187522. lajstromszámú szabadalom • Delta-szigma modulátor kapcsolt kondenzátorokkal
1 18"7 522 2 1 bites A/D átalakító bemenetére van csatlakoztatva. A 19 komparátornak és a 20 D flip-flopnak a működése a következő: b(n+ 1) = sqn/W(n + 1)T/. A delta-szigma modulátor zajára és stabilitására a kondenzátorok kapacitásainak arányaiból lehet következtetni, mégpedig C1/C3, C2/C3, C4/C6 és a C5/C6-ból. A V feszültséget nevezzük referenciafeszültségnek és gyakorlatilag mindegyik feszültség úgy van kialakítva, mint ennek valamilyen osztófeszültsége. A V feszültség gyakran mint biztonsági pont is figyelembe vehető, azaz a bemeneti jel amplitúdóértékének a maximuma lehet ekkora. Abban az esetben, ha a bemeneti jel amplitúdója nagyobb, mint V, akkor ez mindenképpen túlterhelést okoz. Egy tipikus delta-szigma modulátor kondenzátorainak kapacitásértékeinek aránya, amely megfelelő működést biztosít, a következő: C1/C2 = C2/ C3 = 1/2; C4/C6 = C5/C6 = 1. Meg kell jegyeznünk, hogy a 3. ábrán bemutatott kiviteli alak úgy van kialakítva, hogy ahhoz két referenciafeszültségforrásra van szükség, mégpedig egy +V és egy —V referenciafeszültségre. Abban az esetben, ha csak egyetlen, például + V referenciafeszültséggel rendelkező feszültséggenerátort kívánunk alkalmazni, akkor az a kapcsolási elrendezés, amely + V-t - V-t magába foglalja, valamint a 6, 7 és 9 kapcsolókat, és C2 kondenzátort (hasonlóan a 13, 14 és 16 kapcsolókkal, valamint a C5 kondenzátorral, amely szintén ±V referenciafeszültséggel működik), akkor az 5. ábrán bemutatott áramköri elrendezés úgy alakítható ki, ahogy azt a 6. ábrán a szaggatott vonallal körbehatárolt 601 referenciaegység mutatja. Az 5. ábrán látható példakénti kiviteli alak esetében csak egyetlen + V tápfeszültséget használunk. Ennél az 501 referencia egység két párhuzamos kapcsolóelrendezést tartalmaz, ahol az egyik ágban tizenegyedik és tizenkettedik 21 és 22 kapcsolók, majd az ötödik Cl kondenzátor van, ezekhez van a további tizenharmadik 24 és tizennegyedik 23 kapcsoló csatlakoztatva, míg a párhuzamos ágban két további tizenötödik 25 és tizenhatodik 26 kapcsoló van sorosan elhelyezve, a közös pontjukra pedig C8 kondenzátor van csatlakoztatva. Ez az 501 referencia egység van a 4 erősítő bemenetére kapcsolva. A 6. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alaknál az első 4 erősítő bemenetére van az 501 referenciaegység, míg a második 17 erősítő bemenetére az ehhez hasonlóan felépített csak a kapcsolók vezérlésében kissé módosított referenciaegység van beépítve. A pozitív V tápfeszültségre van a két tizennyolcadik és huszonegyedik 29 és 34 kapcsoló kapcsolva, majd a 29 kapcsoló egy további tizennyolcadik 30 kapcsolóval és C9 kondenzátorral van összekapcsolva, amely C9 kondenzátor tizenkilencedik 33 kapcsolón és huszadik 32 kapcsolón keresztül van a kimenetre csatlakoztatva, míg a 34 kapcsoló CIO kondenzátorral és 35 kapcsolóval van összekapcsolva. Ennél a kiviteli alaknál minden egyes mintavétel időtartama alatt a C8 kondenzátor töltődik V feszültségre, mégpedig -e-1 és -e-2 kimenetek jeleinek időtartama alatt és a 4 erősítő kimenetén - (c8, C3)V feszültség jelenik meg. -e-1 kimenet jelének időtartama alatt Cl kondenzátor töltődik V feszültségre, mégpedig olyan polaritással, amelyet az 5. és a 6. ábrán mutattunk be. Ha Qn kimenet jele a „magas szint”, azaz b(n) = + 1, akkor a 23 és 22 kapcsolók -e- 2 kimeneten levő jel időtartama alatt zárnak, mivel a polaritásuk fordított, és az 4 erősítő kimenetén +(C7/C3)V jelváltozást hoznak létre. Ha b(n)= -1, akkor Cl kondenzátor nem sül ki a C3 kondenzátor felé. A hálózat működése ekkor a következő: ha bn = + 1, akkor ^ v-lu<oT) vagy ha bn= - 1, akkor Ax= -^iV-^iU(nT) '-3 ^3 Ha C7 = 2C8, akkor az 5. ábrán bemutatott áramkör működése a következő: x(n + 1)T = x(nT) -^U(nT) + b(n) • V • ^ ^3 ^3 hasonlóan W(n+ 1)T = W(nT)-^x(nT)-b(n) • V • ^ '-'6 C6 A 6. ábrán bemutatott találmány szerinti deltaszigma modulátornál a következő kapacitásarányokat célszerű a kondenzátoroknál figyelembe venni: C8/C3 = C1/C3 = 1/2; C4/C6 = Cl 0/ C6 = 1; C7/C8 = C9/C10 = 2. Az áramkörnél a mintavételezés frekvenciáját úgy kell megválasztani, hogy az sokkal nagyobb legyen, mint az U(t) bemenetijei legmagasabb frekvenciájú komponense. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés telefonbeszédnek a digitális dekódolására alkalmas és a jelnek egy diszkrét telefoncsatornán történő átvitelére. Mivel az átviendő jelnek a frekvenciája néhányszor KHz frekvenciatartományba esik, a mintavételezési frekvencia 1 MHz érték körülire választva, a találmány szerinti kapcsolási elrendezés minden követelményt kielégítően működik. Másodrendű delta-szigma modulátor kialakítható úgy, hogy az elsőrendű delta-szigma modulátor egy visszacsatoló áramkörbe van elhelyezve. - Fordítva, egy elsőrendű delta-szigma modulátort kaphatunk úgy, hogy ha a másodrendű vagy másodfokú delta-szigma modulátort megbontjuk, illetve a visszacsatoló-körét lekapcsoljuk. A példakénti kiviteli alak is átalakítható elsőrendű deltaszigma modulátorrá akkor, ha a 4 erősítőt a C3, Cl és C2 kondenzátorokat és a hozzájuk tartozó kapcsolókat eltávolítjuk, mert ebben az esetben, ami visszamarad az egy elsőrendű delta-szigma modulátor, amely az analóg jelet, amely analóg jel értéke U, egy digitális b(n) jellé alakítja át. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel bitáramlás /b(n)/ is átvihető és ebben az esetben a vevőoldalon egy egyszerű digitál-analóg átalakítót kell kiképezni, amely magába foglal egy impulzusformálót, amely egy meghatározott hullámalakot bocsát ki a bit időtartama alatt, mégpedig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
