PL229069B1

PL229069B1 - Method for encoding analog signal in the form of time intervals

Info

Publication number: PL229069B1
Application number: PL412435A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Kościelnik; Marek Miśkowicz
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2018-06-29
Also published as: PL412435A1

Abstract

Sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu polega na generowaniu tych interwałów za pomocą koder TEM. Podczas generowania każdego interwału czasu na wejściu kodera TEM utrzymuje się, za pomocą układu próbkująco-pamiętającego (SH), sygnał o stałej wielkości, reprezentującej wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego w momencie zakończenia generowania poprzedniego interwału czasu.The way to encode an analog signal in the form of time intervals is to generate these intervals using a TEM encoder. During the generation of each time interval, the input of the TEM encoder is maintained, using the sampling and storage system (SH), a signal with a constant value, representing the instantaneous value of the encoded analog signal at the moment of completion of generating the previous time interval.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu, znajdujący zastosowanie w przetwarzaniu sygnałów, zwłaszcza dolnopasmowych, gdzie wymagana jest możliwość rekonstruowania sygnału analogowego, jak również w systemach kontrolno-pomiarowych.The subject of the invention is a method of coding an analog signal in the form of time intervals, applicable in signal processing, especially lowband, where the possibility of reconstructing an analog signal is required, as well as in control and measurement systems.

Znany z publikacji: Aurel A. Lazar i Laszlo T. Toth, „Perfect Recovery and Sensitivity Analysis of Time Encoded Bandlimited Signals” Transactions on Circuits and Systems, vol. 51, no. 10, October 2004, str. 2060-2073 sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu polega na wykorzystaniu w charakterze kodera TEM (time encoding machine) asynchronicznego modulatora Sigma-Delta. Różnica wejściowego sygnału analogowego oraz skwantowanego sygnału wyjściowego kodera TEM, którego dwa poziomy są rozmieszczone symetrycznie względem poziomu zera jest podawana na wejście integratora. Kierunek zmian sygnału pojawiającego się na wyjściu integratora jest determinowany przez aktualny poziom sygnału wyjściowego kodera TEM. Szybkość zmian sygnału na wyjściu integratora jest natomiast modulowana przez aktualną wielkość wejściowego sygnału analogowego. Sygnał wyjściowy integratora jest podawany na wejście przerzutnika Schmitta, który wykrywa przekroczenie przez ten sygnał jednej z dwóch zadanych wartości progowych. Przerzutnik Schmitta wprowadza wówczas swe wyjście, będące jednocześnie wyjściem kodera TEM, w odpowiedni z dwóch dozwolonych stanów. Zmiana stanu wyjścia przerzutnika Schmitta powoduje odwrócenie kierunku, w którym podąża sygnał wyjściowy integratora. Po przekroczeniu przez ten sygnał drugiej z zadanych wartości progowych, wykrywanym za pomocą przerzutnika Schmitta, następuje ponowne przełączenie stanu wyjścia tego przerzutnika oraz odwrócenie kierunku, w którym podąża sygnał wyjściowy integratora i cykl pracy układu powtarza się. Długości dodatnich i ujemnych impulsów pojawiających się naprzemiennie na wyjściu kodera TEM reprezentują wielkość wejściowego sygnału analogowego, uśrednianą w granicach każdego z generowanych w ten sposób interwałów czasu.Known from the publication: Aurel A. Lazar and Laszlo T. Toth, "Perfect Recovery and Sensitivity Analysis of Time Encoded Bandlimited Signals" Transactions on Circuits and Systems, vol. 51, no. 10, October 2004, pp. 2060-2073 the method of coding the analog signal in the form of time intervals is to use an asynchronous Sigma-Delta modulator as a TEM (time encoding machine) encoder. The difference of the analog input signal and the quantized output signal of the TEM encoder, the two levels of which are symmetrically arranged with respect to the zero level, is fed to the input of the integrator. The direction of the signal changes appearing at the integrator output is determined by the current output level of the TEM encoder. On the other hand, the rate of change of the signal at the output of the integrator is modulated by the actual magnitude of the analog input signal. The output of the integrator is applied to the input of the Schmitt trigger which detects that this signal exceeds one of two predetermined thresholds. The Schmitt trigger then places its output, which is also the TEM encoder output, into the appropriate of the two allowed states. Changing the state of the Schmitt trigger output causes the integrator output to invert. After this signal exceeds the second of the preset threshold values, as detected by the Schmitt trigger, the output state of the trigger is switched again and the direction in which the integrator output signal follows is inverted and the circuit's work cycle is repeated. The lengths of the positive and negative pulses alternating at the output of the TEM encoder represent the magnitude of the input analog signal averaged over each of the time intervals thus generated.

Znany z publikacji: J. G. Harris, Xu Jie, M. Rastogi, A. S. Alvarado, V. Garg, J. C. Principe, K. Vuppamandla, „Real Time Signal Reconstruction from Spikes on a Digital Signal Processor”, IEEE International Symposium on Circuits and Systems, May 2008, str. 1060-1063 sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu polega na wykorzystaniu w charakterze kodera TEM układu Spiking-Neuron, nazywanego także układem Integrate-and-Fire Neuron. Wejściowy sygnał analogowy steruje wydajnością źródła prądowego, która jednak zawsze pozostaje większa od zera. Ładunek dostarczany przez źródło prądowe jest gromadzony w kondensatorze, powodując stopniowe narastanie napięcia występującego pomiędzy jego okładkami. Napięcie to jest porównywane za pomocą komparatora z założoną wartością progową. W chwili jej przekroczenia na wyjściu komparatora, będącym jednocześnie wyjściem kodera TEM pojawia się krótkotrwały stan aktywny. Impuls ten powoduje włączenie tranzystora zwierającego okładki kondensatora i tym samym jego całkowite rozładowanie. Po zakończeniu generowania impulsu przez komparator rozpoczyna się gromadzenie w kondensatorze kolejnej porcji ładunku i cykl pracy układu powtarza się. Interwały czasu występujące pomiędzy kolejnymi impulsami generowanymi na wyjściu koder TEM reprezentują wielkość wejściowego sygnału analogowego, uśrednianą w granicach każdego z tych interwałów.Known for the publication: JG Harris, Xu Jie, M. Rastogi, AS Alvarado, V. Garg, JC Principe, K. Vuppamandla, "Real Time Signal Reconstruction from Spikes on a Digital Signal Processor", IEEE International Symposium on Circuits and Systems, May 2008, pp. 1060-1063 the method of encoding the analog signal in the form of time intervals is to use a Spiking-Neuron system, also called Integrate-and-Fire Neuron, as a TEM encoder. The analog input signal controls the capacity of the current source, which, however, always remains greater than zero. The charge supplied by the current source is stored in the capacitor, causing the voltage between its plates to gradually build up. This voltage is compared with the help of a comparator with a predetermined threshold value. When it is exceeded, a short active state appears on the comparator output, which is also the TEM encoder output. This impulse turns on the transistor shorting the capacitor plates and thus completely discharges it. After the comparator finishes generating the impulse, the next portion of the charge begins to accumulate in the capacitor and the system's work cycle is repeated. The time intervals between successive pulses generated at the output of the TEM encoder represent the magnitude of the input analog signal averaged over each of these intervals.

Sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu, według wynalazku, polega na generowaniu za pomocą kodera TEM interwałów czasu, których długość reprezentuje wartość sygnału analogowego.The method of coding an analog signal in the form of time intervals according to the invention consists in generating with a TEM encoder time intervals, the length of which represents the value of the analog signal.

Istotą rozwiązania jest to, że podczas każdego interwału czasu na wejściu kodera TEM utrzymuje się, za pomocą układu próbkująco-pamiętającego, sygnał o stałej wielkości, reprezentującej wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego w momencie zakończenia generowania poprzedniego interwału czasu.The essence of the solution is that during each time interval at the input of the TEM encoder, a constant-size signal representing the instantaneous value of the encoded analog signal at the end of the generation of the previous time interval is maintained by means of a sampling-memory circuit.

Korzystne jest, gdy wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego próbkuje się i jednocześnie zapamiętuje za pomocą układu próbkująco-pamiętającego w momencie zakończenia generowania interwału czasu przez koder TEM.Preferably, the instantaneous value of the encoded analog signal is sampled and simultaneously stored with the sampling-memory circuit at the end of the generation of the time interval by the TEM encoder.

Korzystne jest też, gdy na wejściu kodera TEM utrzymuje się sygnał o stałej wielkości za pomocą jednego z modułów układu próbkująco-pamiętającego i równocześnie próbkuje się aktualną wartość kodowanego sygnału analogowego za pomocą innego z modułów układu próbkująco-pamiętającego. W chwili zakończenia generowania każdego interwału czasu moduły układu próbkująco-pamiętającego cyklicznie zamieniają się rolami.It is also advantageous if the input of the TEM encoder maintains a constant size signal with one of the sampler-memory modules and simultaneously samples the current value of the encoded analog signal with another of the sampler-memory modules. When the generation of each time interval is completed, the modules of the sampling-memory system change roles cyclically.

PL 229 069 B1PL 229 069 B1

Poddawanie kodowaniu sygnału spróbkowanego powoduje, iż długość każdego z generowanych interwałów czasu reprezentuje chwilową wartości kodowanego sygnału analogowego, a nie jej uśrednienie w granicach generowanych interwałów czasu o zmiennej długości. Dokładnie znane stają się także wzajemne odległości pomiędzy pobranymi próbkami. Sytuacja taka bardzo ułatwia i przyspiesza proces rekonstruowania zakodowanego sygnału, istotnie redukując jego złożoność obliczeniową i jednocześnie poprawiając dokładność otrzymywanych wyników.The encoding of the sampled signal causes the length of each of the generated time intervals to represent the instantaneous value of the encoded analog signal, rather than its average over the generated variable length time intervals. The mutual distances between the collected samples also become precisely known. Such a situation greatly facilitates and speeds up the process of reconstructing the encoded signal, significantly reducing its computational complexity and, at the same time, improving the accuracy of the results obtained.

Próbkowanie sygnału wejściowego całkowicie eliminuje także niepożądane tłumienie, które układ integratora wprowadza dla wyższych harmonicznych sygnału niepoddawanego próbkowaniu. Dzięki powyższemu wielkość szumu kwantyzacji powstającego podczas ewentualnego przetwarzania długości generowanych interwałów czasu na słowa cyfrowe jest jednakowa w całym paśmie przetwarzanego sygnału wejściowego. Wielkość ta jest jednocześnie utrzymywana na najniższym możliwym poziomie, zależnym jedynie od wielkości przyjętego kroku kwantyzacji.The sampling of the input signal also completely eliminates the undesirable attenuation that the integrator circuit introduces for the higher harmonics of the non-sampled signal. Due to the above, the amount of quantizing noise generated during the possible conversion of the lengths of the generated time intervals into digital words is the same over the entire bandwidth of the processed input signal. At the same time, this quantity is kept at the lowest possible level, depending only on the size of the quantization step adopted.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, gdzie przedstawiono:The subject matter of the invention is explained in the following examples of the drawing, where it is shown:

Fig. 1 - schemat blokowy układu kodowania.Fig. 1 is a block diagram of a coding system.

Fig. 2 - schemat układu kodowania zawierającego układ próbkująco-pamiętający SH o dwóch modułach MSH oraz koder TEM zrealizowany w postaci asynchronicznego modulatora SigmaDelta.Fig. 2 is a schematic diagram of a coding circuit comprising a sampling-memory SH circuit with two MSH modules and a TEM encoder implemented as an asynchronous SigmaDelta modulator.

Fig. 3 - schemat układu kodowania zawierającego układ próbkująco-pamiętający SH o dwóch modułach MSH oraz koder TEM zrealizowany w postaci układu Spiking-NeuronFig. 3 - a diagram of a coding system consisting of a sampling-memory SH system with two MSH modules and a TEM coder implemented in the form of a Spiking-Neuron system

Fig. 4 - przebieg wyjściowy TEMout asynchronicznego modulatora Sigma-Delta reprezentujący generowane interwały czasu.Fig. 4 - TEMout output waveform of an asynchronous Sigma-Delta modulator representing the generated time intervals.

Fig. 5 - przebieg wyjściowy TEMout układu Spiking-Neuron reprezentujący generowane interwały czasu.Fig. 5 - TEMout output waveform of a Spiking-Neuron system representing the generated time intervals.

Zgodnie z wynalazkiem sposób kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu polega na poddawaniu kodowaniu próbek sygnału analogowego. Wielkość próbki utrzymywanej za pomocą układu próbkująco-pamiętającego SH na wejściu TEMin kodera TEM w trakcie generowania całego interwału czasu T_Xl, reprezentuje wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego w momencie zakończenia generowania poprzedniego interwału czasu Tx-i. Wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego podawanego na wejście In układu kodowania próbkuje się i jednocześnie zapamiętuje za pomocą układu próbkująco-pamiętającego SH w momencie zakończenia generowania każdego interwału czasu.According to the invention, the method for coding an analog signal in the form of time intervals comprises coding samples of the analog signal. The sample size held by the sampler SH at the TEMin input of the TEM encoder while generating the entire time interval T _X1 represents the instantaneous value of the encoded analog signal at the end of generation of the previous time interval Tx1. The instantaneous value of the coded analog signal supplied to the input In of the coding system is sampled and simultaneously stored by the sampler-memory SH at the end of generation of each time interval.

W rozwiązaniu zawierającym dwa moduły próbkująco-pamiętające MSH próbkę kodowanego sygnału analogowego utrzymuje się na wejściu TEMin kodera TEM podczas trwania całego interwału czasu Tx za pomocą pierwszego modułu układu próbkująco-pamiętającego. Równocześnie, za pomocą drugiego modułu układu próbkująco-pamiętającego, próbkuje się kodowany sygnał analogowy i zapamiętuje jego wartość w momencie zakończenia generowania interwału czasu Tx. W chwili zakończenia generowania każdego interwału czasu moduły MSH układu próbkująco-pamiętającego SH zamieniają się rolami.In the solution containing two sampler-memory modules MSH, a sample of the encoded analog signal is held at the TEMin input of the TEM encoder during the entire time interval Tx by the first sampler-memory module. Simultaneously, the encoded analog signal is sampled by the second module of the sampler-memory circuit and its value is stored at the time of completion of the generation of the time interval Tx. At the end of the generation of each time interval, the MSH modules of the sampling-memory SH switch roles.

Układ do kodowania sygnału analogowego w postaci interwałów czasu, w pierwszym przykładowym rozwiązaniu (fig. 1), zawiera koder TEM oraz układ próbkująco-pamiętający SH. Kodowany sygnał analogowy jest podawany na wejście In układu kodowania połączone z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. Wyjście SHout układu próbkująco-pamiętającego jest połączone z wejściem TEMin kodera TEM. Wyjście TEMout kodera TEM, będące jednocześnie wyjściem Out układu kodowania jest połączone z wejściem sterującym SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH.The time interval analog signal encoder, in the first exemplary embodiment (Fig. 1), includes a TEM encoder and a sampler SH. The encoded analog signal is fed to the In input of the encoder connected to the SHin input of the sampling-memory SH. The sampler SHout output is connected to the TEMin input of the TEM encoder. The TEMout output of the TEM encoder, which is also the output Out of the encoder, is connected to the control input SHctr of the sampling-memory SH.

W drugim przykładowym rozwiązaniu (fig. 2) układ próbkująco-pamiętający SH zawiera dwa moduły MSH, a koder TEM ma postać znanego asynchronicznego modulatora Sigma-Delta. Kodowany sygnał analogowy jest podawany na wejście In układu kodowania połączone z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. Każdy z dwóch modułów MSH układu próbkująco-pamiętającego SH zawiera kondensator C oraz łącznik S. Górna okładka kondensatora C jest połączona za pośrednictwem odpowiedniego łącznika S z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH oraz za pośrednictwem przełącznika SW z wyjściem SHout układu próbkująco-pamiętającego SH. Dolna okładka kondensatora C jest połączona z masą układu. Wejścia sterujące obu łączników S oraz przełącznika SW są ze sobą sprzężone i są połączone z wejściem sterującym SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH. Wyjście SHout układu próbkująco-pamiętającego SH jest połączone z wejściem TEMin kodera TEM, który zbudowany w postaci znanego asynchronicznego modulatora Sigma-Delta zawiera sumator, integrator oraz przerzutnik Schmitta. Wyjście TEMout kodera TEM, będące jednocześnie wyjściem Out układu kodowania jest połączone z wejściem sterującym SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH.In the second exemplary embodiment (Fig. 2), the SH sampler / memory system comprises two MSH modules, and the TEM encoder is in the form of the known asynchronous Sigma-Delta modulator. The encoded analog signal is fed to the In input of the encoder connected to the SHin input of the sampling-memory SH. Each of the two MSH modules of the sampling-memory system SH contains a capacitor C and a connector S. The top plate of capacitor C is connected via a corresponding connector S to the input SHin of the sampling-memory system SH and via a switch SW to the output SHout of the sampling-memory system SH. The lower plate of capacitor C is connected to the ground of the circuit. The control inputs of both switches S and the switch SW are coupled with each other and are connected to the control input SHctr of the sampling-memory system SH. The SHout output of the sampler-memory SH is connected to the TEMin input of the TEM encoder, which, built in the form of the well-known Sigma-Delta asynchronous modulator, includes an adder, an integrator and a Schmitt trigger. The TEMout output of the TEM encoder, which is also the output Out of the encoder, is connected to the control input SHctr of the sampling-memory SH.

PL 229 069 B1PL 229 069 B1

W trzecim przykładowym rozwiązaniu (fig. 3) układ próbkująco-pamiętające SH zawiera dwa moduły MSH oraz licznik modulo dwa CT, a koder TEM ma postać znanego układu Spiking-Neuron. Kodowany sygnał analogowy jest podawany na wejście In układu kodowania połączone z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. Każdy z dwóch modułów MSH układu próbkująco-pamiętającego SH zawiera kondensator C oraz łącznik S. Górna okładka kondensatora C jest połączona za pośrednictwem odpowiedniego łącznika S z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH oraz za pośrednictwem przełącznika SW z wyjściem SHout układu próbkująco-pamiętającego SH. Dolna okładka kondensatora C jest połączona z masą układu. Wejścia sterujące obu łączników S oraz przełącznika SW są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem Sctr licznika modulo dwa CT. Wyjście SHout układu próbkująco- pamiętającego SH jest połączone z wejściem TEMin kodera TEM, który zbudowany w postaci znanego układu Spiking-Neuron zawiera sterowane źródło prądowe, kondensator, komparator, źródło napięcia referencyjnego oraz łącznik. Wyjście TEMout kodera TEM, będące jednocześnie wyjściem Out układu kodowania jest połączone z wejściem sterującym SHctr układu próbkując o-pamiętającego SH, które jest jednocześnie wejściem licznika modulo dwa CT.In the third exemplary embodiment (Fig. 3), the sampling-memory SH system includes two MSH modules and a modulo counter two CTs, and the TEM encoder is in the form of the known Spiking-Neuron system. The encoded analog signal is fed to the In input of the encoder connected to the SHin input of the sampling-memory SH. Each of the two MSH modules of the sampling-memory system SH contains a capacitor C and a connector S. The top plate of capacitor C is connected via a corresponding connector S to the input SHin of the sampling-memory system SH and via a switch SW to the output SHout of the sampling-memory system SH. The lower plate of capacitor C is connected to the ground of the circuit. The control inputs of both switches S and the switch SW are interconnected and connected to the output Sctr of the meter modulo two CT. The SHout output of the SH sample-memory circuit is connected to the TEMin input of the TEM encoder, which, built in the form of the well-known Spiking-Neuron circuit, includes a controlled current source, a capacitor, a comparator, a reference voltage source and a coupler. The TEMout output of the TEM encoder, which is also the output Out of the encoder, is connected to the control input SHctr of the sampling-SH, which is also the input of the modulo two CT counter.

Kodowanie sygnału analogowego w postaci interwałów czasu realizowane, według wynalazku, w pierwszym przykładowym układzie (fig. 1) przebiega następująco. Podczas generowania przez koder TEM interwału czasu Tx układ próbkująco-pamiętający SH utrzymuje na wejściu TEMin kodera TEM próbkę kodowanego sygnału analogowego. Próbka ta reprezentuje wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego pobraną i zapamiętaną przez układ próbkująco-pamiętający SH w momencie zakończenia generowania przez koder TEM poprzedniego interwału czasu T x-i. W wyniku utrzymywania na wejściu TEMin kodera TEM próbki o stałej wielkości, długość interwału czasu Tx generowanego przez koder TEM reprezentuje wartość chwilową kodowanego sygnału analogowego. Jednocześnie, zakończenie generowania przez koder TEM interwału czasu Tx, sygnalizowane na wyjściu TEMout kodera TEM, powoduje pobranie i zapamiętanie przez układ próbkująco-pamiętający SH następnej próbki kodowanego sygnału analogowego, reprezentującej jego kolejną wartość chwilową, po czym cykl pracy układu powtarza się.The coding of the analog signal in the form of time intervals according to the invention in the first exemplary circuit (Fig. 1) is as follows. When the TEM encoder generates the time interval Tx, the sampler-memory SH maintains a sample of the encoded analog signal at the TEMin input of the TEM encoder. This sample represents the instantaneous value of the encoded analog signal taken and stored by the sampler-memory system SH at the moment the TEM encoder has finished generating the previous time interval T x-i. By keeping the TEMin input of the sample TEMin constant, the length of the Tx interval generated by the TEM encoder represents the instantaneous value of the encoded analog signal. At the same time, the end of the generation of the Tx time interval by the TEM encoder, signaled at the TEMout output of the TEM encoder, causes the sampling-and-storing circuit SH to collect and store the next sample of the encoded analog signal, representing its next instantaneous value, and then the circuit repeats the cycle.

Kodowanie sygnału analogowego w postaci interwałów czasu realizowane, według wynalazku, w drugim przykładowym układzie (fig. 2) przebiega następująco. Podczas generowania przez koder TEM interwału czasu Tx koder TEM utrzymuje na swym wyjściu TEMout stan niski (fig. 4). Stan ten, podawany poprzez wejście sterujące SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH na sprzężone ze sobą wejścia sterujące łączników S i przełącznika SW, powoduje otwarcie łącznika S górnego modułu MSH układu próbkująco-pamiętającego SH i odłączenie kondensatora C górnego modułu MSH od wejścia SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób górny moduł MSH jest utrzymywany w trybie pamiętania. Stan niski podawany na wejście sterujące przełącznika SW powoduje przełączenie przełącznika SW w górne położenie i połączenie wejścia TEMin kodera TEM z kondensatorem C górnego modułu MSH. Kondensator ten utrzymuje na wejściu TEMin kodera TEM stałe napięcie, odpowiadające wartości chwilowej kodowanego sygnału analogowego, zapamiętane w momencie zakończenia generowania przez koder TEM poprzedniego interwału czasu Tx-1. Stan niski podawany na wejście sterujące łącznika S dolnego modułu MSH układu próbkująco-pamiętającego SH powoduje zamknięcie łącznika S dolnego modułu MSH i połączenie kondensatora C dolnego modułu MSH z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób dolny moduł MSH jest utrzymywany w trybie próbkowania, a napięcie panujące na kondensatorze C dolnego modułu MSH podąża za zmianami wielkości kodowanego sygnału analogowego.The coding of the analog signal in the form of time intervals, according to the invention, in the second exemplary circuit (Fig. 2) is as follows. While the TEM encoder generates the time interval Tx, the TEM encoder keeps its TEMout output low (FIG. 4). This state, given through the control input SHctr of the sampling-remembering system SH to the interconnected control inputs of switches S and the switch SW, opens the connector S of the upper MSH module of the sampling-memory system SH and disconnects the capacitor C of the upper MSH module from the input SHin of the sampling-memory system. remembering SH. In this way, the upper MSH module is kept in the store mode. The low state applied to the control input of the SW switch causes the switching of the SW switch to the upper position and the connection of the TEMin input of the TEM encoder with the C capacitor of the upper MSH module. This capacitor maintains a constant voltage at the TEMin input of the TEM encoder, corresponding to the instantaneous value of the encoded analog signal, memorized at the time the TEM encoder finished generating the previous time interval Tx-1. The low state applied to the control input of the S connector of the lower MSH module of the sampling-remembering system SH causes the closing of the connector S of the lower MSH module and the connection of the capacitor C of the lower MSH module with the input SHin of the sampling-remembering system SH. In this way, the lower MSH module is kept in sampling mode, and the voltage on the capacitor C of the lower MSH module follows the variations in the magnitude of the encoded analog signal.

W chwili zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx i jednoczesnego rozpoczęcia generowania interwału czasu Tx-1 wyjście TEMout kodera TEM jest przełączane w stan wysoki (fig. 4). Stan ten podawany, poprzez wejście sterujące SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH, na sprzężone ze sobą wejścia sterujące łączników S i przełącznika SW powoduje otwarcie łącznika S dolnego modułu MSH i odłączenie kondensatora C dolnego modułu MSH od wejścia SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób na kondensatorze C dolnego modułu MSH jest zapamiętywane napięcie odpowiadające wartości chwilowej kodowanego sygnału analogowego w momencie zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx, a dolny moduł MSH jest przełączany w tryb pamiętania. Stan wysoki podawany na wejście sterujące przełącznika SW powoduje przełączenie przełącznika SW w dolne położenie i połączenie wejścia TEMin kodera TEM z kondensatorem C dolnego modułu MSH. Kondensator ten utrzymuje na wejścia TEMin kodera TEM zapamiętane, stałe napięcie. Stan wysoki podawany na wejście sterujące łącznika S górnego modułu MSH powoduje zamknięcie łącznika S górnego modułu MSH i połączenie kondensatora C górnego modułu MSH z wejściem SHinWhen the TEM encoder finishes generating the time interval Tx and simultaneously starts generating the time interval Tx-1, the TEMout output of the TEM encoder is switched high (FIG. 4). This state, given through the control input SHctr of the sampling-remembering system SH, to the interconnected control inputs of switches S and the switch SW, causes opening of the connector S of the lower MSH module and disconnection of the capacitor C of the lower MSH module from the input SHin of the sampling-remembering system SH. Thus, the voltage corresponding to the instantaneous value of the encoded analog signal at the end of the TEM encoder generation of the Tx time interval is stored on the capacitor C of the lower MSH module, and the lower MSH module is switched to the storage mode. The high state given to the control input of the SW switch causes the switching of the SW switch to the lower position and the connection of the TEMin input of the TEM encoder with the C capacitor of the lower MSH module. This capacitor maintains the stored constant voltage on the TEMin inputs of the TEM encoder. The high state given to the control input of the S connector of the upper MSH module closes the S connector of the upper MSH module and connects the C capacitor of the upper MSH module with the SHin input

PL 229 069 B1 układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób górny moduł MSH jest utrzymywany w trybie próbkowania, a napięcie panujące na kondensatorze C górnego modułu MSH podąża za zmianami wielkości kodowanego sygnału analogowego.PL 229 069 B1 of the sampling-memory system SH. In this way, the upper MSH module is kept in sampling mode, and the voltage on the capacitor C of the upper MSH module follows the variations in the magnitude of the encoded analog signal.

W chwili zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx-i i jednoczesnego rozpoczęcia generowania interwału czasu Tx-2 wyjście TEMout kodera TEM jest ponownie przełączane w stan niski (fig. 4) i cykl pracy układu powtarza się.When the TEM encoder finishes generating the Tx-i time interval and simultaneously starts generating the Tx-2 time interval, the TEMout output of the TEM encoder is switched low again (FIG. 4) and the circuit repeats itself.

Kodowanie sygnału analogowego w postaci interwałów czasu realizowane, według wynalazku, w trzecim przykładowym układzie (fig. 3) przebiega następująco. Podczas generowania przez koder TEM interwału czasu Tx licznik modulo dwa CT utrzymuje na swym wyjściu Sctr stan niski (fig. 5). Stan ten, podawany na sprzężone ze sobą wejścia sterujące łączników S i przełącznika SW, powoduje otwarcie łącznika S górnego modułu MSH układu próbkująco-pamiętającego SH i odłączenie kondensatora C górnego modułu MSH od wejścia SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób górny moduł MSH jest utrzymywany w trybie pamiętania. Stan niski podawany na wejście sterujące przełącznika SW powoduje przełączenie przełącznika SW w górne położenie i połączenie wejścia TEM in kodera TEM z kondensatorem C górnego modułu MSH. Kondensator ten utrzymuje na wejście TEHin kodera TEM stałe napięcie, odpowiadające wartości chwilowej kodowanego sygnału analogowego, zapamiętane w momencie zakończenia generowania przez koder TEM poprzedniego interwału czasu Tx-1. Stan niski podawany na wejście sterujące łącznika S dolnego modułu MSH układu próbkująco-pamiętającego SH powoduje zamknięcie łącznika S dolnego modułu MSH i połączenie kondensatora C dolnego modułu MSH z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób dolny moduł MSH jest utrzymywany w trybie próbkowania, a napięcie panujące na kondensatorze C dolnego modułu MSH podąża za zmianami wielkości kodowanego sygnału analogowego.The coding of the analog signal in the form of time intervals according to the invention in the third exemplary circuit (Fig. 3) is as follows. While the TEM encoder generates a time interval Tx, the modulo counter two CTs keeps its output Sctr low (FIG. 5). This state, given to the interconnected control inputs of switches S and switch SW, causes opening the switch S of the upper MSH module of the sampling-remembering system SH and disconnecting the capacitor C of the upper MSH module from the input SHin of the sampling-remembering system SH. In this way, the upper MSH module is kept in the store mode. The low state applied to the control input of the SW switch causes the switching of the SW switch to the upper position and the connection of the TEM input in the TEM encoder with the C capacitor of the upper MSH module. This capacitor maintains a constant voltage at the TEHin input of the TEM encoder, corresponding to the instantaneous value of the encoded analog signal, stored at the time the TEM encoder finished generating the previous time interval Tx-1. The low state applied to the control input of the S connector of the lower MSH module of the sampling-remembering system SH causes the closing of the connector S of the lower MSH module and the connection of the capacitor C of the lower MSH module with the input SHin of the sampling-remembering system SH. In this way, the lower MSH module is kept in sampling mode, and the voltage on the capacitor C of the lower MSH module follows the variations in the magnitude of the encoded analog signal.

W chwili zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx i jednoczesnego rozpoczęcia generowania interwału czasu Tx-1 na wyjściu TEMout kodera TEM jest generowany krótki impuls (fig. 5). Impuls ten podany, za pośrednictwem wejścia SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH, na wejście licznika modulo dwa CT powoduje przełączenie wyjścia Sctr licznika CT w stan wysoki (fig. 5). Stan ten, podawany na sprzężone ze sobą wejścia sterujące łączników S i przełącznika SW, powoduje otwarcie łącznika S dolnego modułu MSH i odłączenie kondensatora C dolnego modułu MSH od wejścia SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób na kondensatorze C dolnego modułu MSH jest zapamiętywane napięcie odpowiadające wartości chwilowej kodowanego sygnału analogowego w momencie zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx, a dolny moduł MSH jest przełączany w tryb pamiętania. Stan wysoki podawany na wejście sterujące przełącznika SW powoduje przełączenie przełącznika SW w dolne położenie i połączenie wejścia TEMin kodera TEM z kondensatorem C dolnego modułu MSH. Kondensator ten utrzymuje na wejścia TEMin kodera TEM zapamiętane, stałe napięcie. Stan wysoki podawany na wejście sterujące łącznika S górnego modułu MSH powoduje zamknięcie łącznika S górnego modułu MSH i połączenie kondensatora C górnego modułu MSH z wejściem SHin układu próbkująco-pamiętającego SH. W ten sposób górny moduł MSH jest utrzymywany w trybie próbkowania, a napięcie panujące na kondensatorze C górnego modułu MSH podąża za zmianami wielkości kodowanego sygnału analogowego.When the TEM encoder finishes generating the time interval Tx and simultaneously starts generating the time interval Tx-1, a short burst is generated at the TEMout output of the TEM encoder (FIG. 5). This impulse, given via the input SHctr of the sampling-memory system SH, to the input of the modulo two CT counter, causes the output Sctr of the CT counter to be switched high (Fig. 5). This state, given to the interconnected control inputs of switches S and switch SW, causes opening of the switch S of the lower MSH module and disconnection of the capacitor C of the lower MSH module from the input SHin of the sampling-memory system SH. Thus, the voltage corresponding to the instantaneous value of the encoded analog signal at the end of the TEM encoder generation of the Tx time interval is stored on the capacitor C of the lower MSH module, and the lower MSH module is switched to the storage mode. The high state given to the control input of the SW switch causes the switching of the SW switch to the lower position and the connection of the TEMin input of the TEM encoder with the C capacitor of the lower MSH module. This capacitor maintains the stored constant voltage on the TEMin inputs of the TEM encoder. The high state applied to the control input of the S connector of the upper MSH module causes the closing of the S connector of the upper MSH module and the connection of the C capacitor of the upper MSH module with the SHin input of the SH sampling-memory system. In this way, the upper MSH module is kept in sampling mode, and the voltage on the capacitor C of the upper MSH module follows the variations in the magnitude of the encoded analog signal.

chwili zakończenia generowania przez koder TEM interwału czasu Tx-1 i jednoczesnego rozpoczęcia generowania interwału czasu Tx-2 na wyjściu TEMout kodera TEM jest generowany kolejny krótki impuls (fig. 5). Impuls ten podany, za pośrednictwem wejścia SHctr układu próbkująco-pamiętającego SH, na wejście licznika CT powoduje ponowne przełączenie wyjścia Sctr licznika CT w stan niski (fig. 5) i cykl pracy układu powtarza się.Once the TEM encoder finishes generating the time interval Tx-1 and simultaneously starts generating the time interval Tx-2, another short burst is generated at the TEMout output of the TEM encoder (FIG. 5). This impulse, applied via the input SHctr of the sampling-memory system SH, to the input of the CT counter, causes the output Sctr of the CT counter to switch to a low state (Fig. 5) and the circuit's operation cycle is repeated.

Wykaz oznaczeń na rysunkuList of symbols in the drawing

In wejście układu kodowaniaIn encoding chip input

Out wyjście układu kodowaniaEncoding chip output

TEM koder TEMTEM encoder TEM

TEMin wejście kodera TEMTEMin TEM encoder input

TE Mout wyjście kodera TEMTE Mout TEM encoder output

SH układ próbkująco-pamiętającySH sampling-memory system

SHin wejście układu próbkująco-pamiętającego SHSHin input of the SH sampler-memory chip

SHout wyjście układu próbkująco-pamiętającego SHSHout The output of the SH sampler-reminder

SHctr wejście sterujące układu próbkująco-pamiętającego SHSHctr Control input of the SH sampling-memory system

CT licznik modulo dwaCT counter modulo two

PL 229 069 B1PL 229 069 B1

SctrSctr

MSHMSH

SS.

SWSW

C wyjście licznika modulo dwa moduł układu próbkująco-pamiętającego SH łącznik przełącznik kondensatorC counter output modulo two sampler module SH coupler switch capacitor

Claims

A method of coding an analog signal in the form of time intervals consisting in generating, by means of a TEM encoder, time intervals, the length of which represents the value of the analog signal, characterized in that during each generated time interval, the input of the TEM encoder is maintained by means of a sampling-memory circuit ( SH), a fixed magnitude signal representing the instantaneous value of the encoded analog signal at the end of generation of the previous time interval.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the instantaneous value of the encoded analog signal is sampled and simultaneously stored by a sampling-and-remembering (SH) circuit at the end of generating a time interval by the TEM encoder.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that at the input of the TEM encoder the signal of a constant size is maintained by one of the sampler-memory (SH) modules (MSH) and simultaneously the current value of the encoded analog signal is sampled with the other of the sampler circuit modules (MSH). - memory (SH), and at the end of the generation of each time interval, the modules (MSH) of the sampling-memory (SH) circuit change roles cyclically.