-poorten 703-709· Op te merken is, dat de Q—uitgang van de flip—flop F1 niet is verbonden met een EN—poort en 5 dus niet verschijnt op de uitgang 103. De flip F1 slaat de eerste ver-gelijkerbeslissing op tijdens het coderen van elk analoog monster, en is via de leiding 4o4 verbonden met de nulinstelketen 401. De leesklok ' 713 ijlt na op de schrijfblok 701. Het demultiplexeerorgaan 712 is ver- bonden met de leesklok 713 voor het verdelen van opeenvolgende leesklok-10 pulsen op de leidingen 1-8. Deze klokimpulsen worden opeenvolge nd gelegd flft-n de tweede ingang van de EN-poorten 703—710 voor 1st zodoende op het ritme van de klok programmeren van de binaire cijfertekens van de ver-gelijkerbeslissing 2-9 naar een 0F-poort 71^· Wanneer elk binair cijfer-teken een ingang naar de 0F-poorfc 71^· verschijnt, wordt hij gekoppeld 15 met de uitgang 103·

Het in werking brengen van het orgaan bQ2 voor het over een halve trap verschuiven wordt verschaft door de instel-terugstel-flip-flóp 711- De instelingang S en de 1-uitgaag van de Eïip-flop 711 zijn resp. verbonden met de poort 1 van het demultiplexeerorgaan 702 en het 20 orgaan U02 voor het verschuiven over een halve trap. De terugstelleiding R is verbonden met de poort 9 van het demultiplexeerorgaan 702. Dientengevolge wordt het orgaan k02 voor het verschuiven over een halve trap ingeschakeld door het verschijnen van de schrijfklokimpuls pp de poort 2, en uitgeschakeld na de schrijfklokimpuls op de poort 9· 25 De schakelregeling 715 ontvangt de Q-uitgangen van de flip flops. F3-F8 voor het in werking brengen van de ladder- en stroombron-schakelaars in het netwerk 110 met twee ladders overeenkomstig het scha-kelaartoestandschema van figuur 6. De klokimpulsen op de poort 9 van het demultiplexeerorgaan 702 worden eveneens verbonden met de schakelrege-30 ling 715 voor het starten van de logische schakeling daarin nadat de negende vergelijkerbeslissing is genomen. Dit starten sluit de S1 ladderen S+-polariteitsschakelaars en opent alle overige ladder- en stroombrons chakelaars . De regelkabel 115 koppelt de door de schakelregeling 715 opgewekte signalen aan het netwerk 110 met twee ladders.

35 De regeling van de polariteitsschakelaars S+ en S- in het net werk 110 met twee ladders wordt verschaft door inverteerorganen 716, 717 en een EN-poort 718. De EN-poort 718 wordt in werking gebracht bij af- ---------81 0 4 4 33------------------------------------ « » ....

i ; 1 ~ .......' ...... J ...........' ; I : . -iW : ; 'i wezigheid van eexkloksignaal naar de flip-flop F2. Ha. het in werking brengen koppelt de poort 718 de Q-uitgang van de flip-flop F2, welke uitgang de tweede polariteitsbeslissing is, aan de S+ schakelaar. Het invert eer orgaan 71T inverteert de uiting van de Eïï-poort 718 en koppelt 5 deze aan de S-polariteitsschakelaar. Een 1-en 0 naar de S+ en S- polariteitsschakelaars houdt deze in resp. een gesloten en geopende stand.

Het is natuurlijk’ duidelijk, dat de toepassing van de onderhavige uitvinding in een digitaal overdrachtstelsel geen modificatie vereist van de bestaande uitrusting voor het decoderen in het ontvanger-10 eindstation.

v i.

— 8 ror4 3 3--------------------— —--------------------------

Claims (12)

1. Analoog-digitaal codeerorgaan, gekenmerkt door een co= deerkarakteristiek, die zowel de 7-as als de X-as snijdt bij niet gelijk aan nul. zijnde waarden.

2. Codeerorgaan met voorspanning in bet midden van een stij ging en opeenvolgende benadering voor het omzetten van een analoog sig-naalmonster in een veel-bits PCM-codewoord<» welt orgaan een vergelijker-omvat voor het opeenvolgend vergelijken van het analoge signaalmonster met een reeks vergelijkingssignalen en het uit elke vergelijking opwek-10 ken van een uitgang, waarbij de eerste vergelijking een polariteits- beslissing is» een middel voor het produceren van de reeks vergelijkingssignalen, een logisch middel voor aanspreking op de vergelijkeruitgang voor het regelen van het opeenvolgend leggen van de vergelijkingssignalen aan de vergelijker en het omzettenwan de vergelijkeruitgang in een bit 15 van het PCM-codewoord, gekenmerkt door een terugkoppelmiddel (h-01) voor het ontvangen de polariteitsbeslissing van de vergèlijker (107) en het daaruit opwekken van een signaal voor het verminderen van een gelijkstroomcomponent in het analoge monstersignaal tot nagenoeg nul, verder door tweede middelen (U02, 110) voor het opwekken van vergelijkingssigna-20 len en het produceren van een vergelijkingssignaal met een niet aan nul gelijkzijnde verschuiving, overeenkomende met een vooraf bepaalde tussenpositie tussen:, twee kwantieeergrenzen, en door regelmiddelen (701, 702, 711, F1) voor het leggen van het verspringingsvergelijkingssignaal aan de vergelijker direkt volgende op de polariteitsbeslissing voor het 25 opwekken van een tweede polariteitsbeslissing uit de vergelijkeruitgang, welk verschuivingssignaal met de reeks vergelijkingssignalen wordt aangelegd totdat het analoge signaalmonster is gecodeerd, welke regelmiddelen tevens het logische orgaan (715) beletten de polariteitsbeslissing om te zetten in een bit van het PCM-codewoord, en de tweede polariteits-30 beslissing in plaats daarvan te stellen.

3. Codeerorgaan volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het niet aan nul gelijk zijnde verschuivingsvergelijkingssignaal overeenkomt met het punt in het midden tussen twee kwantieeergrenzen.

4. Codeerorgaan volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat 35 het aan nul gelijkzijnde verschuivingsvergelijkingssignaal overeenkomt met het punt in het midden van de eerste positieve codetrap direkt grenzende aan de oorsprong. " ''8104133 *· *- I-: 1 ' 1 ’ : ! . ί ' 1 -16-.. ’ ! 5· Codeerorgaan volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het niet aan nul gelijkzijnde verschuivingsvergelijkingssignaal over- o‘ . eenkomt met in· hoofdzaak het punt in het midden van de eerste· negatieve 5 codetrap, direkt grenzende aan de oorsprong.

6. Codeerorgaaa volgens conclusie il·, met het kenmerk», dat het analoge signaalmonster een in impuls amplitude gemoduleerd monster . is. .

7. Codeerorgaan volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat ‘10 : het analoge signaalmonster een in impulsamplitude gemoduleerd monster - is.

8. Codeerorgaan volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de omzetting van het in impuls amplitude gemoduleerde signaal plaatsvindt volgens een A-wet codeerkarakteristiek.

9. Werkwijze voor het verminderen van ruis en overspreken in een vrij kanaal hij het coderen, van een analoog signaalmonster in een veel hits PCM-codewoord overeenkomstig een codeerkarakteristiek met voor spanning in het midden van een stijging, welke karakteristiek een aantal codetrappen heeft, zich bevindende tussen kwanticeergrenzen, 20 welke werkwijze de stappen omvat van het vergelijken van het analoge signaalmonster met een eerste vergelijkingssignaal en het opwekken van een eerste binair cijfert eken in het veel-bits PCM-codewoord, welk cijferteken de polariteit vertegenwoordigt van het analoge signaal, het vergelijken van het analoge signaalmonster met een reeks vergelijkings-25 signalen en het opwekken van een reeks binaire cijfertekens in het veel-bits PCM-codewoord, welke cijfertekens de codetrap vertegenwoordigen die het dichtst overeenkomt met de amplitude van het analoge signaalmon-ster» gekenmerkt door de stappen van het koppelen van het eerste binaire cijferteken aan een terugkoppelschakeling (U01) voor het verminderen 30 van een gelijkstroomcomponent in het analoge signaalmonster tot nagenoeg nul en het opwekken-van een niet aan nul gelijkzijnd vers chuivingsvergelijkings signaal (k02, 110), overeenkomende met een voorafbepaalde tussenpositie op een codetrap, het vergelijken (711) van het analoge signaal met het niet aan nul gelijk zijnde verschuivingsvergelijkingssignaal 35 en het opwekken van het tweede binaire cijferteken daaruit volgende op de vergelijking onder gebruikmaking van het eerste vergelijkingssignaal en voor de vergelijkingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de reeks vergelijkingssignalen, het leggen (711) van het aan nul gelijkzijnde vergelijkingssignaal aan de reeks vergelijkingssignalen tijdens het op- 8Τ01ΤΠ . ; -17- > • wékken van de reeks binaire cijfert ekens, en bet in de plaats stellen van bet tweede binaire cijferteken voor bet eerste binaire cijferteken in bet veel-bits PCM-codevoord.

10. Werkwijze volgens conclusie 9» met bet kenmerk, dat bet 5 niet aan nul gelijkzijnde vergelijkingssignaal overeenkomt met bet punt in bet midden van een codetrap.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met bet kenmerk, dat bet niet aan nul gelijk zijnde vergelijkingssignaal overeenkomt met bet punt in bet midden van de eerste positieve codetrap, direkt grenzende 10 aan de oorsprong.

12. Werkwijze volgens conclusie 10, met' bet kenmerk, dat bet niet aan aiul gelijkzijnde vergelijkingssignaal overeenkomt met bet punt in bet midden van de eerste negatieve codetrap, direkt grenzende aan de oorsprong. 15 13· Werkwijze volgens conclusie 11, met bet kenmerk, dat bet analoge signaalmonster een in impuls amplitude gemoduleerd monster is. 1l·. Werkwijze volgens conclusie 12, met bet kenmerk, dat bet analoge signaalmonster een in impuls amplitude gemoduleerd monster is.

15. Werkwijze volgens conclusies 13 of 1U, met bet kenmerk, dat de codeerkarakfceristiek met voorspanning in bet midden van een stij- -ging een A-vetkarakteristiek is. -----------atG 4 433 --------------- - ----------- ~ -