SU1499507A1 - Устройство коррекции - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электросв зи. Цель изобретени  -повышение точности коррекции. Устройство коррекции содержит АЦП 3, регистры 4 и 6 сдвига, сумматор 5 по модулю два, блок 7 вычислени  модул , вычитатель 8, блоки 9 и 13 пам ти, дискретный фильтр 10, перемножитель 11, сум матор 12, преобразователь 14 кода, г-р 15 тактовых импульсов и инвертор 16. Цель достигаетс  за счет обеспечени  формировани  откорректированного значени  отсчета аппроксимирующего сигнала, соответствующего середине интервала анализа импульсной последовательности. 3 ил.

Description

Nt

со

со

СП

О

31499

Изобретение относитс  к электросв зи и предназначено дл  улучшени  качества воспроизведени  сигналов в системах св зи с линейной и адаптив- ной низкоскоростной дельта-модул цией .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности коррекции.

На фиг. 1 изображена функциональ- на  схема устройства коррекции; на фиг. 2-4 - дискретный фильтр; на фиг. 5 - графически процесс коррекции , с

На схеме (фиг. 1) показаны анало- говый вход 1, дискретньш вход 2, ана- лого-цифровой преобразователь 3 (АЦП), второй регистр 4 сдвига, сумматор 5 по модулю два, первьй регистр 6 сдвига, блок 7 вычислени  модул , вьиитатель 8, первый блок 9 пам ти, дискретньш фильтр 10, перемножитель 11, сумматор 12, второй блок 13 пам ти , преобразователь 14 кода, генератор 15 тактовых импульсов (ГТИ), инвертор 16, выход 17 устройства.

Дискретный фильтр 10 содержит сумматор 18,регистр ,19j умножитель 20.

Устройство коррекции св зано с внешним дельта-декодером с помощью аналогового входа, куда поступает восстановленное в декодере аппроксимирующее напр жение, и дискр етного входа, куда поступают импульсы дельта-последовательности (сигнал из канала св зи). Цифрова  информаци  заноситс  во второй регистр сдвига /и служит дл  расчета адреса пол  в первом блоке 9 пам ти. В этом блоке хран тс  номера коэффициентов, кото-

рые следует выбрать дл  коррекции приращени  АС в соответствии с определенным сумматором 5 по модулю дв характером искажени  в каждом такте работы устройства. Хранение не са- мих коэффициентов, а их номеров, позвол ет уменьшить объем пам ти блока 9, поскольку вместо многоразр дных .кодов каждого коэффициента по вл етс  возможность хранить коды номеров, В результате моделировани  работы корректирующего устройства на ЭВМ найдено, что номеров может быть не больше 16. Таким образом, разр дност выходной шины первого блока 9 пам ти целесообразно ограничить четырьм . Каждый из этих 16 номеров определ ет определенный корректирующий коэффициент . Цифровой код коэффИ15иента по вл етс  на выходе преобразовател  14 кода в соответствии с адресными кодами на первом и втором входах преобразовател . Речева  волна, представленна  аппроксимирующим сигналом подаетс  на информационный вход АЦП, который запускаетс  передним фронтом тактовых импульсов с ГТИ 15. Инвертор 16 обеспечивает задержку записи информации с выхода АЦП 3 в многоразр дный , регистр 6 сдвига за счет того, что запись происходит по переднему фронту инвертированного импульса , формируемого ГТИ, т.е. запис многоразр дной цифровой информации в первьй регистр 6 сдвига задерживаетс относительно записи дискретной ин- формации во второй регистр сдвига и запуска АЦП на длительность тактового импульса. Разр дность используемого АЦП определ ет и разр дность шин, соедин ющих выход АЦП с информационным входом первого регистра 6 сдвига и входом блока вычислени  модул . Блок 7 обеспечивает расчет абсолютного значени  текущих отсчетов аналогового сигнала. По этой причине число проводников в шине, св зывающей вькод блока вычислени  модул  с информационным входом дискретного фильтра 10, на один меньше, чем в шине, подход щей к входу блока 7. В дискретном фильтре производитс  сглаживание и накопление модулей отсчетов АС, т.е. с помощью блоков 7 и 10 оцениваетс  уровень сигнала, предназначенного дл  коррекции. Цифровой код, характеризующий уровень входного сигнала, подаетс  на адрес-- ный вход второго блока 13 пам ти. Как и в блоке 9, во втором блоке пам ти хран тс  условные номера, определ ющие степень модификации значени  текущего корректирующего коэффициента , который определ етс  номером из первого блока 9 пам ти. Выбор jKOHKpeTHoro коэффициента дл  коррекций приращени  АС производитс  преобразователем 14 кода, выполненным, например, на посто нном запоминающем устройстве (ПЗУ). Цифровой код выбранного коэффициента с выхода преобразовател  14 кода подаетс  на первый вход перемножител , где и осуществл етс  преобразование исходного значени  приращени  АС. Это приращение рассчитываетс  вычитателем 8, на первьй вход которого поступает цифровой код отсчета АС, задержанного в первом регистре 6 сдвига на один так больше, чем отсчет, присутствующий в это же врем  на втором выходе регистра 6 и подаваемый на второй вход вычитател  8.Цифровой код разности с выхода вычитател  подаетс  на второй вход перемножител  11, а уже от- корректированньш - на первый вход сумматора 12, в котором он складываетс  с отсчетом АС, подаваемым на второй вход этого сумматора. На выходе сумматора формируетс  откорректированное значение текущего отсчета АС.

Устройство коррекции работает следующим образом.

Импульсный сигнал из канала св зи на приемной стороне дельта-модул ционной системы поступает через дискретный вход 2 на информационный вход второго регистра 4 сдвига. Каждьш цикл работы начинаетс  с прихода на него очередного элемента импульсной последовательности. С помощью второго регистра сдвига и сумматоров 5 по модулю два дл  каждой анализируемой комбинации импульсов вырабатываетс  двоичный код, значение которого  вл етс  адресом- пол  данных первого блока 9 ттам ти. Аппроксимирующий , поступающий с выхода декодера - дельта-модул тора, подаетс  на аналоговый вход 1 и после аналого- цифрового преобразовани  блоком 3 за письюаетс  в первый регистр 6 сдвига Первьй регистр 6 сдвига имеет два выхода. Первый выход соответствует задержке отсчетов АС на 1+(N+1)/2. тактов, а второй - задержке на (N+1)/2 тактов. Отсчеты с выходов этого регистра сдвига представл ют собой соседние выборки АС, причем момент по влени  отсчета на втором выходе совпадает по времени с серединой анализируемого отрезка импульсной последовательности, хран щегос  во втором резистра 4 сдвига. Выборка с первого выхода первого регистра сдвига подаетс  на первый вход блока 8 .(вход вычитаемого), а выборка с второго выхода регистра - на второй вход вычитател  (вход уменьшаемого ) . На выходе вычитател  формируетс , код приращени  АС. В перемножителе 11 это приращение подвергаетс  коррекции путем его умножени  на уточненный корректирующий коэффи-,

5

циент. С выхода перемножител  11 измененное значение приращени  поступает на первьй вход сумматора 12, на второй вход которого подаетс  отсчет исходного АС с выхода первого регистра 6 сдвига. В результате обработки на выходе сумматора и всего коррек- , тирующего .устройства формируетс  отQ корректированное значение отсчета аппроксимирующего сигнала, соответствующего середине интервала анализа импульсной последовательности.

Цепь уточнени  (модификации) значений корректирующих коэффициентов включает следующие блоки : блок 7 вычислени  модул  отсчетов исходного АС, дискретный фильтр 10 абсолют- ньк значений выборок АС, второй блок

0 13 пам ти номеров, определ юЩ11х уточнение корректирующих коэффициентов в соответствии с уровнем АС, преобразователь 14 кода, формирующий по входному коду, определ емому текущими

5 значени ми номеров на выходах первого и второго блоков пам ти, зна чение двоичного кода корректирующего коэффициента .

С точки зрени  технического исполнени  процедуру уточнени  коррек- тирующих коэффициентов можно представить следующим образом. Б соответствии с уровнем АС возможные значени  этих коэффициентов, задаваемые номером из первого блока 9 пам ти, могут быть уменьщены, оставлены без изменений или увеличены. В соответствии с этим приращени  исходного АС Л(п-1) могут быть также уменьшены, оставлены без изменени  или увеличены по абсолютной величине. На различных по уровню отрезках АС преобразование (изменение) величины приращений может быть,, таким образом, усилено (уточн ющий множитель Ul 1 в случае, если значение первоначально- . го коэффициента hra 1, и множитель U1 « 1, если ) или ослаблено ( 1, если , и U1 1, 0 )

0

5

0

5

у(п) х(п-1)+ u(n-1)hm-Ul,

где 1 - номер, определ ющий уточнение коэффициентов hm; U1 - множитель, модифицирующий

значение hm;

m - номер, определ ющий выбор коэффициента hm;

7149

Д(п-1Т-исходное приращение отсчета х(п-1) аппроксимирующего сигнала.

Однако перемножение величин hm и U1 целесообразно заменить на непос- редственный отбор тех результирующих значений, которые получаютс  после перемножени . С этой целью первый .и второй блоки пам ти хран т условные номера m и 1 а. преобразователь кода, получа  их на своем входе, формирует общий корректирующий коэффициент , т.е. условные номера преобразуютс  блоком 14 в цифровые коды корректирующего коэффициента и участвуют в преобразовании отсчетов АС по формуле

у(п) х(п-1)+ A(n-.1)hra,l.

Дл  реализации первого регистра сдвига (многоразр дный регистр сдвига , блок 6) можно использовать сдвиговый регистр с последовательным входом; дл  реализации вычитател  (блок 8) - сумматор-вычитатель чисел. Дл  реализации блока вычислени  модул  используетс  сумматор-вычитатель, в котором управление режимом (суммированием или вычитанием) производитс  знаковым разр дом цифрового кода об- рабатьшаемого отсчета. В случае отрицательного числа, поступакщего на блок вычислени  модул , старпшй знаковый разр д содержит логическую еди ницу. Поэтому блок переводитс  в режим вычитани . В случае положительного числа знаковьй разр д содержит логический нуль И схема осуществл ет суммирование. Вторым операндом в это операции алгебраического сложени   вл етс  число нуль, представленное соответствующим цифровым кодом 000.. .. .0. Поэтому при вычитании из -нул  отрицательного входного числа получаетс  положительное число, а при сложении нул  с положительным входным числом это число не измен етс  и  вл етс  результатом обработки , т.е. блок 7 осуществл ет опера- цию вычислени  модул .

Дл  реализации дискретного фильтра используютс  сумматор, регистр хранени  и умножитель (фиг. 2). Циф- ровой код, поступающий на вход дискретного фильтра (конкретно на один из входов сумматора), складываетс  с цифровым кодом, поступающим с вы-

Q 5

0

5

5 0 5 0

5

8

хода умножител  дискретного фильтра, Результат сложени  подаетс  на выход фильтра и одновременно на схему задержки на один такт, в роли которой может выступить многоразр дный регистр хранени . В каждом такте работы корректирующего устройства цифрова  информаци , хран ща с  в регистре , замен етс  на новую с помощью ее перезаписи с выхода сумматора. Записанна  в регистр информаци  поступает на вход перемножител . В нем происходит умножени  числа, цифровой код которого хранитс  в регистре, на цифровой код константы, значение которой меньше единицы. Результат подаетс  на второй вход сумматора дискретного фильтра. Фильтр выполн ет функции усредн ющего (интегрирующего ) блока, рассчитыва  оценку интенсивности огибающей исходного АС.Степень усреднени  определ етс  значением константы, участвующей в процедуре перемножени , значение этой константы должно быть близким к единице. В результате моделировани  установлено , что ее значени  должны нахо-. дитьс  в интервале 0,75 - 0,93. Чтобы не измен ть масштаб величины огибающей , числа, снимаемые с выхода сумматора дискретного фильтра, обьм- но нормируют, умножа  их на разность единицы и значени  константы. Однако в данном случае абсолютные оценки уровн  АС не важны. Относительное изменение этих оценок неотличимо от измен.ёни  нормированных оценок. Поэтому вместо нормировани  оказывает- .с  возможным использовать в качестве выходной шины дискретного фильтра совокупность старших разр дов чисел с выхода сумматора фильтра, Например , при дес тиразр дном АЦП с выхода блока вьиислени  модул  можно получать дев тиразр дные числа, в дискретном фильтре можно использовать двенадцатиразр дный сумматор, регистр и перемножитель (если константа имеет значени.е, равное 0,875), а на второй блок пам ти подавать восемь старших разр дов с выхода сумматор-а фильтра.

I

Преобразователь кода (блок 14) обеспечивает преобразование кода, включающего кодовые группы, представл ющие условные номера величины коэффициентов . и степени изменени  их значений, в .цифровой .код значений результируюпщх корректирующих коэффициентов . Преобразователь кода может быть выполнен на посто нном запоминающем устройстве (блоке пам ти), в котором адрес формируетс  из двух частей: условного номера коэффициента и условного номера степени изменени , и определ ет то значение коэффициента , которое следует использовать при изменении приращени  АС и которое должно хранитьс  в этом блоке по этому адресу.

Процедура настройки предлагаемого устройства аналогична процедуре настройки известного и отличаетс  лишь тем, что она более проста, так как N значений коэффициентов известного устройства, соответствующих конкретному адресу, взаимозависимы, что усложн ет процесс их оптимизации , тогда как в предлагаемом устройстве каждому адресу m соответствует только один коэффициент. Процерующего сигнала, обеспечивает большую точность коррекции по сравнению с известным (отношение сигнал - шум повышаетс  примерно на 1,5 дБ) в сочетании с меньшим объемом пам ти посто нного запоминающего устройства , а также с менее сложной процедурой настройки весовых коэффициентов (корректирующих коэффициентов).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство коррекции, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого  вл етс  аналоговым входом устройства коррекции, и первый регистр сдвига, последовательно соединенные перемножитель и сумматор , второй регистр сдвига, к управл ющему входу которого подключен выход генератора тактовых и шульсов .

   дура оптимизации параметров корректи- 25 информационный вход второго регистра

   рующего устройства включает поиск значений коэффициентов при условии, что цепь уточнени  по уровню аппрок- симизации сигнала не работает, оптимизацию значений этих коэффициентов с учетом уровн  АС. Критерием качества работы устройства коррекции могут быть такие интегральные оценки, как величина отношени  сигнал - шум, величина сегментного отношени  сигнал - шум, величина относительной среднеквадратической ошибки восстановлени  или другие известные показатели . Оптимальные значени  коэффициентов обеспечивают экстремум этих показателей. Кроме того, отношение сигнал - шум в любом дельта-кодекс ожет быть дополнительно увеличено утем оптимизации его параметров в случае, если кодекс работает с настоенным устройством коррекции.

   Процесс коррекции (фиг. 3) пока- зан на траектори х аппроксимирующего сигнала до коррекции и после коррекции с учетом комбинации дельта- импульсов и уровн  сигнала.

   Таким образом, предлагаемое устройства , использующее .принцип изменени  значений отсчетов аппроксимисдвига  вл етс  дискретным входом устройства коррекции, N-1 выходов второго регистра сдвига через N-1 сумматоров по модулю два, к вторым 0 входам которых подключен N-й выход второго регистра сдвига, подключены к N-1 входам первого блока пам ти, а также второй блок пам ти, о т.1 Л. и-;- чающеес  тем, что, с повышени  точности коррекции, введены преобразователь кода, вычита- тель, к входу вычитаемого которого и к второму входу сумматора подключен первый выход первого регистра сдвига, второй выход которого через вычита- тель подключен к -второму входу перемножител , последов ательно соединенные блок вычислени  модул , к входу которого подключен выход аналого-цифрового преобр азовател , дискретный фильтр, выход которого подключен к первому гходу перемножител  чербз последовательно соединенные второй блок пам ти и преобразователь кода, к второму входу которого подключен выход первого блока пам ти, а также инвертор , к входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а выход - к вторым входам первого регистра сдвига и дискретного фильтра.

   5

   0

   5

   0

   5

   шимаГ

   5ЬЙ

   :

   18

   / шимаг

   УПР, влод

   PJL //

   РЮ

   EL EL

   1 EL EL EL L

   EL PI

   вь/х.шимав

   i

   19

   го

   (если

   /(O/fC/77O f77a

   paffna 0.875)

   Фиг, 2

   иг.З

   И/in. лослед.

   . .

   Уровень АС

   Редактор И. Шулла

   - uc;( С

   ucjfodffOff болна

   --om/foppe/f/77i/poeo 6/i/

   Фиг. 5

   Составитель Л. Тимошина

   Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши

   вых. шина

   Иллюстраци 

   лроцедурй/

   /(оррещии