170812. lajstromszámú szabadalom • Berendezés kompandált delta-modulációs beszédátviteli rendszerben továbbított jelek komprimálására

3 170812 4 Az ábrákon azonos áramköri egységeket végig ugyanazzal a hivatkozási számmal jelöljük. Vegyük most szemügyre az 1. ábrát, ahol 10 görbe egy tipikus szénmikrofon átviteli karakterisztikáját képviseli. A diagram 12 tengelyén a dB-ben mért hangteljesítmény-szintet, 11 tengelyén pedig a szintén dB-ben mért kimenőszintet olvashatjuk le. A 10 görbén jól felismerhető a kisszintű tartomány komprimálása. Ugyancsak az 1. ábrán láthatjuk még a lineáris átalakító, mint pl. az elektromágneses mikrofon, karakterisztikáját is, amit 13 görbe képvisel, valamint a jelen találmány alkalmazásával elérhető komprimálás karakterisztikát, amelyet a szaggatott 14 görbe képvisel. A 2. ábra egy hagyományos kompandált deltakódolót szemléltet, amelyet a találmány szerint kiegészítve a háttérzaj csökkentésére, vagyis komprimálására használhatunk. A delta-kódoló 20 komparátorának egyik 21 bemenetére az összehasonlítandó analóg bemenőjelet, másik 23 bemenetére pedig 22 integrátor által előállított visszacsatoló jelet vezetjük. A komparátor digitális kimenőjelét 25 sorrend-detektor 24 bemenetére adott órajel mintavételezi. Valamely bit-csoport (egymást követő „egységszintek" vagy „nullaszintek") fellépésekor a 25 sorrend-detektor 18 kimenetén digitális kimenőjelet küld a kompandálási szintet vezérlő 19 áramkörbe. Az utóbbi áramkör integráló tulajdonsága folytán a rekonstrukciós impulzusokat kibocsátó 26 impulzus-amplitúdómodulátorba 28 vezetéken át táplált jelek lépésmagassága nő, ha folyamatos bit-csoport keletkezik, és csökken, ha az elmarad. A 26 impulzus-amplitúdómodulátor a lépésmagasság és a 27 vezetéken érkező polaritásvezérlő jel kombinációjából egy rekonstrukciós jelet állít elő, amely 30 vezetéken át a 22 integrátorba kerül. A 29 bemenetre adott kompandálási szintbeállító előfeszültség változtatja a 26 impulzus-amplitúdómodulátor által előállított jel igen-nem hányadát, vagyis egy bitsorozat kibocsátásakor a kompandálási szintbeállító előfeszültségtől függően nő vagy csökken a jel átlagértéke. A kódoló kimenő bitjei 31 kimeneten jelennek meg. A 2. ábra szerinti általános delta-kódoló alkalmas akár folytonos, akár diszkrét kompandálásra. Az utóbbi esetben a lépésmagasságot vagy fix ellenállásokkal vagy diszkrét impulzusszélességek útján állíthatjuk be. A 3. ábra a találmány egyik kiviteli példáját szemlélteti. Itt a teljes kompandált delta-kódolót 32 kódolóval jelöljük. A 21 vezetéken érkező analóg bemenőjel a 32 kódolóba és félhullámú 35 egyenirányítóból, 34 ellenállásból, 36 kondenzátorból és 39 komparátorból álló 33 detektorba jut. A 33 detektor kimenete 37 vezetéken át 38 ÉS-kapu egyik bemenetére csatlakozik. A 33 detektornak az a rendeltetése, hogy akkor adjon kimenőjelet a 37 vezetékre, amikor az analóg bemenőjel szintje egy előre meghatározott érték alá csökken. Ezt az előre meghatározott értéket a 39 komparátor 40 bemenetére kapcsolt referenciafeszültség szabja meg. A 32 kódoló 18 kimenetén ugyanaz a jel lép fel, mint a 2. ábrán feltüntetett 18 kimeneten. Más szóval a 18 kimenet akkor kap jelet, amikor a kódolóban sorrend-detektálás történik, tehát az említett jelet a kódoló kompand bitjei képezik. A 18 kimeneten fellépő jel egyrészt 41 ÉS-kapu egyik bemenetére, másrészt pedig a D-típusú 42 billenőkör C bemenetére jut. A 42 billenőkör Q kimenete a 41 ÉS-kapu másik bemenetére csatlakozik. A 42 billenőkör és a 41 ÉS-kapu a 18 kimeneten át érkező kompand bitek közül csak minden másodikat engedi tovább. A 38 ÉS-kapu a 41 ÉS-kapu kimenőjeléből és a 37 vezetéken érkező adatokból logikai szorzatot képez. Ennek megfelelően a 38 ÉS-kapu mindannyiszor átengedi magán a 32 kódoló felére ritkított kompand bitjeit, valahányszor a 33 detektor kis szintet detektál. A 38 ÉS-kapu kimenete 43 kizáró VAGY-kapu egyik bemenetéhez csatlakozik, amelynek másik bemenetét a 32 kódoló által a 31 kimenetén szolgáltatott delta-modulált adatok vezérlik. A 38 és 41 ÉS-kapu, a 43 kizáró VAGY-kapu, valamint a 42 billenőkar 46 logikai áramkört alkotnak. A 3. ábra szerinti berendezés hatása tehát abban nyilvánul meg, hogy amíg a detektált analóg bemenőjel szintje a 40 bemenetre kapcsolt referenciafeszültségnél kisebb, addig a 43 kizáró-VAGY-kapu úgy módosítja a 31 kimeneten érkező kimenő bitsorozatot, hogy minden négy tiszta „egységbit"-bői vagy négy tiszta „nullbit"-ből álló bit-csoport utolsó bitjét invertálja. így a (nem ábrázolt) dekódoló áramkör, amely a 44 kimeneten megjelenő adatokat analóg jellé alakítja vissza, közelítőleg fele menynyiségű kompand bitet kap ebben a komprimált átvitelű üzemmódban. Ennek következtében a dekódoló a lépésmagasságot alacsony szinten tartja, és az eredeti analóg jelhez képest egy komprimált analóg jelet rekonstruál. A 40 bemenetre adott referenciafeszültség értékét úgy választjuk meg, hogy az a háttérzaj szintjét meghaladja, de ne érje el a beszédjelek szintjét. A 3. ábra szerinti áramkör működése némi torzítást idéz elő a rekonstruált jelben, de ez nem zavaró, sőt még haszonnal is jár, miután az említett kompressziós szakaszokban a bemenőjel csupán háttérzajból áll. A 3. ábra szerinti kiviteli alakot úgy módosíthatjuk, hogy több 42 billenőkört kaszkádba kapcsolunk. Ezáltal a 18 kimenetről kapott kompand bitek közül Z. N/2 darabot eltávolítjuk, ahol Z a kompand bitek előfordulásának időbeli gyakorisága, N pedig a billenőkörök száma. A 4. ábrán egy, az előbbinél egyszerűbb kiviteli alakot láthatunk. A 35 egyenirányítóból, a 34 ellenállást és 36 kondenzátort tartalmazó integrátorból és a 39 komparátorból álló 33 detektor ugyanaz, mint az előbbi kiviteli alaknál. Itt azonban a 39 komparátor kimenete közvetlenül a 32 kódoló kompandálási szintbeállító 29 bemenetére csatlakozik, nem pedig egy külön logikai osztóegységre, mint az előbbi kiviteli alak esetén. A 39 komparátorral a kompandálási szintbeállító 29 bemenet kétféle állapotba kapcsolható attól függően, hogy normál üzemmódot vagy komprimált átvitelt kívánunk. Az utóbbi esetben a 32 kódoló kompandálási szintet vezérlő 19 áramkörének 29 bemenetére adott előfeszültség növeli a visszacsatolt jel nagyságát, és ezáltal kevesebb kompand bit keletkezését teszi lehetővé. Ennek megfelelően a négy egymást követő „egységbit"-ből vagy négy „nullbit"-ből álló bit-csoportok ritkábban fordulnak elő a kiáramló bit-sorozatban, tehát a 32 dekódoló komprimálva rekonstruálja a kisszintű jeleket. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2