185434. lajstromszámú szabadalom • Interpoláló analóg-digitál átalakító
1 185 434 2 digitális szűrési technika, amely digitális hírközlőberendezések jelfeldolgozó egységeiben használható. Úgy találtuk, hogy az interpoíatív A/D átalakítót a következő három független módszer bármelyikével tökéletesíthetjük: (a) kiegészítjük egy második komparátorral azért, hogy 6 (vagy 8,5) dB-lel szélesebb dinamika tartományt és egy adott mintavételi frekvenciánál 6 dB-lel jobb felbontást kapjunk; (b) adaptív algoritmus segítségével tökéletesítjük a jelkövetést az átviteli sáv felső részében, és növeljük a dinamika tartományt ameddig csak szükséges, illetve ameddig a rendszer zaja korlátozó tényezőként fel nem lép; vagy (c) az A/D átalakítót követő átlagoló szűrőt frekvencia redukáló, másnéven ritkító szűrőnek képezzük ki, amely nagyobb csillapítást biztosít az átfedési frekvenciák környezetében, és több minta feldolgozása révén szélesíti a dinamika tartományt, növeli a felbontást, valamint csökkenti a zajt. A találmány szerinti interpoláló A/D átalakító lényege, hogy a bevezetőben felsorolt részeken kívül el van látva egy második komparátorral, amelynek első bemeneté a D/A átalakító kimenetéhez, kimenete pedig egy második billenőkörhöz csatlakozik, továbbá egy vezérlő logikával, amelynek első és második bemenete az első és második billenőkör megfelelő bemenetéhez, előjelbit-kimenete a D/A átalakító előjelbit-bemenetére, egyik vezérlőkimenete pedig a léptető regiszter előrehátra léptető bemenetére csatlakozik. A találmány szerinti interpoláló A/D átalakító előnyösen kiegészíthető egy digitális jelfeldolgozó egységgel, amely a digitálissá alakított jelek szűrésére és azok mintavételi frekvenciájának csökkentésére szolgál. A jelen találmány segítségével elért számos előny a témakörben jártas szakemberek számára kétséget kizáró módon ki fog tűnni a javasolt kiviteli alakok részletes leírásának elolvasása és az alábbiakban felsorolt ábrák megtekintése után. Ezek közül az 1. ábra egy FIR szűrő vázlatos rajza, a 2. és 3, ábrák kétféle IIR szűrő vázlatát mutatják be, a 4. ábra a jelen találmány szerintinél korábbi típusú interpoláló A/D átalakító blokkvázlatát szemlélteti, az 5a ill. 5b ábrák a jelen találmány szerinti háromszintű és kétszintű interpolációt mutatják be, a 6a és 6b ábrák a találmány szerinti berendezés működését illusztrálják, a 7. ábra egy, a 10. ábrán látható A/D átalakító frekvenciafüggő erősítés karakterisztikáját ábrázolja, a 8. ábra egy tömbvázlat, amely a találmány szerinti interpoláló A/D átalakítót magában foglaló előfizetői vonali hangfeldolgozó áramkör rendszer-architektúráját illusztrálja, a 9. ábra a találmány szerint interpoláló A/D átalakító tömbvázlatáí mutatja, a 10. ábrán a találmány szerinti interpoláló A/D átalakító egy másik kiviteli alakja látható, a 11. ábra ugyanezen A/D átalakító működését ábrázolja, a 12. ábrán látható diagram a jelen találmány szerinti adaptív A/D átalakítóra vonatkozó jel-digitális zaj viszonyt illusztrálja, a 13. ábra egy olyan átalakító tömbvázlata, amely módosítva működik a 10. ábrán illusztrált átalakítóhoz képest, a 14. ábrán látható diagram az átalakító működését mutatja be a 13. ábra szerinti módosítással és anélkül, a 15. ábra ismét egy tömbvázlat, amely a találmányban alkalmazott digitális ritkító szűrőt ábrázolja, a 16. ábra a 15. ábrán vázolt szűrő hardware komponensekből való felépítését szemlélteti, a 17. ábrán a találmányban alkalmazott FIR szűrő egyik kiviteli alakjának logikai diagramját láthatjuk, a 18. ábrán a találmányban alkalmazott FIR szűrő 23 leágazása kiviteli alakjának logikai diagramját láthatjuk, a 19. ábra a találmányban alkalmazott szűrő párhuzamos összeadóként kivitelezett változatát illusztrálja, a 20. ábrán a találmányban alkalmazott FIR szűrő három leágazású kiviteli alakjának logikai diagramját láthatjuk, a 21. ábrán egy fixmemóriával tökéletesített, öt leágazású FIR szűrő tömbvázlatát láthatjuk, és a 22. ábrán pedig egy szintén fixmemóriát tartalmazó, nyolc leágazásos FIR szűrő tömbvázlatát láthatjuk. Most pedig térjünk vissza a 8. ábrához, amelyen egy 10 előfizetői vonali hangfeldolgozó áramkör tömbvázlatát mutatjuk be egy 12 előfizetői vonali interfész áramkörrel összekapcsolva (angol kifejezése: „subscriber line interface circuit”, rövidítve: „SLIC ). A 10 előfizetői vonali hangfeldolgozó áramkör általában az adóágat alkotó 14 bemeneti szűrőből, a találmány szerinti interpoláló 16 A/D átalakítóból, digitális 18 adó—jelfeldolgozó egységből és 20 adóregiszterből, valamint a vételi ágat alkotó 22 vevőregiszterből, 24 vevőjelfeldolgozó egységből, 26 D/A átalakítóból és 28 kimeneti szűrőből áll. Ezenkívül a 10 előfizetői vonali hangfeldolgozó áramkörhöz tartozik még a 30 bemenet/ kimenet-vezérlő egység is a 32 rendszervezérlő egységgel és a 34 interfész-vezérlő egységgel együtt. Részletesebben meghatározva a 14 bemeneti szűrő tulajdonképpen egy átfedésgátló (angolul „anti-aliasing”) szűrő, amelynek az a rendeltetése, hogy meggátolja a mintavételi frekvenciához közeli jeleknek a hangsávba való visszakeveredését a későbbi frekvenciacsökkentő, másnéven ritkító (angolul „decimator”) szűrőkben történő feldolgozás során. Ennek a 14 bemeneti szűrőnek 508 MHz-cn legalább 10 dB csillapítással kell rendelkeznie (ha a mintavételi frekvenciát Fs = 512 kHz-re választjuk). Ezt a követelményt egyetlen 114 kHz-re hangolt pólussal bíró szűrő segítségével teljesíthetjük. A névleges késleltetés ilyen szűrő esetén 1,4 psec-ot tesz ki. A 14 bemeneti szűrő után kapcsolt interpoláló típusú !6 A/D átalakító, amely a találmány tulajdonképpeni ‘árgya, az analóg jelet 512 kHz-cel mintavételezi, és a mintákat digitális jelekké dolgozza fel. A továbbiak üalyamán még részletesen ismertetni fogjuk. A 18 adó-jelfeldolgozó egység egy pár 40, 42 aiuliteresztő ritkító szűrőt, egy 44 kiegyenlítő szűrőt, egy, íz adócsillapítás-torzítást javító 46 első korrekciós szűrőt, egy 48 első-erősítésszabályozó szűrőt, egy 50 főadószűrőt és egy 52 digitális kompandert foglal magában. Amint a továbbiak során még szó lesz róla, a 16 A/D átalakító a 3,4 kHz feletti jeleket is tökéletesen feldolgozza, ezért azokat ugyanolyan aluláteresztő szűrőkkel kell csillapítani, mint egy hagyományos átviteli rendszerben. A jelen találmány szerint az említett szűrési feladatot a 40, 42 aluláteresztő, illetve 50 fő-adószűrő segítségével oldjuk meg. A ritkító 40 és 42 aluláteresztő szűrők frekvencia redukálást végeznek. Az 50 fő-adó-5 IC 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
