NL8303594A

NL8303594A - ANALOGUE DIGITAL AND DIGITAL ANALOGUE SIGNAL CONVERTER.

Info

Publication number: NL8303594A
Application number: NL8303594A
Authority: NL
Original assignee: Dbx
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1983-10-18
Publication date: 1984-05-16
Also published as: DE3338155A1; FR2535130A1; JPS5995725A; GB2128825A; GB8326382D0

Description

VO 5167VO 5167

Betr.; Analoog-digitaal- en digitaal-analoogsignaalomzetter.Betr .; Analog-to-digital and digital-to-analog signal converter.

De uitvinding heeft betrekking op een analoog-digitaal- en digi-taal-analoogsignaalamzetting. Bij de opkomst van digitale signaalverwerking , is een grote mate van aandacht geschonken aan het omzetten (d.w.z. coderen) van analoge informatiesignalen (bijvoorbeeld video- of audio-5 signalen) in een digitaal type, zodat de gecodeerde signalen digitaal kunnen worden verwerkt en/of geregistreerd, en het omzetten (n.1. decoderen) van het digitaal verwerkte signaal terug naar een analoog type.The invention relates to an analog-digital and digital-analog signal conversion. With the advent of digital signal processing, a great deal of attention has been paid to converting (ie encoding) analog information signals (eg video or audio 5 signals) into a digital type so that the encoded signals can be digitally processed and / or recorded, and converting (n.1. decoding) the digitally processed signal back to an analog type.

Bij een voor deze doeleinden gebruikte standaard analoog-digitaal (A-D)-omzetter wordt gebruik gemaakt van een techniek, welke bekend 10 staat als pulscodemodulatie (PCM). Bij dit type modulatie wordt een binair uitgangssignaal opgewekt, dat een waarde heeft, welke evenredig is met de amplitude van het analoge ingangssignaal tijdens een voor afbepaald discreet tijdinterval. Standaardmodellen hebben de neiging binair gecodeerde uitgangssignalen van l4 bits en 16 bits te verschaffen. Dit type 15 omzetter is niet slechts duur, doch heeft ook de neiging zeer gevoelig te zijn voor bitfouten in het overdrachtsmedium. Tengevolge daarvan worden bij de bekende PCM-inrichtingen meer in het bijzonder gecompliceerde foutcorrectiecodes toegepast. Bij het registreren van het informatiesig-naal in het digitale type daarvan (zoals bijvoorbeeld bij registratie 20 in een bandregistratie-inrichting) worden extra bits, welke informatie omtrent deze codes bevatten, meer in het bijzonder op de band geregistreerd teneinde bij weergave een foutcorrectie te verkrijgen. Dit leidt tot "overhead"-informatie, welke moet worden geregistreerd. De "overhead'' kan soms kQ% van de totale geregistreerde informatie omvatten.A standard analog-digital (A-D) converter used for these purposes uses a technique known as pulse code modulation (PCM). In this type of modulation, a binary output signal is generated, which has a value proportional to the amplitude of the analog input signal during a predetermined discrete time interval. Standard models tend to provide binary coded outputs of 14 bits and 16 bits. This type 15 converter is not only expensive, but also tends to be very sensitive to bit errors in the transfer medium. As a result, the known PCM devices more particularly employ complicated error correction codes. When recording the information signal in its digital type (such as, for example, recording 20 in a tape recorder), additional bits containing information about these codes are more particularly recorded on the tape in order to correct an error upon reproduction. to gain. This leads to "overhead" information, which must be recorded. The overhead can sometimes include kQ% of the total recorded information.

25 Sen methode, welke men heeft ontwikkeld en welke minder gevoelig is voor bituitvallen, is een methode, welke bekend staat als deltamodula-tie. Bij deltamodulatiestelsels, bestaat het digitaal gecodeerde signaal in werkelijkheid uit een stroom van binaire bits, elk met een van twee binaire waarden (d.w.z. dat één waarde een logische "1” of "hoog" is, 30 terwijl de andere een logische "0” of "laag" is) en stelt de helling van elk segment van het analoge signaal gedurende een voorafbepaald discreet tijdinterval voor bij vergelijking met de waarde van het analoge signaal voor het voorafgaande tijdinterval. De bit ”1" betekent, dat de helling van het analoge ingangssignaal gedurende dat tijdinterval positief is, 35 terwijl de bit "0" betekent, dat de helling van het analoge signaal gedurende dat tijdinterval negatief is. Bij het decoderen van het digitaal 8303594 * k * - 2 - gecodeerde signaal reconstrueert de decodeerinrichting het analoge signaal door de uitgangsamplitude daarvan met een voorafbepaald bedrag (betiteld als "stapafmeting") te vergroten in responsie op een bit "1" van de digitaal gecodeerde signaalstroom en (2) de uitgangsamplitude daarvan 5 met een voorafbepaald bedrag te verlagen in responsie op een bit "O” van de digitaal gecodeerde signaalstroom. De relatieve overheersing van 'Ί en ’O”-bits in de digitale signaalstroom geeft aan of het analoge signaal stijgt, daalt of in hoofdzaak. constant blijft. Meer in het bijzonder geeft een reeks van opeenvolgende bits met het "1 ”-niveau een continu toenemend 10 analoog signaal aan voor tijdintervallen, welke door de bits worden voorgesteld, geeft een reeks opeenvolgende bits bij het "C'-niveau een steeds afnemend analoog signaal aan gedurende die tijdintervallen, welke door de bits worden voorgesteld, en geven wisselende "O” en f,1''-bits een analoog signaal met een constante amplitude aan voor die tijdintervallen, 15 welke door de bits worden voorgesteld.One method, which has been developed and which is less sensitive to bit failures, is a method known as delta modulation. In delta modulation schemes, the digitally encoded signal is actually a stream of binary bits, each with one of two binary values (ie one value is a logic "1" or "high", while the other is a logic "0" or is "low") and represents the slope of each segment of the analog signal during a predetermined discrete time interval when compared to the value of the analog signal for the previous time interval. The bit "1" means that the slope of the analog input signal during that time interval is positive, while the bit "0" means that the slope of the analog signal during that time interval is negative. When decoding the digital 8303594 * k * - 2 - encoded signal, the decoder reconstructs the analog signal by increasing its output amplitude by a predetermined amount (referred to as "step size") in response to a bit "1" of the digitally encoded signal stream and (2) its output amplitude 5 by a predetermined amount in response to a bit "O" of the digitally encoded signal stream. The relative predominance of "Ί and" O "bits in the digital signal stream indicates whether the analog signal rises, falls or substantially. remains constant. More specifically, a series of consecutive bits with the "1" level indicates a continuously increasing analog signal for time intervals represented by the bits, a series of consecutive bits at the "C" level indicates an ever decreasing analog signal during those time intervals represented by the bits, and alternating "0" and f, 1 "bits indicate a constant amplitude analog signal for those time intervals represented by the bits.

Bij het coderen van een analoog signaal met een bepaalde delta-modulatiemethode wordt het digitaal gecodeerde signaal uit een analoog ingangssignaal afgeleid door de waarde van het analoge ingangssignaal tijdens het voorafgaande tijdinterval met periodieke klokintervallen te 20 vergelijken met de waarde van het analoge ingangssignaal van het huidige interval teneinde vast te stellen of het signaal toeneemt of afneemt, en een binaire bit f,1" op te wekken indien de vergelijking een toename aangeeft en een binaire bit 'O” op te wekken indien de vergelijking een afname aangeeft. Bij het decoderen van het digitale signaal voor elk bi-25 nair signaal bij een "1"-niveau wordt een voorafbepaald bedrag bij de laatste waarde van het analoge uitgangssignaal opgeteld en bij het decoderen van het digitale signaal voor elk binaire signaal bij een "0"-niveau wordt een voorafbepaald bedrag van de laatste bedrag van het analoge uitgangssignaal afgetrokken. Aangezien het voorafbepaalde bedrag, dat wordt 30 opgeteld of afgetrokken bij respectievelijk van de voorafgaande analoge signaalwaarde constant is, wordt deze methode betiteld als constante of niet-adaptieve deltamodulatie.When encoding an analog signal with a particular delta modulation method, the digitally encoded signal is derived from an analog input signal by comparing the value of the analog input signal during the preceding time interval with periodic clock intervals to the value of the analog input signal of the current interval to determine whether the signal increases or decreases, and generate a binary bit f, 1 "if the equation indicates an increase, and generate a binary bit" O "if the equation indicates a decrease. the digital signal for each binary signal at a "1" level is added a predetermined amount to the last value of the analog output signal, and when the digital signal is decoded for each binary signal at a "0" level subtracts a predetermined amount from the last amount of the analog output signal, since the predetermined amount is t 30 added or subtracted from the previous analog signal value respectively is constant, this method is referred to as constant or non-adaptive delta modulation.

Een voordeel van de vaste deltamodulatietechniek is, dat een gering niveau (gelijk aan een aantal malen het increment van de stapafme-35 ting) van witte ruis (betiteld als ,,dither',T-ruis) bij het analoge signaal tijdens het coderen daarvan kan worden opgeteld om ervoor te zorgen, dat de ruisbodem wit is. Anders kan tonale ruis (ruis, welke van witte ruis Λ - .; \ 7 . : * Λ * ..<$ ·ί\ - 3 - verschilt) ia de achtergrond aanwezig zijn en kan een vervorming met laag niveau in het gereconstrueerde analoge uitgangssignaal van de decodeer-inrichting optreden.An advantage of the fixed delta modulation technique is that a small level (equal to a number of times the increment of the step size) of white noise (termed "dither", T-noise) at the analog signal during encoding thereof can be added to make sure the noise bottom is white. Otherwise, tonal noise (noise which differs from white noise Λ -.; \ 7.: * Λ * .. <$ · ί \ - 3 - may be present in the background and low level distortion may be present in the reconstructed analog output signal from the decoder.

De voornaamste moeilijkheid "bij dit type deltamodulatietechniek 5 is de neiging tot het ontstaan van fouten hij het decoderen van het digitale signaal. Een type fout» welke optreedt, is een gevolg van de zwenk-snelheidsheperkingen van de deeodeerinrichting (zwenksnelheid heeft betrekking op de snelheid van verandering van het oorspronkelijke analoge signaal) en deze wordt betiteld als "hellingsoverbelasting”, welke op-10 treedt wanneer het signaal snel verandert. Meer in het bijzonder zal, indien de deeodeerhelling (d.w.z. het incrementale bedrag, dat bij de eerdere analoge waarde wordt opgeteld of daarvan wordt afgetrokken), die voor het decodeerproces wordt gekozen, niet ruw is aangepast aan de helling van het oorspronkelijke ingangssignaal, een waarneembare fout 15 optreden tussen het analoge ingangssignaal van de codeerinrichting en het door de deeodeerinrichting verschafte gereconstrueerde, analoge uitgangssignaal. Indien het incrementale bedrag (d.w.z. de deeodeerhelling) constant wordt gehouden, kan het ingangssignaal slechts op nauwkeurige wijze worden gecodeerd over een smal gebied van veranderingen in amplitude 20 omdat een te grote verandering ia amplitude van het ingangssignaal tijdens een klokinterval (d.w.z. een bedrag, groter dan het incrementale bedrag) niet op een nauwkeurige wijze in het gedecodeerde uitgangssignaal kan worden weergegeven. Bij een dergelijke grote verandering in het ingangssignaal zal de codeerinrichting een continue reeks van f' 1 ,f-bits of "0"-25 bits coderen in een poging het uitgangssignaal voldoende snel te verhogen of te verlagen om dit met het ingangssignaal te laten overeenstemmen.The main difficulty in this type of delta modulation technique 5 is the tendency for errors to occur when decoding the digital signal. One type of error that occurs is due to the swing speed limitations of the deoder (swing speed refers to the speed of change from the original analog signal) and is referred to as "ramp overload", which occurs at-10 when the signal changes rapidly. More specifically, if the decoding slope (ie the incremental amount added to or subtracted from the previous analog value) selected for the decoding process is not roughly adjusted to the slope of the original input signal, a discernible Error 15 occurs between the analog input signal from the encoder and the reconstructed analog output signal provided by the decoder. If the incremental amount (ie, the decoding slope) is kept constant, the input signal can only be accurately encoded over a narrow range of changes in amplitude 20 because too great a change in amplitude of the input signal during a clock interval (ie, an amount, greater than the incremental amount) cannot be accurately represented in the decoded output signal. With such a large change in the input signal, the encoder will encode a continuous sequence of f '1, f-bits or "0" -25 bits in an attempt to increase or decrease the output signal fast enough to match the input signal. .

Een ander type fout, dat opteedt bij constante deltamodulatieme-thoden is de "kwantiserings"-fout, welke optreedt wanneer tijde het klokinterval een te kleine verandering in het analoge ingangssignaal optreedt. 30 Dergelijke fouten doen zich voor wanneer de stapafmeting van het gereconstrueerde analoge uitgangssignaal continu de werkelijke incrementale waarde van het oorspronkelijke analoge ingangssignaal gedurende dat tijdinterval (wanneer de werkelijke verandering in het oorspronkelijke signaal gedurende het tijdinterval kleiner is dan het toegevoegde incrementale be-35 drag) overschiet, waardoor een zaagrandsignaal met afwisselende bit"I’s" en “O's" in het digitaal gecodeerde signaal optreedt.Another type of error that occurs with constant delta modulation methods is the "quantization" error, which occurs when a too small change in the analog input signal occurs during the clock interval. Such errors occur when the step size of the reconstructed analog output signal continuously the actual incremental value of the original analog input signal during that time interval (when the actual change in the original signal during the time interval is less than the incremental amount added). , causing a saw edge signal with alternating bit "I's" and "O's" in the digitally encoded signal.

Door de stapafmeting, d.w.z. het aan het gedecodeerde analoge uit- S 3 0 3 5 9 4 m * * - 4 - gangssignaal toegevoegde element te vergroten, zal het probleem van de hellingsoverbelasting worden gereduceerd en derhalve het zwenksnelheids-vermogen worden verbeterd, doch het probleem van optimaliseringsfouten wordt vergroot. Omgekeerd wordt door het reduceren van de stapafmeting 5 het probleem van optimaliseringsfouten gereduceerd, doch wordt het probleem van hellingsoverbelasting vergroot en wordt het zwehksnelheidsver-mogen van de deeodeerinrichting verminderd.By increasing the step size, ie the element added to the decoded analog output S 3 0 3 5 9 4 m * * - 4 - output signal, the problem of the ramp overload will be reduced and therefore the slew rate power will be improved, but the problem of optimization errors is exacerbated. Conversely, by reducing the step size 5, the problem of optimization errors is reduced, but the problem of ramp overload is increased and the swing speed capability of the decoder is reduced.

Men kan de werking van het stelsel verbeteren door de tijd van elk discreet tijdinterval te verkleinen, doch hierdoor worden de band-10 breedte-eisen zwaarder en derhalve de kosten van het stelsel hoger.One can improve the operation of the system by decreasing the time of each discrete time interval, but this increases the bandwidth requirements and thus increases the cost of the system.

Om de problemen van hellingsoverbelasting en kwantiseringsfouten te overwinnen, zijn adaptieve deltamodulatiestelsels, zoals die, beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.190.801 en 4.254.502, ontwikkeld.To overcome the problems of ramp overload and quantization errors, adaptive delta modulation systems, such as those described in U.S. Patents 4,190,801 and 4,254,502, have been developed.

Bij deze stelsels wordt meer in het bijzonder gebruik gemaakt van een 15 schakeling voor het variëren van de elementen, welke bij het gereconstrueerde of gedecodeerde analoge signaal worden opgeteld teneinde op deze wijze de helling te variëren en derhalve het analoge ingangssignaal dichter te volgen. Deze adaptieve stelsels kunnen derhalve aan een groter dynamisch gebied plaats vinden.- De stelsels omvatten meer in het bijzonder signaal-20 gener at ororganen, zoals een integrator, die op een referentiesignaal reageert. Het referentiesignaal wordt gevarieerd als een functie van het bedrag van de incrementale verandering van het oorspronkelijke analoge signaal gedurende een tijdinterval ten opzichte van de waarde van het signaal bij het voorafgaande interval, zodat het referentiesignaal kan worden ge-25 bruikt om de waarde van het increment, dat bij het analoge signaal wordt opgeteld of daarvan wordt afgetrokken, bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal te veranderen. De Amerikaanse octrooischriften 4.190.801 en 4,254.502 beschrijven elk een adaptief stelsel, dat de waarde van het increment, d.w.z. de stapafmeting van de codeerinrichting var· 30 rieert in evenredigheid met de afgeleide (of het kwadraad van de afgeleide). van het ingangssignaal, gemiddeld over een groot aantal klokperioden. Ofschoon dergelijke adaptieve signalen het dynamische signaalgebied vergroten, treden ook bezwaren op. Het continu veranderen van de stapafme-tingen van het uitgangssignaal van de deeodeerinrichting verandert ook 35 continu de kwantiseringsruis aan de uitgang van de deeodeerinrichting. #More particularly, these systems utilize a circuit for varying the elements added to the reconstructed or decoded analog signal to vary the slope in this way and thus more closely follow the analog input signal. These adaptive systems can therefore take place over a wider dynamic range. The systems more particularly comprise signal generators, such as an integrator, which respond to a reference signal. The reference signal is varied as a function of the amount of the incremental change of the original analog signal over a time interval from the value of the signal at the previous interval, so that the reference signal can be used to calculate the value of the increment , which is added to or subtracted from the analog signal, to change when decoding the digitally encoded signal. U.S. Patent Nos. 4,190,801 and 4,254,502 each describe an adaptive system that varies the value of the increment, i.e., the encoder step size, in proportion to the derivative (or the quadrant of the derivative). of the input signal, averaged over a large number of clock periods. Although such adaptive signals increase the dynamic signal range, drawbacks also arise. Continuously changing the step sizes of the decoder output signal also continuously changes the quantization noise at the output of the deoder. #

Indien men "dither'^ruis gebruikt om deze kwantiseringsruis te maskeren, zou de "dither"-ruis ook bij veranderende stapafmeting moeten worden 8303594 - 5 - gewijzigd om een ongewenste vervorming te elimineren. Om deze reden wordt "dither"-ruis gewoonlijk niet toegepast in adaptieve deltamodulatiestel-sels. Tengevolge daarvan kan de ruisbodem een bepaalde tonaliteit hebben en kunnen analoge signalen met laag niveau op een onaanvaardbare wijze 5 worden vervormd. Voorts verandert, wanneer de stapafmeting wordt gewijzigd, de kwantiseringsfout van het stelsel met het signaalniveau, hetgeen op zijn beurt kan leiden tot een verschuivende ruisbodem. Bij audiostelsels zal, indien deze verschuivende bodem niet voldoende ver onder het signaal ligt, niet op de juiste wijze worden gemaskeerd en kan het zijn, dat ruis 10 "breathing" hoorbaar kan worden waargenomen. Voorts kan bij typerende, adaptieve stelsels de stapafmeting slechts over een gebied van ongeveer 500 op ] worden ingesteld, waardoor het beschikbare, dynamische gebied-vermogen van het stelsel wordt beperkt. Verder is er een minimale stapafmeting tengevolge van het niet-rideale gedrag van een vergelij kings-15 inrichting, welke wordt toegepast om het niveau van het analoge ingangssignaal met het referentiesignaal te vergelijken. De niet-ideale verge-lijkingsinrichting is ongevoelig voor verschillen in de signaalniveaus, welke onder een minimumniveau zijn gelegen, afhankelijk van de kwaliteit van de component.If "dither" noise is used to mask this quantization noise, the "dither" noise should also be changed with changing step size 8303594 - 5 - to eliminate unwanted distortion. For this reason, "dither" noise is usually not used in adaptive delta modulation systems. As a result, the noise bottom can have a certain tonality and low level analog signals can be distorted in an unacceptable manner 5. Furthermore, when the step size is changed, the quantization error of the system changes with the signal level, which in turn, can lead to a shifting noise floor In audio systems, if this shifting floor is not sufficiently far below the signal, it will not be properly masked and noise 10 "breathing" may be audibly perceived. in typical adaptive systems, the step size can be set only over a range of about 500, so that the The available dynamic range capability of the system is limited. Furthermore, there is a minimal step size due to the non-ritual behavior of a comparator used to compare the level of the analog input signal with the reference signal. The non-ideal comparator is insensitive to differences in the signal levels, which are below a minimum level, depending on the quality of the component.

20 Een oogmerk van de uitvinding is het in hoofdzaak reduceren of overwinnen van de bezwaren van de stand der techniek.An object of the invention is to substantially reduce or overcome the drawbacks of the prior art.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterd stelsel voor het coderen van een analoog signaal in een digitaal gecodeerde vorm en voor het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal 25 om op een nauwkeurige wijze het oorspronkelijke analoge signaal met een minimale vervorming te reconstrueren.Another object of the invention is to provide an improved system for encoding an analog signal in a digitally encoded form and for decoding the digitally encoded signal to accurately reconstruct the original analog signal with minimal distortion. .

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterd deltamodulatiestelsel, dat de bovengenoemde voordelen van zowel het adaptieve als niet-adaptieve stelsel vertoont, en waarbij de problemen, 30 welke zich bij de bezwaren voordoen, worden overwonnen of in hoofdzaak worden gereduceerd.A further object of the invention is to provide an improved delta modulation system that exhibits the above-mentioned advantages of both the adaptive and non-adaptive systems, and overcomes or substantially reduces the problems associated with the drawbacks.

Een ander oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een del-tamodulatiestelsel met een variërende uitgangshelling onder gebruik van een vaste stapafmeting bij het decoderen van het digitaal gecodeerde sig-35 naai, terwijl het stelsel tegelijkertijd bestemd is om !!dither''-ruis te gebruiken voor het maskeren van kwantiseringsruis.Another object of the invention is to provide a delam modulation system with a varying output ramp using a fixed step size in decoding the digitally encoded sig-35 sew, while at the same time the system is designed to reduce dither noise. to be used for masking quantization noise.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een delta- 8303594 » i - β - modulatiestelsel, bestemd voor audiosignaaloverdracht en -registratie, voorzien van een variërende uitgangshelling onder gebruik van een constante stapafmeting bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal zonder een hoorbaar waarneembare verschuiving van de ruisbodem.Another object of the invention is to provide a delta-8303594 i-β modulation system, intended for audio signal transmission and recording, having a varying output ramp using a constant step size when decoding the digitally encoded signal without an audible perceptible shift of the noise floor.

5 Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een delta- modulatiestelsel met een sterk vergroot dynamisch gebied, vergeleken met dat van de bekende niet-adaptieve en adaptieve stelsels.A further object of the invention is to provide a delta modulation system with a greatly increased dynamic range, compared to that of the known non-adaptive and adaptive systems.

Een ander oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een deltamodulatiestelsel, dat in hoofdzaak ongevoelig is voor een niet-10 ideaal gedrag van de vergelijkingsinrichting.Another object of the invention is to provide a delta modulation system that is substantially insensitive to a non-ideal behavior of the comparator.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een delta-modulator van het type, waarbij het signaal bestemd is voor een vaste stapafmeting overeenkomstig analoge technieken teneinde de voordelen van zowel het niet-adaptieve als adaptieve stelsel te verkrijgen.Another object of the invention is to provide a delta modulator of the type, wherein the signal is for a fixed step size according to analog techniques in order to obtain the advantages of both the non-adaptive and adaptive system.

15 Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een goed kope analoog-digitaal omzetter, waarin gebruik wordt gemaakt van analoge technieken,A further object of the invention is to provide a cheap analog-digital converter using analog techniques,

Deze en andere oogmerken worden verkregen door een verbeterd sig-naalcodeer- en decodeerstelsel. Volgens een aspect van de uitvinding 20 wordt voorzien in een stelsel (1) voor het coderen van een analoog signaal, als een digitaal gecodeerd signaal van het type, voorzien van binair gewogen signalen, elk bij een discreet tijdinterval en als een functie van het verschil tussen de waarde van het analoge ingangssignaal tijdens het interval en een referentiesignaal als een functie van een voorafbepaald 25 aantal voorafgaande waarden van het analoge ingangssignaal bij een overeenkomstig, voorafbepaald aantal intervallen, of alternatief (2) het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal teneinde het oorspronkelijke analoge signaal te reconstrueren. Het stelsel is voorzien van organen, die in responsie op het digitaal gecodeerde signaal een stuursignaal als een 30 functie van het digitaal gecodeerde signaal opwekken. Het stelsel omvat voorts organen, die in responsie op het stuursignaal de versterking, welke aan het''analoge signaal wordt medegedeeld, als een functie van het stuursignaal variëren.These and other objects are achieved by an improved signal encoding and decoding system. According to an aspect of the invention, there is provided a system (1) for encoding an analog signal, as a digitally encoded signal of the type, provided with binary weighted signals, each at a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog input signal during the interval and a reference signal as a function of a predetermined number of predetermined values of the analog input signal at a corresponding predetermined number of intervals, or alternatively (2) decoding the digitally encoded signal to reflect the original reconstruct analog signal. The system includes means which, in response to the digitally encoded signal, generate a control signal as a function of the digitally encoded signal. The system further includes means which vary in response to the control signal the gain communicated to the analog signal as a function of the control signal.

Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt voorzien in een 35 stelsel voor het opwekken van een digitaal gecodeerd elektrisch uitgangssignaal,' dat representatief is voor en in responsie is op een analoog elektrisch ingangssignaal. Het stelsel omvat organen om het digitaal ge- 8303594 • » - τ - codeerde uitgangssignaal zodanig op te wekken , dat het uitgangssignaal binair gewogen signalen omvat, elk voor een discreet tijdinterval en als een functie van het verschil tussen de waarde van het analoge ingangssignaal bij het interval en een referentiesignaal als een functie van een 5 voorafbepaald aantal verstreken waarden van het analoge ingangssignaal bij een overeenkomstig, voorafbepaald aantal tijdintervallen. Het stelsel omvat voorts organen, die in responsie op een stuursignaal de sign aal -versterking, welke aan het analoge ingangssignaal wordt medegedeeld, variëren en organen voor het opwekken van het stuursignaal in responsie pp 10 het digitaal gecodeerde uitgangssignaal.According to another aspect of the invention, there is provided a system for generating a digitally encoded electrical output signal representative of and responsive to an analog electrical input signal. The system includes means for generating the digitally encoded output signal such that the output signal includes binary weighted signals, each for a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog input signal at the interval and a reference signal as a function of a predetermined number of elapsed values of the analog input signal at a corresponding predetermined number of time intervals. The system further includes means which vary in response to a control signal the signal gain communicated to the analog input signal and means for generating the control signal in response to the digitally encoded output.

Volgens een verder aspect van de uitvinding wordt voorzien in een verbeterd stelsel voor het opwekken van een digitaal gecodeerd, elektrisch uitgangssignaal, dat representatief is voor en in responsie is· pp een analoog elektrisch ingangssignaal. Het stelsel omvat organen voor het 15 verschaffen van een eerste analoog signaal als een functie van de huidige waarde van het analoge ingangssignaal, en signaalgeneratororganen voor het opwekken van een tweede signaal als een functie van een vergelijking tussen het eerste analoge signaal en een derde analoog signaal, welke laatste een functie is van de verstreken waarden van het analoge ingangsr 20 signaal gedurende een voorafbepaald aantal voorafgaande, discrete tijdintervallen. Het stelsel omvat ook organen, die in responsie op het tweede signaal het digitaal gecodeerde signaal opwekken. Dit laatste omvat een stroom van binair gewogen signalen. Elk van de binair gewogen signalen wordt opgewekt bij een overeenkomstig discreet tijdinterval, 25 waarbij de binaire waarde van elk van de binair gewogen signalen een functie van de eerste en derde analoge signalen bij het overeenkomstige tijdinterval.According to a further aspect of the invention, there is provided an improved system for generating a digitally encoded electrical output signal representative of and responsive to an analog electrical input signal. The system includes means for providing a first analog signal as a function of the present value of the analog input signal, and signal generator means for generating a second signal as a function of a comparison between the first analog signal and a third analog signal , the latter being a function of the elapsed values of the analog input signal 20 for a predetermined number of previous, discrete time intervals. The system also includes means which generate the digitally encoded signal in response to the second signal. The latter includes a stream of binary weighted signals. Each of the binary weighted signals is generated at a correspondingly discrete time interval, the binary value of each of the binary weighted signals being a function of the first and third analog signals at the corresponding time interval.

Een verder aspect van de uitvinding is het verschaffen van een stelsel voor het opwekken van een analoog uitgangssignaal in responsie op 30 een digitaal gecodeerd elektrisch ingangssignaal, dat representatief is voor het analoge uitgangssignaal. Het digitaal gecodeerde elektrische ingangssignaal omvat binair gewogen signalen, elk bij een discreet tijdinterval en als een functie van het verschil tussen de waarde van het analoge uitgangssignaal tijdens het bijbehorende tijdinterval en een re-35 ferentiesignaal als een functie van een voorafbepaald aantal voorafgaande waarden van het analoge uitgangssignaal bij een overeenkomstig, voorafbepaald aantal intervallen. Het stelsel is voorzien van organen voor het op- 8303594 * · * - 8 - wekken van een eerste analoog signaal als een functie van de waarde van het digitaal gecodeerde signaal over een voorafgekozen aantal discrete tijdintervallen, organen, die in responsie op een stuursignaal de sig-naalversterking, welke aan het eerste analoge signaal wordt medegedeeld, 5 variëren als een functie van het stuursignaal teneinde het analoge uitgangssignaal te verschaffen, en organen, die in responsie op het digitaal gecodeerde ingangssignaal het stuursignaal als een functie van het digitaal gecodeerde signaal opwekken.A further aspect of the invention is to provide a system for generating an analog output signal in response to a digitally encoded electrical input signal representative of the analog output signal. The digitally encoded electrical input signal includes binary weighted signals, each at a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog output signal during the corresponding time interval and a reference signal as a function of a predetermined number of previous values of the analog output signal at a corresponding predetermined number of intervals. The system is provided with means for generating a first analog signal as a function of the value of the digitally encoded signal over a preselected number of discrete time intervals, means which respond in response to a control signal. signal amplification communicated to the first analog signal varies as a function of the control signal to provide the analog output signal, and means which in response to the digitally encoded input signal generate the control signal as a function of the digitally encoded signal .

De uitvinding zal onderstaand nader, worden toegelicht onder ver-10 wijzing naar de tekening. Daarbij toont : fig. 1A een blokschema van de voorkeursuitvoeringsvorm van een signaalcodeereenheid volgens de uitvinding; fig. 1B een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm van de signaaldecodeereenheid volgens de uitvinding; 15 fig. 2A en 2B schema's van de voorkeursuitvoeringsvorm van de codeereenheid; en fig. 3A en 3B schema's van de voorkeursuitvoeringsvorm van de decodeereenheid.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1A shows a block diagram of the preferred embodiment of a signal encoding unit according to the invention; Fig. 1B is a block diagram of a preferred embodiment of the signal decoding unit according to the invention; 2A and 2B show diagrams of the preferred embodiment of the encoder; and Figures 3A and 3B show diagrams of the preferred embodiment of the decoder.

In de tekening zijn voor het aangeven van overeenkomstig of gelijke 20 onderdelen dezelfde verwijzingen gebruikt.The same references are used in the drawing to indicate like or like parts.

Zoals uit fig. 1A blijkt, bezit de codeereenheid een ingangsklem 10, welke bestemd is voor het ontvangen van een analoog ingangsinformatie-signaal, zoals een audio- of videosignaal. De ingangsklem 10 is verbonden met de signaalingangsklem 12 van een versterkingsbesturingsmoduul 1U.As can be seen from Fig. 1A, the encoder has an input terminal 10, which is intended to receive an analog input information signal, such as an audio or video signal. The input terminal 10 is connected to the signal input terminal 12 of a gain control module 1U.

25 Deze laatste is een inrichting voor het variëren van de signaalverster-king, welke aan het analoge ingangssignaal, dat op de ingangsklem 12 optreedt, wordt medegedeeld, als een functie van een stuursignaal, dat aan de stuur signaalingangsklem 16 van de moduul wordt toegevoerd teneinde aan de uitgangsklem 18 daarvan te voorzien in een dynamisch gemodifieerd 30 analoog uitgangssignaal. De moduul 1U kan elk willekeurig type signaal-vermenigvuldiger zijn, welke voor het variëren van de signaalversterking wordt gebruikt, zoals de spanningsbesturingsversterker, welke in IC-vorm wordt vervaardigd en door dhr, Ine. of Newton, Massachusetts op de markt wordt gebracht, of zoals beschreven is in het Amerikaanse octrooi-35 schrift- 3.71^.^62. In het algemeen werkt een dergelijke spanningsbesturingsversterker als een signaalcompressor voor het dynamisch comprimeren van het analoge signaal als een functie van het amplitudeniveau van het 8303594 # m - 9 - stuursignaal. Een dergelijke compressietechniek, evenals de complementaire expansietechniek, is "beschreven in het Amerikaanse octrooi schrift 3.789.1^3. Het analoge uitgangssignaal op de uitgangsklem 18 wordt in positieve zin aan het sommeerverbindingspunt 20 toegevoerd. Het uitgangs-5 'signaal van dit punt wordt aan de ingang van de vergelijkingsinrichting 22 toegevoerd. De vergelijkingsinrichting 22 vergelijkt het signaal uit het punt 20 met de stelselaarde. De vergelijkingsinrichting 22 levert twee typen signalen: (a) een signaal met positieve polariteit wanneer het aan de vergelijkingsinrichting uit het punt 20 toegevoerde signaal een 10 positief signaal is, en (b) een signaal met negatieve polariteit (inclusief signalen van nul volt) wanneer het uit het punt 20 aan de vergelijkingsinrichting toegevoerde signaal een negatief signaal is.The latter is a device for varying the signal gain, which is communicated to the analog input signal which occurs on the input terminal 12, as a function of a control signal which is applied to the control signal input terminal 16 of the module in order to at its output terminal 18 to provide a dynamically modified analog output signal. The module 1U can be any type of signal multiplier used to vary the signal gain, such as the voltage control amplifier, which is manufactured in IC form and by Mr. Ine. whether Newton, Massachusetts is marketed, or as described in U.S. Patent No. 3,571,662. In general, such a voltage control amplifier acts as a signal compressor for dynamically compressing the analog signal as a function of the amplitude level of the 8303594 # m-9 control signal. Such a compression technique, as well as the complementary expansion technique, is described in United States Patent Specification 3,789.1 ^ 3. The analog output signal on output terminal 18 is positively applied to the summing junction 20. The output 5 'signal from this point is applied to the input of the comparator 22. The comparator 22 compares the signal from the point 20. The comparator 22 provides two types of signals: (a) a positive polarity signal when the signal applied to the comparator from the point 20 is a positive signal, and (b) a negative polarity signal (including zero volt signals) when the signal applied to the comparator from point 20 is a negative signal.

Het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting 22 wordt bij voorkeur toegevoerd aan de ingang van een keten voor het periodiek nemen 15 van steekproeven van de status van het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting 22 en voor het opwekken van een binair gewogen signaal, dat indicatief is voor deze status bij elk tijdinterval. De steekproef- en signaalgeneratorketen .heeft bij voorkeur de vorm van een flip-flop 2k van het D-type, welke met een klok 2.6 wordt geklokt. Overeenkomstig de beken-20 de steekproeftheorie dient de frequentie van het kloksignaal tenminste tweemaal zo groot te zijn als de hoogste frequentie van het te verwachten frequentiespectrum van het aan de ingangsklem 10 toegevoerde analoge ingangssignaal. Wanneer derhalve het analoge ingangssignaal bijvoorbeeld een audiosignaal in een frequentiespectrum van maximaal 20.000 Hz is, 25 dient de klokfrequentie van de klok 26 tenminste 1+0.000 Hz te bedragen.The output of the comparator 22 is preferably applied to the input of a circuit for periodically sampling the status of the output of the comparator 22 and generating a binary weighted signal indicative of this status at any time interval. The sample and signal generator circuit is preferably in the form of a D-type flip-flop 2k, which is clocked with a clock 2.6. According to the known sampling theory, the frequency of the clock signal should be at least twice as high as the highest frequency of the expected frequency spectrum of the analog input signal applied to the input terminal 10. Therefore, if the analog input signal is, for example, an audio signal in a frequency spectrum of up to 20,000 Hz, the clock frequency of the clock 26 should be at least 1 + 0.000 Hz.

De flip-rflop 2h levert een stroom binair gewogen signalen, elk bij een discreet tijdinterval (n.1. een klokinterval, geleverd door de klok 26).The flip-flop 2h provides a stream of binary weighted signals, each at a discrete time interval (n.1. A clock interval provided by the clock 26).

Elk binair gewogen signaal heeft een binaire waarde wanneer het ingangssignaal van de flip-flop van het D-type uit de vergelijkingsinrichting 30 22 een positief signaal is, en een tweede binaire waarde wanneer het ingangssignaal van de flip-flop een nul of een negatief signaal is. Zoals duidelijk is, stelt het digitaal gecodeerde uitgangssignaal, dat op de uitgangsklem van de codeerinrichting optreedt, het analoge ingangssignaal in digitale vorm voor, waarbij elk binair gewogen signaal informatie ten 35 aanzien van de helling van het analoge signaal gedurende het betreffende tijdinterval bevat.Each binary weighted signal has a binary value when the input signal of the D-type flip-flop from the comparator 22 is a positive signal, and a second binary value when the input signal of the flip-flop is a zero or a negative signal is. As is apparent, the digitally encoded output signal which occurs on the encoder output terminal represents the analog input signal in digital form, each binary weighted signal containing information about the slope of the analog signal during the respective time interval.

Om redenen, welke later zullen worden toegelicht, zijn twee terug- 8303594 - 10 - koppellussen aanwezig doordat de uitgangsklem 28 is verbonden met een filter voor het opwekken van een analoog signaal, dat representatief is voor het verleden van de helling van het analoge ingangssignaal, dat aan de klem 10 bij een voorafbepaald aantal eerder discrete tijdintervallen 5 wordt toegevoerd. Dit filter omvat bij voorkeur de signaalintegrator 30, waarvan de ingangsklem bestemd is voor het ontvangen van het digitale signaal, dat aan de uitgangsklem 28 optreedt, en een analoog "lineair voorr_. spellingsfilter" 32, dat bestemd is voor het ontvangen van het uitgangssignaal van de integrator 30, waarvan de uitgang in negatieve zin met het 10 verbindingspunt 20 is verbonden. In het algemeen integreert de integrator 30 het digitale uitgangssignaal, dat op de klem 28 optreedt, over de tijd, zodat wanneer het digitale uitgangssignaal één binaire waarde heeft (bijvoorbeeld een logische hoge waarde heeft teneinde een positief ingangssignaal. van de flip-flop 2k uit de vergelijkingsinrichting 22 aan te 15 geven) het uitgangssignaal van de integrator een in positieve richting toenemend signaal is, en wanneer het digitale uitgangssignaal de andere binaire waarde heeft (bijvoorbeeld een logische lage waarde teneinde een nul of negatief ingangssignaal van de flip-flop 2k uit de vergelijkingsinrichting 22 aan te geven) het uitgangssignaal van de integrator een 20 in negatieve richting afnemend signaal is. Het lineaire voorspellings-filter 32 levert een analoog uitgangssignaal, dat met respectieve toenemende of afnemende signalen aan de uitgang van de integrator 30 toeneemt of afneemt. Het filter omvat bij voorkeur een capacitiefinrichting, welke als een signaalopzamelinrichting werkt, zoals later zal blijken, zodat 25 het analoge uitgangssignaal daarvan representatief is voor de waarden van het analoge ingangssignaal op de klem 10 bij een voorafbepaald aantal eerdere tijdintervallen.For reasons, which will be explained later, two feedback loops are present in that the output terminal 28 is connected to an analog signal generating filter representative of the past of the analog input signal slope, that terminal 10 is applied to a predetermined number of previously discrete time intervals 5. This filter preferably includes the signal integrator 30, the input terminal of which is intended to receive the digital signal occurring at the output terminal 28, and an analog "linear prediction filter" 32, which is intended to receive the output signal of integrator 30, the output of which is negatively connected to junction 20. In general, integrator 30 integrates the digital output signal that occurs on terminal 28 over time, so that when the digital output signal has one binary value (for example, it has a logic high value in order to output a positive input signal from the flip-flop 2k to indicate the comparator 22) the output signal of the integrator is a positive increasing signal, and when the digital output signal has the other binary value (for example, a logic low value in order to output a zero or negative input of the flip-flop 2k to indicate the comparator 22) the output signal of the integrator is a negative decreasing signal. The linear prediction filter 32 provides an analog output signal which increases or decreases with respective increasing or decreasing signals at the output of the integrator 30. The filter preferably includes a capacitive device which acts as a signal collector, as will be seen later, so that its analog output signal is representative of the analog input signal values on terminal 10 at a predetermined number of previous time intervals.

Het is duidelijk, dat de lus, gevormd door het verbindingspunt 20, de vergelijkingsinrichting 22, de flip-flop 2k, de integrator 30 en het 30 filter 32 als een vaste deltamodulator werkt aangezien geen maatregelen zijn getroffen om de stapafmeting tijdens het codeerproces te variëren, zoals het meten van de afgeleide of het kwadraat van de afgeleide van het oorspronkelijke analoge ingangssignaal. De lus levert een digitaal gecodeerd uitgangssignaal, dat uit een stroom van binair gewogen signalen be-35 staat. Elk van de binair gewogen signalen wordt bij een voorafbepaald discreet tijdinterval, bepaald door de klok 26, opgewekt en is indicatief voor het feit of de helling van het analoge signaal in positieve richting 8303594 - 11 - toeneemt of afneemt ten opzichte van de door het analoge lineaire voor-spellingsfilter 32 opgeslagen, vroegere waarden. Aangezien het verbindingspunt 20 , de vergelijkingsinrichting 22, de flip-flop 2k, de integrator 30 en het lineaire voorspellingsfilter 32 alle als een vaste del-5 tamodulator verken, kan een bron 36 van "dither”-ruis in positieve zin afl-n het verbindingspunt 20 worden toegevoerd om. te beletten, dat een eventuele tonale modulatie optreedt vanneer het deeodeerproces plaats vindt.It is clear that the loop formed by the junction 20, the comparator 22, the flip-flop 2k, the integrator 30 and the filter 32 acts as a fixed delta modulator since no steps have been taken to vary the step size during the encoding process such as measuring the derivative or the square of the derivative of the original analog input signal. The loop provides a digitally encoded output signal consisting of a stream of binary weighted signals. Each of the binary weighted signals is generated at a predetermined discrete time interval determined by the clock 26 and is indicative of whether the slope of the analog signal in the positive direction 8303594 - 11 - increases or decreases from that of the analog linear prediction filter 32 stored, former values. Since the junction 20, the comparator 22, the flip-flop 2k, the integrator 30 and the linear prediction filter 32 all explore as a fixed del-5 tamodulator, a source 36 of dither noise can positively decrease connection point 20 is supplied to prevent any tonal modulation from occurring after the deodorizing process takes place.

Voor het opwekken van het stuursignaal, dat aan de besturings-ingangsklem 16 van de moduul 1^ wordt toegevoerd, is van een niveaudeteetor 10 3¾ de ingang bestemd voor het ontvangen van het analoge uitgangssignaal van de integrator 30 en is van deze detector de uitgang met de klem 16 van de moduul ih gekoppeld. De detector 3^ is een type inrichting, dat bestemd is voor het opwekken van een uitgangssignaal als een functie van de amplitude van het ingangssignaal daarvan. De inrichting is bij voor-15 keur van een type voor het leveren van een uitgangssignaal als een functie van de effectieve vaarde van het ingangssignaal daarvan en kan bijvoorbeeld bestaan uit een effectieve-vaardedetector van het type, vervaardigd en op de markt gebracht door dbx, Ine. of Newton, Massachusetts en beschreven in het Amerikaanse oetrooischrift 3.68l.6l8. Men kan ook 20 gebruik maken van piek- of middelingsdetectoren.For generating the control signal which is applied to the control input terminal 16 of the module 1 ^, the input of a level detector 10 3¾ is intended for receiving the analog output signal of the integrator 30 and the output of this detector is the terminal 16 of the module ih is coupled. The detector 3 ^ is a type of device intended to generate an output signal as a function of the amplitude of its input signal. The device is preferably of a type for supplying an output signal as a function of the effective value of its input signal and may, for example, consist of an effective skill detector of the type manufactured and marketed by dbx, Ine. or Newton, Massachusetts and described in U.S. Pat. No. 3,668,618. One can also use peak or averaging detectors.

Het op de klem 28 optredende digitaal gecodeerde uitgangssignaal kan afhankelijk van de bepaalde toepassing overeenkomstig elke bekende digitale techniek worden geregistreerd, opgeslagen, overgedragen of op een andere wijze worden verwerkt. Bij het behandelen van audiosignalen 25 bijvoorbeeld, kunnen de digitaal gecodeerde signalen worden verwerkt door een videobandregistratie-inrichting om het signaal op een videoband te registreren.Depending on the particular application, the digitally coded output signal on the terminal 28 can be recorded, stored, transferred or otherwise processed in accordance with any known digital technique. For example, when processing audio signals 25, the digitally encoded signals can be processed by a video tape recorder to record the signal on a video tape.

Bij het decoderen van het door de codeereenheid volgens fig. 1A opgewekte digitaal gecodeerde signaal, wordt bij voorkeur gebruik ge-30 maakt van de in fig. 1B afgebeelde deeodeereenheid. Het digitaal gecodeerde- signaal wordt toegevoerd aan de ingangsklem ko, welke op zijn beurt is verbonden met het filter, voorzien van de integrator 30A en het analoge lineaire voorspellingsfilter 32A. De integrator 30A en het filter 32A komen overeen met de integrator 30 en het filter 32 van de codeer-35 eenheid volgens figuur 1A. De integrator 30A zet het aan de ingangsklem hO toegevoerde digitaal gecodeerde signaal om in een analoog signaal.When decoding the digitally encoded signal generated by the encoding unit according to Figure 1A, use is preferably made of the deododing unit shown in Figure 1B. The digitally encoded signal is applied to the input terminal ko, which in turn is connected to the filter, comprising the integrator 30A and the analog linear prediction filter 32A. The integrator 30A and the filter 32A correspond to the integrator 30 and the filter 32 of the encoder 35 of Figure 1A. The integrator 30A converts the digitally encoded signal applied to the input terminal hO into an analog signal.

De uitgang van de integrator 3QA is verbonden met de ingang van het filter 8303594 - 12 - 32A. Dit laatste werkt op dezelfde wijze als het filter 32 voor het opslaan van het verleden van steekproeven van de analoge signalen gedurende de voorafgekozen intervallen, als gecodeerd in het digitale ingangssignaal. De uitgang van het filter 32A is verbonden met de ingangsklem 12A van de 5 versterkingsbesturingsmoduul 1^A, van welke laatste de uitgangsklem 18A is verbonden met de uitgangsklem k2 van de decodeerinrichting voor het leveren van het gereconstrueerde analoge signaal. De ingang van de niveau-detector 3^A is verbonden met de uitgang van de integrator 30A en de uitgang van de detector is verbonden met de besturingsingangsklem 16A van 10 de moduul 14a. De moduul 14A en de detector 3^A van de decodeerinrichting zijn respectievelijk identiek aan de moduul ih en de detector 3^· van de -.codeerinrichting, behalve, dat het uitgangssignaal van de detector 3^A wordt omgekeerd en de moduul 1^A zodanig wordt ingesteld, dat een signaal-expansie optreedt, complementair ten opzichte van de signaalcompressie, 15 welke door de moduul 1k van de eodeerinriehting volgens fig. 1A wordt geleverd, overeenkomstig de leer van het Amerikaanse octrooischrift 3.789·1^3, Het is duidelijk, zoals later uit de beschrijving van de figuren 2A, 2B, 3A en 3B beter zal blijken, dat alle componenten van de decodeerinrichting in de eodeerinriehting aanwezig zijn, zodat een enkele 20 eenheid, voorzien van een geschikte omschakelketen, kan worden gebruikt voor het verschaffen van zowel de codering als decodering door de enkele eenheid op een eenvoudige wijze tussen ëén modus en de andere modus om te schakelen.The output of the integrator 3QA is connected to the input of the filter 8303594 - 12 - 32A. The latter works in the same way as the filter 32 for storing the past samples of the analog signals during the preselected intervals as encoded in the digital input signal. The output of the filter 32A is connected to the input terminal 12A of the gain control module 1A, the latter of which the output terminal 18A is connected to the output terminal k2 of the decoder for supplying the reconstructed analog signal. The input of the level detector 3A is connected to the output of the integrator 30A and the output of the detector is connected to the control input terminal 16A of the module 14a. The module 14A and the detector 3 ^ A of the decoder are identical to the module ih and the detector 3 ^ of the encoder, respectively, except that the output signal of the detector 3 ^ A is inverted and the module 1 ^ A is set so that a signal expansion occurs, complementary to the signal compression provided by the module 1k of the eroding device of FIG. 1A, in accordance with the teachings of U.S. Pat. No. 3,789-1 ^ 3. as will be more apparent later on from the description of Figures 2A, 2B, 3A and 3B, that all the decoder components are present in the decoder so that a single unit equipped with a suitable switching circuit can be used to provide of both encoding and decoding by simply switching the single unit between one mode and the other mode.

Bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal met de de-25 codeereenheid volgens fig. 1B, wordt het laatstgenoemde signaal aan de ingangsklem Uo toegevoerd. Het digitale signaal wordt door de integrator ko omgezet in een analoog signaal, waarbij het analoge signaal afhankelijk van de binaire waarde van elk binair gewogen signaal, dat aan de klem 40 wordt toegevoerd, toeneemt of afneemt. Het analoge uitgangssignaal van 30 de integrator 30A wordt toegevoerd aan het lineaire voorspellingsfilter 32A en de detector 3^A. Het filter 32A zamelt waarden van het analoge uitgangssignaal van de integrator 30A op teneinde de voorgeschiedenis van het analoge uitgangssignaal van de integrator voor te stellen, zodat de waarde daarvan de overeenkomstige waarde is van het signaal, dat op de 35 uitgangsklem 18 van de moduul ik optreedt na signaalcompressie tijdens het codeerproces bij het bepaalde tijdinterval. Aangezien het uitgangssignaal van het filter 32A het gecomprimeerde uitgangssignaal van de moduul 8303594 1 * - 13 - van de codeerinrichting voorstelt, moet het signaal op een complementaire wijze worden geëxpandeerd. -De moduul 1^A vóórziet in de complementaire signaalexpansie, zodat het uitgangssignaal op de klem ¼2 een gereconstrueerde versie van het oorspronkelijke analoge signaal is, dat op 5 de ingangsklem 10 van de codeereenheid aanwezig is.When decoding the digitally encoded signal with the decoder of Fig. 1B, the latter signal is applied to the input terminal Uo. The digital signal is converted by the integrator ko into an analog signal, the analog signal increasing or decreasing depending on the binary value of each binary weighted signal applied to terminal 40. The analog output signal from the integrator 30A is applied to the linear prediction filter 32A and the detector 3A. The filter 32A collects values of the analog output signal of the integrator 30A to represent the history of the analog output signal of the integrator, so that its value is the corresponding value of the signal applied to the output terminal 18 of the module I occurs after signal compression during the encoding process at the given time interval. Since the output of the filter 32A represents the compressed output of the encoder module 8303594 1 * - 13 -, the signal must be expanded in a complementary manner. -The module 1 ^ A provides for the complementary signal expansion, so that the output signal on the terminal ¼2 is a reconstructed version of the original analog signal, which is present on the input terminal 10 of the encoder.

In de figuren 2A en 2B vindt men gedetailleerde schema's van de voorkeursuitvoeringsvorm, van de codeereenheid. Zoals aangegeven, ontvangt de ingangsklem 100 van de decodeereenheid het oorspronkelijke analoge ingangssignaal. De ingangsklem 100 is via een condensator 102 verbonden met 10 een weerstand 10^, welke op zijn beurt is verbonden met de ingang van een spanningsbesturingsversterker (VGA) 106 van het type, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.71^.^62, of een spanningsbesturingsversterker, welke op de markt wordt gebracht door dbx, Ine., Newton, Massachusetts. De uitgang van de VCA 106 is verbonden met een stroom-spanningsomzetter 15 voorzien van een operationele versterker 108. Van de versterker 108 is de niet-inverterende ingang met stelselaarde verbonden en is de inverterende ingang bestemd voor het ontvangen van het uitgangssignaal van de VCA 106.Figures 2A and 2B show detailed diagrams of the preferred embodiment of the encoder. As indicated, the decoder input terminal 100 receives the original analog input signal. The input terminal 100 is connected through a capacitor 102 to a resistor 10, which in turn is connected to the input of a voltage control amplifier (VGA) 106 of the type described in U.S. Pat. No. 3,771,62, or a voltage control amplifier , which is marketed by dbx, Ine., Newton, Massachusetts. The output of the VCA 106 is connected to a current-voltage converter 15 provided with an operational amplifier 108. Of the amplifier 108, the non-inverting input is connected to the system and the inverting input is intended for receiving the output signal of the VCA 106 .

De uitgang van de versterker 108 is via elk van de terugkoppelweerstanden 110 en een condensator 112 met de inverterende ingang van de versterker _ 20 verbonden. De uitgang van de versterker 108 is tevens verbonden met de ingang van de deltamodulator 11¼.The output of the amplifier 108 is connected to the inverting input of the amplifier 20 through each of the feedback resistors 110 and a capacitor 112. The output of amplifier 108 is also connected to the input of delta modulator 11¼.

De modulator 11¼ omvat een laagdoorlaatfilter 116, een vergelij-kingsinrichting 118, een flip-flop 120 van het D-type, een niveauverschuiver 122, een integrator 12¼ en een lineair voorspellingsfilter 126.The modulator 11¼ includes a low-pass filter 116, a comparator 118, a D-type flip-flop 120, a level shifter 122, an integrator 12¼, and a linear prediction filter 126.

25 Meer in het bijzonder omvat het filter 116 een weerstand 130, waarvan een uiteinde met de uitgang van de versterker 108 is verbonden en waarvan het andere uiteinde via een condensator 132 met stelselaarde en via een weerstand 13¼ met het vergelijkingspunt van het sommeerverbin-dingspunt 136 is verbonden. Dit laatste is op zijn beurt verbonden met de 30 ingang van de vergelijkingsinriehting 118. De vergelijkingsinrichting 118 kan een van de verschillende inrichtingen van dit type zijn, welke op zichzelf bekend zijn, en is bij voorkeur van een type, dat bekend staat als een differentiaalpaar-versterkingstrap.More specifically, the filter 116 includes a resistor 130, one end of which is connected to the output of the amplifier 108 and the other end of which is connected via a capacitor 132 with an arrangement and via a resistor 13¼ to the reference point of the summing point 136. is connected. The latter, in turn, is connected to the input of the comparator 118. The comparator 118 may be one of several devices of this type known per se, and is preferably of a type known as a differential pair gain stage.

Zoals in de tekening is aangegeven, is de uitgangsweerstand 13¼ 35 van het filter ll6 via het vergelijkingspunt 136 verbonden met de basis van een UPN-transistor ^0. De emitter van de transistor ^0 is verbonden met de emitter van een aangepaste UPN-transistor \k2. voor het vormen van 8303594 - 14 - het differentiaalpaar transistoren. De emitters van de transistoren 140 en 142 zijn samen via een weerstand 114 verbonden met een condensator 146, welke op zijn beurt met stelselaarde is verbonden. De weerstand 144 is ook over een weerstand 148 en een condensator 150 met stelselaarde verbon-5 den. De verbinding tussen de weerstand 148 en de condensator 150 wordt voorgespannen door een negatieve rustgelijkspanning. De basis van de transistor 142 van het differentiaalpaar is geaard, terwijl de collectors van de transistoren 140 en 142 met tegenover elkaar gelegen zijden van de condensator 152 zijn verbonden. De collector van de transistor 140 is tevens 10 via een condensator 154 met elk van de condensatoren 156 en 158 verbonden. Elk van de condensatoren 156 en 158 is op zijn beurt verbonden met stelselaarde. De collector van de transistor l4o is tevens via een weerstand 160 met een positieve gelijkspanningsbron verbonden. De collector van de transistor 142 is over een weerstand 162 met een positieve gelijkspan-15 ningsbron verbonden. De collectors van de transistoren 140 en 1½ zijn ook respectievelijk verbonden met de inverterende en niet-inverterende ingangen van een operationele versterker 164, welke laatste het uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting 118 levert. De uitgang van de ver-gelijkingsinrichting is verbonden met een positieve spanningsbron, waarvan 20 de spanning wordt aangelegd over de weerstand 166, welke op zijn beurt is verbonden met de D-ingang van.de flip-flop 120 van het D-type. De flipflop 120 wordt geklokt met de klok 123, welke een kloksignaal met een frequentie levert, welke frequentie tenminste het dubbele is van de hoogste te verwachten frequentie van het aan de ingangsklem 100 toegevoerde ana-25 loge ingangssignaal, De Q-uitgangsklem van de flip-flop levert het digitale uitgangssignaal aan de uitgangsklem 121 van de codeerinrichting.As indicated in the drawing, the output resistor 13¼ of the filter 116 is connected through the comparator 136 to the base of a UPN transistor ^ 0. The emitter of the transistor ^ 0 is connected to the emitter of a matched UPN transistor \ k2. to form 8303594-14 - the differential pair transistors. The emitters of transistors 140 and 142 are connected together through a resistor 114 to a capacitor 146, which in turn is connected to system earth. Resistor 144 is also across resistor 148 and capacitor 150 with arrays. The connection between resistor 148 and capacitor 150 is biased by a negative quiescent DC voltage. The base of the differential pair transistor 142 is grounded, while the collectors of transistors 140 and 142 are connected to opposite sides of capacitor 152. The collector of transistor 140 is also connected to each of capacitors 156 and 158 via a capacitor 154. Each of the capacitors 156 and 158, in turn, is connected to system earth. The collector of the transistor 140 is also connected via a resistor 160 to a positive DC voltage source. The collector of transistor 142 is connected across a resistor 162 to a positive DC voltage source. The collectors of transistors 140 and 1½ are also connected respectively to the inverting and non-inverting inputs of an operational amplifier 164, the latter of which supplies the output of comparator 118. The comparator output is connected to a positive voltage source, the voltage of which is applied across resistor 166, which in turn is connected to the D input of D-type flip-flop 120. The flip-flop 120 is clocked with the clock 123, which supplies a clock signal with a frequency, which frequency is at least twice the highest expected frequency of the analog input signal applied to the input terminal 100. The Q output terminal of the flip -flop supplies the digital output signal to the output terminal 121 of the encoder.

De Q-uitgang van de flip-flop 120 is tevens via een digitale signaalom-zetter 168 verbonden met de niveauverschuiver 122. Meer in het bijzonder is de uitgang van de invertor 168 verbonden met een positieve spannings-30 bron, waarvan de spanning over de weerstand 170 wordt aangelegd. Het uitgangssignaal van de invertor 168 wordt via een lijn 172 toegevoerd aan de weerstand 174, welke op zijn beurt over een weerstand 176 is verbonden met de negatieve spanningsbron en met de ingang van de integrator'124.The Q output of the flip-flop 120 is also connected via a digital signal converter 168 to the level shifter 122. More specifically, the output of the inverter 168 is connected to a positive voltage source whose voltage across the resistor 170 is applied. The output of the inverter 168 is supplied through a line 172 to the resistor 174, which in turn is connected across a resistor 176 to the negative voltage source and to the input of the integrator '124.

' De ingang van de integrator 124 is verbonden met de inverterende ingang 35 van de operationele versterker 178, waarvan de niet-inverterende ingang met stelselaarde is verbonden. De uitgang van de operationele versterker 178 is over elk van de terugkoppelweerstanden 180 en de terugkoppelconden- 8303594 - 15 - * t satorea 182 met de inverterende ingang van de versterker verbonden. De uitgang van de versterker 178 is tevens verbonden met de ingang van bet lineaire voorspellingsfilter 126, evenals de ingang van het laagdoorlaat-filter 210, dat hierna onder verwijzing naar fig. 2B zal worden beschreven.The input of the integrator 124 is connected to the inverting input 35 of the operational amplifier 178, the non-inverting input of which is connected to system. The output of the operational amplifier 178 is connected across each of the feedback resistors 180 and the feedback capacitors 182 to the inverting input of the amplifier. The output of amplifier 178 is also connected to the input of the linear prediction filter 126, as well as the input of the low-pass filter 210, which will be described below with reference to Fig. 2B.

5 Meer in het bijzonder is de uitgang van de versterker 178 via een weerstand 180 van het filter 126 met de uitgang van het filter verbonden.More specifically, the output of the amplifier 178 is connected to the output of the filter via a resistor 180 of the filter 126.

De uitgang van het filter is via een condensator 182 verbonden met een weerstand 181(-, welke op zijn beurt met stelselaarde is verbonden. De uitgang van het filter 126 is over een weerstand 186 met het vergelijkings-10 punt 136 verbonden. Het filter 126 is derhalve een RC-netwerk, voorzien van weerstanden 180 en 18¼ en een condensator 182, welke bestemd is cm te worden geladen en te worden ontladen met een frequentie, welke ongeveer 400 tot 600 maal kleiner is dan de door de klok 123 ingestelde steekproef-frequentie ofschoon het gebied iets kan variëren. Bij wijze van voorbeeld 15 en zonder beperking hebben, waar het analoge ingangssignaal een audiosig-naal binnen het gebied van 20 Hz tot 20 kHz is en de frequentie van het kloksignaal uit de klok 123 bij benadering 700 kHz bedraagt, de weerstanden 180 en 181». respectievelijk een waarde van 200 en 33 ohm, terwijl de condensator 182 een waarde van 0,068 microfarad heeft.The output of the filter is connected via a capacitor 182 to a resistor 181 (-, which in turn is connected to system earth. The output of the filter 126 is connected via a resistor 186 to the comparator 136. The filter 126 is therefore an RC network, provided with resistors 180 and 18¼ and a capacitor 182, which is intended to be charged and discharged at a frequency approximately 400 to 600 times smaller than the sample set by the clock 123- frequency although the range may vary slightly By way of example 15 and without limitation, where the analog input signal is an audio signal within the range of 20 Hz to 20 kHz and the frequency of the clock signal from the clock 123 is approximately 700 kHz resistors 180 and 181 are respectively 200 and 33 ohms, while capacitor 182 is 0.068 microfarad.

20 Voor het verkrijgen van een beter volgen van het analoge ingangs signaal bij het coderen hiervan in digitale vorm wordt het uitgangssignaal van de modulator 11¼ op de uitgangsklem 121 van de codeerinrichting toegevoerd aan de ingang van een transiënte versnellingsketen 200. Meer in het bijzonder is de uitgangsklem 121 over een weerstand 202 verbonden met een 25 positieve spanningsbron en direkt met de ingang van een digitale rand-detector 20¼, welke laatste voor elke in positieve richting verlopende en elke in negatieve richting verlopende overgaag, welke op de uitgangsklem 121 optreedt, een puls levert. Het uitgangssignaal, van de randdetector 20¼ wordt op zijn beurt toegevoerd aan de ingang van een êénperiode-30 multivibrator 206, waarvan de Q-uitgang is verbonden met de basis van de HPEf-transistor 208. Van deze laatste is de collector direkt verbonden met een positieve gelijkspanningsbron. Een weerstand 210 wordt gebruikt als een "optrek"-weerstand voor het uitgangssignaal van de multivibrator 206.In order to obtain better tracking of the analog input signal when encoding it in digital form, the output signal of the modulator 11¼ is applied to the output terminal 121 of the encoder to the input of a transient accelerator circuit 200. More specifically, the output terminal 121 is connected across a resistor 202 to a positive voltage source and directly to the input of a digital edge detector 20¼, the latter for each positive direction and negative direction crossover occurring on output terminal 121, a pulse supplies. The output signal from the edge detector 20¼ is in turn applied to the input of a single-period multivibrator 206, the Q output of which is connected to the base of the HPEf transistor 208. The latter is directly connected to a positive DC voltage source. A resistor 210 is used as a "pull-up" resistor for the output of multivibrator 206.

Het emitteruitgantssignaal van de transistor 208 wordt via een filteroet-35 werk toegevoerd aan de uitgang van het opduwnetwerk 232, welk laatste hierna onder verwijzing naar figuur 2B zal worden beschreven.The emitter output signal from transistor 208 is applied to the output of pusher network 232 via a filter circuit, the latter of which will be described below with reference to Figure 2B.

Zoals reeds is toegelicht, is de uitgang van de operationele ver- 8203594 - 16 - sterker ITS van de integrator 124 verbonden met de ingang van het laag-doorlaatfilter 210 van de derde orde, aangegeven in figuur 2B. Dit filter omvat een ingangsweerstand 212, welke (a) over een condensator 214 met stel-selaarde en (b) direkt met de weerstand 216 is verbonden. De weerstand 216 5 is over de condensator 118 verbonden met een weerstand 220, welke op zijn beurt met een negatieve spanningsbron is verbonden. De weerstand 216 is tevens verbonden met een weerstand 222, die op zijn beurt over een condensator 224 met stelselaarde en direkt met een weerstand 226 is verbonden. Laatstgenoemde weerstand is verbonden met de basis van de NPN-10 transistor 228, waarvan de collector is verbonden met een positieve spanningsbron en waarvan de emitter via de weerstand 220 met de. negatieve spanningsbron is verbonden. De uitgang van het filter 210 vanuit de emitter van de transistor 228 is verbonden met de condensator 230. Deze laatste is op zijn beurt verbonden met de ingang van het opduwnetwerk 232. Het opi_;.-i-::· 15 duwnetwerk 232 duwt hogere frequenties in de detectiebaan op, zodat de hoeveelheid versterking, welke door de VCA 106 aan het analoge signaal wordt medegedeeld, in het algemeen voor hoge frequenties minder zal zijn dan bij lage frequenties. Hoogfrequentie-opduwen is een methode, welke op zichzelf bekend is. Gewezen wordt bijvoorbeeld op de Amerikaanse octrooischrif-20 ten 4.101.849 en 4.136.311+. De ingang van het netwerk 232 is over een weerstand 234 met de uitgang van het netwerk en via een condensator 236 met een weerstand 238 verbonden, welke laatste op zijn beurt met de uitgang van het netwerk is verbonden. Het netwerk is tevens over een weerstand 240 verbonden met een weerstand 242, die op zijn beurt is verbonden met 25 de uitgang 209 van de keten 208. De weerstand 240 is tevens over een condensator 244 met stelselaarde verbonden. De uitgang van het netwerk 232 is verbonden met de ingang van een niveaudetector 250.As already explained, the output of the operational amplifier 8203594-16 of the integrator 124 is connected to the input of the third order low-pass filter 210 shown in Figure 2B. This filter includes an input resistor 212, which (a) is connected across a capacitor 214 with an earth and (b) directly to the resistor 216. Resistor 216 is connected across capacitor 118 to resistor 220, which in turn is connected to a negative voltage source. The resistor 216 is also connected to a resistor 222, which in turn is connected across a capacitor 224 with an earth and directly to a resistor 226. The latter resistor is connected to the base of the NPN-10 transistor 228, the collector of which is connected to a positive voltage source and whose emitter is connected via the resistor 220 to the. negative voltage source is connected. The output of the filter 210 from the emitter of transistor 228 is connected to capacitor 230. The latter is in turn connected to the input of push-up network 232. Push-up network 232 pushes higher frequencies in the detection path, so that the amount of gain communicated by the VCA 106 to the analog signal will generally be less at high frequencies than at low frequencies. High-frequency pushing is a method known per se. Reference is made, for example, to U.S. Patents 4,101,849 and 4,136,311+. The input of the network 232 is connected via a resistor 234 to the output of the network and via a capacitor 236 to a resistor 238, which in turn is connected to the output of the network. The network is also connected across resistor 240 to resistor 242, which in turn is connected to output 209 of circuit 208. Resistor 240 is also connected across a capacitor 244 with system ground. The output of the network 232 is connected to the input of a level detector 250.

Zoals ten aanzien van figuur 1A is beschreven, is de detector 250 bij voorkeur het type aftastinrichting, dat bestemd is om aan de uitgang 30 daarvan een signaal te verschaffen, dat een functie van de effectieve waarde van het intangssignaal van de detector is. Dergelijke detectoren zijn bekend en kunnen bijvoorbeeld bestaan uit een effectieve detector van het type, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.681.618 of van het type, dat in de handel gebracht wordt door dbx, Ine. Newton, 35 Massachusetts. Bij het gebruik van een effectieve detector van het type, welke door dbx, Ine. op de markt wordt gebracht als een geïntegreerd plaatje, wordt het ingangssignaal toegevoerd aan pen 1 van het plaatje, 8303594 - 17 - terwijl pen. 7 het uitgangssignaal van het plaatje levert. Bij voorkeur is pen 6 van het plaatje verbonden met een dubbele tijdconstanteketen 251 voor het verschaffen van een snel vrijgeven, d.w.z. een snelle verandering of ontlading aan de uitgang van het plaatje bij grote signaalveran-5 deringen aan de ingang, en een langzaam variërend signaal met kleine rimpel aan de uitgang voor constante-toestandsingangssignalen. Dergelijke ketens zijn bekend en vormen op zichzelf geen deel van de uitvinding.As described with respect to Figure 1A, the detector 250 is preferably the type of sensor, which is intended to provide at its output 30 a signal that is a function of the effective value of the detector input signal. Such detectors are known and may include, for example, an effective detector of the type described in U.S. Pat. No. 3,681,618 or of the type sold by dbx, Ine. Newton, 35 Massachusetts. When using an effective detector of the type provided by dbx, Ine. is marketed as an integrated wafer, the input signal is applied to pin 1 of the wafer, 8303594 - 17 - while pin. 7 provides the image output signal. Preferably pin 6 of the wafer is connected to a double time constant circuit 251 to provide a fast release, ie a rapid change or discharge at the wafer output with large signal changes at the input, and a slowly varying signal with small ripple at the output for constant state input signals. Such chains are known and do not in themselves form part of the invention.

Zoals aangegeven, is pen 6 via een weerstand 252 verbonden met een negatieve spanningsbron en via een condensator 25k met de inverterende ingang 10 van de operationele versterker 256. Van deze laatste is de niet-inverte-rende ingang verbonden met stelselaarde en is de uitgang over elk van de terugkoppelweerstanden 253 en de terugkoppelcondensatoren 26o met de inverterende ingang van de versterker verbonden. De uitgang van de versterker 25ö is ook verbonden met (1) de anode van een diode 262 en de kathode 15 van de diode 264,. waarvan de respectieve kathode en anode zijn verbonden met de inverterende ingang van de versterker, en (2) over een condensator 266 met het verbindingspunt van de pen 6 en de weerstand 252.As indicated, pin 6 is connected through a resistor 252 to a negative voltage source and through a capacitor 25k to the inverting input 10 of the operational amplifier 256. Of the latter, the non-inverting input is connected to system earth and the output is over each of the feedback resistors 253 and the feedback capacitors 26o are connected to the inverting input of the amplifier. The output of amplifier 250 is also connected to (1) the anode of a diode 262 and the cathode 15 of diode 264. the respective cathode and anode of which are connected to the inverting input of the amplifier, and (2) across a capacitor 266 to the junction of pin 6 and resistor 252.

- De uitgang van de detector 250 is verbonden met de inverterende versterker 268. De_ niet-inverterende ingang van de versterker 268 is 20 over een weerstand 270 met stelselaarde en via een weerstand 272 met het sleepcontact van een potentiometer 274 verbonden. Van deze laatste zijn de tegenover elkaar gelegen uiteinden respectievelijk verbonden met positieve en negatieve gelijkspanningsbronnen. De uitgang van de versterker 268 is ook via een terugkoppelveerstand 276 met de niet-inverterende in-25 gang van de versterker en tevens direkt met de besturingssignallingang van de in figuur 2A af geheelde VGA 106 verbonden.The output of the detector 250 is connected to the inverting amplifier 268. The non-inverting input of the amplifier 268 is connected across a resistor 270 with an earth and through a resistor 272 to the sliding contact of a potentiometer 274. Of the latter, the opposite ends are respectively connected to positive and negative DC voltage sources. The output of the amplifier 268 is also connected via a feedback spring 276 to the non-inverting input of the amplifier and also directly to the control signal input of the VGA 106 shown in Figure 2A.

Tenslotte kan, indien de VCA 106 geen voldoende ruis opwekt, een ruisgenerator 280 voor het opwekken van witte "dither"-ruis via de weerstand 282 met het vergelijkingspunt 136 worden verbonden.Finally, if the VCA 106 does not generate sufficient noise, a noise generator 280 for generating white dither noise can be connected to comparator 136 through resistor 282.

30 In de figuren 3A en 3B is een voorkeursdecodeereenheid weergege ven voor het decoderen van het digitaal gecodeerde uitgangssignaal, dat door de codeereenheid volgens figuur'12A en 2B aan de uitgangsklem 121 wordt geleverd. Voor het decoderen van het digitale signaal wordt dit laatste aan de in figuur 3A aangegeven ingangsklem 300 toegevoerd, De ingang 300 35 is verbonden met de niveauverschuiver 122A door de ingangsklem 300 met de ingang van de digitale signaalinvertor 168a te verbinden. De uitgang van de signaalinvertor 168A is over een weerstand 170A met een positieve 8303594 - 18 - spanningsbron en via een weerstand 17^A met de integrator 12kA verbonden. De ingang van de integrator 12¼ is verbonden met de inverterende ingang van de versterker 17ÖA. Van deze laatste is de niet-inverterende ingang verbonden met stelselaarde en is de uitgang over elk van de terugkoppel-5 weerstanden 180A en de condensator 1Ö2A verbonden. De inverterende ingang van de versterker 17ÖA is over een weerstand 176a met een negatieve spanningsbron verbonden. De uitgang van de versterker 178A is verbonden met het lineaire voorspellingsfilter 126A. Van deze laatste is de ingang via een weerstand 180A met de condensator 182A verbonden, welke op zijn beurt 10 via de weerstand ΐδ^Α met stelselaarde is verbonden. De weerstand 180A is ook verbonden met de uitgang van het filter 126, dat op zijn beurt met de condensator 302 is verbonden. Laatstgenoemde is via een weerstand 30¼ verbonden met een condensator 306, welke op zijn beurt met stelselaarde is verbonden. De weerstand 30¼ is ook verbonden met de weerstand 15 308, als aangegeven in figuur 3B, welke laatste weerstand met de ingang van de VCA 106a is verbonden. Van deze laatste is de uitgang verbonden met de spanning-stroomomzetter, voorzien van de operationele versterker 108a.Figures 3A and 3B show a preferred decoding unit for decoding the digitally encoded output signal which is supplied to the output terminal 121 by the encoding unit according to Figures 12A and 2B. To decode the digital signal, the latter is applied to the input terminal 300 shown in Figure 3A. The input 300 is connected to the level shifter 122A by connecting the input terminal 300 to the input of the digital signal inverter 168a. The output of the signal inverter 168A is across a resistor 170A with a positive 8303594-18 voltage source and is connected to the integrator 12kA through a resistor 17A. The input of the integrator 12¼ is connected to the inverting input of the amplifier 17ÖA. Of the latter, the non-inverting input is connected to system earth and the output is connected across each of the feedback resistors 180A and the capacitor 10A. The inverting input of amplifier 17ÖA is connected to a negative voltage source through a resistor 176a. The output of amplifier 178A is connected to the linear prediction filter 126A. The input of the latter is connected via a resistor 180A to capacitor 182A, which in turn is connected to system earth via resistor ΐδ ^ Α. The resistor 180A is also connected to the output of the filter 126, which in turn is connected to the capacitor 302. The latter is connected via a resistor 30¼ to a capacitor 306, which in turn is connected to system earth. The resistor 30¼ is also connected to the resistor 15 308, as shown in Figure 3B, the latter resistor being connected to the input of the VCA 106a. The latter's output is connected to the voltage-to-current converter provided with the operational amplifier 108a.

Van de versterker IO8A is de niet-inverterende ingang verbonden met stelselaarde en is de uitgang verbonden met elk van de terugkoppel-20 weerstanden 110A en condensatoren 112A. De uitgang van de versterker 108A is ook over een weerstand 307 verbonden voor het verschaffen van de uit-gangsklem van de decodeereenheid teneinde het gereconstrueerde analoge uitgangssignaal te verschaffen.Of the amplifier IO8A, the non-inverting input is connected to system earth and the output is connected to each of the feedback resistors 110A and capacitors 112A. The output of amplifier 108A is also connected across a resistor 307 to provide the decoder output terminal to provide the reconstructed analog output signal.

De ingangsklem 300 is ook via een transiënte versnellingsketen 202A 25 verbonden en wel op een wijze, complementair aan die, welke bij het co-deerproces wordt toegepast. Meer in het bijzonder is de ingangsklem 300 via een weerstand 202A verbonden met een positieve spanningsbron en met de ingang van de keten 202A. De ingang van de keten 202A is verbonden met de ingang van de digitale randdetector 20¼A, waarvan de uitgang met de 30 êénperiode-multivibrator 206a is verbonden. Van deze laatste is de Q-uit-gang verbonden met de basis van een PNP-transistor 208A. Van deze laatste is de collector met een positieve spanningsbron verbonden.De weerstand 210A werkt als een f,optrek"-weerstand voor het uitgangssignaal van de multivibrator 206a. Het uitgangssignaal van de keten 202A treedt op aan de 35 emitter van de transistor 2Q8a en wordt toegevoerd aan het punt 209A.The input terminal 300 is also connected via a transient accelerator circuit 202A 25 in a manner complementary to that used in the coding process. More specifically, the input terminal 300 is connected through a resistor 202A to a positive voltage source and to the input of the circuit 202A. The input of the circuit 202A is connected to the input of the digital edge detector 20¼A, the output of which is connected to the single-period multivibrator 206a. The latter's Q output is connected to the base of a PNP transistor 208A. Of the latter, the collector is connected to a positive voltage source. The resistor 210A acts as an f, pull-up resistor for the output of the multivibrator 206a. The output of the circuit 202A occurs at the emitter of the transistor 2Q8a and is applied to point 209A.

Zoals eerder onder verwijzing naar giguur 1B is beschreven, reageert het aan de versterkerbesturingsmoduul toegevoerde stuursignaal op 8303594 • V ί - 19 - het uitgangssignaal van de integrator. Derhalve is, als aangegeven in figuur 3A, de uitgang van de integrator 12hA over de weerstand 212A verbonden met de condensator 214Α, welke op zijn beurt met stelselaarde is verbonden. Het verbindingspunt van de weerstand 212A en de condensator 21 kA is 5 over de weerstand 21 6a met de condensator 21 8a en de weerstand 222A verbonden. De condensator 218A is over de weerstand 220A met de negatieve spanningsbron verbonden. De weerstand 222A is op zijn beurt over de condensator 22kA met stelselaarde verbonden. Het verbindingspunt van de weerstand 222A en de condensator 22kA is verbonden met een weerstand 22éA, 10 welke op zijn beurt met de basis van de transistor 22δΑ is verbonden.As previously described with reference to gig 1B, the control signal applied to the amplifier control module responds to 8303594 • V ί - 19 - the output signal of the integrator. Therefore, as shown in Figure 3A, the output of integrator 12hA across resistor 212A is connected to capacitor 214Α, which in turn is connected to system earth. The junction of the resistor 212A and the capacitor 21 kA is connected across the resistor 21a to the capacitor 21a and the resistor 222A. The capacitor 218A is connected across the resistor 220A to the negative voltage source. The resistor 222A is in turn connected across the capacitor 22kA to system earth. The junction of the resistor 222A and the capacitor 22kA is connected to a resistor 22éA, which in turn is connected to the base of the transistor 22δΑ.

Van de transistor 228a is de collector verbonden met een positieve spanningsbron en is de emitter verbonden met het verbindingspunt van de condensator 218a en de weerstand 220A. De emitter van de transistor 228A is ook verbonden met een condensator 230A. Deze laatste is op zijn beurt 15 verbonden met het opduwnetwerk 232A. Van dit laatste is de ingang over een weerstand 23^A verbonden met de uitgang van het netwerk en via een condensator 23&A met een weerstand 23δΑ, welke laatste op zijn beurt ook met de uitgang van het netwerk 232A is verbonden. De uitgang van het netwerk 232A is verbonden met een weerstand 2hQA, welke op zijn beurt 20 over een weerstand 2^2A is verbonden met het punt 209A van de uitgang van de keten 202A, en via de condensator 2W*A met stelselaarde. De uitgang van het netwerk 232A is ook verbonden met de ingang van de niveau-detector 250A in figuur 2B. De dubbele tijdketen 251A is verbonden met pen 6 van de detector 250A. De keten 251A komt overeen met de keten 251 25 van figuur 2B. Pen 6 is over een condensator 25^A met de inverterende ingang van de versterker 25&A verbonden. Van deze laatste is de niet-in-verterende ingang met stelselaarde verbonden en is de uitgang verbonden met de kathode van de diode 26kA en de anode van de diode 2Ö2A. De kathode van de diode 262A en de anode van de diode 26UA zijn elk verbonden 30 met de inverterende ingang van de versterker 25&A. De uitgang van de versterker 25öA is ook verbonden met de inverterende ingang 25&A daarvan en wel over de terugkoppelweerstand 25θΑ en de condensator 260A. De uitgang van de operationele versterker 256A is ook via een condensator 266a verbonden met pen 6 van de detector 250A en met de weerstand 252A, welke op 35 zijn beurt met de negatieve spanningsbron is verbonden. De uitgang van de niveaudetector 250A is, als aangegeven in figuur 3B, verbonden met de niet-inverterende ingang van de versterker 268a. Van deze laatste is de 8303594 - 20 - inverterende ingang over een weerstand 270A met stelselaarde en via een weerstand 272A met het sleepcontact van de potentiometer 27verbonden. Deze laatste is aan de respectieve tegenover elkaar gelegen uiteinden daarvan met positieve en negatieve gelijkspanningsbronnen verbonden. De 5 uitgang van de versterker 268a is over de terugkoppelweerstand 276A met de inverterende ingang van de versterker en tevens direkt met de bestu-ringssignaalingangsklem van de VCA 106A verbonden.The transistor 228a of the collector is connected to a positive voltage source and the emitter is connected to the junction of the capacitor 218a and the resistor 220A. The emitter of the transistor 228A is also connected to a capacitor 230A. The latter is in turn connected to the pusher network 232A. The input of the latter is connected via a resistor 23 ^ A to the output of the network and via a capacitor 23 & A to a resistor 23δΑ, which in turn is also connected to the output of the network 232A. The output of the network 232A is connected to a resistor 2hQA, which in turn is connected across a resistor 2 ^ 2A to the point 209A of the output of the circuit 202A, and via the capacitor 2W * A with system earth. The output of the network 232A is also connected to the input of the level detector 250A in Figure 2B. The double time circuit 251A is connected to pin 6 of the detector 250A. The circuit 251A corresponds to the circuit 251 of Figure 2B. Pin 6 is connected to the inverting input of amplifier 25 & A over a capacitor 25 ^ A. Of the latter, the non-digestive input is connected to system earth and the output is connected to the cathode of the diode 26kA and the anode of the diode 20A. The cathode of the diode 262A and the anode of the diode 26UA are each connected to the inverting input of the amplifier 25 & A. The output of amplifier 25öA is also connected to its inverting input 25 & A over the feedback resistor 25θΑ and capacitor 260A. The output of the operational amplifier 256A is also connected through a capacitor 266a to pin 6 of the detector 250A and to the resistor 252A, which in turn is connected to the negative voltage source. The output of the level detector 250A is, as shown in Figure 3B, connected to the non-inverting input of the amplifier 268a. Of the latter, the 8303594 - 20 - inverting input is connected across a resistor 270A to the earth and via a resistor 272A to the sliding contact of the potentiometer 27. The latter is connected at its respective opposite ends to positive and negative DC voltage sources. The output of the amplifier 268a is connected across the feedback resistor 276A to the inverting input of the amplifier and also directly connected to the control signal input terminal of the VCA 106A.

Tijdens het bedrijf wordt een analoog informatiesignaal (in de vorm van een spanningssignaal) aan de ingangsklem 100 van de codeer-10 eenheid 100 van figuur 2A toegevoerd. Het ingangsspanningssignaal wordt door de condensator 102 en de weerstand 10¼ omgezet in een stroom en toegevoerd aan de ingang van de VCA 106. De VCA 106 deelt een signaalver-sterking aan het signaal mede als een functie van het door de niveaude-tector 250 opgewekte stuursignaal, dat aan de uitgang van de versterker 15 268 optreedt. Zoals reeds is vermeld, is het uitgangssignaal van de VCADuring operation, an analog information signal (in the form of a voltage signal) is applied to the input terminal 100 of the encoder 100 of Figure 2A. The input voltage signal is converted into a current by the capacitor 102 and the resistor 10¼ and applied to the input of the VCA 106. The VCA 106 communicates a signal gain to the signal as a function of the control signal generated by the level detector 250 which occurs at the output of amplifier 15 268. As already mentioned, the output is from the VCA

106 een dynamisch gecomprimeerd, analoog signaal. Dit signaal wordt omgezet in een analoog spanningssignaal, dat op zijn beurt wordt toegevoerd aan de ingang van het laagdoorlaatfilter 116 van de modulator 11¼. Het filter 116 verwijdert eventuele ongewenste hoge frequenties, die in het 20 signaal aanwezig kunnen zijn. De analoge uitgangsspanning van het filter 116 wordt toegevoerd aan het vergelijkingspunt 136, waar het signaal wordt vergeleken met (d.w.z. algebraïsch wordt opgeteld bij) de analoge uitgangsspanning van het analoge lineaire voorspellingsfilter 126-. Zoals later zal blijken, levert het filter 126 een analoge spanning als een 25 functie van het verleden van de waarden van de analoge uitgangsspanning van het laagdoorlaatfilter 116 tijdens een voorafbepaald aantal voorafgaande tijdintervallen, welke onmiddellijk voorafgaan aan het huidige interval, als bepaald door de klok 123. De analoge uitgangs spanning van het lineaire voorspellingsfilter wordt omgekeerd, zodat, indien de spanningen 30 aan elkaar gelijk zijn, het vergelijkingspunt 136 zich op stelselaarde zal bevinden. Gedurende het interval, dat de vergelijking plaats vindt, zal, indien de uitgangs spanning van het filter 116 in amplitude groter is dan het uitgangssignaal van het filter 126, de spanning in het vergelijkingspunt 136 positief zijn. De vergelijkingsinrichting 118 zal steeds 35 trachten het ingangssignaal daarvan in het vergelijkingspunt 136 naar stelselaarde te drijven, zoals op zichzelf bekend is. Deze positieve in-gangsspanning van het vergelijkingspunt 136 veroorzaakt derhalve, dat het 8303594 - 21 - uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting 118 negatief zwaait. Waar de D-ingang van de flip-flop 120 negatief is gedurende de tijd, dat de klokpuls door de flip-flop uit de klok 123 wordt ontvangen, zal het Q-uitgangs signaal van de flip-flop een binair gewogen signaal in de lage 5 toestand daarvan zijn, hetgeen indicatief is voor een toenemend signaal gedurende dat tijdinterval. Dit signaal treedt op de uitgangsklem 121 van de codeerinrichting op als een deel van het digitaal gecodeerde signaal. Het binaire signaal wordt ook door de digitale signaalinvertor 122 omgekeerd, zodat het uitgangs signaal van de invertor een binair ge-10 wogen signaal in een hoge toestand zal zijn. Dit hoge digitale signaal in de vorm van een positieve spanningspuls wordt, wat spanningsniveau betreft, verhoogd door de niveauverschuiver 122 en toegevoerd aan de integrator 124. De puls wordt geïntegreerd teneinde deze om te zetten in een analoge spanning over het door de klok 123 ingestelde tijdinterval. Aan-15 gezien elke digitale uitgangspuls van de niveauverschuiver in hoofdzaak dezelfde hoeveelheid signaalenergie bevat, zal het incrementale uitgangssignaal van de integrator voor elke puls (d.w.z. de stapafmeting) dezelfde zijn. Het incrementale uitgangssignaal, een positieve spanning, wordt aan de ingang van het analoge lineaire voorspellingsfilter 126 toe-20 gevoerd, waar het signaal wordt opgeslagen (d.w.z., dat het signaal de condensator 182 tot een hogere waarde laadt).106 a dynamically compressed analog signal. This signal is converted into an analog voltage signal, which in turn is applied to the input of the low-pass filter 116 of the modulator 11¼. The filter 116 removes any unwanted high frequencies that may be present in the signal. The analog output voltage of the filter 116 is applied to the comparison point 136, where the signal is compared to (i.e., algebraically added to) the analog output voltage of the analog linear prediction filter 126-. As will be seen later, the filter 126 provides an analog voltage as a function of the past of the analog output voltage values of the low-pass filter 116 during a predetermined number of preceding time intervals, immediately preceding the current interval, as determined by the clock 123. The analog output voltage of the linear prediction filter is inverted, so that if the voltages 30 are equal, the comparison point 136 will be on system earth. During the interval that the comparison takes place, if the output voltage of the filter 116 is greater in amplitude than the output signal of the filter 126, the voltage in the comparison point 136 will be positive. The comparator 118 will always try to drive the input signal thereof into the comparison point 136, as is known per se. This positive input voltage of the comparator 136 therefore causes the output of the comparator 118 to swing negatively. Where the D input of the flip-flop 120 is negative during the time that the clock pulse is received by the flip-flop from the clock 123, the Q output of the flip-flop will be a binary weighted signal in the low 5 are indicative of an increasing signal during that time interval. This signal acts on the output terminal 121 of the encoder as part of the digitally encoded signal. The binary signal is also inverted by the digital signal inverter 122, so that the output signal from the inverter will be a binary weighted signal in a high state. This high digital signal in the form of a positive voltage pulse is increased, in terms of voltage level, by the level shifter 122 and supplied to the integrator 124. The pulse is integrated to convert it into an analog voltage over the time interval set by the clock 123 . Since each level shifter digital output pulse contains substantially the same amount of signal energy, the incremental integrator output signal for each pulse (i.e., step size) will be the same. The incremental output signal, a positive voltage, is applied to the input of the analog linear prediction filter 126, where the signal is stored (i.e., the signal charges capacitor 182 to a higher value).

Indien omgekeerd, tijdens het tijdinterval, dat de vergelijking plaats vindt, in het vergelijkingspunt 136 de uitgangsspanning van het filter 116 een kleinere amplitude heeft dan het uitgangssignaal van het 25 filter 126, zal de spanning in het vergelijkingspunt 136 negatief zijn.Conversely, during the time interval that the comparison takes place, at the comparison point 136, the output voltage of the filter 116 has a smaller amplitude than the output signal of the filter 126, the voltage at the comparison point 136 will be negative.

De vergelijkingsinrichting 118 zal opnieuw trachten de ingang daarvan in het vergelijkingspunt 136 naar stelselaarde te drijven, zodat de negatieve ingangsspanning in het vergelijkingspunt 136 veroorzaakt, dat de uit-gangsspanning van de vergelijkingsinrichting 118 positief zwaait. Waar de 30 D-ingang van de flip-flop 120 positief is gedurende de tijd, dat de klck-puls door de flip-flop uit de klok 123 wordt ontvangen, zal het Q-uit-gangssignaal van de flip-flop een binair gewogen signaal in de hoge toestand daarvan zijn, hetgeen wijst op een afnemend signaal voor dat tijdinterval. Dit signaal treedt aan de uitgangsklem. 121 van de codeerinrich-35 ting als een deel van het digitaal gecodeerde signaal op. Het binaire signaal wordt ook door de digitale signaalinvertor 122 omgekeerd, zodat het uitgangs signaal van de invertor een binair gewogen signaal in een lage 8303594 - 22 - toestand zal zijn. Dit lage digitale signaal in de vorm van een negatieve spanningspuls wordt wat spanningsniveau betreft, verhoogd (meer negatief gemaakt in dezelfde proportie als het geval is, dat een positieve spanning wordt geleverd teneinde dezelfde hoeveelheid signaalenergie te 5 bevatten) en wel door de niveauverschuiver 122, en aan de integrator 12U toegevoerd. De puls wordt geïntegreerd teneinde deze in een analoge spanning over het door de klok 123 ingestelde tijdinterval om te zetten. Aangezien elke digitale uitgangspuls van de .niveauverschuiver in hoofdzaak dezelfde hoeveelheid signaalenergie bevat, zal het incrementale uitgangs-10 signaal van de integrator voor elke puls (d.w.z. de stapafmeting) dezelfde zijn. Dit incrementale uitgangssignaal, een negatieve spanning, wordt toegevoerd aan de ingang van het analoge, lineaire voorspellingsfilter 126, waarin het signaal wordt opgeslagen (d.w.z., dat het signaal de lading ia en derhalve de spanning over de condensator 182 reduceert).The comparator 118 will again attempt to drive its input into the comparator 136 to system so that the negative input voltage at the comparator 136 causes the output voltage of the comparator 118 to swing positively. Where the 30 D input of the flip-flop 120 is positive during the time the clock pulse is received by the flip-flop from the clock 123, the Q output of the flip-flop will be a binary weighted signal in its high state, indicating a decreasing signal for that time interval. This signal occurs at the output terminal. 121 of the encoder as part of the digitally encoded signal. The binary signal is also inverted by the digital signal inverter 122, so that the output signal from the inverter will be a binary weighted signal in a low 8303594-22 state. This low digital signal in the form of a negative voltage pulse is increased in voltage level (made more negative in the same proportion as the case that a positive voltage is supplied to contain the same amount of signal energy) by the level shifter 122, and supplied to the integrator 12U. The pulse is integrated to convert it to an analog voltage over the time interval set by the clock 123. Since each level shifter digital output pulse contains substantially the same amount of signal energy, the incremental output 10 signal from the integrator will be the same for each pulse (i.e., the step size). This incremental output signal, a negative voltage, is applied to the input of the analog linear prediction filter 126, in which the signal is stored (i.e., the signal reduces the charge ia and therefore the voltage across the capacitor 182).

15 . Om het stuursignaal op te wekken wordt het uitgangssignaal van de integrator 12k over het laagdoorlaatfilter 210 gevoerd om ongewenste, lage frequenties te verwijderen en aan het opduwnetwerk 232 toegevoerd. De detector 250 levert aan de uitgang daarvan een gelijkstroomsignaal als een functie van de effectieve waarde van het uit het netwerk 232 afkomstige 20 ingangssignaal. Het uitgangssignaal van de detector 250 wordt omgekeerd en als het stuursignaal aan de VCA 1θβ toegevoerd. De VGA comprimeert het analoge signaal zodanig, dat het gecomprimeerde signaal dynamisch meer is aangepast aan de vaste modulator 11U, zodat een betere volging wordt verkregen en er minder kans is op hellingsoverbelasting. Voor zeer snel 25 veranderende signalen echter, welke door de compressiemethode niet op een nauwkeurige wijze kunnen worden gevolgd, wordt het uitgangssignaal van de flip-flop 120 aan de keten 200 toegevoerd.15. To generate the control signal, the output of the integrator 12k is passed over the low-pass filter 210 to remove unwanted, low frequencies and is supplied to the pusher network 232. Detector 250 supplies a DC signal to its output as a function of the effective value of the input signal from network 232. The output signal of detector 250 is inverted and supplied as the control signal to the VCA 1θβ. The VGA compresses the analog signal so that the compressed signal is dynamically more adapted to the fixed modulator 11U, providing better tracking and less chance of slope overload. However, for very rapidly changing signals which cannot be accurately tracked by the compression method, the output of flip-flop 120 is applied to circuit 200.

Meer in het bijzonder wordt de stroom van binair gewogen pulsen aan de randdetector 20^ toegevoerd. Deze laatste detecteert wanneer er 30 een verandering in de waarde, d.w.z. een overgang van hoog naar laag, of van laag naar hoog, in het digitale uitgangssignaal van de flip-flop 120 aanwezig is en levert in responsie op een dergelijke overgang een puls. Deze pulsen worden aan de ingang van de opnieuw te trekken éenperiode-multivibrator 206 toegevoerd. Voor elke overgang van hoog naar laag en van 35 laag naar hoog, zal de multivibrator worden ontstoken en zal de Q-uitgang hiervan laag zijn. Wanneer een reeks opeenvolgende lage of hoge pulsen (bijvoorbeeld ongeveer twintig, ofschoon dit aantal als een kwestie van 8303594 ψ 9 - 23 - ontverpkeuze kan worden ingesteld), optreedt, hetgeen aangeeft, dat het analoge ingangssignaal met een hogere zwenksnelheid toeneemt of afneemt dan de modulator kan reageren, zal de multivibrator "time out", waardoor de Q-uitgang hoog wordt en waardoor de transistor 208 geleidend wordt, 5 waardoor in het punt 209 een stroom wordt opgewekt. Dit signaal wordt bij het signaal aan de uitgang van het opduwnetwerk 232 opgeteld en toegevoerd aan de ingang van de detector 250. Hierdoor wordt het aan de ingang van de detector 250 toegevoerde ingangssignaal vergroot en derhalve ook het aan de VGA 106 toegevoerde uitgangsbesturingssignaal, waardoor T0 een grotere signaaleompressie optreedt.More specifically, the flow of binary weighted pulses is applied to the edge detector 20. The latter detects when there is a change in the value, i.e. a transition from high to low, or from low to high, in the digital output of the flip-flop 120 and supplies a pulse in response to such a transition. These pulses are applied to the input of the retractable one-period multivibrator 206. For each transition from high to low and from low to high, the multivibrator will be fired and its Q output will be low. When a series of consecutive low or high pulses (for example, about twenty, although this number can be set as a matter of 8303594 ψ 9 - 23 - defocus selection) occurs, indicating that the analog input signal increases or decreases at a higher swing speed than the modulator will respond, the multivibrator will "time out," causing the Q output to go high and making transistor 208 conductive, thereby generating a current at point 209. This signal is added to the signal at the output of the push-on network 232 and is applied to the input of detector 250. This increases the input signal applied to the input of detector 250 and therefore also the output control signal applied to VGA 106, whereby T0 greater signal compression occurs.

Bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal, geleverd door de codeereenheid volgens figuur 2A en 2B, wordt het signaal toegevoerd aan de ingang 300 van de decodeereenheid, weergegeven ia de figuren 3A en 3B. Elk binair gewogen signaal wordt door de digitale signaalinver-15 tor 168a omgekeerd en wat amplitude betreft door de niveauverschuiver 122A gewijzigd. Elk signaal wordt dan toegevoerd aan de integrator 124a, welke op eenzelfde wijze werkt als de integrator 12¾ van de codeerinrichting. Wanneer het binaire signaal zich in een hoge toestand bevindt, is het signaal een positieve spanningspuls. Wanneer deze positieve spanningspuls 20 aan de integrator 12¾ wordt toegevoerd, wordt de puls geïntegreerd, waardoor deze wordt omgezet in een analoge spanning over het tijdinterval (bepaald door de pulsherhalingsfrequentie van het digitale ingangssignaal). Aangezien elke digitale puls in hoofdzaak dezelfde hoeveelheid signaal-energie bevat, zal het incrementale uitgangssignaal van de integrator 25 voor elke puls (d.w.z. de stapafmeting) hetzelfde zijn. Dit increméntale uitgangssignaal, een positieve spanning, treedt op aan de ingang van het analoge, lineaire voorspellingsfilter 126A, waar het signaal wordt opgeslagen (d.w.z., dat het signaal de condensator 182A tot een hogere waarde laadt).When decoding the digitally encoded signal supplied by the encoder of Figures 2A and 2B, the signal is applied to the input 300 of the decoder shown in Figures 3A and 3B. Each binary weighted signal is inverted by the digital signal inverter 168a and amplitude-altered by the level shifter 122A. Each signal is then applied to the integrator 124a, which operates in a similar manner to the encoder integrator 12¾. When the binary signal is in a high state, the signal is a positive voltage pulse. When this positive voltage pulse 20 is applied to the integrator 12¾, the pulse is integrated, converting it into an analog voltage over the time interval (determined by the pulse repetition frequency of the digital input signal). Since each digital pulse contains substantially the same amount of signal energy, the incremental output of the integrator 25 will be the same for each pulse (i.e., the step size). This incremental output signal, a positive voltage, occurs at the input of the analog linear prediction filter 126A, where the signal is stored (i.e., the signal charges capacitor 182A to a higher value).

30 Indien omgekeerd het binaire ingangssignaal op de klem 300 zich in een hoge toestand bevindt, wordt het signaal geïnverteerd en door de niveauverschuiver 122A wat amplitude betreft gewijzigd. Het geïnverteerde lage, binaire signaal wordt toegevoerd aan de ingang van de integrator 124a. Dit lage signaal heeft de vorm van een negatieve spanningspuls en 35 wordt geïntegreerd teneinde het signaal, om te zetten in een analoge spanning over het tijdinterval, dat door de pulsherhalingsfrequentie van het ingangssignaal wordt ingesteld. Aangezien elke digitale uitgangspuls van 8303594 -2^- de niveauvers chuiver in hoofdzaak dezelfde hoeveelheid signaalenergie bevat, zal het incremental® uitgangssignaal van de integrator voor elke puls (d.w.z. de stapafmeting) hetzelfde zijn. Dit incrementale uitgangssignaal, een negatieve spanning, treedt aan de ingang van het analoge 5 lineaire voorspellingsfilter 126A op en wordt daar opgeslagen (d.v.z., dat het signaal de lading in en derhalve de spanning over de condensator 182A reduceert). Het uitgangssignaal wordt overgedragen aan de VCA 10βΑ, waar an het signaal een versterking wordt medegedeeld voor het verschaffen van een signaalexpansie als een functie van het stuursignaal, dat 10 uit de niveaudetector 250A afkomstig is. De nauwkeurige signaalexpansie is het complement van de signaalcompressie, welke tijdens het codeer-proces optreedt, zodat het aan de uitgangsklem 308 van de decodeerinrich-ting optredende signaal dynamisch in de oorspronkelijke vorm daarvan zal worden teruggebracht.: 15 Voor het opwekken van het stuursignaal wordt het uitgangssignaal van de integrator 121+A door. het filter 201A gefilterd en toegevoerd aan het opduvnetverk 232A en vervolgens aan de detector 250A. Het uitgangssignaal van de detector. 250A, een gelijkstroomsignaal met een waarde als functie van de effectieve waarde van het ingangssignaal van de detector, 20 wordt toegevoerd aan de versterker 268a. Het uitgangssignaal van deze laatste vormt het stuursignaal voor de VCA 106a.Conversely, if the binary input signal on terminal 300 is in a high state, the signal is inverted and amplitude level shift 122A changes it. The inverted low binary signal is applied to the input of the integrator 124a. This low signal is in the form of a negative voltage pulse and is integrated to convert the signal into an analog voltage over the time interval set by the pulse repetition frequency of the input signal. Since each digital output pulse of 8303594 -2 ^ the level shifter contains substantially the same amount of signal energy, the incremental® output signal from the integrator for each pulse (i.e., the step size) will be the same. This incremental output, a negative voltage, occurs at the input of the analog linear prediction filter 126A and is stored there (i.e., the signal reduces into the charge and therefore the voltage across capacitor 182A). The output signal is transferred to the VCA 10βΑ, where the signal is communicated an amplification to provide a signal expansion as a function of the control signal coming from the level detector 250A. The accurate signal expansion is the complement of the signal compression which occurs during the encoding process, so that the signal occurring at the output terminal 308 of the decoding device will be dynamically restored to its original form .: To generate the control signal the output signal of integrator 121 + A through. the filter 201A is filtered and fed to the surfacing 232A and then to the detector 250A. The detector output signal. 250A, a DC signal having a value as a function of the effective value of the detector input signal, 20 is supplied to amplifier 268a. The latter's output signal forms the control signal for the VCA 106a.

Om er tenslotte voor te zorgen, “dat de juiste mate van expansie wordt verschaft bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal, wordt het digitale ingangssignaal op de klem 300 aan de randdetector 20kA 25 toegevoerd, voordat het signaal aan de multivibrator 20ÖA wordt toegevoerd. De multivibrator werkt op een identieke wijze, zodat wanneer een reeks opeenvolgende lage of hoge signalen op de klem 300 optreedt, aan de ingang van de multivibrator 20βΑ geen signaal zal worden toegevoerd. Dit leidt ertoe, dat de Q-uitgang hoog wordt, zodat de transistor 208A geleidend 30 wordt en bij het ingangssignaal van de detector 250A een signaal wordt opgeteld.Finally, to ensure that the correct degree of expansion is provided when decoding the digitally encoded signal, the digital input signal is applied to terminal 300 at the edge detector 20kA 25 before the signal is applied to the multivibrator 20A. The multivibrator operates in an identical manner so that when a series of consecutive low or high signals occurs on terminal 300, no signal will be applied to the input of multivibrator 20βΑ. This results in the Q output becoming high, so that the transistor 208A becomes conductive and a signal is added to the input signal of the detector 250A.

Het is duidelijk, dat alle componenten van de decodeereenheid identiek zijn aan de overeenkomstige componenten van de codeerinrichting om een nauwkeurige reconstructie van het analoge signaal te verzekeren.It is understood that all the decoder components are identical to the corresponding encoder components to ensure accurate reconstruction of the analog signal.

35 Om deze reden kunnen, ofschoon niet aangegeven, de twee eenheden worden gecombineerd tot een geschikte eenheid met een geschikte omschakelmogelijkheid om van de codeermodus naar de decodeermodus om te schakelen.For this reason, although not indicated, the two units can be combined into a suitable unit with a suitable switching capability to switch from encoding mode to decoding mode.

8303594 - 25 -8303594 - 25 -

Voorts kunnen equivalente componenten, welke op zichzelf "bekend zijn, in de plaats treden van die, welke zijn weergegeven en beschreven. Zo kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van andere typen verster-kingsbesturingsmodellen, niveaudetectoren en lineaire voorspellings-5 filters.Furthermore, equivalent components, which are "known per se, may replace those shown and described. For example, other types of gain control models, level detectors, and linear prediction filters may be used.

Het beschreven stelsel verschaft een aantal voordelen. De voordelen van een constante deltamodulator worden verkregen onder gebruik van een constante deltamodulator 1 ik (en llkA) in het codeer-(decodeer-) proces, en een adaptieve deltamodulator door het analoge uitgangssignaal 10 van de decodeerinrichting binnen elke stapaflneting te variëren onder gebruik van signaaleompansiemethoden. Derhalve bezit het stelsel een uitgangssignaal met -variërende helling onder gebruik van een vaste stapaf-meting bij het decoderen van het digitaal gecodeerde signaal, terwijl het stelsel tegelijkertijd bestemd is cm "dither"-ruis te gebruiken voor 15 het maskeren van kwantiseringsruis. Het stelsel levert een uitgangssignaal met variërende helling onder gebruik van een constante stapafmeting, zodat, wanneer het stelsel wordt gebruikt voor het verwerken van audiosignalen, het digitaal gecodeerde signaal kan worden gecodeerd zonder dat de ruisbodem hoorbaar wordt verschoven. Door gebruik van signaaleompansiemethoden 20 wordt het dynamische gebied van het stelsel sterk vergroot (120 dB of 1.000.000 ; l) vergeleken met dat, verkregen bij de bekende adaptieve stelsels (maximaal ongeveer 30.000 ; 1). Het stelsel is in hoofdzaak ongevoelig voor een niet-ideaal gedrag van de vergelijkingsinrichting.The described system provides a number of advantages. The advantages of a constant delta modulator are obtained using a constant delta modulator 1i (and 11kA) in the encoding (decoding) process, and an adaptive delta modulator by varying the decoder analog output 10 within each step size using signal echo expansion methods. Thus, the system has a varying slope output using a fixed step size in decoding the digitally encoded signal, while at the same time the system is intended to use dither noise to mask quantization noise. The system outputs a varying slope output using a constant step size so that when the system is used to process audio signals, the digitally encoded signal can be encoded without the noise bottom being audibly shifted. Using signal compensation methods 20, the dynamic range of the system is greatly increased (120 dB or 1,000,000; 1) compared to that obtained in the known adaptive systems (about 30,000; 1 maximum). The system is substantially insensitive to non-ideal behavior of the comparator.

Het signaal wordt gevarieerd onder gebruik van vaste stappen overeenkomstig 25 analoge methoden teneinde de voordelen van zowel niet-adaptieve als adaptieve stelsels te verkrijgen en te voorzien in een betrekkelijke goedkope analoog-digitaal omzetter.The signal is varied using fixed steps according to analog methods to obtain the benefits of both non-adaptive and adaptive systems and to provide a relatively inexpensive analog-to-digital converter.

Het is duidelijk, dat ofschoon het stelsel, dat is aangegeven voor het coderen van een analoog signaal en het decoderen van een digitaal 30 signaal, een signaal met een enkele band is, d.w.z., dat alle frequenties van het analoge ingangssignaal via hetzelfde kanaal worden verwerkt, meervoudige banden of kanalen kunnen worden gebruikt voor codering en decodering, waarbij het analoge ingangssignaal wordt gefilterd door band-doorlaatfilters, die het gehele frequentiespectrum van het analoge in-35 gangssignaal in kleinere frequentiebanden splitsen, welke afzonderlijk worden gecodeerd, vervolgens worden gedecodeerd en gecomboneerd voor het verschaffen van het gereconstrueerde analoge signaal.Obviously, although the system indicated for encoding an analog signal and decoding a digital signal is a single band signal, ie, all frequencies of the analog input are processed through the same channel , multiple bands or channels can be used for encoding and decoding, where the analog input signal is filtered by band-pass filters, which split the entire frequency spectrum of the analog input signal into smaller frequency bands, which are encoded separately, then decoded and condensed to provide the reconstructed analog signal.

83035948303594

Claims

1. System for generating a digitally encoded electrical output signal representative of and in response to an analog electrical input signal, characterized by means for providing a first analog signal as a function of the current value of the analog input signal, signal generator means for generating a second signal as a function of a comparison between the first analog signal and a third analog signal, which third analog signal is a function of elapsed values of the analog input signal for a predetermined number of preceding discrete time intervals, 10 and means generating the digitally encoded signal in response to the second signal, the digitally encoded signal comprising a stream of binary weighted signals, each of these binary weighted signals being generated at a correspondingly discrete time interval, and the binary value of each of the binary weighted signals ee n is function 15 of the first and third analog signals at the discrete time interval.

2. System according to claim 1, characterized in that the signal generator means comprises means for generating a fourth signal as a function of the average of the binary weighted signals, and storage means around the fourth signal during the predetermined number of store discrete time intervals and generate the third analog signal as a function of the stored fourth signal.

System according to claim 1, characterized in that the means for providing the first analog signal are provided with means for varying the amount of change of the first analog signal as a function of a control signal to provide a limit the degree of change of the first analog signal ..-! +. System according to claim 3, characterized in that the means for varying the signal gain are provided with an analog signal compressor. System according to claim U, characterized in that the analog signal compressor comprises an amplifier for varying the gain, which is communicated to the analog input signal as a function of the control signal, and means to control the control signal as a function of the digitally encoded signal. System according to claim U, characterized in that the analogue signal 83 a3 5 9 4 »die '- -'27 - compressor is provided with an amplifier for varying the gain, which is communicated to the analog input signal as function of the control signal, and means for generating the control signal as a function of the amplitude of the analog input signal. System according to claim 6, characterized in that the means for generating the control signal generate the control signal as a function of the effective value of the analog input signal.

System according to claim 6, characterized by means for generating a fifth signal when a predetermined number of consecutive binary weighted signals have the same preselected binary value, and wherein the means for generating the control signal generate the control signal as a function of the analog input signal and the fifth signal.

9. System as claimed in claim 2, characterized in that the collecting members are provided with capacitive members which respond to the fourth signal.

10. System according to claim 2, characterized in that the means for generating the fourth signal are provided with signal integrator means for integrating the binary weighted signals to provide the fourth signal.

System according to claim 10, characterized in that the collecting members are provided with capacitive members which respond to the fourth signal.

System according to claim 1, characterized in that the signal generator means comprises means for algebraically summing the first and third signals and providing a summed signal in response thereto, and means for summing the summed signal with system Earth and generate the second signal in response.

System according to claim 12, characterized in that the second signal has a polarity when the summed signal has a positive polarity, and has an opposite polarity when the summed signal has a negative polarity. 1¾. . System according to claim 13, characterized in that the binary value of each of the binary weighted signals is a function of the polarity of the summed signal during the corresponding time interval.

A system for generating a digitally encoded electrical output 8303594-28h *, which is representative of and in response to an analog electrical input signal characterized by means for generating the digitally encoded output, including binary weighted signals, each for a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog input signal, the interval and a reference signal as a function of a predetermined number of elapsed values of the analog input signal at a corresponding predetermined number of said intervals, means for varying the signal gain communicated to the analog input signal in response to a control signal, and means for generating the control signal in response to the digitally encoded output signal.

System for generating an analog output signal in response to a digitally encoded electrical input, representative of the analog output, the digitally encoded electrical input including binary weighted signals, each during a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog output signal during this time interval and a reference signal as a function of a predetermined number of previous values of the analog output signal at a corresponding predetermined number of intervals characterized by means for generating a first analog signal as a function of the value of the digitally encoded signal over a preselected number of discrete time intervals, means which, in response to a control signal, vary the signal gain communicated to the first analog signal as a function of the control signal in order to be analogous provide output signal, and means which in response to the digitally encoded signal generate the control signal as a function of the digitally encoded signal.

17. System according to claim 16, characterized in that the means for generating the first analog signal are provided with means for generating a second signal as a function of the average of the binary weighted signals, and storage means around the second store the signal for the predetermined number of previous discrete time intervals and generate the first analog signal as a function of the stored second signal, 18. System according to claim 16, characterized in that the means for varying the signal amplification communicated to the first analog signal are provided with means for varying the degree of change of the signal. vary the first analog signal as a function of the control signal to provide a limit imposed on the amount of change of the analog output signal.

19. System according to claim 18, characterized in that the means for varying the signal gain comprise an analog signal expansion device.

20. System according to claim 19, characterized in that the digitally encoded electrical input signal is a function of a variable signal amplification which is communicated in a compressive sense to the analog output signal, and the analog signal expansion device is provided with means for vary the signal gain complementary to the variable gain function.

21. System according to claim 19, characterized in that the analog signal expansion device is provided with an amplifier for varying the gain communicated to the first analog signal as a function of the control signal, and means for generate control signal as a function of the digitally encoded signal.

System according to claim 19, characterized in that the means for generating the first analog signal comprise means 20 for generating the second signal as a function of the average of the binary weighted signals, and the analog signal expansion the apparatus includes an amplifier for varying the signal gain communicated to the first analog signal as a function of the control signal, and means for generating the control signal as a function of said signal.

System according to claim 22, characterized in that the means for. generating the control signal generating the control signal as a function of the effective value of the second signal, 2h. System according to claim 22, characterized by means for generating a third signal when a predetermined number of consecutive binary weighted signals has the same preselected binary value and wherein the means for generating the control signal generate the control signal as a function of the second signal and the third signal. System according to claim 17, characterized in that the storage members are provided with capacitive members, which are connected to the second signal.

System according to claim 17, characterized in that the means for generating the second signal include signal integrator means for integrating the binary weighted signals to provide the second signal.

27. System as claimed in claim 26, characterized in that the storage members are provided with capacitive members which respond to the second analog signal. 2δ. System for encoding an analog signal as a digitally encoded signal of the type, comprising binary weighted signals, each during a discrete time interval and as a function of the difference between the value of the analog input signal during this interval and a reference signal, as a function of a predetermined number of predetermined values of the analog input signal during a corresponding predetermined number of intervals, or for decoding the digitally encoded signal to reconstruct the analog signal characterized by means responsive to the digitally encoded signal generate a control signal as a function of the digitally encoded signal, and means which, in response to the control signal, vary the gain imparted to the analog signal as a function of the control signal. 20 ________ 8303594 *