NO833020L - Digital dpcm-koder med hoey behandlingshastighet. - Google Patents

Description

Digital DPCM-koder med høy behandlingshastighet

Oppfinnelsen angår en digital DPCM-koder som har høy behandlingshastighet og omfatter et kvantiseringsledd ved hvis utgang der avgis kvantiserte DPCM-signaler, en regnesløyfe som tjener til å bestemme estimert verdi og inneholder et addisjonsledd og et multiplikasjonsledd hvor der skjer multiplikasjon med en forutsigelsesfaktor,.samt et subtraksjonsledd som er innskutt foran inngangen til kvant iseringsleddet, og hvis første og annen inngang får tilført henholdsvis et PCM-signal og estimeringsverdien.

På fig. 1 er der vist en kjent DPCM-koder som bestemmer DPCM-signalet i fire regneskritt. Dens funksjon vil senere bli forklart nærmere. Ved høye overføringshastigheter betinger den kjente oppbygning av DPCM-koderen ugunstig lange regnetider selv ved anvendelse av moderne koblingsteknikk.

Oppfinnelsens oppgave er å gi anvisning på en DPCM-koder som arbeider med et lite antall suksessive regneoperasjoner i tilbakekoblingssløyfen.

Med utgangspunkt i en DPCM-koder av den innledningsvis angitte art blir denne oppgave løst ved

at der er anordnet et kvantiseringsledd som likeledes er tilkoblet subtraksjonsleddets utgang, og som ved sin utgang avgir det med en forutsigelsesfaktor multipliserte kvantiserte DPCM-signal',

at utgangen fra annet kvantiseringsledd er forbundet med første inngang til addisjonsleddet, og

at addisjonsleddets utgang er ført til annen inngang til subtraksjonsleddet og første inngang til multiplikatoren, hvis utgang er ført til addisjonsleddets annen inngang.

DMPCM-koderen ifølge oppfinnelsen klarer seg med bare tre regneskritt. Den koblingstekniske påkostning i den forbindelse er bare uvesentlig større. Det behøves bare å tilføye et annet kvantiseringsledd.

Det er gunstig om der istedenfor to kvantiseringsledd er anordnet et eneste kvantiseringsledd med to utganger.

Ved anvendelse av integrert koblingskretsteknikk er det hensiktsmessig å realisere begge kvantiseringsleddene i felles-skap.

Av økonomiske grunner er det gunstig om der istedenfor første kvantiseringsledd er anordnet et annet multiplikasjonsledd som er tilkoblet annet kvantiseringsledds utgang, og der ved hjelp av annet multiplikasjonsledd skjer en multiplikasjon med den inverse verdi ^ av forutsigelsesfaktoren.

Ved denne versjon av koblingen blir første kvantiseringsledd erstattet ved at det kvantiserte DPCM-signal blir ut-regnet ved hjelp av et annet multiplikasjonsledd.

Det er hensiktsmessig om der som kvantiseringsledd benyttes et fritt adresserbart lager.

Som lager anvendes hensiktsmessig et ROM, PROM eller EPROM. Egnet er likeledes et RAM som de kvantiserte DPCM-verdier innføres i på forhånd. Kvantiseringen skjer på . særlig enkel måte. F.eks. ved et ROM opptrer det i subtraksjonsleddet utregnede DPCM-signal som adresse. Herved blir det kvantiserte DPCM-signal i alminnelighet utlest med et lite antall binærsifre. Kvantiseringen bevirkes således ved fast-leggelsen 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 2^danner DPCM-koderens utgang 0 hvor det kvantiserte DPCM-signal As^avgis. 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 I2til subtraksjonsleddet og med annen inngang 2>^til addis jonsleddet 3. Multiplikasjons- leddets annen inngang 4_ får en konstant forutsigelsesfaktor A = 1 tilført. PCM-signalverdier s. tilføres koblingens inngang. Med indeksen V" karakteriseres den kronologiske rekke-følge av signalene.

DPCM-koderens funksjon består i utfra forutgående saraplingsverdier å utregne en estimert verdi s^. Utfra differansen mellom den opptredende PCM-signalverdi s. og estimeringsverdien s\ 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 As^= s^-ÉL ,

2) inntil tidspunktet t0: kvantisering av As.-> As. ,

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

4) inntil tidspunktet t „ : multiplikasjon: A-(s.+As. )=s. , .

DPCM-koderen er vist rent skjematisk. Det ble antatt at koblingselementenes respektive utgangssignal opptrer på tids-punktene t^ - t^.. 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 1^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 1^til subtraksjonsleddet 1.

Det signal som opptrer ved inngangen I2, 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 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 s\ og As^, kan noen regneoperasjoner -forløpe parallelt i DPCM-koderen. Dette blir oppnådd ved hjelp av annet kvantiseringsledd 5, ved hvis utgang det med forutsigelsesfaktoren A multip^ liserte kvantiserte DPCM-signal Asi. /q allerede blir gitt ut.

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

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

2) inntil tidspunktet•t_: bestemmelse av As. og A*As. ,

Zi , q i, q

3) . inntil tidspunktet t..: addisjon: A* As. + A* s . = s._, .

.j 1 / CJ 1 x x

På fig. 2 er de beregnede verdier etter tidspunktet innført. Ved bruk av denne koblingsanordning behøves bare tre suksessive regneoperasjoner. 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 som har høy behandlingshastighet og omfatter et kvantiseringsledd (2), ved hvis utgang der avgis kvantiserte DPCM-signaler, en regnesløyfe som tjener til å bestemme estimert verdi og inneholder et addisjonsledd (3) og et multiplikasjonsledd (4) hvori der skjer multiplikasjon med en forutsigelsesfaktor (A) , samt et subtraksjonsledd (1) som er innkoblet foran inngangen til kvantiseringsleddet, og hvis første og annen inngang (1^ resp. 12 ) får tilført henholdsvis et PCM-signal (s^ og den estimerte verdi, karakterisert ved at der er anordnet et annet kvantiseringsledd (5) som likeledes er tilkoblet subtraks jonsleddet s (1) utgang d^), og som ved sin utgang (52 ) avgir det med en forutsigelsesfaktor (A) multipliserte kvantiserte DPCM-signal (A*As. ), i,q at annet kvantiseringsledds utgang (^2 ) er forbundet med addisjonsleddets (3) første inngang (3^ ), og at addisjonsleddets (3) utgang (3^ ) er ført til annen inngang (12 ) til subtraks jonsleddet (1) og første inngang (4-^) til multiplikasjonsleddet (4), hvis utgang (4^ ) er ført til addisjonsleddets (3) annen inngang (32 ).

2. DPCM-koder som angitt i krav 1, karakterisert ved at der istedenfor to kvantiseringsledd (2 og 5) er anordnet et eneste kvantiseringsledd med to utganger.

3. DPCM-koder som angitt i krav 1, karakterisert ved at der istedenfor første kvantiseringsledd (2) er angitt et annet multiplikasjonsledd som er koblet til utgangen (52 ) fra annet kvantiseringsledd ( 5\ og at der med det annet jtmltiplikasjonsledd skjer en multiplikasjons med den inverse verdi ^ til forutsigelsesfaktoren.

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

5. DPCM-koder som angitt i krav 4, karakterisert ved at informasjonen ved utgangen fra annet kvantiseringsledd (5) bare endrer seg etter en ny arbeidstakt.

6. DPCM-koder som angitt i et av kra-vene 1-5, karakterisert ved at subtraksjonsleddet (1) er erstattet med et addisjonsledd med foranliggende komplementdanner.

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