NO162937B - Digital dpcm-koder med hoey behandlingshastighet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en digital DPCM-koder for høye behandlingshastigheter i henhold til innledningen av patentkrav 1.

På fig. 1 er det vist en DPCM-koder som bestemmer en DPCM-signalverdi i fire regneskritt. Disse er en subtraksjon,

en kvantisering, en addisjon og en prediksjon. Addisjonen og prediksjonen blir gjennomført i en regnesløyfe som omfatter en adderer og en prediktor, i dette tilfelle en multipliserer. Funksjonen til den kjente DPCM-koder skal forklares nærmere

i det følgende. Ved høye overføringshastigheter krever denne kjente utførelse dog lange beregningstider også ved anvendt moderne kretsteknikk.

En slik DPCM-koder er vist på fig. 3 i europeisk patent-søknad EP-A-0021948. Da bare behandlingen av det siste på utgangen av kvantisereren avgitte kvantiserte DPCM-signalverdi er kritisk med hensyn på tid, kan betraktningsmåten innskrenke seg til en multipliserer som prediktor. Den her viste DPCM-koder har ytterligere en kvantiserer-koder, hvis inngang er parallell til kvantisereren og som avgir kodede DPCM-signalverdi. Den benyttes imidlertid ikke i den egentlige beregning av DPCM-signalverdien. Vanligvis blir en koder forbundet med utgangen på kvantisereren for å bevirke den samme funksjon.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en DPCM-koder

som arbeider med et lavere antall av suksessive regneoperasjoner i tilbakekoblingssløyfen.

Med utgangspunkt i en DPCM-koder av den i innledningen omtalte art oppnås denne hensikt ved de i karakteristikken til krav 1 angitte trekk.

DPCM-koderen i henhold til oppfinnelsen er utført med bare tre regnetrinn. Den kretstekniske innsats er i den for-bindelse bare ubetydelig større. Det må bare anvendes en annen kvantiserer.

Det er fordelaktig at det istedet for to kvantiserere benyttes en eneste kvantiserer med to utganger.

Ved bruk av integrert kretsteknikk er det hensiktsmessig

å realisere de to kvantiserere i ett.

Av økonomiske grunner er det fordelaktig at det istedet for den første kvantiserer er anordnet en annen i multipliserer som er forbundet med utgangen på den opprinnelige annen kvanti serer, og at den annen multipliserer bevirker en multiplikasjon med den inverse verdi. ^ av prediksjonsfaktoren.

Ved denne kretsvarianten blir en første kvantiserer ved beregning av d^t kvantiserte DPCM-signal erstattet av en annen multipliserer.

Det er hensiktsmessig at et fritt adresserbart lager benyttes som kvantiserer.

Som lager blir det hensiktsmessig anvendt en ROM, PROM eller en EPROM. Likeledes er en RAM hvor de kvantiserte DPCM-verdier på forhånd innskrives egnet. Kvantiseringen skjer på en særlig enkel måte. Ved f.eks. en rom opptrer det i subtraksjonsleddet utregnede DPCM-signal som adresse.

Kvantiseringen bevirkes således ved fastleggelsen av

data i det anvendte ROM.

Ytterligere gunstige utforminger av oppfinnelsesgjenstanden er angitt i de øvrige underkrav.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen vil bli belyst under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser en kjent DPCM-koder og

fig. 2 en DPCM-koder ifølge oppfinnelsen.

DPCM-koderen på fig. 1 inneholder et subtraksjonsledd 1 hvis inngang 1^utgjør koblingsanordningens inngang E. Utgangen 1^fra subtraksjonsleddet 1 er forbundet med inngangen 2^ til kvantiseringsleddet 2, hvis utgang 22danner DPCM-koderens utgang 0 hvor det kvantiserte DPCM-signal Asiavgis. Utgangen fra kvantiseringsleddet 2 er forbundet med en første inngang 3^til et addisjonsledd 3 hvis utgang 3^ er forbundet med første inngang 4^til et multiplikasjonsledd 4 hvis utgang 4^ er forbundet med annen inngang ±2 til subtraksjonsleddet og med annen inngang 32til addisjonsleddet 3. Multiplikasjons-leddets annen inngang 4„ får en konstant forutsigelsesfaktor A = 1 tilført. PCM-signalverdier s^ tilføres koblingens inngang. Med indeksen "\" karakteriseres den kronologiske rekke-følge av signalene.

DPCM-koderens funksjon består i utfra forutgående samplingsverdier å utregne en estimert verdi s^. Utfra differansen mellom den opptredende PCM-signalverdi s^ og estimeringsverdien utregnes differansen As^, som først blir kvantisert og så overført. Denne kvantiserte DPCM-signalverdi er betegnet med As.^ . Det kronologiske forløp av beregningen av en DPCM-signalverdi foregår i fire skritt:

1) inntil tidspunktet t^: beregning av Asi = s^-§^,

2) inntil tidspunktet t~ : kvantisering av As.~> As. ,

z x x , y

3) inntil tidspunktet t,: addisjon av s.+As. ,

j x i, cj

4) inntil tidspunktet t.: multiplikasjon: A-(s.+As. )=s.,, c4r JXX,qX-rl DPCM-koderen er vist rent skjematisk. Det ble antatt at koblingselementenes respektive utgangssignal opptrer på tids-punktene t^- t4. Dette kan man få til ved valg av egnede komponenter, men også ved hjelp av ekstra gangtidsledd eller egnede mellomlagre (bistabile kippledd).

Den DPCM-koder i henhold til oppfinnelsen som er vist på fig. 2, inneholder likeledes et subtaksjonsledd 1 hvis utgang 13 er forbundet med inngangen 2^til kvantiseringsleddet 2;hvis utgang 2^i sin tur utgjør DPCM-koderens utgang 0. Et annet kvantiseringsledd 5 er med sin inngang 5^ likeledes koblet til subtraksjonsleddets utgang 1^. Utgangen 5,, fra annet kvantiseringsledd 5 er forbundet med første inngang 3^ til addis jonsleddet 3/ hvis utgang 3^er forbundet med annen inngang ^ til subtraksjonsleddet 1.

Det signal som opptrer ved inngangen blir subtrahert fra den PCM-signalverdi s^som opptrer ved inngangen E. Via multiplikasjonsleddet 4 er utgangen 3^fra addisjonsleddet 3 forbundet med dets annen inngang 3,,. Ved noen løsninger er det nødvendig å etterkoble multiplikasjonsleddet 4 et gangtidsledd 6. Utfra de foregående betraktninger fås for beregning av estimert verdi:

Gjennomfører man veiningen med forutsigelsesfaktoren A separat for sX . og As1. (4, kan noen regneoperasjoner forløpe parallelt i DPCM-koderen. Dette blir oppnådd ved hjelp av annet kvantiseringsledd 5, ved hvis utgang det med forutsigelsesfaktoren A multipliserte kvantiserte DPCM-signal As. allerede blir gitt ut.

Det kronologiske forløp for beregningen av s\+1kan inn-deles i tre tidsintervaller:

1) inntil tidspunktet t^ beregning av As±= s.j-s\ og A-s\,

2) inntil tidspunktet. tz ~ : bestemmelse av As1. /4 og A-As 1/4,

3) inntil tidspunktet t,: addisjon: A«As. + A-s. = s. ,

På fig. 2 er de beregnede verdier etter tidspunktet t2innført. Ved bruk av denne koblingsanordning behøves bare tre suksessive regneoperaisjoner. Den tid som står til rådighet for hver regneoperasjon, blir derved forlenget, resp. det blir mulig å behandle en raskere sekvens av PCM-signalverdier s^.

Som kvantiseringsledd blir der ved denn koblingsanordning benyttet ROM's. Også PROM's og RAM's er mulige. Kvantiseringen skjer automatisk ved utlesningen av de lagrede data ved hjelp av det DPCM-signal As^som opptrer ved kvantiseringsleddenes inngang. Som addisjonsledd og multiplikasjonsledd er det mulig å anvende komponenter som forekommer vanlig i handelen, f.eks. type SN 54 LS181 som addisjonsledd og subtraksjonsledd såvel som komponenten SN 54 LS261 som multiplikasjonsledd. Disse komponenter markedsføres av firma Texas Instruments.

Claims (7)

1. Digital DPCM-koder for høye behandlingshastigheter og som omfatter en subtraherer (1), hvis første inngang (1 ) til-føres et DPCM-signal (s^ og hvis armen inngang (12) er en estimeringsverdi (s\), med en første til utgangen på subtrahereren tilkoblet kvantiserer (2) på hvis utgang det avgis kvantiserte DPCM-signaler, med en likeledes til utgangen på subtrahereren (1) tilkoblet annen kvantiserer (5) og med en regnesløyfe (3,4) til bestemmelse av estimeringsverdien på basis av forutgående samplingsverdier og som omfatter en adderer (3) , hvis første inngang (3^ er ført til utgangen (22) på den annen kvantiserer, samt en multipliserer (4),karakterisert vedat den annen kvantiserer

(5) på sin utgang (52>) avgir av en prediksjonsfaktor (A) multipliserte, kvantiserte DPCM-signaler (AAs,q), at utgangen (33) på addereren (3) er koblet til den annen'inngang (l2) på subtrahereren (1) og den første inngang (42) på multiplisereren (4) , og at utgangen fra multiplisereren (4) er koblet til den annen inngang (32) på addereren.

2. Digital DPCM-koder som angitt i krav 1,karakterisert vedat det er anordnet bare en eneste kvantiserer med to utganger.

3. Digital DPCM-koder i henhold til krav 1,karakterisert vedat det er anordnet en eneste kvantiserer (5) hvis utgang (52) er forbundet med en ytterligere annen multipliserer innrettet til å multiplisere det med prediksjonsfaktoren (A) multipliserte DPCM-signal (AAs-jn) med den inverse verdi<1>av prediksj onsf aktoren.

4. DPCM-koder som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat der som kvantiseringsledd (2, 5) er anordnet et fritt adresserbart lager (ROM, EPROM, PROM).

5. DPCM-koder som angitt i krav 4,karakterisert vedat det annet kvantiseringsledd (5) er innrettet til å endre informasjonen ved utgangen bare etter en ny arbeidstakt.

6. DPCM-koder som angitt i et av kravene 1-5,karakterisert vedat subtraksjonsleddet (1) omfatter et addisjonsledd med foranliggende komplementdanner.

7. DPCM-koder som angitt i et av kravene 1-6,karakterisert vedat der i serie med multiplikasjonsleddet (4) er koblet et gangtidsledd (6).