Устройство для многоуровневой дельта - модуляции

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование при построении корреляционно-измерительных систем для идентификации образцов позволяет повысить быстродействие и разрешающую способность устройства. Устройство содержит вычитатель 1, многоуровневый квантователь 2, цифроаналоговый преобразователь 4, накапливающий сумматор 5 и преобразователь 7 кодов. Благодаря введению двоичного сумматора 3 и датчика 6 случайных чисел в устройстве рандомизируется регулярная структура шума квантования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) Н 03 М 3/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 (21) 4440531/24 (22) 14.06.88 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (72) А.В.Тимченко (53) 621.376.56 (088.8) (56) Р,Стил. Принципы дельта-модуляции.

M,: Связь, 1979, с.287, рис.10.1а, Авторское свидетельство СССР

N 1571767, кл, Н 03 М 3/04, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОУРОВНЕВОЙ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование при постро„„5UÄÄ 1674377 Al ении корреляционно-измерительных систем для идентификации образов позволяет повысить быстродействие и разрешающую способность устройства. Устройство содержит вычитатель 1, многоуровневый квантователь 2, цифроаналоговый преобразователь 4, накапливающий сумматор 5 и преобразователь 7 кодов. Благодаря введению двоичного сумматора 3 и датчика

6 случайных чисел в устройстве рандомизируется регулярная структура шума квантования. 2 ил, 1674377

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении корреляционно-измерительных систем для идентификации образов.

Цель изобретения — повышение быстродействия и разрешающей способности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема датчика случайных чисел.

Устройство содержит вычитатель 1, многоуровневый квантователь 2, двоичный сумматор 3, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, накапливающий сумматор 5, датчик 6 случайных чисел, преобразователь

7 кодов, информационный вход 8, тактовый вход 9, входы 10 задания закона распределения и выход 11.

Датчик 6 случайных чисел выполнен (фиг. 2) на регистре 12 сдвига и сумматоре

13 по модулю два, выход которого подключен к информационному входу регистра 12 сдвига.

Преобразователь 7 кодов обеспечивает преобразование закона распределения сигнала, поступающего от датчика 6. Преобразователь 7 может быть реализован на основе преобразователей вероятность— код либо с помощьк) трансверсального фильтра, Многоуровневый квантователь может быть выполнен в виде аналого-цифрового преобразователя, например, с равномерным квантованием и округлением.

Для получения случайного смещения порогов квантования многоуровневого квантователя 2, обеспечивающего рандомизацию процесса квантования при любом уровне шума во входном сигнале, соедине, ние выходов преобразователя 7 с входами сумматора 3 выполняется со смещением в сторону младших разрядов относительно соединения выходов квантователя 2.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал X(t) поступает с информационного входа 8 на первый вход вычитателя 1, на второй вход которого поступает сигнал аппроксимации Х(т) с ЦАП 4. На выходе вычитателя 1 формируется разностный сигнал X(t) — X(t), который преобразуется квантователем 2 в параллельный код Р(") в моменты дискретизации, задаваемые тактовыми импульсами, поступающими на тактовый вход 9 устройства, Величина опорного напряжения квантователя 2 и число его уровней Ку квантования полностью определяют величину квантованного сигнала.

По импульсу с входа 9 датчик 6 случайных чисел генерирует случайные числа r, последовательность которых распределена равномерно в интервале {-m, m}, где t = 2m+

+ 1 — длина интервала; m >g Ky/2. Последовательность {rj поступает на информационные входы преобразователя 7 кодов, на выходах которого формируется некоторая случайная последовательность {Ki}, имеющая заданный по входам 10 закон распределения и нулевое среднее, Двоичный сумматор 3 выполняет суммирование значе10 ний с выходов квантователя 2 и преобразователя 7 Si = Pi()+ Кь в результате чего на (х) выходах 11 формируется дельта-модулированный сигнал, равный указанной сумме.

Одновременно значение St поступает на входы накапливающего сумматора 5, где суммируется при поступлении очередного тактового импульса с содержимым накапливающего сумматора 5, выходной сигнал которого, преобразованный ЦАП 4 в

Таким образом, в устройстве производится разрушение регулярной структуры шума квантования разностного сигнала, выаналоговую форму, является сигналом аппроксимации X(t) .

Рассмотрим, как происходит слежение сигнала аппроксимации Х (t ) за вход25 ным сигналом. С увеличением значения X(t) увеличивается разностный сигнал X(t)-Х (t ) и соответственно величина Pi(). Сигнал {Ki}, поступающий с выходов преобразователя 7, имеет нулевое среднее. Поэтому

30 на выходах сумматора 3 формируется сигнал {S < }, величина которого $7 = М{Я <х }= (х) (х)

= М{Р(+ Ki} = M{Pi()}, где М(} — математическое ожидание величины { }. Таким образом, с увеличением EX = М{Х(т) -Х(с)}

35 соответственно возрастает величина SP, а значит, и X (t ), Аналогично происходит уменьшение X (t ) при уменьшение Si<, а значит,„слежение аппроксимирующего сиг. нала Х(t) эа входным сигналом X(t).

40 При выполнении квантователя 2 двух-уровневым на выходах 11 устройства формируется сигнал ° линейной дельта-модуляции с описанными ранее свойствами, Изменение закона распределе45 ния по входам 10 позволяет изменять свойства выходного сигнала — от привычного сигнала многоуровневой дельта-модуляции до рандомизированного квантованного разностного сигнала. Выполнение накаплива50 ющего сумматора 5 нелинейным позволяет осуществлять компрессию входного сигнала. Работа устройства не изменяется в случае ограничения разрядности выходного сигнала. Сумматор 3 при этом должен быть

55 выполнен с насыщением.

1674377 явление в нем новых свойств, что дает возможность методами дальнейшей статистической обработки выходного дельта-модулированного сигнала значительно точнее определять параметры входного сигнала, позволяя определить их квантование с заданным числом уровней разностного сигнала.

Составитель О,Ревинский

Редактор А.Лежнина Техред M.Mîðråíòàë Корректор М.Мэксимишинец

Заказ 2935 Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для многоуровневой дельтайодуляции, содержащее вычитатель, первый вход которого является информационным входом устройства, преобразователь кодов, накапливающий сумматор, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу вычитателя, выход которого соединен с информационным входом многоуровневого квантователя, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и разрешающей способности устройства, в него введены двоичный сумматор и датчик

5 случайных чисел, вход которого объединен с тактовыми входами накапливающего сумматора и многоуровневого квантователя и является тактовым входом устройства, выходы датчика случайных чисел соединены с

10 информационными входами преобразователя кодов, управляющие входы которого являются входами задания закона распределения устройства, выходы многоуровневого квантователя и преобразователя кодов

15 подключены соответственно к старшим разрядам первых и младшим разрядам вторых входов двоичного сумматора, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора и являются

20 выходами устройства.