SU1425839A1 - Adaptive delta-coder - Google Patents
Adaptive delta-coder Download PDFInfo
- Publication number
- SU1425839A1 SU1425839A1 SU874218399A SU4218399A SU1425839A1 SU 1425839 A1 SU1425839 A1 SU 1425839A1 SU 874218399 A SU874218399 A SU 874218399A SU 4218399 A SU4218399 A SU 4218399A SU 1425839 A1 SU1425839 A1 SU 1425839A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- pass filter
- low
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
(21)4218399/24-24(21) 4218399 / 24-24
(22)04.01.87(22) 01/04/87
(46) 23.09.88. Бкш. № 35(46) 09/23/88. Bksh. No. 35
(72) Б,Ш. Златкин, В.А. Петрос н(72) B, W. Zlatkin, V.A. Petros n
и С.О. Скворцовand S.O. Starlings
(53)621.376.56(088.8)(53) 621.376.56 (088.8)
(56)ТИИЭР, 1967, № 3, с. 59-71. Авторское свидетельство СССР(56) TIIER, 1967, No. 3, p. 59-71. USSR author's certificate
№ 1193820, кл. Н 03 М 3/02, 1984.No. 1193820, cl. H 03 M 3/02, 1984.
Дельта-модул ци Теори и приме™ иение. - М.: Св зь, 1976, с. 188, рис. 7.8.Delta Moduli Theory and Application ™. - M .: Holy Horn, 1976, p. 188, fig. 7.8.
(54)АДАПТИВНЫЙ ДЕЛЬТА-КОДЕР(54) ADAPTIVE DELTA CODER
(57)Изобретение относитс к автоматике и технике св зи. Его использование в системах передачи информации позволит повысить точность дельтакодера , содержащего вычитатель 2, компйратор 4, формирователь 5 импульсной последовательности, амплитудно- импульсный модул тор 6, интегратор 7 к формирователь 10 сигнала управлени . Благодар введению фильтров нижних 1 и верхних 11 частот, вычитател 3, интеграторов 8 и9, выпр мител 12, cy мaтopa (3, перемножител 14, источника 15 посто нного напр жени и функционального преобразовател 16 обеспечиваетс непрерывное слежение за. спектром аппроксимирующего сигнала , вследствие чего отфильтровываютс высокочастотные составл юпще спектра сигнала, уровень которых ле-.g жит ниже уровн шума квантовани .3 ил, ,(57) The invention relates to automation and communication technology. Its use in information transmission systems will improve the accuracy of the delta coder containing subtractor 2, compyrator 4, pulse sequence generator 5, pulse amplitude modulator 6, integrator 7 to control signal generator 10. By introducing the lower 1 and upper 11 frequency filters, the subtractor 3, the integrators 8 and 9, the rectifier 12, the cy materopa (3, the multiplier 14, the constant voltage source 15 and the functional transducer 16 ensures continuous monitoring of the spectrum of the approximating signal, resulting filter out the high-frequency components of the signal spectrum, the level of which le-.g lives below the quantization noise level. 3 Il,
Изобретение относитс к автоматике и технике св зи и может быТь использовано в системах передачи информации с дельта-модул цией (ДМ).The invention relates to automation and communication technology and may be used in information transmission systems with delta modulation (DM).
Цель изобретени - повышение точности дельта-кодера,The purpose of the invention is to improve the accuracy of the delta coder,
На фиг, 1 приведена функциональна схема адаптивного дельта-кодера; f)a фиг,, 2 - спектры сигнала и шума. йваитовани ; на фиг. 3 - диаграммы работы дельта-кодера. ; Адаптивный дельта-кодер содержит фильтр 1 нижних частот (ФНЧ) первый 3 и второй 3 вычитатели, компаратор 4а формирователь 5 импульсной после- Довательности (в простейшем случае Триггер) э амплитудно-импульсный моду- л( тор 6 (АИМ) 5 первый-третий интегра- TJopbi 7-9, формирователь , 10 сигнала 3 |правлени 5 фильтр 11 верхних частот СФВЧ)5 выпр митель 12 (двухполупери- адный) сумматор 13, перемножитель 14, источник 15 посто нного напр жени И функциональный преобразователь 16, Информационный 17 и тактовый 18 входы nj выход 1 9 о Fig, 1 shows a functional diagram of an adaptive delta coder; f) a fig ,, 2 - signal and noise spectra. yvaitovani; in fig. 3 - diagrams of the delta coder. ; The adaptive delta coder contains a low-pass filter 1 (LPF), the first 3 and second 3 subtractors, a comparator 4a, a pulse-shaper driver 5 (in the simplest case Trigger) is an amplitude-pulse module (torus 6 (AIM) 5 first-third integrator TJopbi 7-9, driver, 10 signals 3 | 5, filter 11, upper frequencies SPHF) 5 rectifier 12 (two-half-full) adder 13, multiplier 14, source 15 constant voltage AND functional converter 16, Information 17 and clock 18 inputs nj output 1 9 o
; Формирователь 10 сигнала управлени служит дл управлени шагом кван- тЬвани в зависимости от входного сиг liana и может быть реализован так же, к)ак в известном устройстве, : Адаптивный дельта-кодер работает сщ едующим образом.; The control signal generator 10 serves to control the quantization step depending on the input signal and can be implemented in the same way as in the known device: The adaptive delta coder works in a similar way.
Ограниченный по спектру в ФНЧ 1 речевой сигнал UCt), поступающий со входа 175 сравниваетс в вычитателе 2 с аппроксимирующим сигналом UCt), формируемым на .выходе интегратора 7 В соответствии с выходной импульсной последовательностью. Разностный сигнал U(t) - U(t) подаетс на компаратор 4j принимающий решение о знаке этого сигнала В моменты времени, определ емые тактовой частотой на входе 18, на выходе формировател 5 образуетс поток единиц и нулей в соответствии со знаком сигнала разностиThe speech signal (UCt) limited by the spectrum in the low-pass filter 1, coming from the input 175 is compared in the subtractor 2 with the approximating signal UCt) generated at the output of the integrator 7 In accordance with the output pulse sequence. The difference signal U (t) - U (t) is fed to comparator 4j deciding on the sign of this signal. At times determined by the clock frequency at input 18, the output of driver 5 produces a stream of ones and zeros in accordance with the sign of the difference signal.
Эта последова7 ельно.сть подаетс на местньЕЙ декодер и с выхода 19 - в такт св зи. В схеме дельта-кодера предусмотрено5 что положительной Пол рности сигнала разности соответствуют символы 1 в информационной последовательности на выходе 19 и увеличение аппроксимирующего сигнала на выходе местного декодера (выход интегратора 7), а отрицательной пол рности - символы О и уменьшениеThis sequence is fed to the local decoder and from output 19 to the beat of the connection. In the delta coder scheme, it is provided5 that the positive Polarity of the difference signal corresponds to symbols 1 in the information sequence at output 19 and an increase in the approximating signal at the output of the local decoder (integrator output 7), and negative polarity - the symbols O and reduction
аппроксимирующего сигнала. Абсолютна величина приращени ,формир.уемого в интеграторе 7, зависит от величины напр жени на управл ющем входе АИМ 6, В функции АИМ 6 входит также пре- образова ше однопол рного сигнала на входе, соответствующего уровн м О и 1, в двухпол рный сигнал на выходе .approximating signal. The absolute value of the increment generated in integrator 7 depends on the voltage value at the control input of the AIM 6, the function of the AIM 6 also includes the conversion of the unipolar signal at the input, corresponding to the levels O and 1, into the bipolar signal at the exit .
Оптимальна величина приращени Ер„ аппроксимирующего сигнала (шаг квантовани ), формируема на выходе перемножител 14, вл етс функцией двух величин: текущей мощности производной сигнала D и верхней частоты спектра входного сигнала, равной частоте среза ФНЧ1 f., причем они св заны следующим образом:The optimal increment value Ep of the approximating signal (quantization step) generated at the output of multiplier 14 is a function of two quantities: the current power of the derived signal D and the upper frequency of the input signal spectrum equal to the cutoff frequency of the low-pass filter 1, and they are related as follows:
Ф(,); (f ) Л. In F (,); (f) L. In
f-rf-r
(1)(one)
5five
00
5five
00
5five
00
5five
где f - тактова частота (константа ) .where f is the clock frequency (constant).
Напр жение, численно равное , на одном из входов перемножител 14 формируетс путем анализа выходной импульсной последовательности в формирователе 10, На второй вход перемножител 14 поступает напр жение, , обусловленное текущим значением частоты среза fg ФНЧ 1, Оно получаетс в результате преобразовани величины .f(., равной управл ющему напр жению ФНЧ 1, формируемому на выходе интегратора 9 в преобразователе 16, который реализует преобразование согласно (1),The voltage, numerically equal, at one of the inputs of the multiplier 14 is formed by analyzing the output pulse sequence in the shaper 10. The second input of the multiplier 14 receives the voltage, due to the current value of the cutoff frequency fg of the low-pass filter 1, It is obtained by converting the value .f ( ., equal to the control voltage of the low-pass filter 1, formed at the output of the integrator 9 in the converter 16, which realizes the conversion according to (1),
Ограничение спектра сигнала в ФНЧ 1 осуществл етс с тем, чтобы верхние слабые составл ющие спектра сигнала, которые при декодировании сигнала окажутс ниже уровн шума квантовани , не поступали на вход дельта-кодера. Аналогичное ограничение , но аппроксимирующего сигнала производитс в декодере, который эквива :ентен местному декодеру, что приводит к вырезанию той части спектра, котора находитс вьиие уровн шума квантовани .The limitation of the signal spectrum in the low-pass filter 1 is performed so that the upper weak components of the signal spectrum, which, when decoding the signal will be below the level of quantization noise, are not input to the delta coder. A similar limitation, but the approximating signal is produced in the decoder, which is equivalent to the local decoder, which leads to the excision of that part of the spectrum that lies in the level of quantization noise.
Поскольку как форма спектра сигнала , так и уровень шума квантовани мен ютс во времени, то и частота среза ФНЧ 1 мен етс в соответствии с этими факторами на основе анализа аппроксимирующего сигнала и ве31А25839Since both the shape of the signal spectrum and the quantization noise level vary over time, the cutoff frequency of the low-pass filter 1 varies in accordance with these factors based on an analysis of the approximating signal and the 31A25839
личины шага квантовани в местном декодере.The quantization steps in the local decoder.
Дл у снени принципа формирова.ни напр жени управлени частотой среза рассмотрим аппроксимирующий сигнал в частотной области. На фиг, 2 схематически показан его спектр, содержащий составл ющие полезного сигнала (С) и шума квантовани (Ш), По оси абсцисс отложена частота f, а по оси ординат - спектральна плотность (5 . Путем фильтрации в ФНЧ 11, частота среза которого совпадает с частотой среза ФИЧ 1, получают внеполосную часть спектра, состо щую преимущественно из шума квантовани (фиг.26). Двухполупериодный вьтр митель 13 совки слежение осуществл етс за частотой fJ, незначительно сдвинутой относительно f на f.In order to clarify the principle of the shaping voltage of the cut-off frequency control, consider an approximating signal in the frequency domain. Fig. 2 shows schematically its spectrum containing components of the useful signal (C) and quantization noise (W). The frequency f is plotted on the abscissa, and the spectral density is plotted on the ordinate (5. By filtering in the low-pass filter 11, the cutoff frequency of which coincides with the cutoff frequency of the PES 1, an out-of-band part of the spectrum, consisting mainly of quantization noise, is obtained (Fig. 26) .The full-wave tuner is monitored for the frequency fJ, which is slightly shifted relative to f by f.
с Рассмотрим подробнее процесс адаптации . Возможны два начальных состо ни .c Consider the process of adaptation. Two initial states are possible.
Пусть в исходном состо нии частота среза fс f( (фиг,За). При этомLet in the initial state of the cutoff frequency fc f ((FIG. Za). In this case
10 напр жение uU на выходе вычитател 3 (ли и. /и + и) 0. Интегрирование положительного напр жени Л U в интеграторе 9 приводит к непрерывному увеличению напр жени на его вы15 ходе, которое смещает частоту среза ФНЧ 1 и ФВЧ 11 в область верхних частот . Напр жение на выходе преобразовател 16 уменьшаетс в соответст- местно со вторым интегратором 8 вычис- вии с функцией (f) (О, тем самым л ют текущий уровень U, внеполосной 20 поддержива величину шага квантован- части аппроксимирующего сигнала. товани оптимальной. Процесс проУровень шума квантовани при отсутствии перегрузки пр мо пропорционалет напр жению U на выходе перемнодолжаетс до тех пор, пока уменьшающеес при этом напр жение U( не станет равным и -ь UQ, а fj. f, . Пожител 14, равному шагу квантовани . 25 скольку ди станет равным нулю, то вы-.10 the voltage uU at the output of the subtractor 3 (li and. / And + and) 0. Integration of the positive voltage L U in the integrator 9 leads to a continuous increase in the voltage across its output, which shifts the cutoff frequency of the low-pass filter 1 and the high-pass filter 11 to high frequencies. The output voltage of converter 16 decreases in accordance with the second integrator 8 calculations with function (f) (O, thereby the current level U, out-of-band 20 maintaining the quantized value of the quantized part of the approximating signal. The optimal process. Process quantization noise in the absence of an overload is directly proportional to the voltage U at the output is continued until the voltage U decreases (and UQ and fj. f,. Dweller 14, equal to the quantization step. 25 will become zero, t You are a.
Величина U, сравниваетс с напр же- ходное напр жение интегратора 9 фикнием и2) смещенным с помощью сумма- The value of U is compared with the voltage of the integrator 9 by the fixation of u2) shifted by the sum-
тора 13 и источника 15 на небольшуюtorus 13 and source 15 to a small
величину UQ. Напр жение разности диUQ value. Voltage difference
сируетс и перестройка далее не осуществл етс .and rebuilding is no longer carried out.
Пусть в исходном состо нииLet in the initial state
на выходе вычитател 3 интегрирует- 0 с (Фиг.4б). В этом случае U Цat the output of the subtractor 3 integrates - 0 s (Figb). In this case, U
иand
3535
ди и, - (и + Ug) -и. Напр жение на выходе интегратора 9 уменьшаетс , смеща частоту среза фильтра 1 и 11 в область нижних частот. Напр жение на выходе преобразовател 16 увеличиваетс , поддержива оптимальным . Регулировка осуществл етс до частоты fc f, , при этом U + UQ и, и ди О, следовательно, пере-di and, - (and + Ug) - and. The voltage at the output of the integrator 9 decreases, shifting the cutoff frequency of the filter 1 and 11 to the low frequency range. The output voltage of converter 16 increases, maintaining optimum. The adjustment is carried out to the frequency fc f, while U + UQ and, and di O, therefore,
с в интеграторе 9 и поступает на управл ющие входы ФНЧ 1 и ФВЧ 11, а также на вход преобразовател 16.c in the integrator 9 and is fed to the control inputs of the low-pass filter 1 and high-pass filter 11, as well as to the input of the converter 16.
Регулировка ФНЧ 1 и ФВЧ. 11 осуществл етс так, чтобы частота среза следила за точкой пересечени огибающих спектров сигнала и шума (этой точке соответствует частота f, на фиг.2а). Дл этого сравниваютс уровни внеполосного аппроксимирующего . стройка прекращаетс , сигнала U, и шума квантовани U, ко- Adjusting the low pass filter 1 and high pass filter. 11 is carried out so that the cutoff frequency monitors the point of intersection of the envelopes of the spectra of the signal and noise (this point corresponds to the frequency f, in FIG. 2a). For this, the out-of-band approximation levels are compared. the termination of the signal U, and the quantization noise U, which
торые при наличии слежени (в уста- Таким образом, напр жение, управ- новившемс режиме) должны быть одина- л ющее частотой среза УФНЧ 1 и УФВЧ ковы, поскольку шум квантовани рас- .11 Формируетс на основе анализа пределен по оси частот сравнительно .с аппроксимирующего сигнала и величины равномерно. Увеличение U, относитель- шага квантовани 5 , а зависит от но и свидетельствует о том, что вне- частоты среза и мощности производ- полосна часть аппроксимирующего сиг- ой D. При этом любые отклонени нала содержит не только шум квантова- частоты fj от ff вследствие пере- ни , но и сам сигнал. При этом час- распределени спектра сигнала и уров- тота среза управл емых фильтров 1 и н шума привод т к соответствующей 11 увеличиваетс (фиг.За). Небольшое перестройке частоты среза и шага смещение U,, соответствующее умень- квантовани так, чтобы обеспечивалось шению частоты среза на f , введено равенство fj, f, и оптимальность . дл . обеспечени услови , в Это позвол ет ограничивать слабые вы- тех случа х, когда частота среза на- сокочастотные составл ющие спектра ходитс Bbmie частоты f, (фиг,36). В сигнала, которые оказываютс ниже этом случае частота среза фильтров уровн шума квантовани , в результате уменьшаетс . Таким образом, фактичес- чего отношение сигнал-шум квантоки слежение осуществл етс за частотой fJ, незначительно сдвинутой относительно f на f.when tracking is present (set in. Thus, the voltage controlled mode) must be equal to the cut-off frequency of UFNCH 1 and UHF-frequency, because the quantization noise is calculated. On the basis of the analysis, the limit along the frequency axis is comparative. with approximating signal and magnitude uniformly. The increase in U, relative to the quantization step 5, but depends on but also indicates that the out-of-frequency cutoff and power of the derivative is the band part of the approximating signal D. Moreover, any deviation of the signal contains not only the noise of the quantum-frequency fj from ff due to the switch, but also the signal itself. At the same time, the frequency distribution of the signal spectrum and the cutoff level of the controlled filters 1 and n noise lead to a corresponding 11 increase (Fig. 3a). A small tuning of the cut-off frequency and step offset U ,, corresponding to reduction of quantization so that the cut-off frequency is kept at f, equality fj, f, and optimality are introduced. long Ensuring that this allows limiting the weak high cases where the cut-off frequency to the frequency components of the spectrum goes to Bbmie frequency f, (FIG. 36). In a signal that is lower than this, the cut-off frequency of the quantization noise level filters results in a decrease. Thus, the actual signal-to-noise ratio of quantoks is monitored for the frequency fJ, which is slightly shifted relative to f by f.
Рассмотрим подробнее процесс адаптации . Возможны два начальных состо ни .Let us consider the process of adaptation. Two initial states are possible.
Пусть в исходном состо нии частота среза fс f( (фиг,За). При этомLet in the initial state of the cutoff frequency fc f ((FIG. Za). In this case
напр жение uU на выходе вычитател 3 (ли и. /и + и) 0. Интегрирование положительного напр жени Л U в интеграторе 9 приводит к непрерывному увеличению напр жени на его выходе , которое смещает частоту среза ФНЧ 1 и ФВЧ 11 в область верхних частот . Напр жение на выходе преобразо с (Фиг.4б). В этом случае U Цthe voltage uU at the output of the subtractor 3 (whether u. / and + and) 0. Integrating the positive voltage L U in the integrator 9 leads to a continuous increase in the voltage at its output, which shifts the cutoff frequency of the low-pass filter 1 and the high-pass filter 11 to the high frequencies . The output voltage is transformed with (Fig. 4b). In this case, U
иand
ди и, - (и + Ug) -и. Напр жение на выходе интегратора 9 уменьшаетс , смеща частоту среза фильтра 1 и 11 в область нижних частот. Напр жение на выходе преобразовател 16 увеличиваетс , поддержива оптимальным . Регулировка осуществл етс до частоты fc f, , при этом U + UQ и, и ди О, следовательно, пере-di and, - (and + Ug) - and. The voltage at the output of the integrator 9 decreases, shifting the cutoff frequency of the filter 1 and 11 to the low frequency range. The output voltage of converter 16 increases, maintaining optimum. The adjustment is carried out to the frequency fc f, while U + UQ and, and di O, therefore,
стройка прекращаетс , construction stops,
вани дельта-преобразовани увеличиваетс .The delta transform increases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874218399A SU1425839A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Adaptive delta-coder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874218399A SU1425839A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Adaptive delta-coder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1425839A1 true SU1425839A1 (en) | 1988-09-23 |
Family
ID=21294054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874218399A SU1425839A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Adaptive delta-coder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1425839A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-04 SU SU874218399A patent/SU1425839A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1192490C (en) | Method of sampling, downconverting, and digitizing bandpass signal using digital predictive coder | |
US5416481A (en) | Analog-to-digital converter with multi-level dither current input | |
US5010347A (en) | Analog-to-digital converter having an excellent signal-to-noise ratio for small signals | |
JP2647136B2 (en) | Analog-digital conversion circuit | |
US4710747A (en) | Method and apparatus for improving the accuracy and resolution of an analog-to-digital converter (ADC) | |
EP0381764B1 (en) | Analog operation circuit | |
CN86104912A (en) | Centre control receiver | |
US6249238B1 (en) | Sigma-delta modulator and method for suppressing a quantization error in a sigma-delta modulator | |
WO2006002844A1 (en) | Apparatus comprising a sigma-delta modulator and method of generating a quantized signal in a sigma-delta modulator | |
CN1006672B (en) | Encoding device | |
US5349352A (en) | Analog-to-digital converter having high AC line noise rejection and insensitive to AC line frequency variations | |
US6362769B1 (en) | Analogue-to-digital conversion using frequency-modulated input or intermediate values | |
US5977896A (en) | Digital-to-analog converter with delta-sigma modulation | |
EP1665541B1 (en) | Self-oscillating a/d-converter | |
CA2524020C (en) | Pulse modulator and pulse modulation method | |
da Fonte Dias | Signal processing in the sigma-delta domain | |
SU1425839A1 (en) | Adaptive delta-coder | |
JPH06244732A (en) | Method and apparatus for 1-bit sigma/delta modulation of input signal | |
US6034629A (en) | Analog-to-digital conversion apparatus | |
US6172628B1 (en) | Tone modulation with square wave | |
Claasen et al. | Signal processing method for improving the dynamic range of A/D and D/A converters | |
US5355134A (en) | Digital to analog converter circuit | |
JP2744006B2 (en) | Nonlinear A / D conversion circuit and non-linear A / D conversion method | |
US7298307B2 (en) | ΣΔ-analog-to-digital modulator and digital filter for improved noise immunity | |
US6940435B2 (en) | Method and system for adjusting the step clock of a delta-sigma transformer and/or switched capacitor filter |