DE2813338A1 - Anordnung zum verarbeiten eines deltamodulationssignals, insbesondere zum decodieren dieses signals - Google Patents

Description

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deen/ff/

20-1-1978

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"Anordnung zum Verarbeiten eines Deltamodulations—
signals, insbesondere zum Decodieren dieses Signals"

Die Erfindung betrifft eine Anordnung insbesondere zum Decodieren eines digitalen Signals, das
aus binären Elementen besteht, die mit einer Frequenz F auftreten und durch die Codierung eines analogen
Signals mittels Deltamodulation entstehen.

Bekanntlich liefert in einer Uebertragungsanlage mit Deltamodulation der Sender eine Folge von Binärelementen, deren Werte sich aus Vergleichen ergeben, die zu Abtastzeitpunkten mit der Frequenz F
zwischen dem Wert des zu übertragenden analogen Signals und dem Wert des von einem örtlichen Decoder
gelieferten Signal durchgeführt werden, welcher Decoder einen Integrator enthält, dem ein von dem ausgesandten digitalen Signal abgeleitetes Signal züge-

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Im Empfänger wird, ausgehend vom ankommenden Signal, eine Folge von Binärelementen gleich denen aus dem Sender mit der gleichen Abtastfrequenz F gebildet.

Das so erhaltene digitale Signal wird in einem Decoder benutzt, der gleich dem des Senders zum Steuern des einem Integrator zugeführten Signals ist. Dieser Integrator liefert ein Signal, das jeweils beim Auftreten eines Binärelementes mit einer positiven oder negativen Stufenhöhe geändert wird und eine angenäherte Rekonstruktion des ursprünglichen analogen Signals darstellt. In den einfachsten Uebertragungsanlagen ist die Grosse dieser Stufenhöhe konstant. In den weiterentwickelten Uebertragungsanlagen sind der Sender und der Empfänger an Anordnungen zur Kompression bzw. Expansion angeschlossen, die selbsttätig die Stufenhöiie so an die Dynamik des analogen Signals anpassen, dass die Abtastfrequenz F verringert werden kann. Jedoch enthält in allen Fällen das vom Integrator gelieferte und rekonstruierte Signal parasitäre Komponenten der Frequenz F, die eine verhältnismässig bedeutende Amplitude haben können und über ein Tiefpassfilter entfernt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die ohne Aenderungen in den Kennlinien der Uebertragungsanordnung (Abtastfrequenz, Quantisierungssprungregelung) ermöglicht, am Ausgang des Integrators des Empfängers ein Signal zu erhalten,

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das nahezu die Form des ursprünglichen analogen Signals hat und in dem insbesondere die Amplitude der parasitären Komponenten so stark verringert ist, dass das Filtern des Signals am Ausgang des Integrators erleichtert wird.

Der Grundgedanke der Erfindung ist es, am Ausgang des Integrators im Empfänger durch eine geeignete Bearbeitung des Deltamodulationssignals ein Signal zu erhalten, das sich aus einer Interpolation zwischen den Mitten der identischen aufeinanderfolgenden Stufen des in einem herkömmlichen Decoders rekonstruierten Signals ergibt.

Dieses Ergebnis wird mit Hilfe einer Anordnung erreicht, die erfindungsgemäss folgende Teile enthält:

- einen Analysator für das Deltamodulationssignal zum aufeinanderfolgenden Bilden der Daten, die je die Anzahl von Binärelementen zweier aus verschiedenen Binärelementen gebildeter¹ aufeinanderfolgender Elementreihen darstellen und je ein identisches Binärelement oder eine Aufeinanderfolge mehrerer identischer Binärelemente enthalten,

- einen Speicher zum Einschreiben der erwähnten aufeinanderfolgenden Daten,

- Mittel zur Bildung einer Folge von Binärelementen, ausgehend von jeder aus dem Speicher gelesenen Information, welche Folge aus λ -mal den zwei entsprechenden Reihen von Binärelementen mit einer Frequenz von

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Binärelementen gleich 2\f besteht, wobei λ. eine gerade Anzahl grosser als 1 ist und das Ende jeder Folge im Speicher die Löschung der Daten steuert, nachdem die erwähnte Folge und der Lesevorgang der folgenden Information eingeleitet worden sind.

Die erfindungsgemässe Anordnung kann in den Empfänger einer TJebertragungsanlage mit Delta-modulation aufgenommen werden, wobei das von dieser Anordnung gelieferte Signal im Empfänger als Decodersignal benutzt wird.

Die erf indungsgemässe Anordnung kann auch, in ein Gerät zum Umcodieren eines Deltamodulationssignals in ein Pulscode moduliertes Signal aufgenommen werden. In einem Umcodierungsgerät mit einem Additions- oder einem Subtraktionszähler zum Erhalten des Wertes der Binärelemente eines digitalen Signals sowie mit Mitteln zum Lesen des Inhalts des erwähnten Zählers bei der PCM Abtastfrequenz verwendet man als Steuersignal für das Addieren bzw. Subtrahieren des erwähnten Zählers das von der erfindungsgemässen Anordnung gelieferte digitale Signal.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in den Teilen 1a und 1b den Sender und den Empfänger einer Uebertragungsanlage mit Deltamodulation und ein Schaltbild der erfindungsgemässen Anordnung im Empfänger,

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Fig. 2 stellt Diagramme dar, die das aus einem herkömmlichen Empfänger ankommende decodierte Signal sowie das Signal aus einem Empfänger mit der erfindungsgemässen Anordnung zeigt.

Fig. 3 zeigt Diagramme zur Erläuterung der "Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung. Das Diagramm 3a ist das zu decodierende Deltamodulationssignal. Die Diagramme 3t>...3^e stellen interne Signale dar. Das Diagramm Jf zeigt das von der erfindungsgemassen Anordnung gelieferte digitale Signal. Das Diagramm 3& stellt das mit dem digitalen Signal nach dem Diagramm "}£ erhaltene decodierte Signal dar.

Fig. 1 zeigt eine Uebertragungsanlage für codierte Signale durch Deltamodulation, in deren Empfänger die Verarbeitungsanordnung nach der Erfindung für die Decodierung des ankommenden Deltamodulationssignals vorgesehen ist. Für ein besseres Verständnis der Wirkung der erfindungsgemässen Anordnung wird kurzgefasst die Struktur und die Wirkungsweise einer herkömmlichen Uebertragungsanlage mit Deltamodulation erläutert.

Im Sender nach Fig. 1a gelangt das am Eingang 1 vorhandene zu übertragende analoge Signal an eine Subtrahierschaltung 2, in der ebenfalls ein Vergleichssignal über eine Vergleichsschaltung 3 in Verbindung mit einem örtlichen Empfänger h ankommt, der eine Decoderschaltung 5 enthält, die aus einem Integrator besteht. Entsprechend der Polarität der Ausgangsspannung

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der Subtrahierschaltung 2 erscheinen oder fehlen am Ausgang der Abtastanordnung 7 i*¹ einem Taktimpulsgenerator 6 erzeugte Impulse mit der Frequenz F. Der Ausgang der Abtastanordnung 7 ist an einen Impulsregenerator 8 angeschlossen, der beispielsweise aus einem Flipflop besteht, der beim Empfang der Impulse aus dem Generator 6 den Zustand ändern kann. Am Ausgang des Flipflops 8 empfängt man eine Folge von Binärelementen mit der Frequenz F, die das Deltamodulationssignal darstellt, das über die Leitung 9 auf den entfernten Empfänger übertragen wird. Im Ortsempfänger h erreicht dieses digitale Signal den Amplitudenmodulator 10, der beispielsweise zum Erzeugen eines Stromes mit einer konstanten Stärke für die Dauer T=- jedes Binärelements zum Eingang des Integrators angeregt wird und entsprechend dem Wert dieses Binärelements die Richtung wechselt. Auf diese Weise erscheint am Ausgang des Integrators 5 ein Vergleichssignal in Form einer variierenden Spannung, die für die Dauer jedes Binärelements mit einer positiven oder negativen Steigung entsprechend dem Wert dieses Binärelements linear ist.

Die Zeitdiagramme nach Fig. 2 zeigen die Wirkung des Senders, der nachstehend beschrieben wird.

Im Diagramm 2a stellt die Kurve A das zu codierende analoge Signal, die Kurve B das vom Integrator 5 gelieferte Vergleichssignal dar. Im Diagramm 2b ist die Folge der Taktimpulses mit der Dauer T aus dem Generator

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6 voneinander getrennt dargestellt. Das Diagramm 2c zeigt die Reihenfolge der ausgesandten Binärelemente, wie sie vom Flipflop 8 geliefert werden. Gemäss diesen Diagrammen empfängt man zujedem Zeitpunkt der Taktimpulse des Signals 2b, bei dem das Vergleichssignal B grosser oder kleiner ist als das analoge Signal A, im digitalen Signal 2c ein Binärelement mit dem ¥ert "0" oder "1". Daraus ergibt sich, dass für die Dauer T des Binärelements entsprechend jedem Abtastimpuls das Vergleichssignal B um eine Quantisierungsstufe h grosser oder kleiner wird, wodurch dieses Binärelement den Wert "1" oder "0" bekommt.

Der Wert dieser Quantisierungsstufe ist in den einfachsten Uebertragungsanlagen fest und variabel in den Anlagen, in denen der Sender und der Empfänger mit Anordnungen ztir Kompression und Expansion der Dynamik versehen sind. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in der französischen Patentanmeldung 2 198 686 beschrieben. Im Sender nach Fig. 1a erfolgt die Kompression mit Hilfe der Dynamikregelanordnung 11, in der eine Analyse der· Folge der ausgesandten Binärelemente gemäss einem in der erwähnten Anmeldung beschriebenen Kriterium durchgeführt wird, wobei diese Analyse aus einem Dynamikregelsignal abgeleitet wird, das dem Amplitudenmodulator 10 zum Regeln der Stärke des dem Integrator angelegten Stromes, also zur Regelung der Quantisierungsstufe h, zugeführt wird. Es sei bemerkt, dass im allgemeinen, insbesondere für die

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Uebertragung der Sprechsignale, die Dynamikregelanordnung zum Einführen relativ leichter Schwankungen in der Quantisierungsstufe ausgelegt ist.

Der Empfänger nach Fig. 1b zum Empfangen des Signals aus dem Sender 1a enthält einen Regenerator

20, dex" das auf der Leitung 9 übertragene Signal empfängt und unter der Steuerung des Taktimpulsgenerators

21, der mit dem Generator 6 des Senders synchron läuft, ein digitales Signal liefert, das aus einer Folge von Binärelementen gleich der erzeugten Folge im Sender am Ausgang des Flipflops 8 besteht. In einem herkömmlichen Empfänger wird dieses digitale Signal genau so decodiert, wie im Ortsempfänger k des Senders zum Erzeugen eines Signals, das dem Vergleichssignal am Ausgang des Integrators 5 identisch ist. In einem herkömmlichen Empfänger gelangt also das am Ausgang des Regenerators 20 vorhandene Deltamodulationssignal zur Reihenschaltung des Amplitudenmodulators 22 und des Integrators 23, die identisch sind und die gleiche Rolle spielen wie die entsprechenden Schaltungen 10 und 5 im Sender. Wenn im Sender eine Dynamikregelanordnung 11 vorgesehen ist, ist der Empfänger mit einer entsprechenden Dynamikregelanordnung versehen, die auf gleiche Weise mit Hilfe des Amplitudenmodulators 2.h den Quantisierungsstufe im Ausgangs signal des Ausgangs des Integrators 23 regelt. Schliesslich stellt in Fig. 2a die Kurve B das vom Integrator 23 in einem herkömmlichen Empfänger gelieferte rekonstruierte Signal dar;

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es ist eine angenäherte Form des in der Kurve A dargestellten analogen Signals. Dieses mittels Stufen rekonstruierte Signal zeigt eine winklige Form und enthält unerwünschte Komponenten, die eine bedeutende Amplitude mit der Abtastfrequenz F haben können. Zum Unterdrücken dieser Komponenten wird dieses rekonstruierte Signal einem Tiefpassfilter 25 zugeführt, das die Lieferung eines geglätteten Signals ermöglicht, das eine gute Annäherung des ursprünglichen analogen Signals bildet. Es ist klar, dass man eine bessere Annäherung des mittels Stufen rekonstruierten Signals durch Erhöhen der Abtastfrequenz F erreichen kann. Jedoch tritt dabei der Nachteil auf, dass die Arbeitsfrequenz der Schaltungen im Sender und im Empfänger erhöht und dass die Bandbreite des übertragenen Signals vergrössert werden muss.

Eine bessere Annäherung ohne Erhöhung der Bandbreite erreicht die in Fig. 1b dargestellte, aus drei Teilen 31» 32 und 33 bestehende Anordnung.

Dabei enthält der Analysator 31 zwei Schaltungen 35 und 36 j die die positiven Uebergänge (vom Vert "0" nach dem ¥ert "1") bzw. die negativen Uebergänge (von "1" nach "0") des vom Regenerator 20 gelieferten Deltamodulationssignals detektieren. Xn Fig. 3 zeigt das Diagramm 3a. beispielsweise eine begrenzte Folge binärer Elemente mit der Dauer T=-, die dieses digitale Signal darstellt. Die Diagramme 3b und 3c stellen die von den Schaltungen 35 tizw.

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gelieferten Impulse dar, deren Vorderflanken mit den positiven Uebergängen bzw. mit den negativen Uebergängen des in Ja gezeigten Signals zusammenfallen.

Die Zähler 37 und 38 zählen die vom Taktgeber 21 gelieferten Impulse zu Zeitpunkten, die sich zum Beispiel in der Mitte der binären Elemente befinden, die das in 3a dargestellte Deltamodulationssignal bilden. Die Impulse zu diesen Zeitpunkten zeigt das Diagramm 3d. Den.Nullrückstellklemmen 39 und 4θ der Zähler 37 und 38 werden die von den Uebergangsdetektionsschaltungen 35 bzw. 36 gelieferten Impulse zugeführt, wobei die Nullrückstellung auf der Rückflanke dieser Impulse erfolgt. Die von den Zählern 37 und 38 erreichten Zahlen erscheinen ununterbrochen an ihren Ausgängen 41 und 42 und werden mit Hilfe der Gatter 43, 44 und 45 für die Dauer der von den Uebergangsdetektorschaltungen 35 und 36 gelieferten Impulse in den Speicher 32 eingeschrieben. Das Gatter 43 ermöglicht das Einschreiben der Zahl des Zählers 38 in den Speicher 32 bei jedem Impuls aus dem Detektor 36 für die negativen Uebergänge; das Gatter 44 ermöglicht das Einschreiben der Zahl des Zählers 37 bei jedem Impuls aus dem Detektor 36 für die negativen Uebergänge; schliesslich ermöglicht das Gatter 45 das Einschreiben der Zahl des Zählers 37 bei jedem Impuls aus dem Detektor 35 für die positiven Uebergänge .

Es lässt sich daraus leicht feststellen, dass

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ein negativer Uebergang zu einem Zeitpunkt t. (vgl. Diagramm 3a.) das Einschreiben einerseits der Zahl n. + p. und zum anderen der Zahl p. an den entsprechenden Stellen im Speicher 32 bestimmt, wobei n. und p. die Anzahl binärer Elemente "0" bzw. die Anzahl binärer Elemente "1" der zwei aufeinanderfolgenden, von verschiedenen dem Zeitpunkt t. vorangehenden Binärelementen gebildete Reihen sind, wobei eine Reihe aus einem Binärelement oder aus einer Aufeinanderfolge mehrerer identischer Binärelemente besteht. Für den betreffenden Zeitpunkt t. gilt, dass η. = 1, p. = k und η. +ρ. =5· Nach dem Zeitpunkt t. ist also in den Speicher die Information der Anzahl der binären Elemente der erwähnten zwei Reihen eingeschrieben, wobei diese Information aus der Verbindung der Zahlen n. + p. und p. besteht. Beim positiven Uebergang nach einem negativen Uebergang zum Zeitpunkt t. wird in den Speicher die Zahl n. + p. geschrieben, wobei n. ₁ und p. ₁ eine

n. und p. analoge Bedeutung haben, sich jedoch auf den Zeitpunkt t. ₁ beziehen. Es ist klar ersichtlich, wenn p. = p. , dass beim Einschreiben der Zahl n. + p. in den Speicher 32 gleichzeitig die Zahl p. an einer entsprechenden Stelle zur Bildung der Zahl P-₊₁ ^neu eingeschrieben wird. Also ist nach dem Zeitpunkt t. ₁ in den Speicher 32 die Kombination der Zahlen 11. _Λ +ρ. _Λ und ρ. _Λ eingeschrieben, welche

X+ I l+i Χ-ί- I

Kombination die gewünschte Information betreffend die zwei Reihen vox- dem Zeitpunkt t. ₁ kennzeichnet. Für

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den betreffenden Zeitpunkt t, ist ersichtlich, dass

η. _Λ + p. ., = 6 und p. „ = 4. Auf gleiche Weise sind x+1 *x+1 *x+1 ^&

zu den Zeitpunkten der folgenden Uebergänge die auf analoge Weise gebildeten Zahlenkombxnationen eingeschrieben.

Die in den Speicher 32 eingeschriebenen Zahlenkombxnationen werden mit Hilfe von an die Klemme 46 angelegten Leseimpulsen ausgelesen, die gemäss nachstehender Beschreibung gebildet -werden. Die ausgelesenen Zahlenkombinationen erscheinen an den Ausgängen 47 und 48 des Speichers, wobei die Zahlen n. + p. am Ausgang 47 und die Zahlen p. am Ausgang 48 erscheinen. Jeder Leseimpuls bewirkt gleichzeitig im Speicher die Löschung der Zahlenkombination, die beim vorherigen Leseimpuls ausgelesen wurde. Die erforderliche Kapazität des Speichers 32 ist von der Konfiguration der binären Elemente im Deltamodulatxonssignal und insbesondere von der maximalen .Anzahl identischer binärer Elemente, die aufeinander folgen können, abhängig. In der Praxis kann diese Kapazität verhältnismässig gering sein und einer Speicherung von 5 bis 10 verschiedener Zahlenkombinationen von je 4 Binärelementen entsprechen.

Der dritte Teil 33 der Anordnung in Fig. 1b bearbeitet die an den Ausgängen des Speichers 32 erscheinenden Zahlenkombinationen und enthält zwei Schaltungen 49 und 50, die je die Hälfte der an ihren zwei Eingängen gelegten Zahlen detektieren. Ein Eingang dieser Schaltungen 49 und 50 ist mit dem Ausgang 47

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bzw. 48 des Speichers j2 verbunden. Der andere Eingang dieser Schaltungen ist an den Ausgang 51 des Impulszählers 52 angeschlossen, dem ununterbrochen die vom Impulszähler gezählten Zahlen zugeführt werden. Der Frequenzvervielfacher 53 bildet Impulse mit der Frequenz 2^F, die im Zähler 52 gezahlt sind, durch Vervielfachung der Impulse mit der Frequenz F aus dem Taktgeber 21 mit 2 \ . Λ ist eine ganze Zahl grosser als eins. ¥enn die zwei Zahlen an ihren Eingängen gleich sind, liefern die Schaltungen 49 und 50 einen Impuls. Diese Impulse dienen je zum Setzen des Flipflops 54 in einen bestimmten Zustand; beispielsweise bringt der Ausgangsimpuls der Schaltung 49 den Ausgang des Flipflops in den Zustand "0" und der Ausgangsimpuls der Schaltung 50 den Ausgang des Flip-flops in den Zustand "1". Gleichzeitig gelangt der Ausgangsimpuls der Schaltmag 50 an eine Klemme 55 des Zählers 52, um ihn auf Null zu stellen. Die Ausgangsimpulse der Schaltung 50 werden ausserdem im Impulszähler 56 gezählt. Die erreichten Zahlen.im Zähler erscheinen an seinem Ausgang, der an einen Eingang der Schaltung 57 angeschlossen ist, die die Gleichheit dieser Zahlen und die erwähnte feste Zahl A detektiert. ¥enn diese Gleichheit festgestellt worden 1st, liefert die Schaltung 57 einen Impuls, der einerseits an die Klemme des Zählers 5° zur STullrUcks te llung und andererseits an die Klemme 46 für den Lesevorgang und für die Löschung im Speicher 32 gelegt wird. Bei dieser Anord-

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nung bildet der Ausgang des Flipflops ^h den Ausgang J>h der erfindungsgeraässen Anordnung,

Die Wirkungsweise des Teiles 33 der erfindungsgemässen Anordnung wird an Hand, der Diagramme 3e und 3f erläutert. Im Diagramm 3^e stellen die horizontalen gestrichelten Linien den entsprechenden Pegel der Zahlen n. + p. und p. dar, die an den Ausgängen des Speichers 32 erscheinen und einem Eingang der Schaltungen 49 und 50 zugeführt werden. Die sägezahnförmige Kurve D stellt in ununterbrochener Form den Inhalt des Zählers 52 dar, wie er dem anderen Eingang der Schaltungen 49 und 50 zugeführt wird. Das Signal E im Diagramm 3f bezeichnet den Zustand des Ausgangs des Flipflops ^h. Als Zeitpunkt des Betriebsstarts wird der Zeitpunkt t genommen, bei dem angenommen wird, dass am Eingang der Schaltungen K9 und 50, die Zahlen n. + p. und p. zum Zeitpunkt t. des Diagramms Ja. liegen. Zur Erleichterung des Vergleichs mit einem herkömmlichen Empfänger wird dieser Zeitpunkt t , der in bezug auf t. stark nacheilt, in den Diagrammen 3e und 3f auf der Mitte eines beliebigen Binärelements "0", das im Diagramm 3& dem Zeitpunkt t. vorangeht, getragen.

Man geht davon aus, dass zum Zeitpunkt t der Zähler 52 so auf Null zurückgestellt ist, dass die Kurve D bei Null starter und dass der Flipflop 5^ den Zustand " 1^:l annimmt, so dass das Signal E "1" wird. Nach dem Zeitpunkt t steigt der Inhalt des Zählers

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52 (erste Flanke der Kurve D) und erreicht zunächst den Pegel p.; in diesem Ausgenblick wird das Ausgangssignal E des Flipflops $k mit Hilfe der Schaltung gleich Null und bleibt so, bis der Inhalt des Zählers 52 den Pegel n. + p. erreicht, was durch die Schaltung 50 zum Zeitpunkt t + ~C detektiert wird. In diesem Augenblick wird der Zähler 52 auf Null zurückgestellt, der Flipflop 54 wird in den Zustand "1" gebracht und der Zähler 56, von dem angenommen wird, dass er auf Null steht, zählt einen ersten Impuls. Derselbe Vorgang wiederholt sich, bis der Inhalt des Zählers 56 die Zahl A erreicht, die zum Zeitpunkt t., von der Schaltung 57 detektiert wird. Diese Detektion bewirkt die Nullrückstellung des Zählers ^6, die Löschung der Zahlen n. + p. und p. im Speicher 32, die bis jetzt ausgenutzt wurden, und das Erscheinen der folgenden Zahlen n. + p. und p. . an den Ausgängen 47 und

X+ I X+ 1 X+ I

dieses Speichers, welche Zahlen auf.gleiche ¥eise für die Dauer eines neuen Zählzyklus des Zählers 56 bis zum Zeitpunkt t_ ausgenutzt werden. Der gleiche Vorgang starter erneut nach dem Zeitpunkt t_?e

Es ist klar ersichtlich, dass für die Dauer " eines Zählzyklus des Zählers 52, zum Beispiel des zum Zeitpunkt t startenden Zyklus, das vom Flipflop ^k abgegebene digitale Signal E durch eine Folge von η. +p. binären Elementen mit je einer Dauer von ■ '■■ gebildet wird, welche Folge als die in bezug auf den Zeitpunkt t. im Diagramm 3a entsprechende Folge

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eine Reihe von p. aufeinanderfolgenden binären Elementen "1" und eine Reihe von n. aufeinanderfolgenden binären Elementen "0" enthält (p. = k und n. = 1 für die betreffende Folge); nur ist die Reihenfolge der zwei Reihen binärer Elemente geändert worden, aber dies ist nicht wesentlich wichtig, was sich aus nachstehender Beschreibung zeigen wird. Im Signal E ist die gleiche Folge λ -mal während des Zeitintervalls wiederholt,

das von t bis t. läuft und einen Wert —r-^—— χ Λ =

ox d Λ. ti

η. + ρ.
χ χ
—— hat. So wird auch während des Zeitintervalls

von t₁ bis t_p eine andere Folge, die mit Hilfe der Zahlen n. + ρ. _Λ und p. ₁ gebildet ist, \ -mal wiederholt, wobei dieses Zeitintervall einen Wert

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Das Diagramm 3g zeigt die Verbesserung, die die erfindungsgemässe Anordnung für die Decodierung eines Deltamodulationssignals bewirkt. Zum Vergleich diene die gestrichelte Kurve Cr als Wiedergabe für das Signal, das am Ausgang des Integrators 23 im Empfänger ankommt bei Verwendung einer festen Quantisierungsstufe, d.h. indem dem Amplitudenmodulator 22 das Deltamodulationssignal des Diagramms 3a zugeführt wird. Bei Verwendung der Anordnung nach Fig. 1b wird dem Amplitudenmodulator 22 das digitale Signal E nach Diagramm 3^f zugeführt, und am Ausgang des Integrators 23 erscheint das mit der ausgezogenen Kurve dargestellte Signal H. Dieses Signal H wird durch eine Aufeinanderfolge von Sägezahnen mit der gleichen Dauei- T

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gebildet, die je eine positive und eine negative Flanke aufweisen, die die gleichen Werte haben wie die der Kurve G. Das Verhältnis zwischen den Breiten der beiden Flanken eines Sägezahnes wird durch die Form des Signals E bestimmt. Zwischen den zwei Punkten P und Q für das Signal H zu den Zeitpunkten t und t.. zeigt die Kurve H Λ = 3 Sägezähne, die untereinander gleich sind, und es lässt sich leicht feststellen, dass sie sich mit dem Abschnitt PQ "berührt". So auch weist die Kurve H für den Abschnitt zwischen dem Punkt Q und dem Punkt R für das Signal H zum Zeitpunkt t_? drei weitere untereinander gleiche Sägezähne auf, die sich mit dem Abschnitt QR berühren. Im Diagramm 3g befinden sich die Sägezähne der Kurve H immer an der Oberseite der mit den Abschnitten PQ, QR, usw. gebildeten Kvirve, die im weiteren mit der Kurve PGR bezeichT net wird, weil jeder Sägezahn mit einer positiven Flanke anfängt. Durch die Einführung geringer Aenderungen in die beschriebene Anordnung, die sich von einem Fachmann leicht verwirklichen lassen, kann man auch die Sägezähne an der Unterseite oder abwechselnd an der Ober- und Unterseite der Kurve PQR auftreten lassen. Dazu genügt, im digitalen Signal E die Reihenfolge der zwei Reihen von Binärelementen zu ändern, die jede Folge mit der Dauer "ζ bilden. Zur Vereinfachung der Zusammenstellung der Diagramme 1st in der Fig. 3 für /Vj = 3 gewählt, aber es leuchtet ein, dass es sehr einfach ist, für A einen höheren Wert, zum Beispiel

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10 oder 20, so zu wählen, dass sich die Sägezahnkurve H praktisch äusserst venig von der Kurve mit den Abschnitten PQR unterscheidet ο Das Diagramm 3g zeigt auch, dass die Kurve mit den Abschnitten PQR, begrenzt von der Kurve H, wenn \ gross genug ist, das Ergebnis einer linearen Interpolation zwischen den Mitten P, Q und R der Flanken der Kurve G des decodierten Signals ist, das man in einem herkömmlichen Empfänger erhalten wurde. Also ermöglicht es die beschriebene Anordnung praktisch, ein interpoliertes Signal zu erzeugen, das in der Fig. 2 mit der Kurve C dargestellt ist. Es ist klar, dass dieses interpolierte Signal eine verbesserte Annäherung des von der Kurve A dargestellten analogen Signals in bezug auf das in einem herkömmlichen Empfänger gewonnene und von der Kurve B dargestellte Signal bildet.

Das decodierte, mit Hilfe der beschriebenen Anordnung erhaltene Signal folgt exakt den idealen interolierten Signal in einer Uebertragungsanlage, in dem die Quantisierungsstufe fest ist. In einer Uebertragungs anlage mit Anordnungen zum Regeln der Quantisierungsstufen erhält man mit einer erfindungsgemässen Anordnung ein decodiertes Signal, das nur geringfügig vom idealen interpolierten Signal abweicht, insofern die Quantisierungsstufe keine wesentlichen Schwankungen für die Dauer zweier aufeinanderfolgender Reihen binärer Elemente, die dem Deltamodulatiorissignal identisch sind, erfahren. Diese Bedingungen bedeutet

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nahezu keine Beschränkung irn Gebrauch der erfindungsgemässen Anordnung, da diese Bedingung in den meisten Deltaübertragungsanlagen mit variabler Quantisierungsstufe erfüllt wird.

Eine andere, besonders -vorteilhafte Ausführungsform nach der Erfindung ermöglicht die TJmcodierung eines durch Deltamodulation codierten Signals in ein digitalen PCM-Signal . Ein bekanntes Umcodierungsgerät ist beispielsweise im Artikel von I.A.

Deschenes und M.Villeret mit dem Titel "A continuous detal Modulator on a numerical converter for an integrated Telecommunication Network", S. 7-27...7~32 in der Veröffentlichung IEEE 1970 der International Conference on Communications beschrieben. In einem derartigen Gerät dienen die binären Elemente des Deltamodulationssignals zum Auslösen eines Addier- oder Subtrahiervorgaiigs eines Zählers, wodurch ihr ¥ert "1" oder "0" wird. Venn die Quantisierungsstufe variabel ist addiert oder subtrahiert der Zähler für jedes binäre Element mit einer variablen Zahl proportional der Stufenbreite, die sich leicht aus dem Dynamikregelsignal ableiten lässt. Beim Abtasten des Inhalts des Zählers mit der PCM-Abtastfrequenz erhält man Zahlen entsprechend den gewünschten PCM-Abtastwerten. Gemäss der Fig. 2 ist der beschriebene Vorgang einem Abtastvorgang an dem durch die Kurve B dargestellten Signal so gleichwertig, dass die auf diese Weise erhaltenen PCM-Abtastwerten durch das .Quantisierungsrauschen der

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Deltamodulation beeinflusst werden.

Es ist daher vorteilhaft, die erfindungsgemässe

Anordnung in eine Umcοdierungsanlage dieser Art aufzunehmen. Man benutzt also das von der erfindungsgemassen Anordnung gelieferte digitale Signal zum Steuern des Addier- oder Subtrahiervorgangs des Zählers. Das Abtasten des Inhalts dieses Zählers ist also einer Abtastung des durch die Kurve C in Fig. 2 dargestellten interpolierten Signal nahezu gleichwertig; es wird dadurch weitgehend vermieden, dass die erhaltenen PCM-Abtastwerten durch das Quantisierungsrauschen der Deltamodulation beeinflusst werden.

80 9840/0 986 OBiGINAL INSPECTED

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Leerserte

Claims (3)

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   PATENTANSPRUECHE:

   (1.) Anordnung insbesondere zum Decodieren eines digitalen Signals, das aus binären Elementen besteht, die mit einer Frequenz F auftreten und durch die Codierung eines analogen Signals mit Hilfe der Deltamodulation entstellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Teile enthält:

   - einen Analysator für das Deltamodulationssignal zum aufeinanderfolgenden Bilden der Daten, die je die Anzahl binärer Elemente zweier aus verschiedenen Binärelementen gebildeter aufeinanderfolgender Elementreihen darstellen und je ein identisches Binärelement oder eine Aufeinanderfolge mehrerer identischer Binärelemente enthalten,

   - einen Speicher zum Einschreiben der erwähnten aufeinanderfolgenden Daten,

   - Mittel zur Bildung einer Folge von Binärelementen, ausgehend von jeder aus dem Speicher ausgelesenen Information, welche Folge aus r- -mal den zwei entsprechenden Reihen von Binärelementen mit einer Frequenz von Binärelementen gleich 2^F besteht, wobei <\ eine gerade Anzahl grosser als 1 ist und das Ende jeder Folge im Speicher die Löschung der Daten steuert, nachdem die erwähnte Folge und der Lesevorgang der folgenden "Information eingeleitet worden sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede zwei Reihen entsprechende Information aus der Gesamtaiizahl binärer Elemente der

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   zwei Reihen und aus der Anzahl binärer Elemente der einen oder der anderen Reihe besteht.
3. 3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator einen Detektor für die positiven Uebergänge und einen Detektor für die negativen Uebergänge, zwei Zähler zum Zählen der Taktimpulse mit der Frequenz F, welche Zähler durch die detektierten positiven bzw. negativen Uebergänge auf Null zurückgestellt werden, und schliessli'ch Gatter zum Einschreiben der Zahleninhälte der Zähler in den Speicher gerade vor der Nullrück— stellung und des Zahleninhalts durch einen Zähler gerade vor der Nullrücksteilung des anderen Zählers enthält.

   h. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Zahlen am Ausgang des Speichers beim Auftreten eines Leseimpulses an einen Eingang eines Gleichheitsdetektors gelangen, dessen anderer Eingang die in einem weiteren Zähler gezählten Zahlen empfängt, welcher weitere Zähler die Impuls mit der Frequenz 2 Λ F zählt, wobei der von einem Gleichheitsdetektor bei Gleichlieit der Anzahlen an seinem Eingang gelieferte Impuls dazu benutzt wird, den Ausgang eines Flipflops in einen ersten Zustand zu bringen, und der vorn anderen Gleichheitsdetektor gelieferte Impuls dazu benutzt wird, den Ausgang des erwähnten Flipflops in einen zweiten Zustand zu bringen, um den weiteren Zähler (52) atif Null zurückzustellen

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   und schliesslich um einen vierten Zähler (56) weiterzahlen zu lassen, wobei die gezählten Zahlen in diesem vierten Zähler (56) einem Gleichheitsdetektor zugeführt werden, dessen anderer Eingang die Zahl /\, empfängt, und der von diesem letzten Gleichheitsdetektor gelieferte Impuls als Nullrückstellimpuls für den vierten Zähler (56) und als Leseimpuls für den Speicher benutzt wird, wobei das Ausgangssignal der Anordnung am Ausgang des erwähnten Flipflops erscheint.

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